Глава 4 Газообразные топлива

Первые поршневые двигатели Ленуара и Отто работали на газовом топливе – светильном газе. Затем газ был вытеснен бензином и дизельным топливом.

В 1939 году в России начался выпуск газобаллонных автомобилей ЗИС-30 и ГАЗ-4А, а в 50-е годы – ЗИС-156 и ГАЗ-51Б, предназначенных для работы на сжатом природном газе. Эти автомобили эксплуатировались в районах, обеспеченных сырьём для производства газового топлива.

В 1954 году было начато производство газобаллонных автомобилей ЗИС-156А и ГАЗ-51Ж, предназначенных для работы на сжиженном пропан- бутановом газе.

В 30-е годы прошлого века в России были разработаны и серийно выпускались автомобили, оборудованные газогенераторными установками. Эти установки позволяли получать горючие газы при сжигании углеводородного топлива. Автомобили ГАЗ-42 и ЗИС-21 во многом помогли в начале войны 1941–45 гг., когда были уничтожены излишне приближенные к границам запасы горючего.

Однако позже, в 60-е годы, в связи с бурным развитием нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и организа-цией массового выпуска дешёвых высокооктановых бензинов применение газовых топлив было практически прекращено.

В настоящее время в целях экономии нефти и снижения загрязнения окружающей среды, особенно в крупных городах, вновь получают широкое распространение автомобили, работающие на газообразном топливе.

Автомобили этого типа можно разделить на газобаллонные, работающие на сжатом природном газе и сжиженном нефтяном, а также газогенераторные, работающие на смеси горючих газов, получаемых в газогенераторе. Газогенераторные автомобили вновь заинтересовали автомобилистов. Газогенераторы в качестве сырья могут использовать отходы деревообрабаты-вающей промышленности, а также весьма некачественные топлива, например бурые угли.

Сжиженные нефтяные (СНГ) и сжатые природные (СПГ) газы имеют преимущества по сравнению с бензином:

– богатые природные ресурсы горючих газов и относительная простота их добычи. Специалисты считают, что запасов газа на Земле в 10–12 раз больше, чем нефти;

– высокая детонационная стойкость: ОЧМ СНГ – 90–100 ед., ОЧМ СПГ – 105–110 ед. [1];

– полное сгорание топлива, т. е. отсутствие несгоревшей жидкой фазы, что исключает смыв масляной плёнки с цилиндра и разжижение запаса масла, находящегося в картере двигателя, отсюда – повышение ресурса двигателя в 1,5–2 , а масла в 2–2,5 раза [5];

– скрытая теплота испарения весьма мала ( 116 кВт/кг), т. е. влияние на температурный режим камеры сгорания незначительно [5];

– меньшая токсичность отработавших газов;

– более высокая теплотворность (теплота сгорания);

– сравнительная дешевизна;

– экономичность газобаллонных автомобилей в процессе эксплуатации.

Наряду с этим газобаллонные автомобили (ГБА) имеют и ряд недостатков:

– снижение мощности двигателя за счёт меньшего коэффициента наполнения цилиндров: СНГ – 3–4%, СПГ – 18–20% [3];

– неудовлетворительные пусковые качества при низких температурах;

– увеличенное, из-за повышенного температурного режима работы двигателя, содержание в отработавших газах окислов азота, что ведёт к «нитрированию» масел и в конечном итоге коррозии при большом нагреве;

– повышенная степень сжатия двигателей ГБА требует применения высокооктанового бензина (резервное топливо);

– усложнение системы питания, увеличение объёма и стоимости обслуживания и ремонта;

– снижение грузоподъёмности автомобилей, работающих на СПГ из-за использования баллонов большой массы (800 кг у ЗИЛ-138);

– удорожание автомобиля на 20–26%.