Техніка зрідженого газу Зріджений нафтовий газ
Поділіться
ЗВГ - це суміш низькомолекулярних вуглеводнів з трьома або чотирма атомами вуглецю, тобто пропан, пропілен, н-бутан, ізобутан, бутени в різних пропорціях.
Виробництво цього палива відбувається в результаті переробки сирої сировини на нафтопереробних заводах та виділення (дегазації) природного газу (метан-етан). Зріджені нафтові гази можуть містити також невелику кількість метану, етилену, пентану та пентенів і, виключно, вуглеводні, такі як бутадієн, ацетилен та метилацетилен.
Ці останні вуглеводні присутні лише як побічні продукти виробництва олефінів для нафтохімічного використання (паровий крекінг). Окрім вуглеводнів, іноді в надзвичайно малих кількостях можна зустріти сполуки сірки (меркаптани та алкилсульфіди). але які мають певне значення щодо корозійної активності продукту.
ЗВГ - це легко зріджені гази при температурі навколишнього середовища під низьким тиском (4-18 атмосфер): ця функція дозволяє простіше зберігати та транспортувати, ніж для неконденсованих газів, таких як метан, етан, етилен, які потребують дуже високого тиску для зрідження при кімнатна температура.
- Рафінований ЗВГ, як правило, майже не має запаху і надзвичайно легкозаймистий, враховуючи їх високу летючість. Вони можуть давати вибухонебезпечні суміші при контакті з повітрям. Щоб їх краще розпізнати або виявити можливі витоки, їм надають особливий запах за допомогою відповідних речовин (меркаптанів).
- ЗВГ насправді не токсичні: вони мають принаймні незначну анестезуючу силу, якщо їх вдихати тривалий час і можуть спричинити мігрень та біль у шлунку.
- Зріджений газ, коли він розливається у рідкій формі, з контейнера, що знаходиться під тиском. випаровується, виробляючи холод: при попаданні на шкіру викликає характерні опіки, які називаються "опіками холодом".
Фізико-хімічні особливості зрідженого газу (дистиляційна крива, тиск пари, питома вага, теплотворна здатність. Ефективність двигуна тощо) залежать від вмісту в них різних вуглеводнів.
Комерційні товари сильно відрізняються один від одного. Крім того, їх тиск пари, питома вага та протиударні властивості дуже чутливі до коливань температури навколишнього середовища. Методи розрахунку кількості октану є останніми (двигун ASTM-CFR в робочих умовах Стандартний метод двигуна ASTM D 2623).
Тести показали, що індекс 92 слід вважати мінімальним значенням для заправки автомобілів, що використовують цей вид палива. ЗУГ, що містять олефінові вуглеводні (зокрема пропілен), можуть спричиняти явища детонації та попереднього займання, які тим більш чутливі, оскільки вміст олефінових вуглеводнів у них більший і ступінь стиснення двигуна вище.
Те саме можна сказати і про зріджених газах з високим вмістом н-бутану. У зв'язку з цим N-G-P-A, орган, відповідальний в Америці за уніфікацію стандартів, передбачає, що ЗНГ (специфікація HD-5) повинен містити максимум 5 об.% Пропілену. Калорійність LPG практично дорівнює бензину, якщо вона виражається в кілокалоріях на кілограм палива, але ці значення будуть дуже різними, якщо їх виражати в кілокалоріях на літр рідкого палива при 15 ° С.
Ця різноманітність походить від різниці щільності зрідженого газу та бензину: в середньому густина при 15 ° C зрідженого газу становить 0,555 кг/літр, а бензину - 0,730 кг/літр. Підживлюваний бензином розвиває більшу потужність від 10 до 12%, але також демонструє більш високе питоме споживання, а отже. нижча загальна ефективність, ніж двигун на LPG.
Теплотворна здатність двох видів палива практично однакова, зменшення потужності, що спостерігається із зрідженим газом, зумовлене меншим наповненням балонів. причини якого:
- Наявність змішувача між повітряним фільтром і карбюратором (падіння тиску у впускному каналі викликає зменшення потужності на 5-6%)
Адекватне розташування вхідного отвору для газу, отримане перфорацією карбюратора та застосуванням форсунки, яка направляється безпосередньо в найвужчу ділянку Вентурі, дозволило б значно зменшити цю втрату потужності.
- Тепліша суміш, а отже, менш щільна, оскільки випаровування зрідженого газу відбувається в редукторі-випарнику. Паливо надходить у карбюратор вже гарячим, поки повітря/бензинова суміш охолоджується прихованою теплотою випаровування бензину. Зафіксована втрата потужності становить близько 5-6%, з іншого боку, це неминуче, оскільки, щоб гарантувати постійне співвідношення повітря-паливо, пристрій подачі повинен відправляти зріджений газ, який вже знаходиться в газоподібному стані, в найвужча секція карбюратора.
Збільшення загальної ефективності зрідженого газу порівняно з бензином можна пояснити кращим згорянням завдяки більшій однорідності газоповітряної суміші та тим, що регулювання змішувача здійснюється таким чином, щоб отримати максимальну потужність при мінімальній споживання, забезпечує трохи більш рідку суміш. Але оскільки LPG різних складів також мають різну питому вагу, це призводить до різної вагової витрати для однієї і тієї ж настройки змішувача.
Оскільки можна вважати, що при постійній швидкості кількість повітря, необхідного двигуну, також є постійною, різне співвідношення повітря-паливо буде відповідати кожному потоку газу. В результаті для зрідженого газу різного складу будуть отримані різні витрати та врожайність, що не зменшує того факту, що при регулюванні змішувача, адаптованого до кожного типу газу, завжди буде реєструватися максимальна потужність з мінімальним споживання.
Отже, припускаючи, що використання зрідженого газу спричиняє втрату потужності близько 12%, установки з рідким газом не дозволяють отримати менше, якщо вони належним чином регулюються, менший питомий витрата палива, тобто, більше коней на кіло зрідженого газу.
Окрім виключно економічного фактора, ще одна причина повинна зробити використання зрідженого газу кращим, ніж використання бензину: він забезпечує більш тривалий термін служби двигуна приблизно на 50%.
- Його згоряння більш повне, ніж рідкого палива, результатом є зменшення відкладень у камері згоряння та на поршнях: плавна робота без детонації забезпечує кращі умови роботи шатунів, підшипників та допоміжних органів.
- Газова природа палива, потрапляючи в двигун, виключає дію промивання стінок циліндра під час фаз високого прискорення, із значним зменшенням зносу вкладишів циліндрів, поршнів і кілець.
Клапани та свічки запалення, незважаючи на більш високі робочі температури, також мають більш тривалий термін служби.
Усі ці фактори дають змогу відмовитися від періодичного капітального ремонту двигуна, який може збільшити нормальну роботу на 50-200%. Той факт, що циліндри не промиваються паливом, перешкоджає розведенню мастила, і, таким чином, можна значно довше замінювати масло.
Якщо подача зрідженого газу викликає збільшення в'язкості моторного масла, це, з іншого боку, призводить до більшого окислення мастила через виділене тепло, вище, ніж у бензину, і сприяє відсутність ізоляції на деталях ( відкладення на головці поршня)
Тому, щоб уникнути зниження ефективності, буде необхідно, щоб двигун для зрідженого газу змащувався маслом, менш в'язким, ніж масло, що використовується для бензинових двигунів - наприклад, SAE 30 замість SAE 40 - і щоб відновлення рівня було. виготовляється з оліями SAE з в'язкістю приблизно на одну одиницю менше, ніж в олії, що використовується після заміни.
На обмін на переваги, представлені LPG, відповідає більший знос сідлів клапанів, що призводить до відсутності ходу кранів і прогорання клапанів, які залишаються частково відкритими.
Це явище помітніше, коли двигун змащується маслом, що не містить золи та металоорганічних добавок. При переході з бензину на подачу зрідженого газу, використання свічок запалення з більш холодним тепловим значенням є дуже важливим, оскільки, якщо при подачі бензину внутрішні стінки балона та вибух газової камери розпилюються дуже дрібними краплями і, отже, охолоджуються, це явище менш помітне при подачі зрідженого газу, що спричиняє більший нагрів вибухових камер та свічок запалювання: воно слідує за утворенням менш ефективної іскри. Оптимальну роботу можна відновити, точно використовуючи свічки-кулери.
Ланцюг живлення двигуна, що працює на рідкому газі, складається з бака, фільтра, регулятора тиску, випарника, карбюратора та відповідних труб.
Пробу відбирають за допомогою трубки, зануреної на дно резервуара, де газ завжди знаходиться в рідкому стані. У верхній частині містяться лише пари, які не дозволяють двигуну працювати на високих оборотах.
Нарешті, якби LPG брали з верхньої частини резервуара, склад залишкового рідкого газу поступово збагачувався б бутаном, завдяки швидшому випаровуванню пропану. Це призведе до зниження тиску в баку та зменшення октанового числа палива. Витягуючи рідкий зріджений газ із дна резервуару, суміш залишається практично постійною. ЗПГ проходить через перший фільтр, потім переходить, все ще у рідкому стані, в частину регулятора високого тиску (первинний регулятор), де тиск знижується до значень, що варіюються від 0,3 до 0,7 кг/см2, проти 10 до 14 кг/см2 в резервуарі.
Потім він переходить у "випарник" (зазвичай вбудований в регулятор тиску): це котушка, занурена в гарячу воду, що надходить від двигуна, в якій зріджений газ перетворюється на газ.
Потім цей газ надходить у частину регулятора низького тиску (вторинний регулятор), що призводить тиск до значення трохи нижче атмосферного тиску (близько 5 мм води). Регулювання цієї депресії є фундаментальним для досягнення правильної дози палива в карбюратор. Регулятор буде чутливим до коливань атмосферного тиску та температури, діючи таким чином, що кінцевий тиск завжди буде трохи нижче атмосферного тиску, щоб запобігти вільному виходу газу в атмосферу під час роботи двигуна.
Від вторинного регулятора паливо переходить у карбюратор, де буде змішуватися з повітрям, яке буде втягуватися у впускний канал.