Пропан-бутан


Пропан-бутан - это смесь пропановых и бутановых фракций, а также незначительного количества (около 1%) непредельных углеводородов. Пропан (молекулярная формула) - C3H8, плотность жидкости при атмосферном давлении - 584 кг/м3, температура кипения при атмосферном давлении -42,1 °С, октановое число - 110. Бутан(молекулярная формула) - C4H10, плотность жидкости при атмосферном давлении - 600 кг/м3, температура кипения при атмосферном давлении - 0,5°С, октановое число - 95. Одним из наиболее важных свойств пропан-бутана, отличающего его от других видов автомобильного топлива, является образование над жидкой фазой двухфазной системы "жидкость - пар", вследствие возникновения давления насыщенного пара. В процессе наполнения баллона первые порции сжиженного газа быстро испаряются и заполняют весь его объем, создавая в нем определенное давление. При уменьшении давления газ мгновенно испаряется. Испарение сжиженного газа в баллоне продолжается до тех пор, пока образовавшиеся пары сжиженного газа не достигнут насыщения. Это свойство пропан-бутана позволяет хранить газ в небольших объемах, что очень важно. Из-за разных температур кипения(смотрите выше) в условиях холодного климата(или зимой) в сжиженном нефтяном газе - смеси пропана и бутана - должен преобладать пропан для лучшей газификации. На газозаправочные станции поступает сжиженный нефтяной газ двух марок: летний - с содержанием пропана 50-55% и зимний - с содержанием пропана 90-95%.

Метан

Метан - простейший углеводород, бесцветный газ без запаха. Мало растворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты со специфическим "запахом газа". Метан - основной компонент природных(77-99%) газов(поэтому чаще всего называется природным газом), попутных нефтяных(31-90%), рудничного и болотного газов(отсюда другие названия метана - болотный, или рудничный газ). Получается также при коксовании каменного угля, гидрировании угля. Метан(молекулярная формула) - СН4, плотность при атмосферном давлении - 0,7кг/м3, температура кипения при атмосферном давлении - 161,6°С, октановое число - 120, температура воспламенения метана - 650-750°С, скорость взрывного горения метана - 500-700м/сек. Метан практически не оставляет вредных продуктов сгорания.
Как автомобильное топливо используется в сжатом(компримированном) до 200 атмосфер состоянии. Как видите, плотность метана на три порядка ниже плотности бензина. Поэтому, если заправлять автомобиль метаном при атмосферном давлении, то для равного с бензином количества топлива понадобится бак в 1000 раз больше. Чтобы не возить огромный прицеп с топливом, газ сжимают до 20 МПа(200 атмосфер). Для хранения газа в таком состоянии используются специальные баллоны, которые более устойчивые к высоким давлениям.

Пропан-бутан: преимущества и недостатки

К преимуществам использования пропан-бутана как автомобильного топлива следует отнести, в первую очередь, достаточно разветвленную на сегодня сеть заправочных станций. В Кишинёве их, например, около 60. Хотя, сравнивая сеть пропановых заправок в Польше и в Молдавии, понимаешь что у нас их на самом деле мало. Просто все мы привыкли к тому, что в нашей стране действует не-гласное правило "хоть как-то - это уже хорошо". И хорошо, что запас хода на пропане достаточно большой, что, кстати, также является его достоинством по сравнению с природным газом. Еще плюсами являются невысокая стоимость оборудования (опять же, по сравнению с оборудованием для метана), и, что немаловажно, накопленный опыт использования данных систем в Молдавии.
Что отрицательного в использовании пропан-бутана? Главное: его цена в полтора раза больше, чем цена природного газа. Кстати, уступает он метану и по экологическим показателям. Есть и еще один недостаток, который нас вроде и не затрагивает, хотя прошлой зимой многие ощутили его на себе. Свойства пропан-бутана резко ухудшаются при низких температурах, что приводит к потере мощности, а при температуре ниже -40°С без подогрева баллона автомобиль вообще не поедет.
Ну, и если говорить о пропан-бутане в перспективе, то необходимо вспомнить, что он является нефтепроизводной, а это значит, что он и закончится вместе с нефтью. Напомним, что эксперты прогнозируют полное исчерпание разведанных месторождений нефти где-то через 50 лет. А может и раньше...
Что мы имеем в итоге? Попытаемся дать ответ на вопрос, который стоял в начале статьи. Почему, разговаривая в настоящем времени, всегда говорят о пропан-бутане? Неофициальная статистика утверждает, что 70% автомобилей, переводимых на газ, переводятся на пропан-бутан. Это обусловлено, в первую очередь, отсутствием необходимой сети заправок. Если заправляться негде, то о каком использовании метана может идти речь? Сегодня в Молдавии метан используется для переоборудования, в основном, коммерческого транспорта (около 80% от всего метанового автопарка), а также в единичных случаях крупными предприятиями, которые имеют на своей территории автомобильные газонаполнительные компрессорные станции(АГНКС). На легковые автомобили практически не устанавливают метановое ГБО, в частности, из-за значительного утяжеления автомобиля, а также по причине более высокой, в сравнении с пропановым ГБО, ценой. Именно эти причины обусловили большую популярность пропан-бутанового топлива в рамках Молдавии.

Метан: преимущества и недостатки

Метан на данный момент - самый дешевый из широко применяемых видов автомобильного топлива. И с этим не поспоришь. Соотношение цен бензин/пропан-бутан/метан всегда колеблется в пропорции 100%/50%/33%. То есть чем больше пробег автомобиля, тем больше экономических предпосылок к использованию метана.
Он, к тому же, и самый экологически чистый вид топлива, что с каждым годом все более актуально. Вредные выбросы при работе на метане в 4-5 раз меньше, чем при использовании бензина. За использование метана говорят и его большие запасы, которых хватит на ближайшие 200 лет. При этом стоит отметить, что природный газ разрабатывался не так активно как нефть, что не исключает возможности появления новых неоткрытых месторождений. Что особенно важно, метан более безопасен, поскольку он легче воздуха. При разгерметизации оборудования газ сразу улетучивается. К тому же в той концентрации, в которой находятся метан и воздух, в месте прорыва газовой магистрали возгорание смеси просто невозможно (в месте обрыва шланга гаснет сигаретный окурок!). Ну и, наконец, работа автомобиля на метане не зависит от климатических условий.
Что же стало причиной того, что метан проигрывает в популярности пропан-бутану? Во-первых, малое количество заправочных станций. Их всего 12 по всей Молдавии. Для сравнения, в Аргентине таких заправок более 1,5 тысяч, в Бразилии и Пакистане - по тысяче, в Германии уже построено 700 АГНКС, а к 2010г. тоже будет тысяча. Убедительная статистика! Хотя стоит отметить, что новые АГНКС все-таки строятся, хотя и не такими темпами, как в Европе.
Для метана используются отличные от пропановых баллоны. Это обусловлено физическими свойствами метана: сжатый при 200 атмосферах газ требует более прочных баллонов. Эти баллоны более объемные и прочные, что означает значительное увеличение веса и уменьшение свободного объема багажника. Немаловажным является и цена таких баллонов. Есть, конечно, легкие углепласти-ковые баллоны, которые решают проблему большого веса, но их стоимость для отечественного автолюбителя вообще заоблачная. Единственный минус, с которым можно было бы мириться - это малый запас хода. Но в условиях малого количества АГНКС и он превращается в серьезную проблему.

Так почему, разговаривая о перспективах

рынка, всегда говорят о метане? Как показывает развитие мирового рынка газового топлива, рано или поздно использование метана начинает набирать обороты. Особенно яркими являются примеры Китая и Пакистана, в которых использование природного газа как автомобильного топлива растет просто гигантскими темпами. Доля природного газа в общемировом балансе потребления энергоносителей неуклонно возрастает. Среди основных факторов, позволяющих говорить о природном газе в целом как о топливе XXI века, следует назвать следующие: доказанные мировые запасы природного газа существенно превышают запасы нефти; необходимость замещения нефти другими видами сырья для ее высвобождения в интересах тех отраслей хозяйства, где она не может быть заменена; более высокая степень экологической безопасности при добыче, транспортировке, переработке, реализации и использовании; более высокая ценовая стабильность и экономическая привлекательность для конечных потребителей.
В общем-то при наличии развитой системы АГНКС, чего как раз и нет в Молдавии, использование метана действительно выгодно, экологично и перспективно, что подтверждает общемировая практика.
Развитие в Молдавии использования метана как автомобильного топлива очень сильно за-политизировано. Сегодня у нас нет необходимой политической силы, которая бы пролоббировала в парламенте национальную программу газификации.

Существуют два типа газового топлива - пропан и метан в чём разница?

Пропан - это сжиженный нефтяной газ (транспортируется под давлением 10-15 атмосфер). Метан - это природный газ(в машине под давлением 200-250атмосфер). Из за такой разницы давления этим двум топливам требуются разные баллоны. Для пропана достаточно металлического баллона с толщиной стенок 4-5мм, а для метана баллоны нужны гораздо толще. Это накладывает ограничение на использование метана в легковых автомобилях. Для метана требуются прочные баллоны способные выдержать такое давление. Чтобы облегчить массу баллонов их делают металлопластиковыми. Теперь о запасе хода. В стандартный(50-ти литровый) пропановый баллон входит 40литров сжиженного газа, расход пропана чуть(максимум на 10%) выше расхода бензина. Метан измеряется не в литрах, а в кубометрах. Кроме того у метановых установок гораздо более высокие требования к безопасности. Исходя их этого чаще всего на легковые автомобили ставят пропановое оборудование.

Как влияет ГАЗ на клапана?

На этот вопрос тоже нет однозначного ответа. Опять же по теории клапана работают в более теплонагруженном режиме и поэтому их ресурс должен уменьшаться. Однако практика показывает, что езда на газе никак не влияет на состояние клапанов. Вернее не влияет езда на правильно настроенном оборудовании. Так что катайтесь на газе и не думайте не про какие клапана!

Отключать ли бензонасос (у инжекторных машин)?

Однозначного ответа на это вопрос пока нет. Существуют два популярных мнения. Теоретики и установщики говорят, что отключать не надо, так как могут повредиться форсунки. А практики утверждают, что ничего с этими форсунками не случиться, а отключением бензонасоса можно сохранить ресурс этого насоса. Компромиссом является такой вариант - бензонасос отключать, но заводиться на бензине, чтобы не загробить форсунки.

Какие бывают баллоны?

Скажем сразу каких баллонов не бывает. Не бывает угловатых баллонов, все газовые баллоны округлые(это тоже физика). Баллоны бывают двух видов - цилиндрические и тороидальные. Цилиндрические бывают различного диаметра и различной длины. При наличии времени и денег можно подобрать баллон практически любой емкости. Тороидальные баллоны как правило небольшого объема и предназначены для установки в нишу запасного колеса. Их полезный объем, как правило не более 40литров.

Расход газа относительно бензина. Динамика на газе.

По многочисленному опыту и по описанию множества установок принято считать, что нормальный расход газа составляет от 100 до 110% расхода бензина, то есть если у вас расход газа больше расхода бензина более чем на 10% - надо искать причину такого явления. Иногда(на продвинутых системах) расход газа равен расходу бензина. По поводу динамики - в идеале динамика на газе должна быть одинаковой с динамикой на бензине. Очень редко бывает так, что динамика на газе лучше чем на бензине(хотя бы потому, что на бензине машина едет хуже, чем должна). Чаще всего бывает так, что динамика на газе чуть хуже, чем на бензине, это нормально и с этим надо смириться или поменять свое ГБО

Влияет ли наличие ГБО на работу на бензине?

Ответ на этот вопрос однозначен - правильно установленное оборудование никак не влияет на работу на бензине. Если это не так, виновны установщики. Хотя допускается такой момент - если смеситель установлен над карбюратором, он может чуть обогащать смесь на бензине, так как частично перекрывает подачу воздуха. Но это может сказаться только на расходе бензина но никак не на качестве работы мотора на бензине.

Заводимся на холодную.

По ГОСТу на ГБО мотор должен заводиться на газе при температуре до +5 градусов. Большинство из доступного газового оборудования позволяют заводиться и при более холодной температуре, хотя это может отрицательно сказаться на долговечности оборудования. Кроме того, если совсем не пользоваться бензином могут прийти в негодность резиновые части карбюратора. Так что лучше всего всегда(по холодной) заводиться на бензине и потом переходить на газ, таким образом будут "и волки сыты, и овцы целы".

Газ на турбированный двигатель.

Вопреки массовому мнению ГБО можно ставить на турбированные двигатели, но только впрысковые системы. Этому типу ГБО не важно как сильно идет воздух в мотор, система сама, собственным давлением впрыснет столько газа, сколько нужно.

Как часто менять воздушный фильтр при езде на газе

Любое ГБО более чувствительно к чистоте воздушного фильтра (по сравнению с ездой на бензине). По этому рекомендуют менять воздушный фильтр чуть чаще, чем при езде на бензине. Ну допустим не раз в 15000км, а раз в 10000-12000км. Если расход газа Вашего автомобиля увеличился, то попробуйте посмотреть на воздушный фильтр. Если есть сомнения в его чистоте(например по полевым дорогам покатались) то лучше его сразу поменять.

Стоит ли ставить ГБО (газобаллонное оборудование)?

Однозначного ответа на этот вопрос нет. Надо считать в каждом конкретном случае. Надо знать стоимость установки оборудования и прикинуть ее окупаемость, с учетом того, что, как правило расход газа больше расхода бензина на 10%. Существует общее мнение, что ГБО необходимо, если ежегодный пробег более 10000км.

Пропан или метан?

При выборе типа газовой аппаратуры для автомобиля возникает вопрос: "Что лучше пропан или метан?". Однозначно ответить нельзя. Прежде всего, нужно взвесить достоинства и недостатки того и другого, расставить приоритеты, просчитать средний пробег автомобиля и окупаемость оборудования.

"Пропан" - сжиженный нефтяной газ при нормальной температуре и небольшом давлении(10-20кгс/см2) находится в жидком состоянии. Основные компоненты - этан, пропан, бутан. Эти газы получают при переработке нефти. Октановое число по моторному методу у пропана - 96-100. Баллон с газом, входящий в комплект имеет небольшой вес и объём , обеспечивая запас хода автомобиля примерно 350км. Нужно учитывать 12% перерасход по литражу по сравнению с бензином из-за меньшей плотности газа и наполняемости цилиндров газовоздушной смесью. Падение мощности на пропанобутановой смеси примерно 5%. В отечественном пропане содержится некоторое количество серы, что не позволяет увеличить интервал замены масла в двигателе. Количество заправок гораздо больше, чем метановых, но большинство из них не заправляют в тёмное время суток. На пропановых заправках, вас обслуживает заправщик, на метановых - самообслуживание.
Стоимость комплекта пропанового ГБО в 2-3 раза ниже чем метанового.

"Метан" - сжатый природный газ. Не требует для использования в двигателях никакой переработки. Его лишь сжимают под давлением на компрессорных наполнительных станциях, осушают, фильтруют и охлаждают до нормальной температуры. В баллонах метан хранится в газообразном состоянии, сжатый под давлением 200-220МПа. Октановое число по моторному методу у метана - 110. Сжатый газ в 1.6 раза легче воздуха и при утечке моментально улетучивается, тогда как сжиженный нефтяной газ тяжелее воздуха в 1.5-2 раза и при утечке накапливается в помещениях и приямках, образуя с воздухом взрывоопасную смесь. Нижний предел концентрации в воздухе для воспламенения у метана 5%, а у пропан-бутана - 2%. Таким образом метан менее взрывоопасен по сравнению с пропаном. Расход метана по сравнению с бензином 1м3 газа - к 1л бензина, но при меньшей мощности. Снижение мощности обусловлено:
1. большим стехиометрическим соотношением с воздухом и как результат - меньшим наполнением цилиндров газовоздушной смесью.
2. Недостаточной степенью сжатия. (для газа она должна быть выше).
3. Более долгим сгоранием смеси. Можно компенсировать путём установки более раннего угла опережения зажигания вращением октанкорректора или подключением соответствующего вариатора.
Вес баллонов составляет 80-110кг для легкового автомобиля при запасе хода в 250км. Интервал замены масла в двигателе можно увеличить в 1.5 раза. Стоимость ГБО метан повыше чем пропановое. При наличии шланга высокого давления можно "передувать" метан из одной машины в другую до тех пор, пока давление в баллонах не выровняется. При установке на легковой автомобиль желательно сразу усилить задние рессоры и пружины или сделать вставки под задние стойки. Стоимость ГБО + сожжённый газ при пробеге примерно в 40000км сравниваются, а дальше в выгоде перевес на стороне метана.
В итоге получается, что на коммерческий грузовой транспорт гораздо выгоднее ставить метан. На легковые такси, авто с большими объёмами двигателей, а так же тем, у кого суточный пробег 150км и более - метан. Пропан пусть ставят те, кто использует багажник полностью и не может постоянно возить 100кг баллонов, те, у кого близко нет метановой заправки или нет времени стоять в очереди на ней и те, кто не хочет "выкладывать" кругленькую сумму сразу на дорогостоящее метановое ГБО.