Применение газового топлива - "за" и "против"

Бытующее в среде владельцев автотранспортных средств мнение, что газовая система питания небезопасна, может повредить двигатель, снизить его мощность, моторесурс и увеличить расход топлива настолько, что экономический эффект от использования газа сведется к нулю, полностью опровергается практикой эксплуатации автомобильной техники, оснащенной газовыми топливными установками.
Попробуем аргументированно опровергнуть возражения противников применения газовых установок.

1. Неприятный запах газа в салоне автомобиля.
В местах соединения трубопроводов часто происходит утечка газа. Необходимость ежедневной проверки герметичности системы и чрезвычайная затрудненность выполнения полной проверки оборудования методом омыления.

Утечка газа действительно возможна, если не уделять должного внимания состоянию установленной на автомобиле системе. Если в салоне ощущается запах газа, а сам автомобилист не в состоянии устранить утечку, можно обратиться за помощью в специализированный пункт проверки.

Современные газотопливные системы, изготовленные из высококачественных материалов и по авиационным технологиям, такие как отечественные системы "САГА-6" и "САГА-7", достаточно надежны. Запах газа может ощущаться при заправке автомобиля на газозаправочной станции и то лишь в момент отсоединения наконечника шланга, когда в воздух выбрасывается небольшой остаток газа. Газ нетоксичен, его специфический запах - результат одорации (добавления небольшого количества этилмеркаптана - газообразного вещества с сильным запахом). В местах соединений трубопроводов утечка газа исключена. Трубопроводы могут быть из нержавеющей стали с развальцовкой или из медной трубки, покрытой специальной резиной или хлорвиниловым материалом.

В последних моделях газобаллонной аппаратуры резиновые уплотнен заменены латунными кольцами, которые выдерживают многократный демонтаж и обеспечивают стопроцентную герметичность газопроводов высок-давления в течение всего срока эксплуатации. Таким образом, отпадает необходимость в весьма трудоемкой операции - омылении соединений.

2. Велика вероятность взрыва или пожара.
Опыт эксплуатации газобаллонных автомобилей у нас в стране и за рубежем показывает, что эти автомобили в аварийных ситуациях менее пожаро- и взрывоопасны, чем оснащенные бензиновыми двигателями.

Газ или бензин в смеси с воздухом может загореться только при высокой концентрации в определенном объеме: бензин - при концентрации 1,5% объема, газ - 1,8-2,4% объема. Взрывоопасная концентрация в движущемся автомобиле образоваться не может - осторожность надо проявлять лишь на стоянках. Тем не менее, если водитель почувствовал запах газа, он должен остановить автомобиль, закрыть вентили на баллоне и продолжать путь на бензине. Неисправность можно устранить прибыв на место. А утечку бензина можно не заметить, ведь даже канистра иногда подтекает.

3. Процесс горения в двигателе затянут из-за неполного сгорания газа, вследствие чего снижаются динамические характеристики автомобиля. При работе на газе поплавок в карбюраторе из-за отсутствия бензина ударяется о дно камеры и в нем может образоваться трещина, через которую при смене топлива в поплавок проникает бензин. Да и сам карбюратор повреждается.
Мнение о неполном сгорании газа ошибочно. В сжиженном газе (смеси пропана и бутана) благоприятное соотношение молекулярных масс углерода и водорода. Углеродное число пропана 3, бутана - 4, а содержание водорода более высокое (соответственно 8 и 10), что обеспечивает полное сгорание газа в двигателе.

В двигатель сжиженный газ поступает в газообразном состоянии, и по сравнению с бензином несколько уменьшается наполнение им цилиндров. При работе двигателя на газе его мощность снижается примерно на 6%, что приводит к снижению максимальной скорости на 4%. Однако при установке угла опережения зажигания до в.м.т. на 3-5° раньше номинального этот недостаток частично устраняется и даже достигается резкое ускорение автомобиля при разгоне. В итоге при движении автомобиля на газе и на бензине практически никакой разницы нет.

Что касается возможности появления трещины в поплавке, то наблюдается это только на автомобилях "Волга". Но можно заранее принять кое-какие меры: из отслужившей свой срок аккумуляторной батареи вынимают сепаратор, представляющий собой тонкий (1-2 мм) лист из пористого материала, вырезают из него площадку по размеру дна поплавковой камеры карбюратора и помещают эту площадку в поплавковую камеру. Теперь, если бензина в камере нет, поплавок ударяется о пористый материал, которым выложено дно камеры. Поплавки карбюраторов "Жигулей" и иномарок не разрушаются.

Случаи разрушения карбюратора в газобаллонных автомобилях крайне редки.

Рекомендуется раз в месяц смазывать маслом оси в блоке дроссельных заслонок, так как при работе на газе эти оси не омываются бензином и ускоренно изнашиваются. Однако сейчас многие модификации карбюраторов имеют на осях дроссельных заслонок подшипники или втулки, благодаря чему отпадает надобность в смазке. Для промывки каналов карбюратора и устранения пересыхания диафрагмы ускорительного насоса запускать и прогревать двигатель следует на бензине.

4. Клапаны газового редуктора недостаточно герметичны, при отключении двигателя на стоянке газ выходит через карбюратор в моторный отсек, и при повторном включении двигателя возможен взрыв. Резиновые уплотнители не выдерживают и года эксплуатации.
При отключении двигателя срабатывают электромагнитные клапаны, препятствуя проникновению газа в редуктор и бензина - в карбюратор. Давление газа на выходе из редуктора примерно равно атмосферному, и газ в карбюратор не поступает, а удерживается редуктором. В некоторых редукторах, например в системе "САГА-6", применены самоустанавливающиеся клапаны 1 -и и 2-й ступеней, что значительно увеличивает надежность их работы.

Чтобы при остановке двигателя в моторный отсек не попал газ, в редукторе имеется надежное разгрузочное устройство с вакуумным управлением. В редукторах без разгрузочных устройств их роль выполняет пневмоконтактор, управляющий электромагнитным клапаном подачи газа.

5. Из-за больших температурных нагрузок в двигателе наблюдаются пригорание поршней и потеря упругости поршневых колец, что в итоге приводит к разрушению рабочей поверхности цилиндров. Прогорают выпускные клапаны и их седла. Из-за сгорания обмотки (соленоида) часто выходят из строя бензиновый и газовый электромагнитные клапаны.

У газобаллонных автомобилей клапанный механизм и цилиндропоршневая группа имеют увеличенный ресурс. Конструкция электромагнитных клапанов позволяет снизить вдвое потребляемый ток и напряжение срабатывания, что исключит перегорание обмотки. Фильтры клапанов не требуют регулярного обслуживания, достаточно время от времени их промывать или заменять.

6. У газобаллонных автомобилей большой расход топлива и, как следствие, малый запас хода без дозаправки.
Расход газа в процессе эксплуатации определяют по установленному на баллоне прибору со шкалой, показывающей уровень сжиженного газа. Но поскольку индикатор на баллоне не отличается особой точностью, а открывать багажник и снимать крышку блока арматуры, чтобы взглянуть на стрелку указателя, не всегда удобно, можно рекомендовать более простой способ - определять расход газа (в литрах) на километр пути по спидометру. Во время заправки следует записать показания спидометра и далее следить за расходом газа, учитывая норму его расхода в л/100 км пути. Частичный расход газа можно определить по счетчику газозаправочной станции (АГЗС) при дозаправке автомобиля.

7. Уровень СО в отработавших газах у газобаллонных автомобилей выше, чем у имеющих бензиновый двигатель.
Чтобы автомобиль с полным основанием можно было назвать экологически чистым, должно быть экологически чистым топливо. И газ отвечает этому требованию. Применение газа заметно снижает по сравнению с бензином суммарную токсичность отработавших газов. Более чем втрое уменьшается количество токсичной окиси углерода CO (угарный газ), в 1,6 раза - содержание канцерогенных углеводородов CH, состоящих из частиц несгоревшего топлива. Концентрация окиси азота NO и двуокиси NO2, образующихся в процессе горения смеси кислорода и азота (безвредный азот, попадая в камеру сгорания из атмосферы, превращается в ядовитое соединение - оксиды азота), при работе двигателя на газе снижается в 1,2 раза. Соединения же свинца и различные ароматические полимеры, содержащиеся в бензине и также являющиеся опасными канцерогенами, в газовом топливе совершенно отсутствуют. Дымность выхлопа при работе на газовом топливе втрое ниже, чем при работе на бензине.

Согласно ГОСТ 17.2.2.03-87 предельно допустимая концентрация CO и CH в отработавших газах автомобилей с карбюраторными четырехцилиндровыми двигателями и установленными на них системами газовой аппаратуры для пользования газовым топливом не должна превышать значений, указанных ниже.

Частота вращения коленчатого вала, об/мин.........820-900 / 2900-3100

CO, %...........................................................................1,5 / 2,0

CH, ppm..........................................................................1200 / 600

Если концентрация токсичных веществ в отработавших газах автомобиля больше значений, приведенных выше, это значит, что двигатель неисправен. В этом случае устранять неисправности топливной аппаратуры можно только при следующих условиях:

зазоры в механизме привода клапанов при работе на бензине должны соответствовать значениям, приведенным в руководстве по эксплуатации, а для газа должны быть увеличены на 0,05 мм;

угол опережения зажигания должен соответствовать октановому числу бензина, который залит в бак, чтобы при резком открытии дроссельных заслонок в движении прослушивался кратковременный стук пальцев поршней(поршневые пальцы здесь ни при чем: при ударах детонационной волны издают звук сами поршни, ударяясь о стенки цилиндров). Для газа устанавливают более ранний (на 3-5°) угол опережения;

контакты прерывателя должны быть очищены от следов окисления, а искровые зазоры между электродами в свечах зажигания - отрегулированы должным образом при работе на бензине и уменьшены на 0,1 мм при работе на газе;

наконечники высоковольтных проводов должны быть очищены от окислов и надежно фиксировать провода в наконечниках свечей и крышке распределителя.

Также следует убедиться, что воздушный фильтр пригоден к эксплуатации, нет подсоса воздуха в соединениях между фланцем карбюратора и впускным трубопроводом, система выпуска не имеет утечек, а двигатель прогрет до рабочей температуры.

У автолюбителей обычно нет газоанализатора, обнаруживающего окись углерода и углеводороды. Для регулировки системы питания можно использовать тахометр, но и он не всегда бывает под рукой. Надеяться можно только на себя, на умение "ощущать" частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу и на единственный надежный инструмент - отвертку.

Теперь рассмотрим причины, вызывающие повышенную концентрацию окиси углерода СО в отработавших газах при исправных клапанном механизме и системе зажигания двигателя, а также способы их устранения.

Концентрация СО зависит в основном от качества топлива и его смеси с воздухом. Превышение концентрации СО бывает и следствием засорения воздушного фильтра. Тогда следует снять воздухоочиститель и промыть фильтрующий элемент бензином или заменить (если применяется сменный элемент).

Чрезмерный выброс окиси углерода с отработавшими газами может произойти и при высоком уровне бензина в поплавковой камере (богатая смесь). Снимите крышку с карбюратора и отрегулируйте положение поплавка ограничителем хода и язычком регулировки уровня. При износе запорного клапана (иглы) поплавковой камеры, что также может быть причиной повышенной концентрации СО, замените клапан новым. В комплект газобаллонной аппаратуры иногда входит дозатор газа, позволяющий регулировать количество газа, подаваемого в смеситель, и тем самым состав газовоздушной смеси, поступающей в двигатель на всех режимах его работы, кроме холостого хода. Если газового дозатора нет, регулировку проводят винтами на тройнике-дозаторе количества газа.

Еще одна причина высокой концентрации окиси углерода СО - заедание привода воздушной заслонки. Полностью откройте воздушную заслонку и отрегулируйте тягу управления воздушной заслонкой так, чтобы она открывалась без заеданий.

Износ цилиндров (гильз), поршней и поршневых колец, пригорание (закоксо-вывание) или поломка поршневых колец также могут стать причиной повышенного содержания окиси углерода в отработавших газах. Разберите частично двигатель (на некоторых моделях автомобилей это можно сделать, не снимая его с автомобиля). Снимите головку блока цилиндров вместе с коллектором, карбюратором и вентилятором, а также масляный поддон, предварительно слив охлаждающую жидкость и масло. Поверьте состояние снятых поршней, поршневых колец, гильз и их сопряжений. Очистите от нагара и замените поломанные детали, а также детали с износом, близким к предельному.

Соберите двигатель и отрегулируйте его работу на бензине. На исправном и проверенном по основным регулировочным параметрам, прогретом до рабочей температуры 80°С двигателе винтами количества (упорный винт дроссельной заслонки карбюратора) и качества смеси на карбюраторе приведите к норме содержание токсичных веществ в отработавших газах.

Переведите двигатель на газ и регулировочными винтами холостого хода давления газа второй ступени редуктора добейтесь минимального содержания вредных примесей в отработавших газах.

Можно подвести итоги.

Межремонтный ресурс двигателя можно увеличить в 1,5-2 раза, если перевести двигатель на газовое топливо.

Перевод автомобиля на газ не требует серьезной переделки двигателя.

Двигатель, работающий на газе, требует минимальной регулировки. Улучшается работа системы зажигания, срок службы свечей возрастает на 40%.

При работе двигателя на газе происходит более полное сгорание газовоздушной смеси, чем при работе на бензине. Как следствие, улучшаются условия смазки трущейся пары цилиндр - поршневые кольца, поскольку несгоревший бензин смывает масло со стенок цилиндров.

Увеличивается и срок службы моторного масла в 1,5-2 раза, его расход снижается на 10-15%.

Уменьшается нагарообразование в камере сгорания головки блока цилиндров и на поршнях, поскольку сокращается количество углеродистых осадков.

Заметно снижается суммарная токсичность отработавших газов.

При правильно выбранном режиме работы на газовом топливе уровень создаваемого двигателем шума снижается на 2-3 дБ, что особенно важно в условиях города, да и сам двигатель начинает работать мягче.

Газ - высококачественное топливо с октановым числом около 105. Поэтому ни на одном режиме работы двигателя не возникает детонация.

При выработке газа двигатель останавливается не сразу, а прекращает работу через 2-4 км пробега.

Комбинированная система питания газ плюс бензин - это 1000 км пути на одной заправке обеих топливных систем, а значит - можно не возить с собой канистру с бензином. Газовые баллоны тороидальной формы умещаются в нише, свободной от запасного колеса, у автомобилей типов хэтчбек и универсал.

Современные газовые топливные системы, выпускаемые в России и за рубежом, компактны и удобны. По форме они столь разнообразны, что в автомобиле можно установить даже два баллона, не стеснив при этом водителя и пассажиров.

Автомобили с системой впрыска топлива, оборудованные газовой аппаратурой, проще защищать от угона, чем автомобили с бензиновыми двигателями: отсоединив и забрав домой легкосъемный коммутатор, можно надежно заблокировать подачу обоих видов топлива и тем самым воспрепятствовать угону. Такой "блокиратор" трудно распознать, что служит серьезным препятствием для несанкционированного пуска двигателя.

Наряду с перечисленными достоинствами газобаллонного автомобиля следует отметить и ряд присущих ему недостатков: увеличение металлоемкости автомобиля на 25-30 кг, незначительное увеличение расхода потребляемого газа (в литрах) по сравнению с бензином, снижение мощности на 6%.

Тем не менее такой автомобиль для города или для загородных поездок более чем хорош, а главное - очень экономичен.

Среди других преимуществ использования газа как автомобильного топлива назовем, в частности, то, что газ позволяет сберегать более дорогое жидкое топливо. © Золотницкий В.А. "Система питания газобензиновых а/м"