Автомобильное ГБО

Возможность использования газа в качестве дешёвого заменителя автомобильного топлива была известна уже в 40-х годах прошлого века, но массовое внедрение данного вида топлива началось только 15-20 лет назад и происходит по сей день. Кроме снижения затрат на топливо при переходе на газ, происходит уменьшение нагрузки на экологическую составляющую за счёт снижения токсичности выхлопных газов в 1,5-2 раза, это особенно актуально в крупных городах. Самым перспективным, на данный момент, в России является перевод общественного и коммерческого транспорта на данный вид топлива.

Устройство систем газобаллонного оборудования на автомобильном транспорте.

Центральным элементом автомобильного ГБО является баллон высокого давления, рассчитанный как правило на рабочее давление до 25 атмосфер. Емкость баллона высокого давления для легкового автомобиля составляет, как правило, от 20 до 80 литров. Емкость баллона для КамАЗа или автобуса может достигать 300 и более литров. Емкость баллона для передвижного заправщика составляет порядка 400 литров.

Кроме баллонов высокого давления используются и баллоны низкого. В качестве топливных баков, рассчитанных на низкое давление, как правило используют сварной металлический баллон емкостью от  50 до 120 литров.

Как уже отмечалось раннее для баллонов, входящих в состав автомобильного газобаллонного оборудование очень важными характеристиками являются малый вес и безопасность, именно поэтому в этом сегменте широкое применение нашли металло-композитные баллоны.

Типовой схемой установки ГБО, является размещение баллонов цилиндрической формы в багажнике легкового автомобиля, за спинкой заднего пассажирского сиденья. Кроме этого существуют баллоны тороидальной формы для установки в нишу под запаску или под днище автомобиля, либо боковые баллоны, устанавливаемые над аркой заднего колеса.

Установка ГБО

Общий вид тороидального газового баллона:

Тороидальный баллон для ГБО

 

Тороидальный баллон в нише под запасное колесо

Заправочный клапан соединён с баллоном магистралью высокого давления, аналогичным образом подсоединяется моторный отсек. Для заправки к клапану подсоединяется специальный штуцер, через который подаётся газ под высоким давлением. Заполнение баллона газом происходит в течение определённого времени, продолжительность которого зависит от ёмкости баллона, производительности нагнетающего компрессора и прочих особенностей конструкции заправочной магистрали.

Общая схема установки газобаллонного оборудования на автомобиль показана на схеме далее:

Схема ГБО

1 – заправочный клапан;

2 – баллон;

3 – клапан на баллоне, пропускающий газ в моторное отделение;

4 – редуктор, служащий для понижения давления газа с 16 атмосфер до практически атмосферного и точной дозировки испарившегося газа в систему питания двигателя;

5 – газовый фильтр;

6 – газовый инжектор, распределяющий топливо по цилиндрам;

7 – система контроля и управления системой ГБО;

8 – переключающее устройство, переводящее питание автомобиля с газа на бензин и обратно.

 

Типовая схема автомобильной газозаправочной станции:

Автомобильная газозаправочная станция – станция заправки баллонов топливной системы грузовых, специальных и легковых автомобилей сжиженным углеводородным газом. Многие АГЗС предоставляют услуги по продаже и заправке газа в баллоны. Главное отличие от специализированных пунктов заключается в том, что на АГЗС не отслеживаются негодные баллоны.

Схема автомобильной газозаправочной станции

Главными участниками в обороте баллонов высокого давления для автомобильного ГБО являются владельцы автомобилей, АГНКС и компании, предлагающие услуги по установке и ремонту ГБО.

Производитель продает баллон установщику ГБО или автозаводу, который устанавливает ГБО на автомобили.

В процессе эксплуатации ГБО владелец автомобиля сталкивается с необходимостью заправки, переосвидетельствования баллона и ремонта ГБО. Заправка осуществляется на АГНКС – автомобильной газонаполнительной компрессорной станции, газ на которую поступает по газопроводу, давление увеличивается до 20 мПа и в таком виде подается в баллоны транспортных средств. Для заправки на АГНКС обязательным условием является годность баллона, определяемая датой переосвидетельствования. Переосвидетельствование баллонов может осуществляться организациями, услуги по переосвидетельствованию. Некоторые из подобных организаций предлагают и установку и ремонт ГБО и прочие услуги связанные с газобаллонным оборудованием – комплектация АГНСК, строительство АГНСК сервисное обслуживание и т. п.

Проблемы безопасности автомобильного ГБО.

В общем-то любое техническое устройство представляет собой потенциальную опасность при несоблюдении правил эксплуатации и обслуживания, а особенно если это устройство содержит в своём составе сосуды работающие под давлением и в качестве энергоносителя использующие сжиженный газ. Потенциальные риски при эксплуатации ГБО определяются такими факторами и параметрами как физико-химические свойства газов, критические уровни температуры и концентрации самовоспламенения. Для того, что бы создалась опасная ситуация (возможность взрыва), должно произойти образование газовоздушной смеси. В баках с бензином или дизельным топливом всегда находятся такие смеси, при этом концентрационные и температурные пределы таких смесей существенно ниже, чем у газов, применяемых в качестве моторного топлива. Соответственно по данным параметрам газовое топливо безопаснее классического бензинового или дизельного. Образование газо-воздушной смеси внутри газового баллона невозможно в силу того, что газ в нём находится под давлением и воздух проникнуть внутрь не может. Опасность могут представлять всевозможные утечки из газовой магистрали. В вопросах безопасности следует сравнивать применяемые в качестве топлива газы: сжиженный нефтяной газ LPG (пропан-бутан) и сжатый или компримированный природный газ CNG (метан). LPG более опасен при эксплуатации в силу своей большей плотности относительно воздуха. При возникновении утечки, газ будет стремиться вниз, смешиваясь с воздухом и образуя в приземном слое взрывоопасную газо-воздушную смесь. Для заправочных станций, использующих сжиженный нефтяной газ устанавливаются наибольшие противопожарные разрывы между зданиями и сооружениями. CNG легче воздуха и при утечке стремится вверх, растворяясь в атмосфере. Поэтому в незамкнутом пространстве этот вид топлива практически безопасен. По этой причине разрешается строить заправочные станции CNG в черте города.

Преимущества, перехода на газовое топливо:
Токсичность выхлопных газов снижается в 1,5- 2 раза.
Установка ГБО не требует серьезной переделки двигателя.
Быстрая окупаемость установки оборудования за счёт низкой стоимости топлива.
Снижение износа двигателя на 35-40%.
Газ имеет октановое число 105, что выше чем у других классических топлив, а это обуславливает отсутствие детонации на любых режимах работы двигателя.
После опустошения резервуара с газом, автомобиль может продолжать движение ещё 2-4 километра, а не остановится сразу.
Проще защитить автомобиль от угона.
Снижается уровень шума на 2-3 децибела.

Основные недостатки:
Сложности ремонта при использовании импортного ГБО.
Мощность двигателя снижается на 7%.
Запуск двигателя в зимнее время затруднён.
Масса автомобиля увеличивается на 30-40кг.
Медленная заправка.

Использование газомоторного топлива в России:

Фактором, сдерживающим спрос на газомоторное топливо в России и в частности на автомобильные баллоны высокого давления, является пассивная политика ОАО «Газпром» в отношении перехода на альтернативное топливо в целом, и малое в сравнении с АГЗС количество АГНКС в частности. Проблема перехода на альтернативное топливо на данный момент является одной из самых актуальных. Во всем мире наблюдается рост парка автомобилей, работающих на газовом топливе. Активный переход на газовое топливо в России – вопрос времени. С ростом цен на классические топлива, ожидается рост спроса на оснащение автопарка ГБО и соответственно возникают новые риски, связанные с применением газа в автомобилях.