Автомобили, работающие на сжиженном нефтяном газе
Автомобили, работающие на сжиженном нефтяном газе
Конструктивные особенности автомобилей, работающих на сжиженном -газе, связаны в основном с монтажом на них газобаллонных установок, рассчитанных на работу под давлением 16 кгс/см2. Газобаллонная установка для сжиженного газа, состоящая из газовых баллонов с арматурой, магистрального вентиля, испарителя, фильтра, редуктора, смесителя или .карбюратора-смесителя, трубопроводов низкого и высокого давления, обеспечивает хранение в сжиженном состоянии газа, его испарение, очистку, ступенчатое редуцирование давления, дозирование, смесеобразование и подачу газовоздушной смеси в двигатель.
Газобаллонные автомобили, использующие в качестве топлива сжиженную пропан-бутановую смесь, выпускаются как в газовой модификации (автомобили ЗИЛ, ГАЗ-53-07 и автобусы), в которой сохранена только кратковременная возможность работы на безине, так и универсальной ГАЗ-‘52-07, -52-08, -52-09 и -24-07 с двигателями для полноценной работы на газе и бензине.
Базовой моделью для грузовых газобаллонных автомобилей семейства ЗИЛ является ЗИЛ-138. Схема газобаллонной установки этого автомобиля представлена на рис. 1. Сжиженный газ в жидком и парообразном состоянии находится в баллоне. На переднем днище .баллона установлены расходные вентили соответственно паровой и жидкостной фаз газа. При пуске и прогреве двигателя его пнтание осуществляют газом паровой фазы, а после прогрева в двигатель подают жидкую фазу. От расходных вентилей газ поступает к магистральному вентилю, а от него посредством шланга высокого давления в испаритель.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Рис. 1. Газобаллонная установка автомобиля ЗИЛ-138: 1 — воздушный фильтр; 2 —трубка подвода воды к испарителю; 3, 7 — шланги высокого давления; 4— испаритель газа; 5 — шланг отвода воды от испарителя к компрессору; 6 — газопровод системы холостого хода; 8— труба подвода газа к смесителю; 9 — дозирующе-экономайзерное устройство редуктора; 10 — газовый редуктор; 11 — датчик давления газа; 12 — фильтр редуктора; 13 — манометр газового редуктора; 14 — магистральный вентиль; 15 — бензобак; 16 — фильтр; 17 —смеситель газа; 18 — про-ставка под смеситель; 19 — расходный вентиль паровой фазы; 20— контрольный вентиль максимального наполнения баллона; 21 — датчик указателя уровня жидкости в баллоне; 22—предохранительный клапан; 23 — наполнительный вентиль; 24 — расходный вентиль жидкостной фазы; 25 — баллон; 26 — карбюратор; 27—шланг, соединяющий вакуумные пространства экономайзера и разгрузочного устройства редуктора с впускным трубопроводом двигателя
В испарителе за счет тепла из системы охлаждения двигателя происходит испарение сжиженного газа.
Далее в парообразном состоянии газ через шланг поступает в фильтр, где улавливаются механические примеси (окалина, ржавчина) и смолистые вещества. Затем газ через фильтр поступает в газовый редуктор, где происходит двухступенчатое сжижение давления до уровня, близкого к атмосферному.
Газовый редуктор установлен непосредственно на двигателе с помощью кронштейнов, фильтр расположен под капотом на передней стенке кабины, а испаритель на впускном газопроводе (коллекторе) двигателя. Указатель уровня газа в баллоне и манометр давления газа в первой ступени редуктора установлены на щитке приборов. В кабину также выведена рукоятка магистрального вентиля. Баллон с сжиженным газом расположен с левой стороны по ходу автомобиля на кронштейнах, привернутых к раме.
На газобаллонном автомобиле газовой модификации имеется резервная система питания, обеспечивающая кратковременную работу двигателя на бензине в случае полного израсходования газа или наличия неисправности в газовой аппаратуре.
Резервная система питания (рис. 2) состоит из бензинового бачка с краном, топливопроводов, топливного насоса, фильтра-отстойника и однокамерного карбюратора с сетчатыми пламегасителями, установленными с обеих сторон в патрубках. В конструкцию резервной системы питания входит также специальный узел — проставка, устанавливаемая между смесителем и впускным трубопроводом и являющаяся переходным элементом для присоединения карбюратора к двигателю. При работе на бензине двигатель газобаллонного автомобиля развивает 30—40% номинальной мощности.
Система питания седельного тягача ЗИЛ-138В1 и самосвала ЭИЛ-138Д2 такая же, как на ЗИЛ-138; единственное отличие— наличие двух газовых баллонов, расположенных на левом и правом лонжеронах рамы.
Отличие газобаллонной установки грузовых автомобилей ГАЗ по сравнению с оборудованием, устанавливаемым на автомобилях ЗИЛ, заключается в основном в отсутствии в газовой системе питания фильтра газа, уменьшении в связи с этим числа шлангов высокого давления, а также в некотором изменении расположения газового оборудования в подкапотном пространстве.
Кроме того, на автомобилях ГАЗ-52-07, -52-08 и -52-09 устанавливают 6-цилиндровый двигатель с карбюратором-смесителем, что обеспечивает нормальную работу двигателя и на газе, и на бензине. При этом следует отметить, что на всех грузовых автомобилях ГАЗ (в том числе и на ГАЗ-5Э-07) вместимости топливного бака для бензина значительно выше, чем у газобаллонных автомобилей семейства ЗИЛ, и составляет 90 л.
Рис. 2. Резервная система питания
У автобуса ЛиАЗ-677Г газобаллонную установку монтируют на двигателе модели ЭИЛ-375Я7 .с головками блока двигателя ЗИЛ-130. На автобусе ЛАЗ-695П установлен двигатель ЗИЛ-138. Особенностью конструкции газобаллонных автобусов является наличие в системе питания двух баллонов для хранения сжиженного газа. Газовые баллоны, арматура которых расположена на специальной панели, крепятся к основанию’ кузова вдоль продольной оси с левой стороны по ходу автобуса. Кроме того, в системе питания газобаллонного автобуса ЛАЗ-695П в отличие от газобаллонного автомобиля ЗИЛ-138 вместо магистрального вентиля установлен электромагнитный клапан.
см2, соединенный с переходником магистрального вентиля (электромагнитного клапана), показывает давление в баллоне,, а манометр на 4 щчУсм2 — давление сжиженного газа в первой ступени редуктора. В остальном газовая и резервная системы питания автобусов не имеют принципиальных отличий по сравнению с системами питания грузового автомобиля ЗИЛ-138.
Легковой газобаллонный автомобиль ГАЗ-24-07 имеет газовое оборудование, в котором конструктивно объединены в узлы газовый редуктор с испарителем, фильтр газа с магистральным электромагнитным вентилем, расходный вентиль для жидкостной фазы с расходным вентилем для пара, наполнительный вентиль с вентилем максимального заполнения баллона и предохранительным клапаном.
Сжиженный газ из баллона, установленного в багажном отсеке автомобиля, через расходные вентили 8 и 10 по трубопроводу поступает в газовый фильтр с электромагнитным клапаном. Из фильтра по трубопроводу сжиженный газ поступает в двухступенчатый редуктор-испаритель. В последнем одновременно происходит испарение сжиженного газа и понижение его давления.
Двигатель, установленный на автомобиле ГАЗ-24-07, работает полноценно как на пропан-бутановой смеси, так и на бензине АИ-93. Под панелью приборов, слева от рулевой колонки, установлены выключатель электромагнитного клапана, переключатель указателя уровня топлива с бензина на газ и кнопочный выключатель электромагнитного клапана редуктора, используемого при пуске двигателя.
Новости: Горьковский автомобильный завод представляет новые модели автомобилей на природном газе
Москва, 2 сентября 2019 года, – На выставке COMTRANS 2019 «ГАЗ» представляет новые модификации автомобилей, работающих на природном газе.
«ГАЗон NEXT 10 LNG/CNG» – среднетоннажный грузовик с комбинированной топливной системой – может работать на двух типах газового топлива: LNG (сжиженном природном газе) и CNG (сжатом природном газе). Автомобиль «ГАЗель NEXT 4.6» с двигателем Evotech 3.0 CNG предназначен для маршрутных перевозок и рассчитан на 22 пассажира. Природный газ – наиболее экономически эффективный из используемых сегодня на коммерческом транспорте видов топлива. Его применение в грузовых и маршрутных перевозках обеспечивает минимальный уровень топливных расходов на километр пути. «ГАЗон NEXT 10 LNG/CNG» предназначен для интенсивной эксплуатации на маршрутах с большими пробегами. Основная топливная система автомобиля работает на LNG (liquefied natural gaz) – сжиженном природном газе (метане), охлажденном до температуры -162 градуса. LNG-бак представляет из себя термос, предназначенный для максимально долгого поддержания низкой температуры топлива. Дополнительная топливная система работает на CNG (compressed natural gaz) – сжатом природном газе.
На автомобиль установлена газовая модификация двигателя ЯМЗ-534, разработанная специально для работы на природном газе. Максимальная мощность двигателя – 170 л.с., максимальный крутящий момент – 600 Нм. Максимальная скорость автомобиля – 105 км/ч.
При сравнимых объемах топливного бака LNG обеспечивает в 3 раза больший запас хода, чем CNG. В связи с этим эксплуатация таких автомобилей наиболее выгодна при больших ежедневных пробегах.
Микроавтобус «ГАЗель NEXT 4.6 CNG» рассчитан на перевозу 22 пассажиров (19 сидячих и 3 стоячих места). В автомобиле установлен модернизированный газово-бензиновый двигатель EvoTech 3.0. Увеличение рабочего объема силового агрегата до 3 л (по сравнению с 2,7 л у предыдущей версии двигателя – EvoTech 2.7), применение чугунного блока цилиндров, новых коленчатого и распределительного валов, поршня и головки цилиндров и другие технические изменения позволили снизить теплонагруженность и повысить стабильность работы силового агрегата при высоких температурах.
Автомобиль совмещает в себе комфорт, безопасность и функциональность семейства NEXT с высокой экономической эффективностью и экологичностью. Применение сжатого газа позволяет снизить топливные затраты на 40-50% (в зависимости от величины пробега и особенностей конкретной модели) по сравнению с бензином и дизельным топливом.
Новость взята с официального сайта группы ГАЗ https://azgaz.ru/gaz-world/news/gorkovskiy-avtomobilnyy-zavod-predstavlyaet-novye-modeli-avtomobiley-na-prirodnom-gaze/
Центр обработки данных по альтернативным видам топлива: выбросы транспортных средств на природном газе
При использовании в качестве автомобильного топлива природный газ может обеспечить более низкие выбросы парниковых газов (ПГ) в течение всего жизненного цикла по сравнению с обычными видами топлива, в зависимости от типа транспортного средства, рабочего цикла и калибровки двигателя.
Кроме того, природный газ снижает некоторые выбросы двигателя.
Выбросы выхлопных газов возникают в результате сгорания топлива в двигателе транспортного средства. Выбросы, представляющие первостепенное значение, включают регулируемые выбросы углеводородов, оксидов азота (NO х ), окись углерода (СО), а также двуокись углерода (СО 2 ). Агентство по охране окружающей среды США (EPA) требует, чтобы все виды топлива и типы транспортных средств соответствовали все более низким, почти нулевым, пороговым значениям выбросов выхлопных газов загрязнителей воздуха и твердых частиц. Одним из преимуществ транспортных средств, работающих на природном газе (NGV), является их способность соответствовать этим строгим стандартам при менее сложном контроле выбросов. NGV продолжают обеспечивать преимущества по выбросам в течение жизненного цикла, особенно при замене старых обычных автомобилей. Газовые автомобили со сверхнизким выбросом NO 9Двигатели 0005 x могут производить почти нулевые выбросы NO x , что соответствует дополнительному стандарту Калифорнийского совета по воздушным ресурсам 0,02 NO x .
Природный газ все чаще используется для замены бензина в небольших устройствах, таких как вилочные погрузчики и коммерческое оборудование для газонов. Поскольку природный газ является топливом с низким содержанием углерода, переход на природный газ в этих приложениях может привести к сокращению выбросов углеводородов, CO, NO x и выбросов парниковых газов.
Выбросы в течение жизненного цикла и использование нефти
Модель GREET Аргоннской национальной лаборатории оценивает использование нефти в течение жизненного цикла и выбросы парниковых газов транспортных средств, работающих на сжатом природном газе (СПГ) и сжиженном природном газе (СПГ). Основываясь на этой модели, большегрузные автомобили, работающие на природном газе, могут обеспечить небольшое или умеренное снижение выбросов парниковых газов по сравнению с дизельным топливом на протяжении всего жизненного цикла топлива. Фактические сокращения будут зависеть как от относительной экономии топлива, так и от утечек метана вверх по течению и транспортных средств.
При сравнении выбросов за жизненный цикл двух типов природного газа КПГ и СПГ практически идентичны. При производстве СПГ используется меньше нефти и выделяется немного меньше парниковых газов, чем СПГ, поскольку для сжатия природного газа требуется меньше энергии, чем для его сжижения.
Поскольку возобновляемый природный газ (RNG), также известный как биометан, химически идентичен ископаемому природному газу, но дает гораздо меньше выбросов парниковых газов за жизненный цикл, смешивание даже относительно небольших количеств RNG с ископаемым природным газом может обеспечить значительный жизненный цикл Преимущества выбросов парниковых газов. В исследовании методов производства ГСЧ, проведенном в 2011 году, Аргоннская национальная лаборатория пришла к выводу, что все методы ГСЧ показывают значительно меньшие выбросы парниковых газов и потребление ископаемого топлива, чем обычные ископаемые природный газ и бензин.
В целом, СПГ и СПГ являются экологически чистым топливом и соответствуют действующим стандартам выбросов транспортных средств.
Переделанные автомобили
Переоборудование обычных автомобилей для работы на природном газе является хорошим вариантом для включения альтернативных видов топлива в работу автопарка. Требования и правила EPA по выбросам распространяются на автомобили, переоборудованные для топливных систем CNG и LNG.
Агентство по охране окружающей среды требует, чтобы производители систем переоборудования продемонстрировали, что переоборудованные автомобили или двигатели соответствуют тем же стандартам выбросов, что и исходное транспортное средство или двигатель. По этой и многим другим причинам важно, чтобы переоборудование выполнялось авторитетными и высококвалифицированными специалистами по модернизации систем.
Грузовики СПГ: мост в никуда
Грузовики, работающие на сжиженном природном газе (СПГ), продолжают рекламироваться лоббистами грузовиков и газовых компаний в качестве мостовой технологии для обезуглероживания сектора автомобильных грузоперевозок. Недавно выпущенное исследование, которое я подготовил вместе с Öko-Institut, опровергает это мнение.
Более того, наши выводы приводят к тревожному выводу: грузовики, работающие на СПГ, практически не приносят пользы для климата. Тем не менее, они пользуются значительными нормативными и фискальными стимулами, которые могут поставить декарбонизацию автомобильного грузового транспорта в никуда.
Логика, используемая для лоббирования политики, благоприятной для СПГ, — от более высоких целевых показателей для заправочных станций СПГ до освобождения грузовиков, работающих на СПГ, от дорожных сборов, — проста: 1) природный газ имеет значительно более низкое содержание углерода, чем дизельное топливо для одинаковое содержание энергии, 2) газовые грузовики выбрасывают меньше загрязнителей воздуха, чем дизельные, и 3) инвестиции в грузовики и инфраструктуру могут быть использованы при переходе к полному обезуглероживанию за счет использования био- или синтетического метана. Давайте разберем их по одному.
Содержание углерода примерно на 25% ниже, чем у дизельного топлива, и приличная плотность энергии делают СПГ привлекательным альтернативным топливом для магистральных грузовиков.
Однако проблемы быстро становятся очевидными при оценке не только CO 2 , но и всех выбросов парниковых газов (ПГ) по всей топливной цепочке от скважины до колеса (WTW). На приведенном ниже рисунке показаны характеристики WTW дизельных грузовиков и грузовиков, работающих на СПГ, в эквивалентных граммах CO 2 на километр с использованием двух периодов времени для оценки воздействия на климат: 20 и 100 лет. Ориентируясь на 100-летний период, показатели выбросов парниковых газов WTW у грузовиков, работающих на СПГ, оснащенных двигателями с искровым зажиганием (SI), всего на 2% лучше, чем у грузовиков с дизельным двигателем. Искровое зажигание является наиболее распространенной технологией для двигателей СПГ; И Scania, и Iveco используют эту концепцию сгорания. Выбросы парниковых газов WTW от грузовых автомобилей, работающих на СПГ, оснащенных более эффективными двигателями с непосредственным впрыском высокого давления (HPDI), впервые представленными Volvo, составляют лишь приблизительно 9% ниже, чем у дизельного топлива.
В 20-летнем периоде, который иллюстрирует более непосредственные климатические риски, грузовики, работающие на СПГ, неизменно хуже, чем дизельные, из-за сильного краткосрочного воздействия метана на климат. Таким образом, глядя на всю картину WTW, преимущество более низкого содержания углерода в метане испаряется так же быстро, как и выброс СПГ.
Что касается выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, то преобладающее представление о том, что двигатели, работающие на природном газе, чище дизельных двигателей, больше не соответствует действительности в условиях современного технологического ландшафта. Достижения в области систем контроля выбросов дизельных двигателей, новые концепции сгорания для двигателей, работающих на природном газе, таких как HPDI, и лучшее понимание выбросов ультрадисперсных частиц нефильтрованных двигателей SI бросают вызов устоявшемуся представлению о том, что двигатели, работающие на природном газе, производят меньше загрязняющих веществ, чем дизель. Технологические усовершенствования в системах контроля выбросов, такие как более эффективное управление температурой при последующей обработке или добавление сажевых фильтров к двигателям с однократным зажиганием, могут еще больше сократить выбросы загрязняющих веществ как дизельными двигателями, так и двигателями, работающими на СПГ.
Когда речь идет о влиянии дизельных грузовиков и грузовиков на СПГ на качество воздуха, нет явного преимущества одного над другим.
Последний распространенный аргумент в пользу грузовиков, работающих на СПГ, заключается в том, что в ближайшие десятилетия газоснабжение Европы может быть преобразовано в полностью возобновляемый ресурс. Это не что иное, как принятие желаемого за действительное. Биогаз принесет пользу в плане сокращения выбросов парниковых газов только в том случае, если он будет производиться из сырья с низким содержанием углерода, такого как отходы и устойчивые остатки. Проблема в том, что коровьего навоза, мусора и сельскохозяйственных отходов просто не хватает для удовлетворения спроса. Хотя преобразование энергии в газ не имеет таких же ограничений по сырью, оно сталкивается с другими экономическими ограничениями. Кроме того, питание грузовика от энергии к газу намного менее эффективно, чем использование того же возобновляемого электричества для питания грузовика на топливных элементах или аккумуляторных батареях.
Комбинация биогаза и энергии в газ может удовлетворить не более 12% прогнозируемого общего спроса на газ в ЕС в 2050 году при очень высоких затратах для налогоплательщиков, поскольку это потребует огромной политической поддержки.
Да, грузовики, работающие на сжиженном природном газе, могут принести ничтожную пользу для климата. Однако эта технология может заблокировать Европейский Союз на пути, который несовместим с его целями климатической нейтральности. Следовательно, следует пересмотреть нормативные и фискальные стимулы, которыми сегодня пользуются грузовики, работающие на СПГ.
Как видно из приведенного выше рисунка, выбросы ПГ от грузовиков, работающих на СПГ, систематически занижаются в европейских правилах CO 2 для грузовых автомобилей, поскольку большая часть выбросов от цистерны к колесу не учитывается. Например, действующая процедура сертификации не учитывает выбросы метана и закиси азота. Выбросы этих двух мощных загрязнителей климата можно решить путем внедрения отдельных стандартов по выбросам парниковых газов для двигателей, включая поправочные коэффициенты в инструменте моделирования, используемом для сертификации (т.
а еще лучше, комбинацией этих мер.
В дополнение к получению необоснованного нормативного преимущества, грузовики СПГ продвигаются в некоторых странах-членах ЕС с помощью фискальных стимулов. В Германии грузовики на СПГ субсидируются при покупке, освобождаются от дорожных сборов и платят на 70% меньше налога на энергию, чем дизельные грузовики. Эти субсидии составляют более 70 000 евро в течение первых пяти лет использования автомобиля. Учитывая ограниченное преимущество грузовиков, работающих на СПГ, по сравнению с дизельным топливом — 2% для SI-LNG и 9% для HPDI-LNG — это очень неэффективная схема субсидирования, которая обходится налогоплательщикам в 7000 евро за тонну CO 9 .0005 2 сохранено. Для сравнения, штрафы, установленные стандартами для грузовиков CO 2 в 2025 году, составляют около 250 евро за тонну CO 2 . Ясно, что продление субсидий на грузовики, работающие на СПГ, как, например, рекомендация Транспортного комитета Бундестага Германии о продлении освобождения от уплаты дорожных сборов, является необоснованным.