(32) 609 64 12 biuro@autogaz.com.pl
Silniki spalinowe pojazdów samochodowych można napędzać przy wykorzystaniu szeregu różnego rodzaju paliw gazowych o odmiennych właściwościach fizyko-chemicznych.
Najczęściej wykorzystywanymi paliwami gazowymi są:
Mieszanina gazów ropopochodnych jest przechowywana w postaci skroplonej, a gaz ziemny w stanie lotnym, jako gaz sprężony (CNG) lub skroplonym (LNG).
Mieszanina gazów ropopochodnych (LPG- skrót angielskojęzycznej nazwy Liquefied Petroleum Gas) jest obecnie najczęściej wykorzystywana do napędu silników pojazdów samochodowych. W temperaturze otoczenia mieszaninę tych gazów można magazynować w stanie skroplonym pod stosunkowo niskim ciśnieniem, od 0,2 do 0,1 MPa.
Paliwo to odznacza się dużą odpornością na spalanie stukowe, umożliwiając jego spalanie również w silnikach z zapłonem iskrowym o podwyższonych stopniach sprężania. Teoretyczna liczba oktanowa jest równa 90-110, jest więc wyższa lub równa liczbie oktanowej stosowanych obecnie paliw benzynowych. Gaz ten nie wymaga, zatem stosowania toksycznych dodatków antydetonacyjnych. Wartość opałowa skroplonej mieszaniny propanu i butanu jest równa 46 MJ/kg przy gęstości 0,557 kg/dm3, podczas gdy benzyny 43,9 MJ/kg.
Mieszaninę gazów ropopochodnych pozyskuje się w procesie rafinacji ropy naftowej oraz podczas wydobywania gazu ziemnego. Mieszanina ta znajduje bardzo szerokie zastosowanie w przemyśle, rolnictwie, chemii jak i gospodarstwach domowych. Służy ona do napędzania pojazdów samochodowych różnych typów (osobowych, ciężarowych, autobusów), jak i innych maszyn i urządzeń napędzanych silnikami spalinowymi. Do przechowywania tej mieszaniny w samochodach służą zbiorniki ciśnieniowe, spełniające funkcję zbiornika paliwa. Przebiegowe zużycie mieszaniny gazów ropopochodnych (LPG), wyrażone w kg/100 km jest porównywalne ze zużyciem benzyny, natomiast zużycie wyrażone w dm3/100 km jest dla LPG o około 10-15% większe niż dla benzyny.
CNG i LNG
Oznaczenia CNG i LNG to skróty nazw angielskich, odpowiednio Compressed Natural Gas i Liquid Natural
Gas, w języku polskim gaz ziemny, jest wykorzystywany w motoryzacji jako sprężony gaz ziemny i skroplony gaz ziemny. Głównym składnikiem gazu ziemnego jest metan, jego zawartość w gazie ziemnym waha się od 90 do 98 % (objętościowo). Gaz ziemny jest nie tylko wydobywany z wielu źródeł na świecie, pozyskuje się go coraz częściej z biogazu poprzez wykorzystanie innowacyjnych technologii uzdatniania biogazu. Jest taktowany wtedy, jako paliwo odnawialne i jest nazywany Biometanem. Dla celów motoryzacyjnych stosuje się go zarówno w postaci sprężonej, jak i skroplonej.
Do przechowywania skroplonego gazu ziemnego w samochodzie wykorzystywane są zbiorniki kriogeniczne z izolacją termiczną, najczęściej pianowo-proszkową. Objętość tych pojemników wynosi od 70 do 300 dm3, ciśnienie zmagazynowanego gazu nie przekracza 1,5 MPa. W warunkach tych okres przechowywania skroplonego gazu ziemnego może wynosić nawet od trzech do czterech dni, praktycznie bez strat wskutek odparowania. Wykorzystanie LPG zamiast CNG poprawia znacznie gęstość zmagazynowanej energii w objętości oraz wpływa na znaczne zmniejszenie masy zbiornika. Przechowywanie sprężonego gazu sprężonego w butlach ciśnieniowych ze względu na ich dużą masę oraz objętość, ogranicza możliwość ich stosowania do samochodów dostawczych, ciężarowych i autobusów. Masa butli krajowej o objętości 80 dm3 wynosi obecnie około 80 kg, umożliwiając zmagazynowanie około 16 m3 gazu ziemnego sprężonego do ciśnienia 20 MPa.
W samochodach umieszcza się zazwyczaj od 4 do 6 butli, co pozwala na zmagazynowanie od 60 do 90 m3 gazu ziemnego. Ta objętość, w zależności od warunków eksploatacyjnych zapewnia przebieg od 200 do 300 km. Stosowane obecnie technologie wytwarzania butli kompozytowych pozwalają na znaczne zmniejszenie ich masy (masa butli o objętości 80 dm3 nie przekracza 30 kg), jednak dalej pozostaje problem objętości, którą wypełniają butle. Wartość opałowa gazu ziemnego w zależności jego składu równa jest około 35,6 MJ/m3. Stąd też zużycie gazu ziemnego wyrażane w m3 jest nieco mniejsze niż benzyny, wyrażone w dm3 na 100 km. Liczba oktanowa gazu ziemnego jest równa 105-110, a więc charakteryzuje się on znaczna odpornością na spalanie stukowe.
Zakres palności gazu ziemnego jest bardzo szeroki, umożliwiając jego spalanie przy współczynniku nadmiaru powietrza w zakresie od 0,6 do 1,9. Możliwe jest tym samym uzyskanie stabilnej pracy silnika na mieszankach ubogich, co pozytywnie wpływa na jego ekonomiczność.
Zarówno skroplona mieszanina gazów ropopochodnych, jak i gaz ziemny są pełnowartościowymi paliwami silnikowymi. Gaz ziemny nie wymaga żadnej dodatkowej obróbki technologicznej, również i silniki zasilane gazem ziemnym nie wymagają zasadniczych zmian, w porównaniu z oryginalna wersją.
