Причиной роста популярности газобаллонного оборудования (ГБО) является экономия газового топлива по сравнению с бензином. Автомобильные двигатели внутреннего сгорания (ДВС) могут работать на сжиженном нефтяном газе (СНГ), компримированном природном газе (КПГ) или сжиженном природном газе (СПГ). Согласно исследованиям, мощность двигателя при работе на ГБО снижается на величину 4–15 % Снижение крутящего момента двигателя может достигать 20 % и более, в зависимости от поколения газового оборудования [1, с.75]. Данное обстоятельство связано со снижением коэффициента наполнения цилиндров, что сопровождается меньшей объемной теплотой сгорания. Расход топлива автомобилем, оснащённым ГБО, на 10–15 % выше бензинового ДВС [2, с.125]. Стоимость пропан-бутановой смеси более чем на 55 % ниже бензина марки «Премиум-95» [2, с.22]. Тем самым, при эксплуатации автомобиля, оснащённого ГБО, достигается значительная экономия денежных средств.
Газ является экологически чистым топливом в сравнении с бензином [1,2]. Использование газа в качестве моторного топлива снижает уровень негативных выбросов в атмосферу. Содержание загрязняющих веществ: оксида углерода (СО) и объёмной доли углеводородов (СН) в отработавших газах (ОГ) автомобилей, оснащённых ГБО регламентируется ГОСТ Р 54942–2012 «Газобаллонные автомобили с искровыми двигателями. Выбросы вредных (загрязняющих) веществ с отработавшими газами. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния». Согласно данному документу проверка проводится наследующих режимах работы двигателя:
1) при минимальных оборотах ДВС: — 1100 мин-1- для автомобилей категорий М1 и N1;
— 900 мин-1-для автомобилей остальных категорий.
2) при повышенных оборотах ДВС: — 2500–3500 мин-1- для автомобилей категорий М1 и N1, не оборудованных системами нейтрализации отработавших газов; — 2000–2800 мин-1-для автомобилей категорий М1 и N1, оборудованных системами нейтрализации, и категорий М1 полной массой более 3,5 т, M2, M3, N2, N3 независимо от их комплектации [3, с.4–5].
Газомоторное топливо является более экологичным в сравнении с бензином, следовательно, использование газа снижает уровень негативных выбросов в атмосферу. Так согласно ГОСТ Р 54942–2012 для автомобилей категорий M1 и N1, оснащенных системами нейтрализации отработавших газов (экологические классы 2, 3, 4), годов выпуска с 01.01.2007 г. по 31.12.2012 г. содержание объемной доли СО, на минимальных оборотах работы ДВС не должно превышать 0,5 % (максимальное значение ГОСТ), объёмная доля углеводородов СН — не регламентируется. При работе ДВС на повышенных оборотах предельное содержание СО снижается до 0,3 %, СН должна составлять не более 100 млн-1. Максимальное значение СН согласно данному документу составляет 200 млн-1. Минимальные значения СО и СН составляют 0,2 % и 100 млн-1 соответственно.
Содержание СО и СН автомобилей, оснащённых бензиновыми ДВС регламентированы ГОСТ Р 52033–2003 «Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами нормы и методы контроля при оценке технического состояния». Согласно нему режимы работы ДВС при проверке содержания СО и СН при работе ДВС на бензине аналогичны режимам проверки газобалонных ДВС, однако предельно допустимое содержание загрязняющих веществ выше чем величины предусмотренные ГОСТ Р 54942–2012. Для автомобилей категорий M1 и N1, оснащенных двухкомпонентными системами нейтрализации отработавших газов года выпуска после 01.10.1986 г., содержание объемной доли СО, на минимальных оборотах работы ДВС не должно превышать 1,0 %, объёмная доля углеводородов СН не более 400 млн-1. При работе ДВС на повышенных оборотах предельное содержание СО снижается до 0,6 %, СН должна составлять не более 200 млн-1. Максимальное значение для автомобилей данной категории не оснащенных системами нейтрализации отработавших газов СН составляет 1200 млн-1, максимальное значение СО 4,5 %. Минимальные значения СО и СН составляют 0,3 % и 100 млн-1 соответственно [4 с.5].
Порядок и процедуры методов контроля установки газобаллонного оборудования регламентирован межгосударственным стандартам ГОСТ 31972–2013 «Автомобильные транспортные средства. Порядок и процедуры методов контроля установки газобаллонного оборудования» [5].
Снижение содержания загрязняющих веществ в отработавших газах автомобильного двигателя подтверждают и данные экспериментальных исследований, проводившихся в лаборатории «Диагностики автомобилей» кафедры ЭиРТТМиК ФГБОУ ВО Дальневосточный ГАУ с использованием газоанализатора «Инфракар», согласно методикам, изложенным в ГОСТ Р 52033–203 и ГОСТ Р 54942–2012.
Исследования проводились на автомобиле японского производства «TОYOTA RАСТIS» 2006 года выпуска, оснащённого двигателем 1NZ, как без установки ГБО, так и с установкой ГБО фирмы завода-производителя «POLETRON», (Польша) 4 поколения. Данное оборудование адаптировано на работу ДВС на сжиженной смеси пропан-бутан (СПГ).
На первом этапе исследования проводились в лабораторных условиях, на втором этапе — в дорожных условиях.
Дорожные условия:
тип дорожного покрытия………………………....асфальтобетон
условия движения………………………………. городская зона
температура окружающей среды, °С ………………….……22–23
атмосферное давление, кПа ……………………………………90
относительная влажность при температуре + 22°С, %, ……..89
Данные экспериментальных исследований содержания загрязняющих веществ в отработавших газах бензинового автомобильного двигателя 1NZ автомобиля «TОYOTA RАСТIS» 2006 года выпуска, не оснащённого ГБО приведены в таблице 1.
Таблица 1
Данные экспериментальных исследований содержания загрязняющих веществ вотработавших газах бензинового автомобильного двигателя 1NZ автомобиля «TОYOTARАСТIS» 2006 года выпуска, не оснащённого ГБО
|
В лабораторных условиях |
В дорожных условиях |
||||
|
п, мин-1 |
СО, % |
СН, млн-1 |
п, мин-1 |
СО, % |
СН, млн-1 |
|
1100 |
0,07–0,48 |
250–300 |
1100–1200 |
0,07–1,50 |
350–400 |
|
2500 |
0,06–0,35 |
150–200 |
2400–2500 |
0,06–1,80 |
250–300 |
Данные экспериментальных исследований содержания загрязняющих веществ в отработавших газах бензинового автомобильного двигателя 1NZ автомобиля «TОYOTA RАСТIS» 2006 года выпуска, оснащённого ГБО приведены в таблице 2.
Таблица 2
Данные экспериментальных исследований содержания загрязняющих веществ вотработавших газах бензинового автомобильного двигателя 1NZ автомобиля «TОYOTARАСТIS» 2006 года выпуска, оснащённого ГБО
|
В лабораторных условиях |
В дорожных условиях |
||||
|
п, мин-1 |
СО, % |
СН, млн-1 |
п, мин-1 |
СО, % |
СН, млн-1 |
|
1100 |
0,06–0,36 |
150–200 |
1100–1200 |
0,06–1,27 |
200–300 |
|
2300 |
0,05–0,27 |
100–150 |
2200–2300 |
0,05–1,60 |
150–200 |
Результатами экспериментальных исследований установлено, что использование газа в качестве моторного топлива автомобильного ДВС заметно снижает количество негативных веществ, содержащихся в отработавших газах (ОГ). Так максимальное снижение показателей СО и СН при проведении испытаний в лабораторных условиях составило 34 и 67 % соответственно. Максимальное снижение показателей СО и СН при проведении испытаний в дорожных условиях составило 21 и 76 % соответственно.
Литература:
- Газобаллонные автомобили (конструкция, расчет, диагностика: учебник для вузов [Текст] / Под ред. Ерохова В. И. — М.: Горячая линия — Телеком, 2012. — 598 с.: ил.
- Официальный сайт «Мир газа». Установка и техническое обслуживание газовых систем автомобилей [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.mirgaza.ru/kontakti.html.
- ГОСТ Р 54942–2012 «Газобаллонные автомобили с искровыми двигателями. Выбросы вредных (загрязняющих) веществ с отработавшими газами. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния». М.: Стандартинформ, 2012.
- ГОСТ Р 52033–2003 «Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами нормы и методы контроля при оценке технического состояния». М.: Стандартинформ, 2003.
- ГОСТ 31972–2013 «Автомобильные транспортные средства. Порядок и процедуры методов контроля установки газобаллонного оборудования». М.: Стандартинформ, 2013.
