Двигатель спг что это
СОДЕРЖАНИЕ
История
Отпарный газ
Технология
Исследование, проведенное MEC Intelligence, показало, что СПГ будет основным источником топлива для всех торговых судов в течение 40 лет. Многие компании уже начали рассматривать процесс перевода своего флота на силовые установки на СПГ.
Двигательные установки судов, работающих на СПГ, обычно оснащены WHR, поскольку они могут привести к снижению выбросов, снижению расхода топлива и повышению эффективности. Переход на суда, работающие на СПГ, представляет собой сложную задачу для компаний, но в сочетании с современными системами сокращения тепловых отходов (WHR) суда для СПГ могут быть более эффективными, чем суда с дизельными или паровыми двигателями.
Тепловые потери стандартного двигателя внутреннего сгорания:
Двигательные установки
Рентабельность
Недавние исследования были сосредоточены на использовании СПГ в качестве топлива на судах, кроме танкеров СПГ. Эти исследования показывают, что СПГ отличается сокращением выбросов и сокращением эксплуатационных расходов. Было показано, что некоторые экономические стимулы выгодны для эксплуатации силовой установки на СПГ. Когда к электростанции добавляются определенные системы, такие как утилизация отработанного тепла (использующая отработанное тепло для работы, а не для рассеивания), можно наблюдать значительную экономию. Одно исследование показывает, что двигатель на СПГ с системой WHR экономит деньги по сравнению с дизельным двигателем с WHR. Первоначальные инвестиционные затраты выше, но это рентабельный и экологически безопасный метод.
Экологические проблемы
Использование СПГ снижает содержание оксидов серы почти на 100 процентов и снижает выбросы оксида азота примерно на 85 процентов. Ведутся серьезные споры о том, приводит ли использование СПГ к снижению выбросов парниковых газов, и исследования показывают, что утечка метана сводит на нет выгоды для климата.
Сжиженный природный газ (LNG) как автомобильное топливо
Сжиженный природный газ (СПГ) (англ. Liquefied Natural Gas) – это природный газ, охлажденный до температуры сжижения. СПГ представляет собой бесцветную жидкость без запаха, которая не токсична и не вызывает коррозии. Кроме того, это не самовозгорающийся газ, что выгодно отличает его в плане безопасности. В жидком состоянии газ занимает гораздо меньший объем. Одинаковое количество СПГ и природного газа отличаются по объему в 600 раз. Чтобы наглядно представить себе это различие, сравните надувной пляжный мяч и шарик для пинг-понга.
Энергетический рынок огромен и добыча природного газа увеличивается с каждым годом. Поэтому роль СПГ, наряду со сжатым природным газом, газоконденсатными жидкостями (NGL) и GTL (газ в жидкость) в обозримом будущем будет возрастать.
Получение и хранение сжиженного природного газа
Сжижение природного газа – не новая технология, ей уже более ста лет. Она была запатентована в США в 1914 году, а через три года был построен первый завод. С тех пор производство СПГ прочно вошло в нефтегазовый сектор, однако повышенный интерес к нему стал проявляться только в последние годы в связи с ростом экологических требований к источникам энергии.
В настоящее время существует несколько промышленных технологий сжижения природного газа, в основе которых лежит один из двух способов: каскадный процесс или процесс Линде (разновидностью его является процесс Клода).
В каскадном процессе газ, сжижающийся при более высокой температуре, используется в жидком виде для охлаждения и сжижения второго газа, находящегося под избыточным давлением, температура сжижения которого ниже. Второй сжиженный газ, в свою очередь, используется в третьем каскаде для охлаждения и сжижения еще более трудно конденсируемого газа и т.д. Для сжижения природного газа достаточны три цикла с использованием в качестве хладагентов пропана, этилена и метана.
Процесс Линде основан на эффекте Джоуля-Томсона. Предварительно охлажденный и находящийся под давлением газ пропускается через теплоизолированный трубопровод, в котором имеется сужение (дроссель) или пористая перегородка. За дросселем газ расширяется, в результате чего происходит его дальнейшее охлаждение. После нескольких таких циклов газ достигает температуры сжижения.
Сжиженный природный газ как автомобильное топливо
Сжиженный природный газ (как и сжатый газ) существенно снижает коррозию и износ частей двигателя по сравнению с бензином. Это связано с тем, что газ не смывает масляную пленку со стенок цилиндра при холодном пуске. Дизельные моторы, работающие на природном газе, зачастую проходят свыше 800 000 км без капремонта.
Молекула метана обладает высокой стойкостью, поэтому октановое число природного газа составляет от 105 до 120 единиц, что является причиной его высокой антидетонационной стойкости. Выбросы двигателей, работающих на газе, чище, с меньшим содержанием углерода и твердых частиц (сажи).Объемная плотность энергии СПГ примерно в 2,4 раза выше, чем у сжатого природного газа. Плотность энергии сжиженного природного газа сравнима с пропаном и этанолом, но составляет лишь 60% плотности энергии дизтоплива, и 70% бензина.
Широкому коммерческому использованию СПГ препятствует более высокая стоимость производства и необходимость хранения в дорогостоящих криогенных резервуарах. Однако с учетом истощения запасов нефти, повышения экологических требований, газификация автомобильного транспорта, особенно тяжелых грузовиков и автобусов будет возрастать.
Устройство топливной системы автомобиля на СПГ
В качестве примера рассмотрим топливную систему HPDI 2.0 (High Pressure Direct Injection) канадской компании Westport – ведущего производителя оборудования для сжиженного природного газа. Система HPDI 2.0 заменяет приблизительно 95% дизельного топлива природным газом. Технология Westport HPDI является единственной, которая максимально использует природный газ, сохраняя при этом мощность, крутящий момент, КПД и топливную эффективность, достигаемые при работе на дизтопливе. При этом значительно сокращаются эксплуатационные расходы, так как природный газ намного дешевле. Установка HPDI 2.0 не требует никакой переделки основных компонентов стандартного дизельного мотора. Ее также можно легко приспособить для работы на сжатом природном газе.
Основой топливной системы двигателя является инновационная форсунка с двойной концентрической иглой, разработанная в сотрудничестве с Delphi. Она позволяет впрыскивать под высоким давлением в камеру сгорания небольшое количество дизельного топлива и большие объемы природного газа. Природный газ подается в конце такта сжатия. Однако для его воспламенения при давлении, которое обеспечивает обычный дизельный двигатель, требуется более высокая температура. Поэтому для облегчения воспламенения в цилиндр предварительно впрыскивается небольшое количество дизельного топлива с последующим основным впрыском природного газа. Горящее дизтопливо мгновенно поджигает горячие продукты сгорания в цилиндре, а те, в свою очередь, впрыскиваемую следом порцию природного газа.
Сжиженный природный газ хранится в специальном баке, в котором смонтирован оригинальный криогенный насос. Из бака газ подается в испаритель, использующий тепло охлаждающей жидкости двигателя. На выходе из испарителя газ имеет температуру около 40° C при давлении 30 МПа. Далее газ фильтруется и направляется в модуль топливоподготовки, а затем подается к форсункам.
Может ли СПГ стать альтернативой дизельному топливу? (Часть 1)
Обществу приходится признать, что коммерческому автотранспорту требуется более чистое альтернативное топливо. Конечно, все уже наслышаны про электрический привод – он очень актуален, моден, но далеко не везде востребован. Немногие регионы готовы перейти на электротягу. К тому же в мировом автопроме не сформировались альтернативные экологически чистые решения для тяжеловозов и магистральных автопоездов. Всё упирается в запредельную цену дорогущих аккумуляторов, их огромный вес, безопасное использование и длительность процесса зарядки АКБ (см. «Транзит передовых технологий»). Причём это касается и водорода (см. «Революция Николая Первого»).
Выбор без выбора
Пока поиск оптимального решения продолжается, сжиженный природный газ (СПГ), становится самым перспективным из всех доступных альтернативных видов автомобильного топлива. Природный газ обладает огромным потенциалом и у него большая плотность энергии, сопоставимая с дизелем. Октановое число газа более сотни, что недостижимо для нефтяных источников питания. Такое вредное явление, как детонация, на двигателе, работающем на газе, сведено к минимуму.
При работе на газе образуется меньше нагара в камерах сгорания, а отработавшие газы содержат гораздо меньше вредных веществ, чем жидкие виды топлива. Газ легко смешивается с воздухом и равномерно наполняет цилиндры однородной смесью. Конструкция транспортного средства и его моторно-трансмиссионное отделение изменяются не столь значительно. Экологи даже довольны: вредное воздействие ОГ в сравнении с дизелем значительно ниже, особенно в объёме СО2.
КПГ – не панацея
Метан не токсичен, не опасен для здоровья человека, не образовывает взрывоопасную концентрацию, поскольку в 2 раза легче воздуха, а температура возгорания равна 600 °С. При утечке он бесследно улетучивается.
Общеупотребимые термины и сокращения
КПГ – CNG (Compressed Natural Gas)
сжатый (компримированный) природный газ (метан): газообразные углеводороды, образующиеся в земной коре.
СПГ – LNG (Liquified Natural Gas)
сжиженный природный газ добываемый на газовых месторождениях. Получается при охлаждении природного газа до температуры –162 °C, благодаря чему его объём уменьшается в 600 раз.
СУГ – LPG (Liquified Petroleum Gas)
сжиженный попутный углеводородный газ (пропан-бутан) получаемый при добыче и переработке нефти. В жидкое состояние переводят при охлаждении до критической температуры и последующей конденсации в результате отвода теплоты парообразования.
Метан в отличие от бензина не смывает масляную плёнку со стенок цилиндров, не содержит вредных примесей, негативно влияющих на детали камеры сгорания, сжигается практически полностью, не образуя нагара на поршнях, клапанах и свечах зажигания. Кроме того, он не вызывает коррозию металлов, не оставляет отложений в топливной системе, чем увеличивает срок службы двигателя в 1,5–2 раза.
КПГ послужила палочкой-выручалочкой в СНГ для целого сектора локальных перевозок (такси, автобусы, развозные грузовики), но дальнейшее продвижение на дальнемагистральных перевозках тормозится. И вот почему…
Первая проблема в хранении: дополнительные газовые сосуды съедают пространство за кабиной и на раме тягача. В баллонах, изготовленных из полимерных материалов, под высоким давлением (200–250 атм) хранится лишь незначительный объём газа и стандартный запас хода с одной заправки редко превышает 500 км. В качестве полумеры долгое время продвигалась концепция газодизельного и газобензинового транспорта и этот паллиатив до сих пор широко используется.
Холодный расчёт на СПГ
Технология сжижения природного газа предусматривает охлаждение его до очень низких температур, при которых газ переходит в жидкое состояние (LNG) и значительно уменьшается в объёме. Это означает, что автомобиль не надо оборудовать множеством газовых баллонов, ему достаточно иметь один или два криогенных топливных бака, предназначенных для хранения СПГ. Но этого объёма топлива автопоезду уже хватает для осуществления региональных и даже магистральных перевозок на значительные расстояния. То есть движение на СПГ вполне можно рассматривать, как полноценную альтернативу дизелю на маршрутах длиной в 300–1000 км с одной заправки.
Газовые СПГ-грузовики имеют два основных преимущества, и в качестве примера принято ставить в пример опыт КНР, где сейчас сконцентрирован самый большой парк автотранспорта в мире.
В Китае, где применение СПГ в коммерческих автомобилях в последнее время очень распространилось, отмечают, что литр дизеля сейчас обходится в 7,57 юаней (73,5 руб.), в то время, как один килограмм СПГ стоит всего 4,2 юаня (40,8 руб.). В пересчёте это означает, что автоперевозчики, эксплуатирующие газовые автомобили получают экономию в размере 0,45–0,7 юаня (4,3–6,8 руб.) на каждом километре пути.
| 2017 г. | 2018 г. | |
|---|---|---|
| Всего грузовиков (кроме пикапов и SUV) | 2 587 741 | 2 794 127 |
| Седельные тягачи, из них: | 585 193 | 470 283 |
| дизельные | 527 247 | 418 914 |
| электротягачи | 321 | 95 |
| газовые | 57 625 | 51 274 |
| Тяжёлые грузовики, из них: | 564 471 | 642 082 |
| дизельные | 560 527 | 629 172 |
| бензиновые | 10 | – |
| электрические | 184 | 1374 |
| газовые | 3750 | 11 536 |
| Среднетоннажные грузовики, из них: | 234 013 | 172 573 |
| дизельные | 232 425 | 171 589 |
| бензиновые | 5 | 65 |
| электрические | 1426 | 385 |
| топливные элементы | – | 39 |
| газовые | 157 | 495 |
| Лёгкие грузовики, из них: | 1 738 310 | 1877 752 |
| дизельные | 1 381 399 | 1 391 515 |
| бензиновые | 306 250 | 442 426 |
| гибридные | 157 | 1044 |
| электрические | 50 377 | 42 589 |
| газовые | 127 | 178 |
| Мини-грузовики, из них: | 560 711 | 628 031 |
| дизельные | 60 418 | 20 462 |
| бензиновые | 493 023 | 576 231 |
| электрические | 7270 | 31 338 |
Выхлопы газовых грузовиков и автобусов наносят намного меньший вред окружающей среде. Выполнение экологических норм Euro 5 у СПГ-транспорта вообще обходится без громоздкой системы нейтрализации и раствора мочевины. А количество СО2 в выхлопе значительно ниже, чем у дизельного двигателя.
Кроме двух главных преимуществ, есть ещё и второстепенные:
Среди мировых лидеров по числу газобаллонных автомобилей лидируют Китай (5,3 млн автомобилей), Пакистан (3,1 млн), Индия и Иран (по 4 млн). Львиная доля (60–70%) приходится на легковой транспорт.
Чтобы понять, сколько в Китае экологически чистого коммерческого транспорта и какова его перспектива, достаточно привести свежую статистику производства. Доля газомоторной коммерческой техники в 2018 году достигла 3,27% для грузовиков и 3,22% для автобусов. Разбиение по классам, видам топлива и используемой тяги даёт богатую пищу для размышлений и о перспективе электрогрузовиков и электробусов, выпуск которых составляет 2,71% и 14%, соответственно.
| 2017 г. | 2018 г. | |
|---|---|---|
| Всего автобусов | 526 049 | 454 423 |
| Большой и особо большой класс, из них: | 93 270 | 77 724 |
| дизельные | 33 333 | 30 348 |
| бензиновые | 38 | 73 |
| гибридные | – | 1 |
| гибридные PHEV | 9188 | 4540 |
| электробусы | 43 371 | 41 114 |
| топливные элементы | 1 | 175 |
| газовые | 7339 | 8495 |
| Средний класс, из них: | 85 115 | 72 682 |
| дизельные | 38 980 | 25 406 |
| бензиновые | 4736 | 5428 |
| гибридные | 3163 | 3661 |
| гибридные PHEV | 35 283 | 34 405 |
| электробусы | 31 | 240 |
| газовые | 2922 | 3542 |
| Малый класс, из них: | 347 664 | 334 322 |
| дизельные | 252 632 | 230 543 |
| бензиновые | 66 316 | 54 030 |
| гибридные | 61 | 3 |
| гибридные PHEV | 299 | 1 472 |
| электробусы | 26 837 | 22 972 |
| топливные элементы | 98 | 390 |
| газовые | 1 421 | 24 912 |
Несладкие контраргументы
Аксиома: успешная реализация любой затратной модели развития упирается в его масштабируемость в бизнесе. Т.е. предпринимателям для снижения рисков важно найти как можно больше потребителей и сделать технологию доступной и популярной. Перевод автотранспорта на газ при государственной поддержке необходим, но этот вид топлива не только в КНР, но и России не так распространён. АЗС с соляркой есть везде, а заправка КПГ и СПГ остаётся явлением редким.
Поэтому, во-первых, владельцу газового ТС обязательно нужно планировать новый маршрут очень тщательно.
Во-вторых, стоимость СПГ-автомобиля значительно выше дизельного аналога: сложнее конструкция и применяются оригинальные узлы, дорогие сосуды Дюара. Учитывая экономию при эксплуатации, можно сказать, что эта надбавка отобьётся, но для этого потребуется примерно от 2 до 3 лет стабильной работы. То есть эксплуатантам, работающим на случайных халтурах, газовый двигатель окажется в тяжесть.
В-третьих, неприятным моментом может стать сезонное колебание цены на СПГ, особенно в зимний период. При наступлении морозов спрос на газ растёт, и продавцы СПГ во всех странах мира не гнушаются заработать лишнюю копейку, цент или юань. Об этом расскажу далее.
В-четвёртых, снаряжённая масса газового грузовика выше дизельного. Изменения не столь большие, но газовая аппаратура и большая ёмкость для хранения топлива, которую стараются заполнить под завязку, добавляет машине несколько сотен килограммов, которые в общем-то не стоит недооценивать, если на трассе имеется весовой контроль.
В-пятых, техническое обслуживание вызывает затруднения. Мастерских и специалистов по ремонту и обслуживанию дизельных грузовиков много. Здесь проблем нет вообще. С СПГ так не получается. Небольшие мастерские и магазины запчастей, которые можно встретить на дорогах, зачастую не в состоянии помочь водителю газовой машины. У них просто нет соответствующих знаний и опыта. И они, как правило, отказываются от обслуживания СПГ транспорта.
Чтобы склониться к приобретению грузовика с СПГ, необходимо понять, получится ли выполнить все конкретные условия?
Первое – должны быть оговорены стабильные (фиксированные) маршруты, чтобы была возможность заезда на недорогую газовую заправку. Второе – это загрузка газового транспортного средства. Годовой пробег должен превышать 120–150 тыс. км, только в этом случае экономия на топливе станет оправданной с точки зрения покупки более дорого СПГ грузовика. Третье, хозяева транспортного бизнеса должны быть предприимчивы, образованны и терпеливы. Разница между газовым автомобилем и дизельным довольна существенна, поэтому зарабатывать здесь смогут не все.
Касается это в первую очередь систем контроля и управления, систем подачи топлива и зажигания газовой смеси. В этой статье мы подробно расскажем о технических особенностях газовых АСУ.
|
| ГК «ТЕХ» |
Газопоршневые двигатели успешно применяются в промышленной энергетике уже более тридцати лет (только на территории нашей страны на сегодняшний день функционируют более 2000 ГПУ), и, по сути, системы управления газовыми СЭУ – это адаптированные промышленные контроллеры. На сегодняшний день лидером мирового рынка по производству контроллеров управления газовыми двигателями является немецкая компания Motortech GMBH, они же первыми в Европе представили свои морские разработки, которыми мы поделимся ниже.
1. ПИД регулирование (Пропорциональное Интегральное Дифференциальное).
Процессы сгорания топлива в традиционном дизельном двигателе управляются ПИД-регулятором. Я хорошо помню те времена, когда настройка производилась с помощью шлицевой отвертки на регуляторах Woodward UG 8 или отечественных ОРН. В современных моторах эти регуляторы «виртуальные», а настройка осуществляется с помощью алгоритмов программирования, построенных в большинстве случаев на PLC-языке. Однако, дизельному двигателю для настройки и по сей день необходим один ПИД-регулятор (виртуальный или механический), а газовому – не менее 10. Эти регуляторы находятся в жесткой зависимости друг от друга, и мельчайшее изменение одного из параметров влечет за собой сдвиг всех остальных. Поэтому логика управления газовым двигателем в десятки раз сложнее.
2. Система зажигания.
В дизельном двигателе нет как таковой системы зажигания, воспламенение топливо – воздушной смеси происходит за счет повышения давления в камере сгорания. В газовом двигателе для воспламенения необходима искра от свечи зажигания. Для этого, с помощью установленной на каждый цилиндр катушки зажигания, создается электрический импульс, который по высоковольтному проводу передается свече. Этот процесс занимает доли секунды, но требует точной синхронизации, за которую отвечает специально разработанный контроллер MIC6 marine.
| Mic 6 / ГК «ТЕХ» |
3. Детонация.
4. Регулировка оборотов двигателя, как часть топливной системы.
В России все больше машин переводят на газ: почему это выгодно и какие есть нюансы
За последние полстолетия природный газ совершил революцию в сфере топлива для производства электрической и тепловой энергии. Теперь настала очередь транспортного сектора экономики.
Объем реализации газомоторного топлива (ГМТ) в нашей стране, по данным Минэнерго, увеличился с 1,00005 млрд м 3 в 2019 году до 1,1 млрд м 3 (+10 %) в 2020 году. Рост произошел на фоне уменьшения потребления бензина (–5,6 %, до 32,8 млн тонн) и дизельного топлива (–6,7 %, до 35,5 млн тонн). Число автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) в прошлом году достигло 601 единицы (в 2019‑м — 502).
Модели развития объектов инфраструктуры ГМТ включают три типа. Сетевой — решает задачу охвата площади (города, региона), когда для любого пользователя доступна заправочная станция. Точечный — создает инфраструктуру под потребности крупных клиентов в рамках конкретного актива (депо, порт, карьер и др.). Магистральный — способен покрыть основные транспортные магистрали.
Перевод транспорта на природный газ имеет серьезные преимущества для владельцев парков техники.
Объемы реализации сжиженного углеводородного газа (СУГ), под которым подразумевается пропан-бутан, в 2020 году уменьшились на 1–2 %, тогда как продажи КПГ на АГНКС увеличились на 22 %.
Прогнозные объемы потребления ГМТ на автомобильном транспорте в 2022 году для КПГ составят 1,243 млрд кубов, а для сжиженного природного газа (СПГ) — 163 млн кубов, при выделении бюджетных ассигнований на сумму 21,93 млн руб. Прогнозное количество АГНКС и автомобилей, имеющих возможность использовать КПГ в качестве топлива, в 2022 году, соответственно, составит 896 и 357 618 единиц. Аналогичные показатели для автомобилей, работающих на СПГ (сжиженном метане) — 134 криогенных автозаправочных станции (КриоАЗС) и 4127 машин. К концу 2024 года с учетом доли «Газпрома», «Роснефти» и других участников рынка число АГНКС, согласно госпрограмме, достигнет 1273 единиц, а объем потребления ГМТ — 2,72 млрд кубов.
Уже несколько лет КАМАЗ использует газовые двигатели Weichai WP7NG в своих автобусах.
96 % легковых автомобилей на КПГ владеют физические лица, их доля в категории LCV, работающих на ГМТ, составляет 71 %, в то же время 91 % грузовиков и 88 % автобусов на ГМТ приходится на юридические лица. Причем 40 % транспорта на КПГ владеют торговые и газовые компании. Интересно, что в нашей стране СУГ используют 93 % легковушек, 3 % LCV, 3 % грузовиков, 1 % автобусов. У КПГ по тем же видам транспорта аналогичные показатели соответственно — 12, 46, 20 и 22 %. А вот СПГ пока прижился только на грузовиках.
Сегодня в России действует 531 АГНКС, из которых 341 принадлежит группе компаний «Газпром». В текущем году общее число заправок достигнет 645 единиц.
Прогнозное количество АГНКС в 2022 году составит 896 единиц.
Основной драйвер популярности ГМТ — низкая цена (в среднем 19,48 руб. за 1 куб, что в 2,5–3 раза дешевле бензина), а также меры господдержки. С 2013 г. действуют федеральные субсидии на перевод транспорта на ГМТ, а весной 2020 г. ввели новую программу до 2024 г. в объеме 19,3 млрд руб. Она гарантирует возврат автовладельцу 60 % затрат на установку газобаллонного оборудования. Также «Газпром газомоторное топливо» компенсирует ее участнику еще 30 % затрат (в итоге общая скидка — 90 %). В среднем, переоборудовать машину обойдется от 90 тыс. руб. для легковушек и до 300 тыс. руб. для грузовиков.
Для автомобилей, работающих на СПГ, будет построено 134 криогенных автозаправочных станции.
Ожидается, что по итогам госпрограммы к 2024 г. объем потребления ГМТ количество автотранспорта на газе вырастет со 155 тыс. единиц в середине 2020 года до около 200 тыс. к 2024‑му.
Стратегия «Газпрома» по раз-витию газозаправочной инфраструктуры заключается в создании коридоров с газовой инфраструктурой СПГ и КПГ для магистрального транспорта вдоль таких трасс, как М-10, М-11, М-4, М-1, М-7 и М-5.
Стимулами для расширения использования ГМТ наряду с другими факторами служат: рост цен на традиционное топливо; расширение модельного ряда коммерческой техники, развитие газозаправочной инфраструктуры; повышение информационной осведомленности потребителей. К препятствиям можно отнести более высокую цену на новые ТС с ГМТ, стоимость переоборудования, а также затраты на подготовку персонала и сервисной базы при эксплуатации и обслуживании ГМТ техники.
ЕДЕМ НА МЕТАНЕ
«Группа ГАЗ» приступила к серийному выпуску низкопольного автобуса большого класса ЛиАЗ-5292 LNG, использующего СПГ.
«Группа ГАЗ» приступила к серийному выпуску низкопольного автобуса большого класса ЛиАЗ-5292 LNG, использующего СПГ.
ЛиАЗ-5292 LNG хорошо зарекомендовал себя в тестовой эксплуатации осенью 2020 года в Челябинске и на испытаниях, которые в последнее время проходят в Санкт-Петербурге. Так, среднесуточный пробег в Челябинске составил 229 км, средняя скорость на маршруте — 19 км/ч, общий пробег — 14 тыс. км. При этом средний расход СПГ: 42 кг/100 км в городском цикле и 33 кг/100 км — в загородном. Среднесуточный пробег в Санкт-Петербурге составил 200 км, средняя скорость на маршруте — 15 км/ч, общий пробег — 30 тыс. км. Средний расход топлива — 44 кг/100 км (городской цикл), 34 кг/100 км — загородный цикл.
Ведущие производители грузовых автомобилей по-разному оценивают перспективы альтернативной энергетики для коммерческого транспорта.
Общая стоимость владения газовыми автобусами такого класса, работающими на КПГ и СПГ, за период эксплуатации с учетом затрат на их приобретение и эксплуатацию составила, соответственно, 34,7 и 32,7 руб./км. Эксплуатационные расходы на 1 км пробега в год (в руб.) у модели на СПГ ниже, чем у автобуса с КПГ, на 11 %, а общая стоимость владения (в руб./км), соответственно, меньше на 6 %.
КПД НИЖЕ, РЕСУРС ВЫШЕ
Важнейшей характеристикой автомобильного двигателя является крутящий момент — у газового двигателя он меньше, чем у дизеля, примерно на 7 % вследствие более низкого КПД. Зато ресурс газового мотора в 1,5 раза выше, чем у дизеля. Причина — в меньших ударных нагрузках и лучших условиях для смазки: масляная пленка не смывается со стенок цилиндров газовоздушной смесью, газ не содержит серы, которая сокращает срок службы масла. Именно поэтому для газового двигателя требуется моторное масло с особыми свойствами — в частности, с высоким щелочным числом. Такое специальное масло входит в комплексные сервисные программы по газомоторной технике, также как свечи зажигания и газовый фильтр. Неудивительно, что крупнейшие мировые нефтехимические компании наращивают ассортимент смазочных материалов, отвечающих всем специфическим требованиям газовых моторов, в том числе по щелочному числу. Недавно на российском рынке появилась линейка масел Total RUBIA GAS. Это малозольные моторные масла, отвечающие всем требованиям газовых двигателей, обеспечивая надежную работу и защиту всех компонентов.
Объемы реализации сжиженного углеводородного газа (Liquid Petroleum Gas, LPG), под которым подразумевается пропан-бутан, в 2020 году уменьшились на 1–2 %.
Французский концерн Total, как и другие известные производители смазочных материалов, делает ставку на рост популярности природного газа на транспорте в мировом масштабе. Между тем, недостаточно развитая инфраструктура (как в России, так и за рубежом) оказывается серьезной сдерживающей причиной, мешающей газомоторному топливу резко наращивать популярность по всей планете. Вторая сдерживающая причина носит маркетинговый характер. В свое время ведущие мировые автопроизводители решили сделать ставку на электромобили и теперь не спешат что-то менять.
КАК ПО МАСЛУ
В пресс-службе компании Total ответили на вопросы «Автопарка».
— Есть устоявшееся мнение, что обслуживание газомоторных ТС существенно дороже, чем дизельных. Это связано с необходимостью применения специального инструмента, соблюдения повышенных мер безопасности. А что можно сказать о стоимости смазочных материалов? Масло Total RUBIA GAS дороже обычного дизельного?
— Моторное масло Total RUBIA GAS сопоставимо по стоимости с маслами для стандартных дизельных двигателей, при этом его использование снижает стоимость владения в долгосрочной перспективе благодаря бесперебойной работе техники и отсутствию дополнительных простоев на обслуживание.
— Каковы особенности работы масла в газовом моторе?
— Чтобы понять особенности работы масла в двигателе, работающем на газу, давайте разберемся в особенностях работы двигателя, устанавливаемого на магистральные тягачи и городские автобусы. Принцип работы такого двигателя заключается в следующем, поскольку газ не воспламеняется в камере сгорания от сжатия, как дизельное топливо, поэтому воспламенение происходит от искры свечи зажигания.
Бензин и дизель — это высококалорийное топливо, обеспечивающее максимальную мощность двигателя. У газа теплотворная способность ниже, поэтому мощность двигателя на газу будет меньше, чем на бензине или дизеле. И температура в камерах сгорания у бензина и у дизеля отличается от температуры сгорания газа. На бензине и дизеле — меньше, на газе — выше. Это приводит к локальному перегреву клапанов, седел, верхней части цилиндров и поршней. Моторное масло также нагревается до более высоких температур именно на газу.
Но есть и приятные моменты. Газ содержит значительно меньше, чем бензин или дизель, соединений серы и совсем не содержит ароматических углеводородов. То есть кислот от сгорания топлива образуется меньше и не требуется масло с высоким запасом щелочности для нейтрализации кислотных продуктов горения. Все эти особенности позволяют сформулировать требования к моторному маслу, оптимально подходящему под автомобили, двигатели которых большую часть времени работают на газу. Масло должно обладать запасом термостойкости для длительного противостояния повышенным температурам, а также сниженной щелочностью. Высокая щелочность при работе на газу просто не нужна, а высокая зольность щелочных масел, напротив, может привести к повышенному износу двигателя. То есть для работы на газу нужны малозольные масла с высокой температурой вспышки и хорошей высокотемпературной стабильностью.
— Правда ли, что у газовых моторов сервисный интервал меньше, чем у дизеля?
— Межсервисный интервал у газового двигателя при правильно подобранном смазочном материале не будет отличаться от дизельного двигателя.
— Кто обычно выдает одобрение на использование масла в двигателе — производитель силового агрегата или завод-изготовитель ТС?
— Одобрения на применение смазочных материалов в том или ином двигателе всегда дает производитель двигателя, потому что двигатели могут устанавливаться на различную технику или оборудование.
— Какие одобрения имеет масло Total RUBIA GAS?
— Total RUBIA GAS 5М 15W-40 соответствует требованиям Cummins CES 20085, Total RUBIA GAS 7М 20W-50 соответствует требованиям Cummins CES 20074.
— Какие масла Total можно еще посоветовать для использования в газовых моторах? Есть ли среди них продукты, предназначенные для смешанных парков?
— В линейке смазочных материалов компании Total представлен широкий перечень смазочных материалов, которые можно использовать в двигателях, работающих на газу. Сюда относятся узкоспециализированные продукты, такие как Total RUBIA GAS 5М 15W-40 и Total RUBIA GAS 7М 20W-50, а также допускается использование таких продуктов, как RUBIA TIR 7900 5W-40, RUBIA TIR 9900 FE 5W-30, RUBIA TIR 8900 10W-40. Для правильного выбора смазочного материала необходимо обратиться к инструкции по эксплуатации техники и посмотреть, какие требования предъявляет изготовитель оборудования к смазочным материалам.