Газ — топливо автомобильное. Часть 2

Прочитав редакционный комментарий к статье «Московский транспорт перейдет на газ» в мартовском номере «АБС-авто», специалисты расстроились: опять журналисты раздувают проблему безопасности (точнее, опасности) газового топлива и пугают обывателя. А мы подумали: зачем пенять на зеркало… Значит, организаторы этого дела не дорабатывают, не разъясняют, не просвещают. Мы же готовы предоставить слово всем.

Сжатый газ: проблема безопасности

Даже поверхностный анализ публикаций на эту тему показывает: больше всего боятся именно сжатого природного газа. К сжиженному нефтяному (пропан-бутановой смеси) относятся более спокойно. Наверное, причина в высоком давлении, при котором сжатый газ хранится в баллоне. 200 атмосфер завораживают и навевают мысли о взрывах, пожарах и бравых ребятах из МЧС.

Что можно противопоставить досужему мнению о коварстве газового топлива? Только факты, а их накопилось немало.

Прежде чем раскладывать эту проблему «по полочкам», давайте вспомним, что ресурсы сжатого природного газа достаточно велики. Он может применяться в качестве моторного топлива без какой-либо переработки, кроме собственно добычи, транспортировки и сжатия до 200 атмосфер (20 МПа) на автомобильных компрессорных станциях с соответствующей очисткой и сушкой. Поэтому использование природного газа на автотранспорте является экономически весьма привлекательным.

Сжатый природный газ специалисты именуют «компримированным природным газом» (КПГ). Напомним, что система питания автомобиля, работающего на КПГ, включает в себя следующие элементы: газовые баллоны высокого давления с вентилями, заправочное устройство с заправочным вентилем, газоредуцирующую аппаратуру и подогреватель газа, газовый смеситель, магистральный вентиль (электромагнитный клапан), газовый фильтр. На двухтопливных автомобилях устанавливают электромагнитный бензиновый клапан (в карбюраторных двигателях) и переключатель вида топлива.

Работы по переводу автотранспорта на сжатый природный газ активизировались в начале 80-х годов. После топливного кризиса 70-х, встряхнувшего весь мир, природный газ признали наиболее перспективной альтернативой топливам нефтяного происхождения. Тогда же специалисты задались вопросом - насколько безопасен этот вид топлива?

Ответом послужил целый ряд исследований газобаллонных автомобилей на пассивную безопасность. Испытания проводились практически во всех крупных автомобильных компаниях мира.

В нашей стране на Автополигоне НАМИ (ныне НИЦИАМТ) были испытаны практически все типы отечественных автотранспортных средств. Мы опрокидывали, били спереди, сзади и сбоку, поджигали ЗИЛы, ГАЗы, МАЗы,

ВАЗы, «москвичи», «волги» и автобусы. Все эти испытания позволили инженерам выработать четкие требования к конструкции газобаллонного оборудования. В том числе и с точки зрения безопасности.

Интересные результаты были получены во Франции (приведенные ниже материалы были доложены на симпозиуме в Киеве в сентябре 1991 года).

Автомобиль «Ситроен АХ» (Citroen AX), оснащенный системой для работы на КПГ, испытывался на столкновение с бетонной стеной на скорости 50 км/час . Автомобиль был снабжен стальным баллоном, поперечно расположенным в задней части, за сиденьями водителя и пассажиров, и закрепленным четырьмя стальными лентами.

Вот характеристики этого баллона: длина 1 м, диаметр 350 мм, емкость 80 л, масса 80 кг. Баллон был заправлен азотом под давлением 152 бар, что соответствовало заполнению КПГ под давлением 200 бар (20 МПа).

Под действием очень сильного удара передняя часть автомобиля деформировалась до стоек проема ветрового стекла. Утечки газа не было отмечено ни во время, ни после испытаний. Газовая система осталась неповрежденной.

Интересны результаты испытаний баллона облегченной конструкции. Баллон имел внутреннюю оболочку из алюминия, усиленную обмоткой снаружи из стекловолокна. Его длина 2,13 м, диаметр 330 мм, вес 103 кг, емкость 127 л, давление КПГ 190 атмосфер. Этот баллон… расстреляли из пистолета-револьвера «Магнум-357» небронебойными пулями.

Стрельбу производили с расстояния 15 м под углом 45 градусов в соответствии с американским стандартом DOT FRP2&. Стрельба привела к разрыву волокон в месте контакта пули и к ее сплющиванию. Внутренняя оболочка алюминиевого баллона не была пробита, утечки газа не произошло.

Баллон также обстреливали из автомата и из штурмовой армейской винтовки - сначала простыми пулями, а потом бронебойными(!).

В обоих случаях наблюдались повреждения волокон в местах попадания пуль. Они разрывали волокна покрытия и отскакивали от стенки алюминия. Но не было отмечено ни сквозных отверстий, ни повреждений предохранительных элементов, ни утечек газа.

Но это еще не все. Под баллоном подорвали наступательную гранату OF-37. Почернение поверхностного слоя стекловолокна покрытия - вот единственное действие, которое она произвела. Повреждений волокон не было, так же как не было повреждений предохранительных элементов. Утечек газа также не отмечено.

Аналогичные результаты получены и при испытаниях баллонов, изготовленных полностью из композитных материалов.

Проводился тест и на пожаробезопасность. Для этого выбрали два автобуса марки Renault PR-100. Один из них был дизельным, с полным баком топлива, а другой - оборудованный для работы на КПГ, с шестью баллонами на крыше. Их подожгли одновременно…

Но сначала о характеристиках баллонов. Материал - усиленный алюминий (с покрытием), длина 2130 мм, диаметр 330 мм, емкость 127 л, вес 103 кг, рабочее давление 200 атмосфер. Каждый газовый баллон был снабжен предохранительными средствами безопасности - разрывным диском, срабатывающим при давлении 334 атмосферы, и плавкими предохранителями, рассчитанными на температуру 100°С.

Автобусы подожгли в задней части на уровне шин, моделируя воспламенение покрышек при перегреве тормозных колодок заднего моста во время движения (такое иногда случается).

Во время пожара давление КПГ в баллонах не изменялось до тех пор, пока не сработали первые плавкие предохранители. Выпуск природного газа через отводные устройства начался в центральной зоне через 5 мин 30 сек после воспламенения.

Баллоны полностью опорожнились через 14 мин после воспламенения автобуса или через 8 мин 20 сек после срабатывания первых предохранителей. После полного опорожнения баллонов дизельное топливо, находившееся в баке второго автобуса, еще продолжало гореть. В результате оба автобуса были повреждены, но газобаллонная аппаратура после пожара сохранилась в прекрасном состоянии.

Таким образом, многочисленные испытания автомобилей, работающих на КПГ, подтвердили высокий уровень безопасности этой техники. Даже в серьезных ДТП, когда автомобиль получал значительные повреждения, газовая аппаратура сохраняла герметичность и полную работоспособность.

Поэтому мнение большинства экспертов таково: газобаллонный автомобиль при аварийных ситуациях менее подвержен взрывам и пожарам, чем автомобиль с системой питания на жидких нефтяных топливах.

Сжатый газ: экологический аспект

А теперь поговорим об экологичности автомобилей, работающих на КПГ.

Автомобильные заводы сейчас активно работают над проблемой снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами. Совершенствуется конструкция двигателя, вводятся новые системы зажигания и системы впрыска бензина с микропроцессорным управлением, устанавливаются нейтрализаторы.

Но кардинальное решение будет найдено не скоро, и стоить это будет недешево. Поэтому перевод части автотранспорта на природный газ сегодня весьма актуален.

Природный газ в сравнении с другими видами моторного топлива наиболее экологичен. И на это есть свои причины. Природный газ в основном представляет собой моновещество, он на 90% состоит из метана. И основной компонент отработавших газов - тоже метан, не сгоревший и не изменивший своего органического состава.

Это важно, и вот почему. Несгоревшие углеводороды, входя в реакцию с оксидами азота при воздействии солнечного света, являются причиной парникового эффекта. Метан в этом случае менее активен. А прочие составляющие отработавших газов газобаллонного автомобиля - этан, бутан и пропан еще менее активны.

В состав дизельного топлива, например, входят такие вещества, как бензол, бутадиены, мышьяк, никель, которые, как известно, являются канцерогенами. Кроме того, дизельное топливо содержит еще более чем 40 веществ, внесенных в списки наиболее опасных.

Перевод дизелей на газодизельный цикл хоть и частично, но решает проблему. И дело здесь не только в нормируемых компонентах (их только три), а в комплексном снижении выбросов вредных веществ. А при переводе на газ двигателей с искровым зажиганием экологические проблемы решаются еще более эффективно.

Кроме этого, газ хранится в закрытых емкостях и выхода в атмосферу не имеет (разумеется, при исправной аппаратуре). Исключение - заправка, но и здесь эти выбросы на порядок ниже, чем при заправке жидким топливом. И, как уже говорилось выше, основной компонент природного газа - метан не токсичен и не опасен для здоровья человека, чего не скажешь об испарившихся компонентах жидких топлив.

Многочисленные исследования показывают, что газовые двигатели могут обеспечить выполнение и перспективных норм по токсичности. Работы, проводимые в НАМИ, на Автополигоне НАМИ, в МАДИ и ВНИИГАзе, подтверждают это.

Ведущие автомобилестроительные компании мира - «Крайслер» (Chrysler), «Форд» (Ford), «Хонда» (Honda) - создают на базе газовых двигателей транспортные средства со сверхнизкими выбросами. О создании таких двигателей объявили «Детройт Дизель» и «Камминс».

Вот, собственно, и все, что я хотел сказать о безопасности и экологичности газового топлива, в частности, КПГ. И если мне удалось хоть немного развеять сомнения читателей по поводу безопасности его применения, я буду считать свою задачу выполненной.

От редакции

Бензин всегда дорожает неожиданно, даже если этому предшествуют слухи и телепрогнозы. Так произошло и этой весной - аккурат на взлете дачной активности и перед началом отпусков. И что самое интересное - в условиях относительной стабилизации доллара.

Что же, кто-то из пенсионеров поставит машину «на прикол», кто-то из работающих не поедет к родственникам в Волгоград. Нам не привыкать.

Но мы хотим сказать о другом. В эти невеселые дни владельцы автомобилей с газовым оборудованием оказались, конечно, в лучшем положении, чем их коллеги, ездящие на бензине. Получается, что не зря был затеян разговор на тему «Газ - топливо автомобильное» на страницах журнала и заканчивать его рано. А вы как считаете, читатель?


Партнеры:
  • замечательные люстры киев для дачи
  • Пенопласт