O zaletach paliwa do silników gazowych, w szczególności metanu, powiedziano już wiele, ale przypomnijmy o nich jeszcze raz.

Jest to przyjazny dla środowiska układ wydechowy, który spełnia obecne, a nawet przyszłe wymagania prawne dotyczące emisji. W ramach kultu globalnego ocieplenia jest to ważna zaleta, ponieważ Euro 5, Euro 6 i wszystkie kolejne normy zostaną narzucone bez wątpienia, a problem spalin będzie musiał zostać rozwiązany w ten czy inny sposób. Do 2020 roku nowe pojazdy w Unii Europejskiej będą mogły emitować średnio nie więcej niż 95 g CO2 na kilometr. Do 2025 r. dopuszczalny limit może zostać jeszcze bardziej obniżony. Silniki na metan są w stanie sprostać tym normom toksyczności i to nie tylko dzięki niższej emisji CO2. Emisja cząstek stałych z silników gazowych jest również niższa niż w przypadku ich odpowiedników benzynowych lub wysokoprężnych.

Ponadto paliwo do silników gazowych nie zmywa oleju ze ścianek cylindrów, co spowalnia ich zużycie. Według propagandystów paliwa do silników gazowych żywotność silnika w magiczny sposób znacznie wzrasta. Jednocześnie skromnie milczą na temat naprężeń termicznych silnika zasilanego gazem.

Główną zaletą paliwa do silników gazowych jest cena. Cena i tylko cena pokrywa wszystkie mankamenty gazu jako paliwa silnikowego. Jeśli mówimy o metanie, to jest to niezagospodarowana sieć stacji tankowania CNG, która dosłownie przywiązuje samochód gazowy do stacji benzynowej. Liczba stacji tankowania skroplonego gazu ziemnego jest znikoma, ten rodzaj gazowego paliwa silnikowego jest dziś produktem niszowym, wysoce specjalistycznym. Ponadto urządzenia gazowe zajmują część ładowności, a powierzchnia użytkowa jest kłopotliwa i kosztowna w utrzymaniu.

Postęp techniczny doprowadził do powstania takiego typu silnika jak gaz-diesel, który żyje w dwóch światach: oleju napędowego i gazu. Ale jako uniwersalny środek, gazowy olej napędowy nie w pełni wykorzystuje możliwości żadnego ze światów. Nie jest możliwa optymalizacja spalania, wydajności ani emisji dla dwóch paliw w tym samym silniku. Aby zoptymalizować cykl gaz-powietrze, potrzebujesz specjalistycznego narzędzia - silnika gazowego.

Obecnie wszystkie silniki gazowe wykorzystują zewnętrzne tworzenie mieszanki gazowo-powietrznej i zapłon ze świecy zapłonowej, tak jak w silniku benzynowym z gaźnikiem. Alternatywne opcje są w trakcie opracowywania. Mieszanka gazowo-powietrzna powstaje w kolektorze dolotowym poprzez wtrysk gazu. Im bliżej cylindra zachodzi ten proces, tym szybsza jest reakcja silnika. W idealnym przypadku gaz powinien być wtryskiwany bezpośrednio do komory spalania, jak omówiono poniżej. Złożoność sterowania nie jest jedyną wadą tworzenia mieszaniny zewnętrznej.

Wtrysk gazu sterowany jest przez jednostkę elektroniczną, która reguluje również czas zapłonu. Metan pali się wolniej niż olej napędowy, czyli mieszanka gazowo-powietrzna powinna zapalić się wcześniej, kąt wyprzedzenia również jest regulowany w zależności od obciążenia. Ponadto metan wymaga niższego stopnia sprężania niż olej napędowy. Tak więc w silniku wolnossącym stopień sprężania zmniejsza się do 12–14. Silniki wolnossące charakteryzują się stechiometrycznym składem mieszanki gazowo-powietrznej, to znaczy współczynnikiem nadmiaru powietrza a równym 1, co w pewnym stopniu kompensuje utratę mocy wynikającą ze spadku stopnia sprężania. Sprawność atmosferycznego silnika na gaz wynosi 35%, a atmosferycznego silnika wysokoprężnego 40%.

Producenci samochodów zalecają stosowanie w silnikach gazowych specjalnych olejów silnikowych, które charakteryzują się wodoodpornością, niską zawartością popiołów siarczanowych i jednocześnie wysoką liczbą zasadową, ale całoroczne oleje do silników Diesla klas SAE 15W-40 i 10W-40 są nie jest zabronione, co w praktyce stosowane jest w dziewięciu przypadkach na dziesięć.

Turbosprężarka umożliwia zmniejszenie stopnia sprężania do 10–12, w zależności od wielkości silnika i ciśnienia w układzie dolotowym, oraz zwiększenie współczynnika nadmiaru powietrza do 1,4–1,5. W tym przypadku sprawność sięga 37%, ale jednocześnie znacznie wzrasta naprężenie termiczne silnika. Dla porównania sprawność turbodoładowanego silnika wysokoprężnego sięga 50%.

Zwiększone naprężenie termiczne silnika gazowego wiąże się z niemożnością oczyszczenia komory spalania przy zamkniętych zaworach, gdy zawory wydechowy i dolotowy są jednocześnie otwarte na końcu suwu wydechu. Przepływ świeżego powietrza, zwłaszcza w silniku doładowanym, mógłby ochłodzić powierzchnie komory spalania, zmniejszając w ten sposób naprężenia termiczne silnika, a także zmniejszając nagrzewanie się świeżego ładunku, co zwiększyłoby współczynnik wypełnienia, ale w przypadku silnik gazowy, zachodzenie zaworów jest niedopuszczalne. Ze względu na zewnętrzne tworzenie się mieszanki gazowo-powietrznej do cylindra zawsze dostarczane jest powietrze wraz z metanem, a zawory wydechowe muszą być w tym momencie zamknięte, aby zapobiec przedostawaniu się metanu do układu wydechowego i spowodowaniu eksplozji.

Obniżony stopień sprężania, zwiększone naprężenia termiczne i cechy obiegu gaz-powietrze wymagają odpowiednich zmian, w szczególności w układzie chłodzenia, konstrukcji wałka rozrządu i części CPG, a także zastosowanych do nich materiałów w celu utrzymania wydajności i żywotność. Zatem koszt silnika gazowego nie różni się tak bardzo od kosztu odpowiednika diesla, jeśli nie wyższy. Plus koszt sprzętu gazowego.

Flagowiec krajowego przemysłu motoryzacyjnego, KAMAZ PJSC, produkuje seryjnie 8-cylindrowe silniki gazowe w kształcie litery V serii KamAZ-820.60 i KamAZ-820.70 o wymiarach 120x130 i pojemności skokowej 11 762 litrów. W przypadku silników gazowych stosuje się CPG, który zapewnia stopień sprężania 12 (diesel KamAZ-740 ma stopień sprężania 17). W cylindrze mieszanka gazowo-powietrzna jest zapalana przez świecę zapłonową zainstalowaną zamiast wtryskiwacza.

W pojazdach ciężarowych z silnikami gazowymi stosuje się specjalne świece zapłonowe. Tym samym Federal-Mogul dostarcza na rynek świece zapłonowe z irydową elektrodą środkową i boczną elektrodą wykonaną z irydu lub platyny. Konstrukcja, materiały i charakterystyka elektrod oraz samych świec zapłonowych uwzględniają temperaturę pracy pojazdu ciężarowego, który charakteryzuje się szerokim zakresem obciążeń i stosunkowo wysokim stopniem sprężania.

Silniki KamAZ-820 są wyposażone w rozproszony układ wtrysku metanu do kolektora dolotowego poprzez dysze z elektromagnetycznym urządzeniem dozującym. Gaz wtryskiwany jest do przewodu dolotowego każdego cylindra indywidualnie, co pozwala na dostosowanie składu mieszanki gazowo-powietrznej dla każdego cylindra w celu uzyskania minimalnej emisji szkodliwych substancji. Przepływ gazu regulowany jest przez układ mikroprocesorowy w zależności od ciśnienia przed wtryskiwaczem, dopływ powietrza regulowany jest za pomocą przepustnicy napędzanej elektronicznym pedałem gazu. Układ mikroprocesorowy kontroluje czas zapłonu, zapewnia ochronę przed zapłonem metanu w kolektorze dolotowym w przypadku awarii układu zapłonowego lub nieprawidłowego działania zaworów, a także zabezpiecza silnik przed stanami awaryjnymi, utrzymuje zadaną prędkość pojazdu, zapewnia ograniczenie momentu obrotowego na kół napędowych pojazdu i autodiagnostyki po włączeniu systemu.

KAMAZ w dużej mierze ujednolicił części silników benzynowych i Diesla, ale nie wszystkie, ale wiele zewnętrznie podobnych części do silników Diesla - wał korbowy, wałek rozrządu, tłoki z korbowodami i pierścieniami, głowice cylindrów, turbosprężarkę, pompę wody, pompę oleju, rurociąg dolotowy, miska olejowa, obudowa koła zamachowego - nie nadaje się do silników gazowych.

W kwietniu 2015 roku KAMAZ uruchomił korpus pojazdów gazowych o pojemności 8 tys. jednostek sprzętu rocznie. Produkcja zlokalizowana jest w dawnym budynku fabryki samochodów zasilanych gazem i olejem napędowym. Technologia montażu jest następująca: podwozie jest montowane i instalowany jest na nim silnik gazowy na głównej linii montażowej fabryki samochodów. Następnie podwozie jest wciągane do nadwozia pojazdów gazowych w celu montażu urządzeń gazowych i przeprowadzenia całego cyklu badawczego, a także w celu docierania pojazdów i podwozia. Jednocześnie silniki gazowe KAMAZ (w tym modernizowane na podzespołach BOSCH) montowane w zakładzie produkcji silników również przechodzą pełne testy i docieranie.

Avtodiesel (Yaroslavl Motor Plant) we współpracy z Westport opracował i produkuje linię silników gazowych opartych na rodzinie 4- i 6-cylindrowych silników rzędowych YaMZ-530. Wersja sześciocylindrowa może być instalowana w pojazdach Ural NEXT nowej generacji.

Jak wspomniano powyżej, idealną wersją silnika gazowego jest bezpośredni wtrysk gazu do komory spalania, ale jak dotąd najpotężniejsza światowa inżynieria mechaniczna nie stworzyła takiej technologii. W Niemczech badania prowadzi konsorcjum Direct4Gas, na którego czele stoi Robert Bosch GmbH we współpracy z Daimler AG oraz Instytutem Badawczym Techniki i Silników Samochodowych w Stuttgarcie (FKFS). Niemieckie Ministerstwo Gospodarki i Energii wsparło projekt kwotą 3,8 mln euro, czyli faktycznie niewiele. Projekt potrwa od 2015 roku do stycznia 2017 roku. Na-gora musi dostarczyć projekt przemysłowy instalacji bezpośredniego zatłaczania metanu oraz, co nie mniej ważne, technologię jego produkcji.

W porównaniu do obecnych systemów wykorzystujących wielopunktowy wtrysk gazu do kolektora, zaawansowany system bezpośredniego wtrysku paliwa może zwiększyć moment obrotowy przy niskich obrotach o 60%, eliminując słaby punkt silnika gazowego. Wtrysk bezpośredni rozwiązuje cały kompleks chorób „dziecięcych” silnika gazowego, spowodowanych tworzeniem się mieszanki zewnętrznej.

W ramach projektu Direct4Gas opracowywany jest system bezpośredniego wtrysku, który może być niezawodny i szczelny oraz dozować dokładną ilość wtryskiwanego gazu. Modyfikacje samego silnika ograniczono do minimum, aby przemysł mógł używać tych samych podzespołów. Zespół projektowy wyposaża eksperymentalne silniki gazowe w nowo opracowany wysokociśnieniowy zawór wtryskowy. System ma być testowany w laboratorium i bezpośrednio na pojazdach. Naukowcy badają także powstawanie mieszanki paliwowo-powietrznej, proces kontroli zapłonu i powstawanie toksycznych gazów. Długoterminowym celem konsorcjum jest stworzenie warunków, w których technologia może wejść na rynek.

Silniki gazowe są więc dziedziną młodą, która nie osiągnęła jeszcze dojrzałości technologicznej. Dojrzałość nadejdzie, gdy Bosch i jego przyjaciele stworzą technologię bezpośredniego wtrysku metanu do komory spalania.

Jewgienij Konstantinow

Podczas gdy benzyna i olej napędowy nieubłaganie stają się droższe, a wszelkiego rodzaju alternatywne elektrownie do pojazdów pozostają strasznie daleko od ludzi, przegrywając z tradycyjnymi silnikami spalinowymi pod względem ceny, autonomii i kosztów eksploatacji, najbardziej realistycznym sposobem na zaoszczędzenie na tankowaniu jest przestawić samochód na „dietę gazową”. Na pierwszy rzut oka jest to korzystne: koszt ponownego wyposażenia samochodu szybko się zwraca ze względu na różnicę w cenie paliwa, szczególnie w przypadku regularnego transportu komercyjnego i pasażerskiego. Nie bez powodu w Moskwie i wielu innych miastach znaczna część pojazdów komunalnych już dawno została przestawiona na gaz. Ale tu pojawia się logiczne pytanie: dlaczego zatem udział pojazdów na butle gazowe w potoku ruchu zarówno w naszym kraju, jak i za granicą nie przekracza kilku procent? Jaka jest druga strona butli z gazem?

Nauka i życie // Ilustracje

Znaki ostrzegawcze na stacjach benzynowych instaluje się nie bez powodu: każde połączenie gazociągu technologicznego jest potencjalnym miejscem wycieku gazu palnego.

Butle na gaz skroplony są lżejsze, tańsze i bardziej zróżnicowane pod względem kształtu niż na gaz sprężony, dlatego łatwiej je rozmieścić w oparciu o wolną przestrzeń w samochodzie i wymaganą rezerwę mocy.

Proszę zwrócić uwagę na różnicę w cenie paliw płynnych i gazowych.

Butle ze sprężonym metanem z tyłu namiotowej Gazeli.

Reduktor parownika w instalacji propanowej wymaga podgrzania. Na zdjęciu wyraźnie widać wąż łączący wymiennik ciepła cieczy skrzyni biegów z układem chłodzenia silnika.

Schemat ideowy działania urządzeń gazowych w silniku gaźnikowym.

Schemat działania urządzeń na gaz skroplony bez jego przemiany w fazę gazową w silniku spalinowym z wtryskiem rozproszonym.

Propan-butan magazynowany i transportowany jest w zbiornikach (na zdjęciu - za niebieską bramą). Dzięki tej mobilności stację benzynową można ustawić w dowolnym dogodnym miejscu, a w razie potrzeby szybko przenieść w inne.

Za pomocą pompy propanu tankuje się nie tylko samochody, ale także butle domowe.

Dystrybutor gazu skroplonego wygląda inaczej niż dystrybutor benzyny, ale proces tankowania jest podobny. Ilość dodanego paliwa mierzy się w litrach.

Pojęcie „gazowego paliwa samochodowego” obejmuje dwie zupełnie różne pod względem składu mieszaniny: gaz ziemny, w którym aż 98% stanowi metan, oraz propan-butan wytwarzany z towarzyszącego mu gazu ziemnego. Oprócz bezwarunkowej palności, łączy je także stan skupienia przy ciśnieniu atmosferycznym i temperaturach komfortowych dla życia. Jednakże w niskich temperaturach właściwości fizyczne tych dwóch zestawów lekkich węglowodorów są bardzo różne. Z tego powodu wymagają zupełnie innego sprzętu do przechowywania na pokładzie i zasilania silnika, a podczas pracy samochody z różnymi systemami zasilania gazem mają kilka istotnych różnic.

Gaz skroplony

Mieszanka propan-butan jest dobrze znana turystom i letniskom: wlewa się ją do domowych butli z gazem. Stanowi także większość gazu marnowanego na pochodniach w przedsiębiorstwach zajmujących się wydobyciem i przetwórstwem ropy. Proporcjonalny skład mieszanki paliwowej propan-butan może się różnić. Chodzi nie tyle o początkowy skład gazu ziemnego, ile o właściwości temperaturowe powstałego paliwa. Jako paliwo silnikowe czysty butan (C 4 H 10) jest dobry pod każdym względem, z tym wyjątkiem, że przechodzi w stan ciekły już w temperaturze 0,5 ° C pod ciśnieniem atmosferycznym. Dlatego dodaje się do niego mniej wysokokaloryczny, ale bardziej odporny na zimno propan (C 2 H 8) o temperaturze wrzenia –43 ° C. Stosunek tych gazów w mieszance wyznacza dolną granicę temperatury stosowania paliwa, która z tego samego powodu może być „letnia” i „zimowa”.

Stosunkowo wysoka temperatura wrzenia propanu-butanu, nawet w wersji „zimowej”, pozwala na przechowywanie go w butlach w postaci cieczy: już pod niskim ciśnieniem przechodzi w fazę ciekłą. Stąd inna nazwa paliwa propan-butan – gaz skroplony. Jest to wygodne i ekonomiczne: duża gęstość fazy ciekłej pozwala zmieścić dużą ilość paliwa w małej objętości. Wolną przestrzeń nad cieczą w cylindrze zajmuje para nasycona. W miarę zużywania się gazu ciśnienie w butli pozostaje stałe, aż do jej opróżnienia. Podczas tankowania kierowcy samochodów na propan powinni napełnić zbiornik maksymalnie do 90%, aby w środku pozostało miejsce na poduszkę parową.

Ciśnienie wewnątrz cylindra zależy przede wszystkim od temperatury otoczenia. W ujemnych temperaturach spada poniżej jednej atmosfery, ale nawet to wystarcza do utrzymania funkcjonalności systemu. Ale wraz z ociepleniem rośnie szybko. W temperaturze 20°C ciśnienie w butli wynosi już 3-4 atmosfery, a w temperaturze 50°C osiąga 15-16 atmosfer. W przypadku większości samochodowych butli gazowych wartości te są zbliżone do maksymalnych. Oznacza to, że jeśli w upalne popołudnie w południowym słońcu przegrzeje się, ciemny samochód z butlą ze skroplonym gazem na pokładzie... Nie, nie wybuchnie, jak w hollywoodzkim filmie akcji, ale zacznie wydzielać nadmiar propanu- butan do atmosfery poprzez zawór bezpieczeństwa zaprojektowany specjalnie do takiego przypadku. Wieczorem, gdy znów zrobi się chłodniej, paliwa w cylindrze będzie zauważalnie mniej, ale nikt i nic nie ucierpi. To prawda, jak pokazują statystyki, indywidualni miłośnicy dodatkowych oszczędności na zaworze bezpieczeństwa od czasu do czasu dopisują się do kroniki incydentów.

Sprężony gaz

Inne zasady leżą u podstaw działania wyposażenia w butle gazowe w pojazdach zużywających jako paliwo gaz ziemny, powszechnie nazywany w potocznym języku metanem ze względu na jego główny składnik. To ten sam gaz, który rurami dostarczany jest do mieszkań w miastach. W przeciwieństwie do gazu ziemnego metan (CH 4) ma niską gęstość (1,6 razy lżejszą od powietrza), a co najważniejsze, niską temperaturę wrzenia. Przechodzi w stan ciekły dopiero w temperaturze –164°C. Obecność niewielkiego procentu zanieczyszczeń innymi węglowodorami w gazie ziemnym nie zmienia znacząco właściwości czystego metanu. Oznacza to, że niezwykle trudno jest zamienić ten gaz w ciecz do zastosowania w samochodzie. W ostatniej dekadzie aktywnie prowadzone są prace nad stworzeniem tzw. zbiorników kriogenicznych, które umożliwiają magazynowanie skroplonego metanu w samochodzie w temperaturze –150°C i niższej oraz pod ciśnieniem do 6 atmosfer. Powstały prototypy pojazdów i stacji benzynowych dla tej opcji paliwowej. Ale jak dotąd technologia ta nie doczekała się praktycznej dystrybucji.

Dlatego w zdecydowanej większości przypadków metan do wykorzystania jako paliwo silnikowe jest po prostu sprężany, podnosząc ciśnienie w cylindrze do 200 atmosfer. W rezultacie wytrzymałość, a co za tym idzie, masa takiej butli powinna być zauważalnie wyższa niż w przypadku butli propanowej. Tak, a ta sama objętość sprężonego gazu mieści znacznie mniej niż gazu skroplonego (w przeliczeniu na mole). A to zmniejszenie autonomii samochodu. Kolejnym minusem jest cena. Zdecydowanie większy margines bezpieczeństwa wbudowany w urządzenia na metan powoduje, że cena kompletu do samochodu okazuje się niemal dziesięciokrotnie wyższa niż w przypadku urządzeń na propan podobnej klasy.

Butle z metanem występują w trzech rozmiarach, z czego tylko najmniejsza, o pojemności 33 litrów, zmieści się w samochodzie osobowym. Aby jednak zapewnić gwarantowany zasięg trzystu kilometrów, potrzeba pięciu takich cylindrów o łącznej masie 150 kg. Oczywiste jest, że w kompaktowym miejskim samochodzie nie ma sensu stale przewozić takiego ładunku zamiast przydatnego bagażu. Dlatego istnieje powód, aby przerabiać na metan wyłącznie duże samochody. Przede wszystkim ciężarówki i autobusy.

Przy tym wszystkim metan ma dwie istotne zalety w porównaniu z gazem ropopochodnym. Po pierwsze, jest jeszcze tańszy i nie jest powiązany z ceną ropy. Po drugie, urządzenia do metanu są strukturalnie ubezpieczone od problemów z pracą w zimie i pozwalają, w razie potrzeby, całkowicie obejść się bez benzyny. W przypadku propanu-butanu ten trik nie sprawdzi się w naszych warunkach klimatycznych. Samochód faktycznie pozostanie dwupaliwowy. Powodem jest właśnie skroplony charakter gazu. Dokładniej, gaz gwałtownie się ochładza podczas procesu aktywnego parowania. W rezultacie temperatura w butli, a zwłaszcza w reduktorze gazu znacznie spada. Aby zapobiec zamarznięciu sprzętu, skrzynia biegów jest podgrzewana poprzez zintegrowanie wymiennika ciepła podłączonego do układu chłodzenia silnika. Aby jednak ten system zaczął działać, ciecz w linii musi zostać wstępnie podgrzana. Dlatego zaleca się uruchamianie i rozgrzewanie silnika w temperaturze otoczenia poniżej 10°C wyłącznie na benzynie. I dopiero wtedy, gdy silnik osiągnie temperaturę roboczą, przełącz się na gaz. Jednak nowoczesne systemy elektroniczne przełączają wszystko same, bez pomocy kierowcy, automatycznie kontrolując temperaturę i zapobiegając zamarznięciu sprzętu. To prawda, że ​​​​aby zachować prawidłowe działanie elektroniki w tych systemach, nie można całkowicie opróżnić zbiornika gazu, nawet podczas upałów. Tryb rozruchu gazowego jest awaryjny dla takiego sprzętu, a system można na niego przełączyć na siłę tylko w sytuacji awaryjnej.

Urządzenia metanowe nie mają trudności z rozruchem zimą. Wręcz przeciwnie, uruchomienie silnika na tym gazie w chłodne dni jest jeszcze łatwiejsze niż na benzynie. Brak fazy ciekłej nie wymaga podgrzewania reduktora, co jedynie obniża ciśnienie w układzie z 200 atmosfer transportowych do jednej atmosfery roboczej.

Cuda bezpośredniego wtrysku

Najtrudniej jest przerobić na gaz nowoczesne silniki z bezpośrednim wtryskiem paliwa do cylindrów. Powodem jest to, że wtryskiwacze gazu tradycyjnie umieszcza się w przewodzie dolotowym, gdzie tworzenie mieszanki zachodzi we wszystkich pozostałych typach silników spalinowych bez bezpośredniego wtrysku. Ale obecność takich całkowicie neguje możliwość tak łatwego i technologicznego dodawania energii gazowej. Po pierwsze, w idealnym przypadku gaz powinien być również dostarczany bezpośrednio do cylindra, a po drugie, co jest jeszcze ważniejsze, paliwo płynne służy do chłodzenia własnych wtryskiwaczy z bezpośrednim wtryskiem. Bez tego bardzo szybko ulegną przegrzaniu.

Istnieją możliwości rozwiązania tego problemu, co najmniej dwie. Pierwszy przekształca silnik w silnik dwupaliwowy. Został wynaleziony dość dawno temu, jeszcze przed pojawieniem się bezpośredniego wtrysku paliwa w silnikach benzynowych i zaproponowano go w celu przystosowania silników wysokoprężnych do pracy na metanie. Gaz nie zapala się w wyniku kompresji, dlatego „gazowany olej napędowy” uruchamia się na oleju napędowym i kontynuuje na nim pracę na biegu jałowym i minimalnym obciążeniu. I wtedy w grę wchodzi gaz. To dzięki jego zasilaniu prędkość obrotowa wału korbowego jest kontrolowana w trybie średniej i wysokiej prędkości. W tym celu pompa wtryskowa (wysokociśnieniowa pompa paliwa) ogranicza dopływ paliwa płynnego do 25-30% wartości nominalnej. Metan dostaje się do silnika własnym przewodem, omijając pompę wtryskową. Nie ma problemów z jego smarowaniem ze względu na spadek podaży oleju napędowego przy dużych prędkościach. Wtryskiwacze diesla są w dalszym ciągu chłodzone przez przepływające przez nie paliwo. To prawda, że ​​​​obciążenie termiczne na nich przy dużych prędkościach nadal pozostaje zwiększone.

Podobny schemat zasilania zaczęto stosować w silnikach benzynowych z bezpośrednim wtryskiem. Ponadto współpracuje zarówno z urządzeniami metanowymi, jak i propan-butanowymi. Jednak w tym drugim przypadku za bardziej obiecujące uważa się alternatywne rozwiązanie, które pojawiło się całkiem niedawno. Wszystko zaczęło się od pomysłu porzucenia tradycyjnej skrzyni biegów z parownikiem i zasilania silnika propan-butanem pod ciśnieniem w fazie ciekłej. Kolejnym krokiem była rezygnacja z wtryskiwaczy gazowych i dostarczanie gazu skroplonego poprzez standardowe wtryskiwacze benzynowe. Do obwodu dodano elektroniczny moduł dopasowujący, łączący linię gazową lub benzynową w zależności od sytuacji. Jednocześnie nowy system utracił tradycyjne problemy związane z rozruchem na zimno na gazie: brak parowania – brak chłodzenia. To prawda, że ​​​​koszt wyposażenia silników z bezpośrednim wtryskiem w obu przypadkach jest taki, że opłaca się tylko przy bardzo długich przebiegach.

Nawiasem mówiąc, wykonalność ekonomiczna ogranicza zastosowanie urządzeń gazowych w silnikach Diesla. Ze względów korzyściowych w silnikach z zapłonem samoczynnym stosuje się wyłącznie urządzenia metanowe, a jego charakterystyka jest odpowiednia tylko dla silników ciężkiego sprzętu wyposażonych w tradycyjne pompy wtryskowe paliwa. Faktem jest, że przeróbka małych, ekonomicznych silników pasażerskich z diesla na gaz się nie opłaca, a rozwój i techniczne wdrożenie wyposażenia butli gazowych do najnowszych silników z wspólną szyną paliwową (common Rail) uważane są na obecnym etapie za ekonomicznie nieuzasadnione. czas teraźniejszy.

To prawda, że ​​\u200b\u200bistnieje inny, alternatywny sposób konwersji oleju napędowego na gaz - poprzez całkowitą konwersję na silnik gazowy z zapłonem iskrowym. W takim silniku stopień sprężania zmniejsza się do 10-11 jednostek, pojawiają się świece zapłonowe i elektryka wysokiego napięcia, co na zawsze żegna się z olejem napędowym. Ale zaczyna bezboleśnie zużywać benzynę.

Warunki pracy

Stare radzieckie instrukcje dotyczące konwersji samochodów benzynowych na gaz wymagały szlifowania głowic cylindrów (głowic cylindrów) w celu podniesienia stopnia sprężania. Jest to zrozumiałe: przedmiotem zgazowania w nich były jednostki napędowe pojazdów użytkowych napędzanych benzyną o liczbie oktanowej 76 i niższej. Metan ma liczbę oktanową 117, natomiast mieszaniny propan-butan mają liczbę oktanową około stu. Tym samym oba rodzaje paliwa gazowego są znacznie mniej podatne na detonację niż benzyna i pozwalają na podniesienie stopnia sprężania silnika w celu optymalizacji procesu spalania.

Ponadto w przypadku archaicznych silników gaźnikowych wyposażonych w mechaniczne układy zasilania gazem zwiększenie stopnia sprężania umożliwiło zrekompensowanie utraty mocy powstałej przy przejściu na gaz. Faktem jest, że benzyna i gazy mieszają się z powietrzem w układzie dolotowym w zupełnie innych proporcjach, dlatego przy zastosowaniu propanu-butanu, a zwłaszcza metanu, silnik musi pracować na znacznie uboższej mieszance. Efektem jest spadek momentu obrotowego silnika, co w pierwszym przypadku skutkuje spadkiem mocy o 5-7%, a w drugim o 18-20%. Jednocześnie na wykresie zewnętrznej charakterystyki prędkości kształt krzywej momentu obrotowego każdego konkretnego silnika pozostaje niezmieniony. Po prostu porusza się w dół wzdłuż „osi niutonometru”.

Jednak w przypadku silników z elektronicznymi układami wtryskowymi wyposażonymi w nowoczesne układy zasilania gazem wszystkie te zalecenia i liczby nie mają prawie żadnego praktycznego znaczenia. Ponieważ po pierwsze ich stopień sprężania jest już wystarczający i nawet do przejścia na metan, prace przy szlifowaniu głowicy cylindrów są całkowicie nieuzasadnione ekonomicznie. Po drugie, procesor wyposażenia gazowego, skoordynowany z elektroniką samochodu, organizuje dopływ paliwa w taki sposób, aby choć w połowie kompensował wspomnianą lukę momentu obrotowego. W układach z wtryskiem bezpośrednim oraz w silnikach gazowo-diesel paliwo gazowe w niektórych zakresach prędkości jest w stanie nawet zwiększyć moment obrotowy.

Ponadto elektronika wyraźnie monitoruje wymagany czas zapłonu, który po przełączeniu na gaz powinien być większy niż w przypadku benzyny, przy wszystkich innych parametrach bez zmian. Paliwo gazowe pali się wolniej, co oznacza, że ​​należy je rozpalić wcześniej. Z tego samego powodu wzrasta obciążenie termiczne zaworów i ich gniazd. Z drugiej strony obciążenie udarowe zespołu cylinder-tłok staje się mniejsze. Ponadto zimowe uruchamianie na metanie jest dla niego znacznie bardziej przydatne niż na benzynie: gaz nie zmywa oleju ze ścianek cylindrów. Ogólnie rzecz biorąc, paliwo gazowe nie zawiera katalizatorów starzenia metali; pełniejsze spalanie paliwa zmniejsza toksyczność spalin i osadzanie się węgla w cylindrach.

Autonomiczne pływanie

Być może najbardziej zauważalną wadą samochodu na gaz jest jego ograniczona autonomia. Po pierwsze, zużycie paliwa gazowego, liczone objętościowo, jest większe niż benzyny, a zwłaszcza oleju napędowego. Po drugie, samochód benzynowy okazuje się być przywiązany do odpowiednich stacji benzynowych. W przeciwnym razie punkt jego konwersji na paliwo alternatywne zaczyna zbliżać się do zera. Szczególnie trudne jest to dla tych, którzy jeżdżą na metanie. Stacji metanu jest bardzo niewiele i wszystkie są podłączone do głównych gazociągów. Są to po prostu małe tłocznie na odgałęzieniach głównego rurociągu. Na przełomie lat 80. i 90. XX w. nasz kraj w ramach państwowego programu próbował aktywnie przekształcić transport na metan. Wtedy właśnie powstało najwięcej stacji metanu. Do 1993 roku zbudowano ich 368 i od tego czasu liczba ta, jeśli w ogóle, wzrosła tylko nieznacznie. Większość stacji benzynowych zlokalizowana jest w europejskiej części kraju, w pobliżu autostrad federalnych i miast. Ale jednocześnie ich lokalizację określono nie tyle z punktu widzenia wygody kierowców, ale z punktu widzenia pracowników gazownictwa. Dlatego tylko w bardzo rzadkich przypadkach stacje benzynowe znajdowały się bezpośrednio przy autostradzie, a prawie nigdy w megamiastach. Niemal wszędzie, żeby zatankować metan, trzeba zjechać kilkukilometrowy objazd do jakiejś strefy przemysłowej. Dlatego planując trasę dalekobieżną, trzeba szukać tych stacji benzynowych i pamiętać o nich z wyprzedzeniem. Wygodne w takiej sytuacji jest jedynie niezmiennie wysoka jakość paliwa na każdej ze stacji metanowych. Gaz z głównego gazociągu bardzo trudno jest rozcieńczyć lub zepsuć. Chyba że nagle ulegnie awarii filtr lub system suszenia na jednej z tych stacji benzynowych.

Propan-butan można przewozić w cysternach, dzięki czemu geografia stacji benzynowych dla niego jest znacznie szersza. W niektórych regionach można nim zatankować nawet na najbardziej odległych terenach. Ale nie zaszkodzi też sprawdzić dostępność stacji benzynowych z propanem na najbliższej trasie, aby ich nagła nieobecność na autostradzie nie stała się niemiłą niespodzianką. Jednocześnie gaz skroplony zawsze niesie ze sobą ryzyko wykorzystania paliwa, które jest poza sezonem lub jest po prostu złej jakości.

1

1 Państwowe Centrum Naukowe Federacji Rosyjskiej - Federalne Państwowe Przedsiębiorstwo Unitarne „Centralny Order Czerwonego Sztandaru Pracy Instytut Badań Naukowych Motoryzacji i Motoryzacji (NAMI)”

Podczas konwersji silnika wysokoprężnego na silnik gazowy, doładowanie służy do kompensacji spadku mocy. Aby zapobiec detonacji, zmniejsza się geometryczny stopień sprężania, co powoduje spadek skuteczności wskaźnika. Analizowane są różnice pomiędzy geometrycznym i rzeczywistym stopniem sprężania. Zamknięcie zaworu dolotowego na tę samą wartość przed lub za BDC powoduje takie samo zmniejszenie rzeczywistego stopnia sprężania w porównaniu do geometrycznego stopnia sprężania. Porównano parametry procesu napełniania z fazą pobierania standardowego i skróconego. Wykazano, że wcześniejsze zamknięcie zaworu dolotowego może obniżyć rzeczywisty stopień sprężania, obniżając próg detonacji, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego geometrycznego stopnia sprężania i wysokiej sprawności wskaźnika. Skrócony wlot zwiększa wydajność mechaniczną poprzez zmniejszenie strat ciśnienia podczas pompowania.

silnik gazowy

geometryczny stopień sprężania

rzeczywisty stopień sprężania

rozrząd zaworowy

skuteczność wskaźnika

wydajność mechaniczna

detonacja

straty pompowania

1. Kamieniew V.F. Perspektywy poprawy wskaźników toksyczności silników Diesla pojazdów o masie większej niż 3,5 tony / V.F. Kamieniew, A.A. Demidov, PA Shcheglov // Postępowanie NAMI: kolekcja. naukowy Sztuka. – M., 2014. – Wydanie. nr 256. – s. 5–24.

2. Nikitin A.A. Regulowany napęd zaworu wtrysku czynnika roboczego do cylindra silnika: Pat. 2476691 Federacja Rosyjska, IPC F01L1/34 / A.A. Nikitin, G.E. Sedykh, G.G. Ter-Mkrtichyan; wnioskodawca i właściciel patentu Państwowego Centrum Naukowego Federacji Rosyjskiej FSUE „NAMI”, wyd. 27.02.2013.

3. Ter-Mkrtichyan G.G. Silnik z ilościową bezprzepustową regulacją mocy // Przemysł motoryzacyjny. - 2014. - nr 3. – s. 4-12.

4. Ter-Mkrtichyan G.G. Naukowe podstawy tworzenia silników o kontrolowanym stopniu sprężania: dis. doktor. ...technologia Nauka. - M., 2004. – 323 s.

5. Ter-Mkrtichyan G.G. Sterowanie ruchem tłoka w silnikach spalinowych. – M.: Metallurgizdat, 2011. – 304 s.

6. Ter-Mkrtichyan G.G. Trendy w rozwoju akumulatorowych układów paliwowych do dużych silników Diesla / G.G. Ter-Mkrtichyan, E.E. Starkov // Postępowanie NAMI: kolekcja. naukowy Sztuka. – M., 2013. – Wydanie. nr 255. – s. 22–47.

W ostatnim czasie dość powszechne zastosowanie w samochodach ciężarowych i autobusach znalazły silniki gazowe, które są konwersją z silników wysokoprężnych poprzez modyfikację głowicy cylindrów poprzez wymianę wtryskiwacza na świecę zapłonową i wyposażenie silnika w urządzenia do dostarczania gazu do kolektora dolotowego lub kanałów dolotowych. Aby zapobiec detonacji, stopień sprężania z reguły zmniejsza się poprzez modyfikację tłoka.

Silnik gazowy a priori ma mniejszą moc i gorsze zużycie paliwa w porównaniu do bazowego silnika wysokoprężnego. Spadek mocy silnika gazowego tłumaczy się zmniejszeniem napełnienia cylindrów mieszanką paliwowo-powietrzną w wyniku zastąpienia części powietrza gazem, który ma większą objętość w porównaniu z paliwem płynnym. Aby zrekompensować spadek mocy, stosuje się boost, który wymaga dodatkowego zmniejszenia stopnia sprężania. Jednocześnie spada sprawność wskaźnikowa silnika, czemu towarzyszy pogorszenie efektywności paliwowej.

Jako podstawowy silnik do konwersji na gaz wybrano silnik wysokoprężny rodziny YaMZ-536 (6ChN10,5/12,8) o geometrycznym stopniu sprężania ε =17,5 i moc znamionowa 180 kW przy prędkości obrotowej wału korbowego 2300 min -1.

Ryc.1. Zależność mocy maksymalnej silnika gazowego od stopnia sprężania (granicy detonacji).

Na rysunku 1 przedstawiono zależność mocy maksymalnej silnika gazowego od stopnia sprężania (granicy detonacji). W przerobionym silniku ze standardowym rozrządem zaworowym daną moc znamionową 180 kW bez detonacji można osiągnąć jedynie przy znacznym obniżeniu geometrycznego stopnia sprężania z 17,5 do 10, powodując zauważalny spadek sprawności indykowanej.

Uniknięcie detonacji bez zmniejszenia lub przy minimalnym zmniejszeniu geometrycznego stopnia sprężania, a co za tym idzie minimalnego zmniejszenia sprawności wskaźnika, jest możliwe poprzez wdrożenie cyklu z wcześniejszym zamknięciem zaworu dolotowego. W tym cyklu zawór dolotowy zamyka się, zanim tłok osiągnie BDC. Po zamknięciu zaworu dolotowego, gdy tłok przemieszcza się do DMP, mieszanka gazowo-powietrzna najpierw rozszerza się i ochładza, a dopiero po przejściu tłoka przez GMP i przesunięciu się do GMP zaczyna się sprężać. Straty w napełnianiu cylindra są kompensowane poprzez zwiększenie ciśnienia doładowania.

Głównymi celami badań było określenie możliwości przekształcenia nowoczesnego silnika wysokoprężnego na silnik gazowy z zewnętrznym składowaniem mieszanki i kontrolą ilościową przy zachowaniu dużej mocy i efektywności paliwowej bazowego silnika wysokoprężnego. Rozważmy kilka kluczowych punktów podejścia do rozwiązywania problemów.

Geometryczny i rzeczywisty stopień sprężania

Początek procesu sprężania zbiega się z momentem zamknięcia zaworu dolotowego φ A. Jeżeli ma to miejsce w BDC, wówczas rzeczywisty stopień sprężania ε F równy geometrycznemu stopniowi sprężania ε. Przy tradycyjnej organizacji procesu pracy zawór wlotowy zamyka się o 20-40° za BDC w celu usprawnienia napełniania poprzez dodatkowe ładowanie. Podczas realizacji krótkiego cyklu dolotowego zawór dolotowy zamyka się do BDC. Dlatego w rzeczywistych silnikach rzeczywisty stopień sprężania jest zawsze mniejszy niż geometryczny stopień sprężania.

Zamknięcie zaworu dolotowego na tę samą wysokość przed lub za BDC powoduje takie samo zmniejszenie rzeczywistego stopnia sprężania w porównaniu do geometrycznego stopnia sprężania. Na przykład przy zmianie φ A 30° przed lub za BDC, rzeczywisty stopień sprężania zmniejsza się o około 5%.

Zmiana parametrów cieczy roboczej podczas procesu napełniania

W trakcie badań zachowano standardowe fazy wydechowe, natomiast zmieniono fazy dolotowe poprzez zmianę kąta zamknięcia zaworu dolotowego φ A. W tym przypadku, gdy zawór dolotowy zamyka się wcześniej (przed BDC) i utrzymuje standardowy czas dolotu (Δφ wiceprezes=230°), zawór dolotowy musiałby być otwarty na długo przed GMP, co przy dużym nałożeniu zaworów nieuchronnie prowadziłoby do nadmiernego wzrostu współczynnika gazów resztkowych i zakłóceń w procesie pracy. Dlatego wcześniejsze zamknięcie zaworu dolotowego wymagało znacznego skrócenia czasu dolotowego do 180°.

Na rysunku 2 przedstawiono wykres ciśnienia doładowania podczas procesu napełniania w zależności od kąta zamknięcia zaworu dolotowego względem DMP. Ciśnienie na końcu napełniania p.a niższe od ciśnienia w kolektorze dolotowym, a spadek ciśnienia jest tym większy, im wcześniej zawór dolotowy zamyka się przed GMP.

Gdy zawór dolotowy zamyka się w GMP, temperatura ładowania na koniec napełniania Ta nieco wyższa niż temperatura w kolektorze dolotowym Tk. Kiedy zawór dolotowy zamyka się wcześniej, temperatury stają się bliższe i φ A>35...40° Wsad PCV nie nagrzewa się podczas napełniania, lecz ochładza się.

1 - φ A=0°; 2 - φ A=30°; 3 - φ A=60°.

Rys. 2. Wpływ kąta zamknięcia zaworu dolotowego na zmianę ciśnienia podczas procesu napełniania.

Optymalizacja fazy wlotowej w trybie mocy znamionowej

Przy pozostałych czynnikach zwiększenie lub zwiększenie stopnia sprężania w silnikach z zewnętrznym tworzeniem się mieszanki ograniczane jest przez to samo zjawisko – występowanie detonacji. Jest oczywiste, że przy tym samym współczynniku nadmiaru powietrza i tych samych kątach wyprzedzenia zapłonu warunki wystąpienia detonacji odpowiadają pewnym wartościom ciśnienia p.c i temperatura Tc ładunek na końcu sprężania, w zależności od rzeczywistego stopnia sprężania.

Dla tego samego geometrycznego stopnia sprężania, a zatem tej samej objętości sprężania, współczynnik p.c/ Tc jednoznacznie określa ilość świeżego ładunku w butli. Stosunek ciśnienia płynu roboczego do jego temperatury jest proporcjonalny do gęstości. Dlatego rzeczywisty stopień sprężania pokazuje, o ile wzrasta gęstość płynu roboczego podczas procesu sprężania. Na parametry płynu roboczego na końcu sprężania, oprócz rzeczywistego stopnia sprężania, istotny wpływ ma ciśnienie i temperatura wsadu na końcu napełniania, determinowane występowaniem procesów wymiany gazowej, przede wszystkim napełniania proces.

Rozważmy opcje silnika o tym samym geometrycznym stopniu sprężania i tym samym średnim ciśnieniu wskaźnikowym, z których jeden ma standardowy czas trwania wlotu ( Δφ VP=230°), a w drugim wlot jest skrócony ( Δφ VP=180°), którego parametry przedstawiono w tabeli 1. W pierwszym wariancie zawór dolotowy zamyka się 30° za GMP, a w drugim wariancie zawór dolotowy zamyka się 30° przed GMP. Dlatego rzeczywisty stopień sprężania ε f oba warianty z późnym i wczesnym zamknięciem zaworu dolotowego są takie same.

Tabela 1

Parametry płynu roboczego na końcu napełniania dla dopływu standardowego i skróconego

Δφ wiceprezes, °	φ A, °	Pk, MPa		Pa, MPa		ρ A, kg/m 3

Średnie ciśnienie indykatorowe przy stałej wartości współczynnika nadmiaru powietrza jest proporcjonalne do iloczynu sprawności indykatora i ilości ładunku na końcu napełniania. O sprawności wskaźnika, przy pozostałych parametrach równych, decyduje geometryczny stopień sprężania, który w rozważanych opcjach jest taki sam. Można zatem założyć, że skuteczność wskaźnika również jest taka sama.

Ilość ładunku na końcu napełniania określa się jako iloczyn gęstości ładunku na wlocie i współczynnika wypełnienia ρ kηv. Zastosowanie wydajnych chłodnic powietrza doładowującego pozwala na utrzymanie w przybliżeniu stałej temperatury doładowania w kolektorze dolotowym, niezależnie od stopnia wzrostu ciśnienia w sprężarce. Dlatego w pierwszym przybliżeniu przyjmujemy, że gęstość ładunku w kolektorze dolotowym jest wprost proporcjonalna do ciśnienia doładowania.

W wersji ze standardowym czasem dolotu i zamknięciem zaworu dolotowego po DMP współczynnik napełnienia jest o 50% wyższy niż w wersji ze skróconym dolotem i zamknięciem zaworu dolotowego przed DMP.

Gdy współczynnik napełnienia maleje, aby utrzymać średnie ciśnienie indykatorowe na zadanym poziomie, należy to zrobić proporcjonalnie, tj. o te same 50%, zwiększ ciśnienie doładowania. Ponadto w wariancie z wcześniejszym zamknięciem zaworu dolotowego zarówno ciśnienie, jak i temperatura wsadu na koniec napełniania będą o 12% niższe niż odpowiadające im ciśnienie i temperatura w wariancie z zamknięciem zaworu dolotowego po BDC. Ze względu na fakt, że w rozważanych opcjach rzeczywisty stopień sprężania jest taki sam, ciśnienie i temperatura końca sprężania w opcji z wcześniejszym zamknięciem zaworu dolotowego będą również o 12% niższe niż przy zamknięciu zaworu dolotowego po BDC .

Zatem w silniku ze skróconym dolotem i zamknięciem zaworu dolotowego przed DMP, przy zachowaniu tego samego średniego ciśnienia wskaźnikowego, prawdopodobieństwo detonacji można znacznie zmniejszyć w porównaniu do silnika o standardowym czasie dolotu i zamknięciu zaworu dolotowego po DMP.

Tabela 2 przedstawia porównanie parametrów opcji silnika gazowego podczas pracy w trybie nominalnym.

Tabela 2

Parametry opcji silnika gazowego

Opcja nr.
Stopień sprężania ε
Otwarcie zaworu wlotowego φ S, ° PKV
Zamknięcie zaworu wlotowego φ A, ° PKV
Stosunek ciśnień sprężarki Pk
Strata ciśnienia pompowania Pnp, MPa
Mechaniczna strata ciśnienia PM, MPa
Współczynnik wypełnienia η w
Sprawność wskaźnika η I
Sprawność mechaniczna η M
Efektywna wydajność η mi
Ciśnienie początkowe sprężania p.a, MPa
Temperatura rozpoczęcia sprężania Ta, K

Rysunek 3 przedstawia wykresy wymiany gazowej przy różnych kątach zamknięcia zaworów dolotowych i tym samym czasie napełniania, natomiast Rysunek 4 przedstawia wykresy wymiany gazowej przy tym samym rzeczywistym stopniu sprężania i różnych czasach trwania napełniania.

W trybie mocy znamionowej kąt zamknięcia zaworu dolotowego φ A= 30° przed rzeczywistym stopniem sprężania ε BDC F=14,2 i stopień wzrostu ciśnienia w sprężarce π k=2,41. Zapewnia to minimalny poziom strat pompowania. Gdy zawór dolotowy zamyka się wcześniej z powodu zmniejszenia stopnia napełnienia, konieczne jest znaczne zwiększenie ciśnienia doładowania o 43% (π k=3,44), czemu towarzyszy znaczny wzrost strat ciśnienia pompowania.

Gdy zawór dolotowy zamyka się wcześniej, temperatura ładunku na początku suwu sprężania Ta, ze względu na jego wstępne rozprężenie, jest o 42 K niższa w porównaniu do silnika ze standardowymi fazami dolotowymi.

Wewnętrzne chłodzenie płynu roboczego, połączone z odprowadzeniem części ciepła z najgorętszych elementów komory spalania, zmniejsza ryzyko detonacji i zapłonu żarzeniowego. Współczynnik wypełnienia zmniejsza się o jedną trzecią. Możliwa staje się praca bez detonacji przy stopniu sprężania 15 w porównaniu do 10 przy standardowym czasie wlotu.

1 - φ A=0°; 2 - φ A=30°; 3 - φ A=60°.

Ryż. 3. Schematy wymiany gazowej przy różnych kątach zamknięcia zaworu dolotowego.

1 -φ A=30° do GMP; 2 -φ A=30° poza GMP.

Ryc.4. Wykresy wymiany gazu przy tym samym rzeczywistym stopniu sprężania.

Rozrząd zaworów dolotowych silnika można zmienić, regulując ich wysokość podnoszenia. Jednym z możliwych rozwiązań technicznych jest opracowany w SSC NAMI mechanizm kontroli wysokości wzniosu zaworu dolotowego. Bardzo obiecujący jest rozwój hydraulicznych urządzeń napędowych do niezależnego, elektronicznego sterowania otwieraniem i zamykaniem zaworów, w oparciu o zasady stosowane przemysłowo w układach paliwowych akumulatorów diesla.

Pomimo wzrostu ciśnienia doładowania i wyższego stopnia sprężania w silniku z krótkim dolotem na skutek wcześniejszego zamknięcia zaworu dolotowego i tym samym niższego ciśnienia rozpoczęcia sprężania, średnie ciśnienie w cylindrze nie wzrasta. Dlatego też ciśnienie tarcia również nie wzrasta. Natomiast przy skróconym wlocie ciśnienie strat pompowania znacząco maleje (o 21%), co prowadzi do wzrostu sprawności mechanicznej.

Zastosowanie wyższego stopnia sprężania w silniku z krótkim dolotem powoduje wzrost sprawności indykowanej i w połączeniu z niewielkim wzrostem sprawności mechanicznej towarzyszy wzrost sprawności efektywnej o 8%.

Wniosek

Wyniki badań wskazują, że wcześniejsze zamknięcie zaworu dolotowego pozwala na szerokie manipulowanie stopniem napełnienia i rzeczywistym stopniem sprężania, obniżając próg spalania stukowego bez zmniejszania sprawności wskaźnika. Skrócony wlot zwiększa wydajność mechaniczną poprzez zmniejszenie strat ciśnienia podczas pompowania.

Recenzenci:

Kamieniew V.F., doktor nauk technicznych, profesor, ekspert wiodący, Państwowe Centrum Naukowe Federalnego Państwowego Przedsiębiorstwa Unitarnego „NAMI”, Moskwa.

Saikin A.M., doktor nauk technicznych, kierownik katedry, Państwowe Centrum Naukowe Federalnego Państwowego Przedsiębiorstwa Unitarnego „NAMI”, Moskwa.

Link bibliograficzny

Ter-Mkrtichyan G.G. PRZEKŁADNIA DIESLA NA GAZOWY Z OBNIŻENIEM RZECZYWISTEGO STOPNIA SPRĘŻENIA // Współczesne problemy nauki i edukacji. – 2014 r. – nr 5.;
Adres URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=14894 (data dostępu: 01.02.2020). Zwracamy uwagę na czasopisma wydawane przez wydawnictwo „Akademia Nauk Przyrodniczych”

Silnik wysokoprężny zasilany wyłącznie metanem pozwoli zaoszczędzić do 60% od kwoty normalnych kosztów i oczywiście znacznie zmniejszyć zanieczyszczenie środowiska.

Jesteśmy w stanie przerobić prawie każdy silnik wysokoprężny na metan jako paliwo do silników gazowych.

Nie czekaj na jutro, zacznij oszczędzać już dziś!

Jak silnik wysokoprężny może pracować na metanie?

Silnik wysokoprężny to silnik, w którym paliwo zapala się w wyniku ogrzewania w wyniku kompresji. Standardowy silnik Diesla nie może pracować na paliwie gazowym, ponieważ metan ma znacznie wyższą temperaturę zapłonu niż olej napędowy (olej napędowy – 300-330 C, metan – 650 C), której nie można osiągnąć przy stopniach sprężania stosowanych w silnikach Diesla.

Drugim powodem, dla którego silnik Diesla nie może pracować na paliwie gazowym, jest zjawisko detonacji, tj. niestandardowe (wybuchowe spalanie paliwa, które występuje, gdy stopień sprężania jest nadmierny. W przypadku silników Diesla stopień sprężania mieszanki paliwowo-powietrznej wynosi 14-22 razy, silnik metanowy może mieć stopień sprężania do 12- 16 razy.

Dlatego, aby przekonwertować silnik wysokoprężny na tryb silnika benzynowego, musisz wykonać dwie główne rzeczy:

• Zmniejsz stopień sprężania silnika

• Zainstaluj układ zapłonu iskrowego

Po tych modyfikacjach Twój silnik będzie pracował wyłącznie na metanie. Powrót do trybu diesla możliwy jest dopiero po przeprowadzeniu specjalnych prac.

Więcej informacji na temat istoty wykonanych prac można znaleźć w rozdziale „Jak dokładnie przeprowadza się konwersję oleju napędowego na metan”

Jak duże oszczędności mogę uzyskać?

Wysokość Twoich oszczędności obliczana jest jako różnica pomiędzy kosztem 100 km przebiegu na oleju napędowym przed konwersją silnika a kosztem zakupu paliwa gazowego.

Przykładowo w przypadku ciężarówki Freigtleiner Cascadia średnie zużycie oleju napędowego wyniosło 35 litrów na 100 km, a po przeliczeniu na metan zużycie paliwa gazowego wyniosło 42 nm3. metan Następnie, przy cenie oleju napędowego wynoszącej 31 rubli, 100 km. przebieg początkowo kosztował 1085 rubli, a po przeliczeniu, przy koszcie metanu wynoszącym 11 rubli za normalny metr sześcienny (nm3), 100 km przebiegu zaczęło kosztować 462 ruble.

Oszczędności wyniosły 623 ruble na 100 km, czyli 57%. Biorąc pod uwagę roczny przebieg 100 000 km, roczne oszczędności wyniosły 623 000 rubli. Koszt instalacji propanu w tym samochodzie wyniósł 600 000 rubli. Zatem okres zwrotu inwestycji w system wyniósł około 11 miesięcy.

Dodatkową zaletą metanu jako paliwa do silników gazowych jest także to, że jest on niezwykle trudny do kradzieży i prawie niemożliwy do „spuszczenia”, gdyż w normalnych warunkach jest to gaz. Z tych samych powodów nie można go sprzedać.

Zużycie metanu po przestawieniu silnika wysokoprężnego na tryb benzynowy może wahać się od 1,05 do 1,25 nm3 metanu na litr zużycia oleju napędowego (w zależności od konstrukcji silnika wysokoprężnego, jego zużycia itp.).

Możesz przeczytać przykłady z naszego doświadczenia w zakresie zużycia metanu przez przekonwertowane przez nas silniki Diesla.

Średnio, według wstępnych obliczeń, silnik wysokoprężny pracujący na metanie będzie zużywał paliwo do silnika gazowego w ilości 1 litra zużycia oleju napędowego w trybie diesla = 1,2 nm3 metanu w trybie silnika gazowego.

Możesz uzyskać określone wartości oszczędności dla swojego samochodu, wypełniając wniosek o konwersję, klikając czerwony przycisk na końcu tej strony.

Gdzie można zatankować metan?

W krajach WNP jest ich koniec 500 stacji tankowania CNG, a w Rosji znajduje się ponad 240 stacji tankowania CNG.

Aktualne informacje o lokalizacji i godzinach otwarcia stacji CNG możesz sprawdzić na interaktywnej mapie poniżej. Mapa dzięki uprzejmości gazmap.ru

A jeśli obok Twojej floty pojazdów przebiega rura gazowa, warto rozważyć możliwość budowy własnej stacji tankowania CNG.

Po prostu zadzwoń do nas, a chętnie doradzimy Ci we wszystkich opcjach.

Jaki przebieg będzie miała jedna stacja metanu?

Metan na pokładzie pojazdu magazynowany jest w stanie gazowym pod wysokim ciśnieniem 200 atmosfer w specjalnych butlach. Duży ciężar i rozmiar tych cylindrów jest istotnym negatywnym czynnikiem ograniczającym wykorzystanie metanu jako paliwa do silników gazowych.

RAGSK LLC wykorzystuje w swojej pracy wysokiej jakości butle kompozytowe metalowo-plastikowe (typ 2), certyfikowane do użytku w Federacji Rosyjskiej.

Wnętrze tych cylindrów wykonane jest ze stali chromowo-molibdenowej o wysokiej wytrzymałości, a strona zewnętrzna jest owinięta włóknem szklanym i wypełniona żywicą epoksydową.

Do zmagazynowania 1 nm3 metanu potrzeba 5 litrów objętości cylindra hydraulicznego, tj. np. butla 100-litrowa pozwala na zmagazynowanie około 20 nm3 metanu (właściwie trochę więcej, bo metan nie jest gazem idealnym i jest lepiej sprężony). Waga 1 litra płynu hydraulicznego wynosi około 0,85 kg, tj. masa układu magazynowania 20 nm3 metanu wyniesie około 100 kg (85 kg to masa butli, a 15 kg to masa samego metanu).

Butle typu 2 do magazynowania metanu wyglądają następująco:

Zmontowany system magazynowania metanu wygląda następująco:

W praktyce zazwyczaj udaje się osiągnąć następujące wartości przebiegu:

• 200-250 km - dla minibusów. Masa systemu przechowywania - 250 kg
• 250-300 km - dla średnich autobusów miejskich. Masa systemu przechowywania - 450 kg
• 500 km - dla ciągników siodłowych. Masa systemu przechowywania - 900 kg

Konkretne wartości przebiegu na metanie dla swojego samochodu możesz uzyskać wypełniając wniosek o przewalutowanie, klikając czerwony przycisk na końcu tej strony.

Jak dokładnie przeprowadza się konwersję oleju napędowego na metan?

Przełączenie silnika wysokoprężnego na tryb gazowy będzie wymagało poważnej interwencji w samym silniku.

Najpierw musimy zmienić stopień sprężania (dlaczego? patrz rozdział „Jak silnik Diesla może pracować na metanie?”). Stosujemy w tym celu różne metody, wybierając najlepszą dla Twojego silnika:

• Frezowanie tłoków
• Uszczelka głowicy cylindra

• Instalowanie nowych tłoków
• Skrócenie korbowodu

W większości przypadków stosujemy frezowanie tłokowe (patrz ilustracja powyżej).

Tak będą wyglądać tłoki po frezowaniu:

Montujemy również szereg dodatkowych czujników i urządzeń (elektroniczny pedał gazu, czujnik położenia wału korbowego, czujnik ilości tlenu, czujnik spalania stukowego itp.).

Wszystkie elementy systemu są sterowane przez elektroniczną jednostkę sterującą (ECU).

Zestaw komponentów do montażu na silniku będzie wyglądał mniej więcej tak:

Czy osiągi silnika zmienią się podczas pracy na metanie?

Moc Panuje powszechne przekonanie, że silnik zużywający metan traci aż do 25% mocy. Opinia ta dotyczy dwupaliwowych silników benzynowo-gazowych i częściowo dotyczy silników wysokoprężnych wolnossących.

W przypadku nowoczesnych silników wyposażonych w doładowanie opinia ta jest błędna.

Wysoka trwałość oryginalnego silnika wysokoprężnego, zaprojektowanego do pracy ze stopniem sprężania 16-22 razy, oraz wysoka liczba oktanowa paliwa gazowego pozwalają nam zastosować stopień sprężania 12-14 razy. Ten wysoki stopień kompresji pozwala uzyskać te same (a nawet większe) gęstości mocy, pracując na stechiometrycznych mieszankach paliwowych, nie jest jednak możliwe spełnienie norm toksyczności wyższych niż EURO-3, a także wzrastają naprężenia termiczne przerabianego silnika.

Nowoczesne pneumatyczne silniki wysokoprężne (zwłaszcza z pośrednim chłodzeniem nadmuchiwanego powietrza) umożliwiają pracę na mieszankach znacznie ubogich przy zachowaniu mocy oryginalnego silnika wysokoprężnego, zachowaniu reżimu cieplnego w tych samych granicach i spełnieniu norm toksyczności EURO-4.

W przypadku wolnossących silników wysokoprężnych oferujemy 2 możliwości: zmniejszenie mocy roboczej o 10-15% lub zastosowanie układu wtrysku wody do kolektora dolotowego w celu utrzymania akceptowalnych temperatur pracy i osiągnięcia norm emisji spalin EURO-4

Rodzaj typowej zależności mocy od prędkości obrotowej silnika, w zależności od rodzaju paliwa:

Moment obrotowy Maksymalna wartość momentu obrotowego nie ulegnie zmianie i może nawet nieznacznie wzrosnąć. Jednakże moment osiągnięcia maksymalnego momentu obrotowego będzie się przesuwał w stronę wyższych prędkości. Na pewno nie jest to przyjemne, ale w praktyce kierowcy prawie nie narzekają i szybko się do tego przyzwyczajają, zwłaszcza jeśli jest zapas mocy silnika.

Radykalnym rozwiązaniem problemu przesunięcia szczytowego momentu obrotowego w silniku gazowym jest wymiana turbiny na specjalny typ turbiny przewymiarowanej z szybkoobrotowym elektrozaworem wastegate. Wysoki koszt takiego rozwiązania nie daje nam jednak możliwości wykorzystania go do indywidualnej przebudowy.

Niezawodność Żywotność silnika znacznie się zwiększy. Ponieważ spalanie gazu przebiega bardziej równomiernie niż w oleju napędowym, stopień sprężania silnika gazowego jest mniejszy niż w silniku wysokoprężnym, a gaz nie zawiera obcych zanieczyszczeń, w przeciwieństwie do oleju napędowego. Silniki naftowe i gazowe są bardziej wymagające pod względem jakości oleju. Zalecamy stosowanie wysokiej jakości olejów całorocznych klas SAE 15W-40, 10W-40 i wymianę oleju po co najmniej 10 000 km.

Jeśli to możliwe, zaleca się stosowanie specjalnych olejów, takich jak LUKOIL EFFORSE 4004 lub Shell Mysella LA SAE 40. Nie jest to konieczne, ale przy nich silnik wytrzyma bardzo długo.

Ze względu na większą zawartość wody w produktach spalania mieszanek gazowo-powietrznych w silnikach gazowych mogą pojawić się problemy z wodoodpornością olejów silnikowych, a silniki gazowe są także bardziej wrażliwe na tworzenie się osadów popiołu w komorze spalania. W związku z tym zawartość popiołów siarczanowych w olejach do silników gazowych ogranicza się do niższych wartości, a wymagania dotyczące hydrofobowości oleju są zwiększone.

Hałas Będziesz bardzo zaskoczony! Silnik benzynowy jest samochodem bardzo cichym w porównaniu do silnika diesla. Poziom hałasu zmniejszy się o 10-15 dB w zależności od instrumentów, co odpowiada 2-3 razy cichszej pracy według subiektywnych odczuć.

Oczywiście nikt nie dba o środowisko. Ale w każdym razie… ?

Silnik na gaz metanowy pod względem wszystkich parametrów środowiskowych znacznie przewyższa silnik o podobnej mocy zasilany olejem napędowym, a pod względem emisji ustępuje jedynie silnikom elektrycznym i wodorowym.

Jest to szczególnie widoczne w tak ważnym wskaźniku dla dużych miast, jak dym. Wszyscy mieszkańcy miasta są dość zirytowani dymiącymi ogonami za LIAZAMI. Nie stanie się to w przypadku metanu, ponieważ podczas spalania gazu nie tworzy się sadza!

Z reguły klasa środowiskowa silnika na metan to Euro 4 (bez zastosowania mocznika lub układu recyrkulacji gazu). Jednak instalując dodatkowy katalizator, klasę środowiskową można podnieść do poziomu Euro 5.

Zaletami gazu w wykorzystaniu go jako paliwa do samochodów są następujące wskaźniki:

Oszczędność paliwa

Oszczędność paliwa silnik gazowy- najważniejszy wskaźnik silnika - wyznaczany jest na podstawie liczby oktanowej paliwa i granicy zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej. Liczba oktanowa jest wskaźnikiem odporności paliwa na spalanie stukowe, co ogranicza jego przydatność w mocnych i ekonomicznych silnikach o wysokim stopniu sprężania. W nowoczesnej technologii liczba oktanowa jest głównym wskaźnikiem gatunku paliwa: im jest ona wyższa, tym lepsze i droższe jest paliwo. SPBT (techniczna mieszanina propan-butan) ma liczbę oktanową od 100 do 110 jednostek, więc detonacja nie następuje w żadnym trybie pracy silnika.

Analiza właściwości termofizycznych paliwa i jego mieszaniny palnej (ciepło spalania i wartość opałowa mieszanki palnej) pokazuje, że wszystkie gazy przewyższają benzynę pod względem wartości opałowej, jednak po zmieszaniu z powietrzem ich wskaźniki energetyczne maleją, co jest jedną z przyczyn spadku mocy silnika. Redukcja mocy podczas pracy na paliwie skroplonym wynosi aż do 7%. Podobny silnik pracujący na sprężonym metanie traci do 20% mocy.

Jednocześnie wysoka liczba oktanowa umożliwia zwiększenie stopnia sprężania silniki gazowe i podnieść moc znamionową, ale tylko fabryki samochodów mogą wykonać to zadanie tanim kosztem. W warunkach miejsca instalacji modyfikacja ta jest zbyt kosztowna, a często po prostu niemożliwa.

Wysoka liczba oktanowa wymaga wydłużenia czasu zapłonu o 5°...7°. Jednak wczesny zapłon może prowadzić do przegrzania części silnika. W praktyce eksploatacji silników gazowych zdarzały się przypadki przepaleń denków i zaworów tłoków na skutek zbyt wczesnego zapłonu i pracy na mieszankach bardzo ubogich.

Jednostkowe zużycie paliwa przez silnik jest tym mniejsze, im gorsza jest mieszanka paliwowo-powietrzna, na której pracuje silnik, czyli im mniej paliwa przypada na 1 kg powietrza dostającego się do silnika. Natomiast bardzo ubogie mieszanki, gdzie jest za mało paliwa, po prostu nie zapalają się od iskry. Wyznacza to granicę poprawy efektywności paliwowej. W mieszankach benzyny z powietrzem maksymalna zawartość paliwa w 1 kg powietrza, przy której możliwy jest zapłon, wynosi 54 g. W wyjątkowo ubogiej mieszance gazowo-powietrznej zawartość ta wynosi tylko 40 g. Dlatego w trybach, gdy jest nie jest konieczne do uzyskania maksymalnej mocy, silnik zasilany gazem ziemnym jest znacznie bardziej ekonomiczny niż benzyna. Doświadczenia wykazały, że zużycie paliwa na 100 km podczas jazdy samochodem zasilanym gazem z prędkością od 25 do 50 km/h jest 2 razy mniejsze niż w przypadku tego samego samochodu jadącego na benzynie w tych samych warunkach. Komponenty paliwa gazowego mają granice zapłonu znacznie przesunięte w stronę mieszanek ubogich, co stwarza dodatkowe możliwości poprawy oszczędności paliwa.

Bezpieczeństwo ekologiczne silników gazowych

Gazowe paliwa węglowodorowe należą do najbardziej przyjaznych środowisku paliw silnikowych. Emisja substancji toksycznych ze spalin jest 3-5 razy mniejsza w porównaniu do emisji podczas jazdy na benzynie.
Silniki benzynowe ze względu na wysoką wartość granicy ubogiej (54 g paliwa na 1 kg powietrza) zmuszone są dostosowywać się do mieszanek bogatych, co prowadzi do braku tlenu w mieszance i niecałkowitego spalania paliwa. W rezultacie spaliny takiego silnika mogą zawierać znaczną ilość tlenku węgla (CO), który powstaje zawsze przy braku tlenu. W przypadku wystarczającej ilości tlenu w silniku podczas spalania powstaje wysoka temperatura (ponad 1800 stopni), przy której azot z powietrza jest utleniany przez nadmiar tlenu, tworząc tlenki azotu, których toksyczność jest 41 razy większa niż toksyczność CO.

Oprócz tych składników spaliny silników benzynowych zawierają węglowodory i produkty ich niepełnego utlenienia, które tworzą się w warstwie przyściennej komory spalania, gdzie chłodzone wodą ściany nie pozwalają w krótkim czasie odparować ciekłego paliwa cyklu pracy silnika i ograniczają dostęp tlenu do paliwa. W przypadku zasilania paliwem gazowym wszystkie te czynniki są znacznie słabsze, głównie ze względu na uboższe mieszanki. Produkty niepełnego spalania praktycznie nie powstają, ponieważ zawsze występuje nadmiar tlenu. Tlenki azotu powstają w mniejszych ilościach, ponieważ w przypadku mieszanek ubogich temperatura spalania jest znacznie niższa. Warstwa ścianki komory spalania zawiera mniej paliwa przy ubogich mieszankach gazowo-powietrznych niż przy bogatszych mieszankach benzynowo-powietrznych. Zatem przy prawidłowo wyregulowanym gazie silnik Emisja tlenku węgla do atmosfery jest 5-10 razy mniejsza niż emisja benzyny, tlenków azotu 1,5-2,0 razy mniej, a węglowodorów 2-3 razy mniej. Umożliwia to spełnienie przyszłych norm toksyczności pojazdów („Euro-2” i ewentualnie „Euro-3”) przy odpowiednich testach silnika.

Wykorzystanie gazu jako paliwa silnikowego jest jednym z niewielu działań proekologicznych, których koszty zwracają się poprzez bezpośredni efekt ekonomiczny w postaci obniżonych kosztów paliw i smarów. Zdecydowana większość innych działań na rzecz ochrony środowiska jest niezwykle kosztowna.

W mieście z milionem silników wykorzystanie gazu jako paliwa może znacznie zmniejszyć zanieczyszczenie środowiska. W wielu krajach odrębne programy środowiskowe mają na celu rozwiązanie tego problemu, stymulując konwersję silników z benzyny na gaz. Moskiewskie programy ochrony środowiska z roku na rok zaostrzają wymagania właścicieli pojazdów w zakresie emisji spalin. Przejście na gaz jest rozwiązaniem problemu ekologicznego połączonym z efektem ekonomicznym.

Odporność na zużycie i bezpieczeństwo silnika gazowego

Odporność silnika na zużycie jest ściśle powiązana z interakcją paliwa i oleju silnikowego. Jednym z nieprzyjemnych zjawisk w silnikach benzynowych jest to, że benzyna zmywa film olejowy z wewnętrznej powierzchni cylindrów silnika podczas zimnego rozruchu, gdy paliwo dostaje się do cylindrów bez odparowania. Następnie benzyna w postaci płynnej przedostaje się do oleju, rozpuszcza się w nim i rozcieńcza go, pogarszając jego właściwości smarne. Obydwa efekty przyspieszają zużycie silnika. GOS, niezależnie od temperatury silnika, zawsze pozostaje w fazie gazowej, co całkowicie eliminuje zanotowane czynniki. LPG (gaz płynny) nie może przedostać się do cylindra, jak ma to miejsce w przypadku stosowania konwencjonalnych paliw płynnych, dzięki czemu nie ma konieczności płukania silnika. Głowica cylindrów i blok cylindrów zużywają się mniej, co zwiększa żywotność silnika.

W przypadku nieprzestrzegania zasad eksploatacji i konserwacji każdy wyrób techniczny stwarza pewne zagrożenie. Instalacje butli gazowych nie są wyjątkiem. Jednocześnie przy określaniu potencjalnych zagrożeń należy wziąć pod uwagę takie obiektywne właściwości fizykochemiczne gazów, jak temperatura i stężenie graniczne samozapłonu. Aby doszło do eksplozji lub zapłonu, konieczne jest wytworzenie mieszanki paliwowo-powietrznej, czyli objętościowe wymieszanie gazu z powietrzem. Obecność gazu w butli pod ciśnieniem eliminuje możliwość przedostania się do niej powietrza, natomiast w zbiornikach z benzyną lub olejem napędowym zawsze znajduje się mieszanina ich oparów i powietrza.

Z reguły montuje się je w najmniej narażonych i statystycznie rzadziej ulegających uszkodzeniom miejscach samochodu. Na podstawie rzeczywistych danych obliczono prawdopodobieństwo wystąpienia uszkodzeń i uszkodzeń konstrukcyjnych nadwozia. Wyniki obliczeń wskazują, że prawdopodobieństwo zniszczenia nadwozia w rejonie umiejscowienia cylindrów wynosi 1-5%.
Doświadczenie w eksploatacji silników gazowych, zarówno krajowe, jak i zagraniczne, pokazuje, że silniki zasilane gazem są mniej palne i wybuchowe w sytuacjach awaryjnych.

Ekonomiczna wykonalność zastosowania

Eksploatacja pojazdu z systemem GOS przynosi około 40% oszczędności. Ponieważ mieszanina propanu i butanu ma właściwości najbliższe benzynie, jej zastosowanie nie wymaga większych zmian w konstrukcji silnika. Uniwersalny układ zasilania silnika utrzymuje pełnoprawny układ paliwowy benzyny i umożliwia łatwe przejście z benzyny na gaz i odwrotnie. Silnik wyposażony w układ uniwersalny może pracować na paliwie benzynowym lub gazowym. Koszt przeróbki samochodu benzynowego na mieszankę propan-butan, w zależności od wybranego wyposażenia, waha się od 4 do 12 tysięcy rubli.

Po wytworzeniu gazu silnik nie zatrzymuje się natychmiast, ale przestaje działać po 2-4 km. Łączny system zasilania „gaz plus benzyna” to 1000 km na jednym tankowaniu obu układów paliwowych. Jednakże nadal istnieją pewne różnice w charakterystyce tych rodzajów paliw. Zatem w przypadku stosowania skroplonego gazu do wytworzenia iskry wymagane jest wyższe napięcie na świecy zapłonowej. Może ono przekroczyć wartość napięcia podczas jazdy na benzynie o 10-15%.

Przejście silnika na paliwo gazowe zwiększa jego żywotność o 1,5-2 razy. Poprawiono działanie układu zapłonowego, żywotność świec zapłonowych wzrasta o 40%, a mieszanka gazowo-powietrzna spala się pełniej niż podczas pracy na benzynie. Osady węgla w komorze spalania, głowicy cylindrów i tłokach zmniejszają się wraz ze zmniejszaniem się ilości osadów węglowych.

Innym aspektem ekonomicznej wykonalności stosowania SPBT jako paliwa silnikowego jest to, że użycie gazu pozwala zminimalizować możliwość nielegalnego zrzutu paliwa.

Samochody z układem wtrysku paliwa wyposażone w osprzęt gazowy łatwiej zabezpieczyć przed kradzieżą niż samochody z silnikami benzynowymi: odłączając i zabierając ze sobą łatwo wyjmowany włącznik, można niezawodnie zablokować dopływ paliwa i tym samym zapobiec kradzieży. Taki „bloker” jest trudny do rozpoznania, który służy jako poważne zabezpieczenie przed kradzieżą w przypadku nieuprawnionego uruchomienia silnika.

Ogólnie rzecz biorąc, wykorzystanie gazu jako paliwa silnikowego jest opłacalne, przyjazne dla środowiska i całkiem bezpieczne.