Існує безліч способів економити паливо. Найкардинальніший з них – менше їздити. Але тоді питається, а навіщо потрібна машина, щоб милуватися нею, а їздити на автобусі? Можна їздити акуратно і плавно не набирати великої швидкості, різко не розганяючись і не вповільнюючись. Але, на жаль, автомобільний потік диктує вам свої правила. Тому більшість правил, за винятком першого, так і залишаються лише теорією.
Але є й інші методи вирішення цієї, можна сказати сміливо, нелегкого завдання. А саме використання так званого альтернативного палива. Ні, не лякайтеся або не радійте, у нас ще не використовується водень, спирт або електрика, але вже досить давно використовується газова суміш пропану і бутану, а останнім часом одержує поширення ще й природний газ – метан. От і давайте розберемося з газифікацією автопарку країни.
Трохи історичних фактів газифікації
На самому початку ще радянських 80-их років у колах уряду СРСР зародилася ідея глобальної економії природних ресурсів. Як рішення було запропоновано перевести парк автомобілів, для початку вантажних, на газове паливо. Природним явищем для того часу були директиви, якими і спантеличили керівників всіх автопарків і автобаз. І ось, здавалося б, під козирок і виконувати, ан, немає. Бюрократія велика річ! Тут ніби все дружно змовилися і чинили опір нововведенню. Відразу посипалися доповіді, рапорти та інші паперові в уряд, що мол це рішення скоропалительно і неспроможне, що у зв’язку з газифікацією автомобілів вони стали швидко виходити з ладу, часто ламатися на дорозі і навіть, о жах, згоряти. Це все, природно, перешкоджає виконанню плану п’ятирічки. І як вихід з ситуації вкрай важкій ситуації, була вимога повернутися до старого доброго бензину.
Але чи так насправді йшли справи? Може бути, і справді з’явилися вантажівки з червоними балонами марок ГАЗ-52, ГАЗ-53, ЗІЛ-138 і написами на кузовах «МЕБЛІ», «ХЛІБ», «ПОШТА» представляли як економічну небезпеку, так і небезпека для оточуючих людей? Швидше за все, немає, тому що факти вибухів, пожеж і збитку були в більшості випадків фальсифіковані.
Однак трапляється так, як трапляється, і, визнавши псевдонесостоятельность перекладу автомобілів на газ, директиви були скасовані і благополучно забуті як страшний сон. А, здавалося б, що поганого було в директиві? І чому така реакція на неї?
В дійсності все просто як білий день, це можна пояснити двома словами – лівий дохід.
Для того щоб злити бензин і підмотати потім кілометри на одометрі не треба багато розуму і фантазії, достатньо неповної середньої освіти, а от зі зливом газу справи йдуть куди складніше, і тут не обійтися вже без більш високої освіти. Крім того, газ дешевше і менш затребуваний, отже, економічний ефект від його продажу, навіть у разі зливу, був би куди меншим, ніж з бензином. Не варто забувати, що бензин в ті часи був дефіцит, заправок було мало, на них часто не було бензину, а якщо і був, то його нещадно разбулижівалі водою. Це приводило до ажіотажу на бензиновому ринку. І заради того, щоб з’їздити кілька разів на дачу або на рибалку (але це вже був шик) люди були готові переплачувати за його величність – БЕНЗИН. Так, тоді був час парадоксів, коли багато товарів, навіть колишні у вживанні, можна було продати дорожче нових, і дорожче, ніж в магазині.
Ось така була політика. А зараз?
Сучасність – продовження історії?
Але от радянські часи канули в лету, все вже заспокоїлося і склалося, здавалося б, дуже багато що змінилося. Але от справи з газифікацією не змінилися в кращу сторону і по сей день. А причиною тому – бензинове лобі. Тільки тепер, швидше за все, помінялося все місцями. Автовласники повинні бути зацікавлені в зниженні витрат, навіть організації, в більшості своїй приватні. А в чому проблеми? Знову-таки в міфах минулого, які продовжують культивуватися тепер уже постачальниками бензину.
Отже, давайте поговоримо про ці міфи.
Міф про небезпеку газу
Щоб з цим розібратися, давайте розглянемо основні властивості вуглеводневого газу, а також порівняємо з бензином.
Найбільш важливий показником для правильної роботи двигуна, який знають навіть школярі – октанове число, яке визначає антидетонаційну стійкість палива. Для збільшення ступеня стискування необхідно підвищити октанове число. Наприклад, для роботи двигунів ВАЗ 2101 … 07 зі ступенем стиску 8,5 вимагається бензин АІ-91 … 93, а заправляється реально АИ-92. Якщо залити 80-ий, то двигун буде детонувати, що призведе до його передчасного виходу з ладу. А для передньопривідних моделей Вазов із ступенем стиснення 9,6 вже потрібний АЇ-95. Однак, тут набагато простіше, тому що можна залити і 92-ой, але двигун буде працювати, як ні в чому не бувало. А чому? А тому, що він уже інжекторний! Електроніка динамічно виставляє кут випередження запалювання залежно від даних з датчика детонації. Відповідно, для дев’яносто другого буде виставлено більше пізнє запалювання, природно, з втратою потужності і деяким збільшенням витрати палива.
Ну що ж з бензином в плані октанового числа розібралися. А як справи тут у газу?
Але перед цим Добрі поради пропонує довідатися, який буває газ. Звичайно, ми не будемо розглядати всі можливі гази, а тільки ті, які використовуються для автотранспорту.
Якісні та кількісні показники цих газів регламентує ГОСТ 27578-87 «Гази вуглеводневі зріджені для автомобільного транспорту».
Вище зазначений стандарт визначає наступні типи:
1) Пропан автомобільний (ПА) з вмістом пропану 85 ± 10%, сума граничних вуглеводнів – не більше 6%, вуглеводні С4 і вище не регламентовані;
2) Пропан-бутан автомобільний (ПБА) з вмістом пропану 50 ± 10%, сума граничних вуглеводнів – не більше 6%, вуглеводні С4 і вище не регламентовані.
Т.ч. основа газового палива за стандартом – пропан, а Бутан вже як доведеться (не регламентується).
Якщо хто не пам’ятає: Пропан – С3Н8, Бутан – С4Н10.
А питається – чому так? Щоб проаналізувати, дивимося таблицю 1.
Таблиця 1 – Характеристики автомобільного палива
Компоненти Пропан Бутан Бензин (АІ-93)
Октанове число 112 95 93 (теоретіч.)
Теплота згоряння стехиометрической суміші, МДж/м3 3,41 3,47 3,55
Теоретично необхідний об’єм повітря для згоряння палива, м3/кг 12,81 12,64 12,35
Максимальна швидкість поширення фронту полум’я, м / с 0,810 0,825 0,850
Можливий ступінь стиску, о.е. 10-12 8,5 8,2
За антидетонаційній стійкості пропан поза конкуренцією, а от бутан дуже близький до бензину. Т.ч. використовуючи пропан можна збільшити ступінь стиснення і, отже, потужність при тих же габаритах двигуна. Так, але розуміє суть справи людина вигукне, що адже це неможливо, тому що конструкція двигуна вже вирішена. А значить, що це позитивна властивість нереалізовано, а тільки лише гарантує відсутність детонації на будь-яких режимах роботи двигуна.
А ось більш цікавий і значущий параметр – теплота згоряння. Тут безперечно рулить бензин, тоді як пропан явний аутсайдер. А що цей параметр значить для двигуна. Давайте згадаємо, що двигун внутрішнього згорання – це теплова машина. Чим вище теплота, тим більше можна отримати енергії, а значить потужності при однакових обсягах спаленної суміші.
Щодо необхідного обсягу повітря знов-таки лідер бензин – йому його треба менше всіх, а пропану більше всіх. Чому це так важливо? Тому що це висуває підвищені вимоги до пропускної здатності повітряного тракту. Забігаючи вперед, скажу, що збільшення кількості споживаного повітря змушує частіше міняти повітрофільтри.
А ось зі швидкістю поширення фронту полум’я не все так однозначно. Відразу скажу, що цей параметр залежний від октанового числа. Це можна поспостерігати за наведеною вище таблицею. І це досить просто зрозуміти з визначення детонації.
Детонація – це режим роботи двигуна, при якому процес згорання палива носить вибуховий характер.
А вибуховою це означає надшвидкий процес горіння. Це якраз і характеризується максимальною швидкістю поширення фронту полум’я. У пропану ця швидкість мінімальна, у бензину – максимальна. Але на відміну від октанового числа цей параметр дуже важливий і впливає на процес горіння в кожному конкретному двигуні.
З одного боку, чим повільніше розповсюджується полум’я, тим повільніше наростає тиск в циліндрі і тим менше прискорення поршнів, а, отже, автомобіля. Але з іншого боку – менше ударне навантаження на кривошипно-шатунний механізм, отже, вище ресурс двигуна.
Так в чому тоді переваги пропану, чому ж саме його зміст регламентується?
А справа тут у фізиці. Газ, випаровуючись в закритому просторі (у нас це балон), утворює парову подушку, при цьому створюється певний тиск, який в свою чергу перешкоджає подальшому випаровуванню газу. Точніше сказати, газ-то випаровується постійно, але частина його конденсується назад. Небудь бачили графин з гарячою водою? Там є пара над водою і краплі конденсату. При випаровуванні рідкої фази газу підвищується тиск парової фази, утворюється насичена пара, що при досягненні певного значення приводить до конденсації «зайвого» – тиск падає. Ось так і відбувається без всякої електроніки підтримка постійності тиску в балоні. Я думаю, не складно здогадатися, що цей процес залежимо від температури. Вище температура – швидше випаровується газ і підвищується тиск.
Так навіщо ж тоді городити город з паровою подушкою? Давайте заповнимо балон повністю, і нікуди буде випаровуватися. Однак, як стверджує все та ж фізика, рідина нестислива. Т.ч. при зміні температури, а небезпека виникає при її збільшенні, рідина змінить свою щільність, а як наслідок займаний нею обсяг. Щільність зменшується – обсяг збільшується. А адже балон не гумовий, він не може розтягуватися.
До слова сказати, що бензобаки організовані аналогічно, у них теж є незаполняемий (обмежений горловиною) обсяг під парову подушку.
Здавалося б, золота середина – це бутан. Але застосовувати його в чистому вигляді можна тільки в районах з теплим кліматом. Тоді як для більш холодних районів використовується суміш пропану і бутану – пропан-бутан. Причому зимова суміш, на відміну від літньої (де 50%), має до 95% пропану. А все чому? Є так звана температура кипіння, яка показує, коли рідина починає переходити в пару. Так от пропан кипить вже при -42,1 ° С, що практично гарантує його випаровування в будь-яких районах за винятком Крайньої Півночі. У цьому випадку в суміш додають етан, який кипить при -88,5 ° С. А ось Бутан зволить кипіти тільки при -0,5 ° С, що робить його застосування в холодних районах практично неможливим.
З бензином справи йдуть гірше, він кипить при температурах від +35 до +205 ° С. Але не треба паніки, в системах живлення бензином він подається насосом (газ надходить під власним тиском і насоси йому не потрібні) і розпорошується тим чи іншим методом в аерозоль.
Наведемо ще трохи цифр, вже потерпіть трохи.
Важливим чинником в плані забезпечення безпеки є температура самозаймання палива в атмосфері повітря при нормальному тиску, ° С:
пропан: +510 … +580;
бутан: +475 … +550;
бензин: +470 … +530.
З чого можна зробити висновок, що найбезпечніший – пропан, тому для його самозаймання потрібна вища температура, яка в автомобілі, на відкритих деталях (не в камері згоряння) недосяжна, бутан і бензин в цьому плані практично ідентичні, але все ж помітні по іншому чиннику. За нормальних температурних умов, газ переходить в пар і, будучи важче повітря, йде вниз, тоді, як бензин залишається рідким довше, що підвищує ризик його займання.
Резюмуючи вище сказане Добрі поради може розвінчати міф про небезпеку газу. Якщо не порушувати простих правил безпеки, про які поговоримо в одній з наступних статей, то нічого не рвоне й не загориться.
Тоді як хороша випаровуваність газу практично за будь-яких погодних умовах робить його незамінним помічником у стійкій роботі двигуна.
Газ, будучи добре випарувався, більш рівномірно і повністю заповнює циліндри і покращує тим самим процес згорання.
Важливим чинником можна вважати відсутність у складі газу смолянистих (не плутати з маслянистими) з’єднань, а також сірки і парафіну, які присутні в бензинах. Це звільняє деталі камери згоряння від нагару і відкладень. Крім того, газ згорає повністю (на багатій суміші двигун працювати не буде), що приводить до повної відсутності сажі. Ці чинники виключають появу гартівного запалення, яке теж далеко не корисно двигуну.
Крім цього сірка, при згорянні в парах води, яка неминуче утворюється при згоранні будь-якого вуглеводневого палива, утворює сірчисту кислоту, яка руйнує метал, старить масло.
Міф про прогорання
А тепер, про найголовніше міфі газу, про який вже можна складати легенди. Це міф про прогорання.
А що може прогоріти на автомобілі від газу? Головка, колінвал, глушник? А раптом прогорить прокладка між кермом і сидінням? Але підозра все-таки в першу чергу падає на клапана, причому тільки випускні, тому при роботі впускних суміш ще не горить. Немає вогню – немає проблем!
Насправді, і Добрі поради вже говорив про це вище, газ, особливо пропан, горить повільніше бензину, це призводить до того, що він ще догоряє при початку такту випуску, коли відкривається випускний клапан. Цілком було б логічно припустити, що омиваний вогнем клапан буде перегріватися і дні його полічені – він згорить. Але не все піддається логіці. По-перше, на бензині таке теж цілком можливо і є з чотирьох причин:
Бідна суміш;
Некоректно виставлене запалення (пізніше);
Неправильне регулювання газорозподільного механізму;
І, нарешті, застосування низькооктанового бензину на карбюраторних двигунах.
На газі прогару можна уникнути при коректно виставлених зазорах ГРМ і запалюванні.
Проводилися дослідження з цього приводу, і якому-небудь зв’язку прогорання клапанів з використанням газу виявлено НЕ БУЛО, вони з тією ж частотою прогорали і на бензині.
А ви не замислювалися про те, що більше половини автопарку Італії, наприклад, їздить на газі і нічого у них не прогорає? Адже випадки з прогоранням можна віднести до банального браку самих клапанів. А що, шлюб у нас це рідкість?!
Міф про запах в салоні
І ось Добрі поради підібрався до третього міфу про шкоду установки газу на автомобіль – страхітливий запах в салоні. А, якщо вдуматися, то звідки він може взятися? Адже газобалонне обладнання (ГБО) працює під тиском, а з’єднання виконані з розрахунком витримувати не тільки робочі, а й аварійні тиску.
Поява газового духу в салоні може попереджати вас про два випадки.
Перший – розгерметизація якого з’єднання або агрегату. Так, але дозвольте, адже при відсутності належного догляду і бензинові магістралі можуть дати текти, що трапляється досить часто. Газопроводи виконані металевою трубкою, з’єднання конусні і мають високу механічну і хімічну стійкість. Гумові бензошланги, на жаль, не можуть цим похвалитися.
І другий – негерметичність системи випуску відпрацьованих газів. Але тут вже зовсім для бензинової системи справи погані. Якщо таке сталося, то на газі це стане швидко помітно. Треба мати дуже поганий нюх, щоб не почують запах газу.
Для довідки. Газ сам по собі не пахне, це пахне одорант, який не згорає і призначений саме для виявлення витоку. У бензині одорант теж є, але він згорає.
Але ж затоку бензину адже ви не відновите герметичність вихлопної системи, і благополучно будете вдихати «аромат» вихлопу і СО.
Плюси і мінуси установки ГБО
Отже, ви ще сумніваєтеся? Тоді приведемо підсумок позитивних і негативних моментів використання газу на автомобілі.
Ні для кого не секрет, що ціна має значення, про неї і поговоримо.
У сформованій ситуації на ринку ПММ ціна літра газу в середньому в 2 рази менше літра бензину АІ-80, не кажучи вже про 95-ом чи дев’яносто шостому, які в 3 рази дорожче. Це є бонус. Ура, це здорово! Але для того, щоб насолодитися різницею, спочатку треба заплатити. За що? А за установку ГБО. Це є мінус.
І ось на сцену виходить поняття – окупність установки ГБО. Тут все просто. Якщо ви їздите мало, наприклад, тільки на дачу влітку, то доводиться констатувати факт, що при всіх інших перевагах газу, вам, швидше за все, доведеться продовжувати їздити на бензині. Особливо, якщо ви щасливий володар інжекторного авто, де вартість установки ГБО в 2-3 рази більше, ніж на карбюраторний.
Раціонально встановлювати газ на карбюраторні авто, якщо річний пробіг 15000 км і більше, тоді установка окупить себе через рік (це перевірено самим автором статті). Тоді як для інжектора ця цифра буде в районі 25 … 30 тис. км на рік. Зрозуміло, окупність і її термін цікаві лише в тому випадку, якщо ви плануєте нетривале використання автомобіля (з плануванням його продажу). При тривалому використанні авто, як було в радянські часи, то ГБО окупиться в будь-якому випадку, а, вірніше, тут вже зітреться саме поняття окупності.
З позитивних ефектів з технічного боку можна виділити:
– Повна відсутність детонації на всіх режимах;
– Відсутність смолянистих відкладень і сажі, отже, нагару;
– Газ надходить у циліндри тільки в паровій фазі, що виключає змивання масляної плівки зі стінок циліндра;
– При правильному налаштуванні відсутні ривки в роботі двигуна, що продовжує життя трансмісії і шинам;
– Упевнений і швидкий пуск двигуна;
– Малі витрати на обслуговування;
– Екологічність газу вище неетильованого бензину в 3 … 4 рази.
Все це підвищує ресурс двигуна.
Це все добре, але є й не дуже добре.
На жаль, самим довгим мінусом, вже перехідним в тире, є втрата вільного місця. Причому найбільша втрата, як на зло, у самому потрібному місці – в багажнику, де розміщують балон. Забігаючи вперед, можу сказати, що геометрично можна вийти з ситуації, а от із втратою частини вантажопідйомності доведеться змиритися в будь-якому випадку. Але це компенсується майже порожнім бензобаком.
У штатному виконанні недолік відібрання вільного місця неустранім, тому балон має досить значні розміри, якщо в кузовах типу «седан» це ще можна терпіти, розмістивши балон на полиці у задніх сидінь, то для «хетчбека» і «універсалу» це повна смерть багажнику.
Виходять з такої ситуації по-різному. Для авто з великим кліренсом можна вибрати рішення установки звичайного балона під днище. В інших випадках можна схитрувати і скористатися тороїдальним балоном, який розміщується у відсіку запасного колеса. Особливо вдало виходить знов-таки в зазначених кузовах «хетчбек» і «універсал», а також в седанах, де запаска ховається в багажнику під обшивкою підлоги. Але це змушує або не возити запаску, або класти її в альтернативні місця.
Під капотом устаткування ставиться куди більш компактне і це не настільки принципово.
Також авто на газу втрачає розгінну динаміку (розгониться більш плавно, але передбачувано – без ривків і провалів). Це знову-таки пов’язано з більш повільним згорянням газу. Однак, справедливості заради Добрі поради мушу зауважити, що втрата ця на авто з більш високим ступенем стиснення (щодо бензину) менше – приблизно 2%, тоді як при ступені 8,5 – 5 … 7%.
З причини меншою калорійності газу споживання його зростає на 10 … 15% щодо споживання бензину. При більш високому ступені стиснення – 5 … 8%.
За вимогами безпеки газові АЗС розташовані на окраїнах міста. І їх суттєво менше, ніж бензинових. Це не впливає на ресурс двигуна і на безпеку вашого авто, але впливає на зручність – далі їхати. Вихід – заправляти балон повністю, тоді їздити доведеться рідше.
Як видно не так вже багато мінусів, а вони є скрізь.
