Как работает двигатель на метане
Перейти к содержимому

Как работает двигатель на метане

  • автор:

Метан на дизель

Последние годы переход автомобилей на такое топливо, как метан стал очень активным. А всё потому, что это экологично и экономично. Метан начал составлять огромную конкуренцию бензину. Всё больше автомобилистов готовы перевести свои машины на метан. Этот вид газа ГБО начал активно распространяться, ведь люди увидели все плюсы его использования. Метан на дизель: какие в этом плюсы и почему метан становиться так популярен?

Метан

Метан — это природный газ, который сохраняется залежами в глубинах земли. Его используют практически в чистом виде, лишь немного отфильтровав. Метан имеет самую высокую безопасность среди газов, и он практически полностью экологичен. Этот газ невозможно испортить или как-то разбавить. Его состав всегда остаётся одинаковым.

Заправка автомобиля метаном обходиться в 3 раза дешевле, чем заправка авто бензином, что является большим преимуществом данного вида газа. Если рассматривать экологичность метана, то он имеет особый стандарт — Евро 5. Что говорит о его высокой экологичности. Метан считается современным топливом и полюбился автомобилистами во многих странах Европы, а так же в США, ведь используя его Вы можете сократить количество вредных выбросов в несколько раз.

Можно ли переоборудовать дизель на метан

Раньше установить газ на дизель было очень проблематично. Всё потому, что для работы автомобиля на газу обязательно используются свечи зажигания, а в дизеле дизтопливо поджигается без использования свечей.

Но с недавнего времени эта проблема решилась и переоборудовать дизель под метановый газ стало реально. На сегодняшний день газовый дизель считается ещё одной хорошей альтернативой для вашего автомобиля.

Установка метана на дизель требует своих особых тонкостей, но при этом остаётся достаточно простой. Перевод дизеля на газ подойдёт и для пассажирских, и для грузовых машин, и для сельскохозяйственной техники. В целом эту комбинацию можно назвать удачной практически для любого транспорта. Замена бензинового дизеля на ГБО в среднем займёт около двух дней, в зависимости от характеристик и комплектации автомобиля.

Цена ГБО выше, чем цена бензиновой системы на дизель. Но при этом сам метан намного дешевле, чем бензиновое топливо. Что поможет сэкономить в будущем и выйти в плюс. Установка ГБО на дизель, в целом, очень выгодное вложение. Так как помимо экологичности и экономии он существенно улучшит характеристики автомобиля, увеличит срок службы двигателя и его мощность. А установка газового оборудования на дизель окупиться приблизительно через 4 месяца, в зависимости от того, какой у Вас расход топлива.

Коэффициент замещения газового оборудования на дизеле

Коэффициент замещения будет зависеть в первую очередь от параметров работы двигателя:

  • Количество оборотов
  • Топливное давление
  • Нагрузка двигателя
  • Наддув турбин

Варианты комплектации ГБО на дизель

Степень, при которой можно заменить дизель метаном будет зависеть от выбранного оборудования ГБО, от двигателя Вашего автомобиля и нагрузки на него. При соотношении 80:20 пропадает выхлоп чёрного дыма. Это соотношение считается наиболее удачным для автомобилей.

Услуги компании «МИР ГБО»

Компания «МИР ГБО» поможет Вам разобраться во всех тонкостях установки метана на дизель. Квалифицированные сотрудники сервиса — это опытные специалисты, главная цель которых предоставить для Вас максимально качественную услугу. Мы всегда ищем подход к клиенту, чтобы каждый человек, который воспользовался нашими услугами, оставался доволен.

Компания «МИР ГБО» может предложить свои услуги, установить ГБО на дизель по доступной цене. По всем интересующим вопросам Вы можете обратиться к нам лично, через сайт или по телефону горячей линии. Мы с удовольствием предоставим для Вас услуги перехода как с дизеля на метан, так и с бензина на метан.

Перевод дизельного двигателя на метан

Перевод дизельного двигателя на метан

Дизельный двигатель грузового и легкового автомобиля можно переоборудовать для работы с газобаллонным оборудованием на метане. Однако, в отличие от перевода бензиновых двигателей, модернизация дизельного двигателя потребует серьёзных изменений штатной системы питания дизеля.

Работа дизельного мотора начинается с зажигания. Однако просто подвести газ к камерам сгорания недостаточно. Газ не воспламенятся сам по себе от сжатия, так как его температура самовозгорания гораздо выше чем у солярки: 700 градусов у газа против 320-380 у дизельного топлива. Для решения данной проблемы разработан тип модернизации: переоборудование дизеля в газовый двигатель.

В результате переделок от дизеля мало чего остаётся, поэтому модернизированный двигатель называют газовым. По техническим характеристикам переделанный дизельный двигатель будет сопоставим с переведённым на газ бензиновым мотором (если будет соблюдена степень сжатия 12-14). В результате повышается его экономичность, меньше вредных выбросов, существенно увеличивается ресурс двигателя. Для работы газового двигателя потребуется заправляться только газом.

Ракетные двигатели на метане Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Емельянов И.Е., Краев М.В.

Рассмотрены перспективы развития ракетных двигателей на метане.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Емельянов И.Е., Краев М.В.

Горючее на основе водорода

Анализ схем жидкостного ракетного двигателя небольшой тяги с авиационным турбонасосным агрегатом на метане

Оптимизация параметров жидкостной ракетной двигательной установки разгонного блока
О представлении структуры в пористых волокновых материалах типа МР
Преемственность и модернизация жидкостных ракетных двигателей космических ракет-носителей
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Ракетные двигатели на метане»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

рания на единицу массы выше, чем у углеводородных горючих. Водород горит почти невидимым голубым пламенем. Основным продуктом сгорания ки-слородо-водородной смеси является перегретый водяной пар. Удельный импульс двигателей на этом топливе может достигать от 450 до 480 с в зависимости от конструкции двигателя. (Двигатели, использующие жидкий водород, обычно работают в режиме избытка горючего, что позволяет уменьшить массовый расход топлива и повысить экономичность.)

Не всегда легко сделать выбор между углеводородным горючим и жидким водородом. Обычно для первых ступеней ракет используют жидкое углеводородное (или смесевое твердое) топливо для прохождения плотных слоев атмосферы на первых минутах полета. Конечно, жидкий водород — очень эффективное горючее, однако из-за его малой плотности для первой ступени потребовались бы большие топливные баки, что привело бы к увеличению веса конструкции и лобового сопротивления ракеты. На больших высотах и в космосе чаще применяются водородные двигатели, где их преимущества проявляются в полной мере.

С точки зрения термодинамики жидкий водород -идеальное рабочее тело как для самого ЖРД, так и

для турбины ТНА, в последнем случае даже не обязательно высокой температуры. Отличный охладитель, как в жидком, так и в газообразном состоянии. Последний факт позволяет не особо бояться кипения водорода в тракте охлаждения и использовать газифицированный таким образом водород для привода турбины.

Наиболее распространенными топливами на основе водорода на настоящий момент являются керосин и гидразины.

В области развития ракетных двигателей стоит еще много нерешенных задач конструкторского, технологического, эксплуатационного, экономического и экологического характера. Совершенствование методов оценки водородных топлив позволит решать практические вопросы создания и рационального применения ракетных и реактивных топ-лив.

1. Тимнат И. Ракетные двигатели на химическом топливе. М. : Машиностроение, 1990.

© Дюкарев Ю. Ю., Голиковская К. Ф., 2010

И. Е. Емельянов Научный руководитель — М. В. Краев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

РАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ НА МЕТАНЕ

Рассмотрены перспективы развития ракетных двигателей на метане.

Природный газ (и его составляющая метан) как горючее с начала космической эры привлекал к себе внимание двигателистов. Сжиженный природный газ на 90 % и более состоит из метана. Он неядовит, коррозионно пассивен. При сгорании в кислороде при оптимальном соотношении окислитель/горючее (далее — Ок/Гор) дает экологически чистые газообразные продукты, состоящие из водяного пара и моно- и двуокиси углерода. По плотности метан в два раза легче керосина, но в шесть раз плотнее водорода. Энергетическая ценность его несколько выше, чем у керосина, но значительно ниже, чем у водорода.

Относясь к криогенным горючим, он рассматривается в паре с жидким кислородом. Теоретический удельный импульс топлива «жидкий кислород -жидкий метан» на 3,4 % выше, чем топлива «жидкий кислород — керосин», но на 20,5 % ниже, чем топлива «жидкий кислород — жидкий водород». По объемному удельному импульсу (достаточно условная величина, характеризующая энергетику топлива применительно к заданной емкости баков ракеты) метан уступает керосину. Следует сказать, что в

настоящее время прогресс в материаловедении привел к разработке относительно легких топливных баков, масса которых все в меньшей степени влияет на т.н. «сухую» массу ракеты.

Промышленность освоила получение сжиженного природного газа и метана в необходимых количествах, благодаря чему по стоимости он сопоставим с керосином, а для регионов, богатых нефтью (к которым относится и Россия), даже дешевле. Таким образом, для многоразовых носителей метановое топливо выгодно и из-за своей относительно малой удельной стоимости. Кроме того, в отличие от керосина (и его современных токсичных синтетических производных типа «синтина»), пятна пролива жидкого природного газа быстро испаряются, не нанося вреда окружающей среде.

Из отрицательных качеств метана, кроме пониженной плотности, можно выделить низкую температуру кипения и, как следствие, неудобства при хранении. Здесь он приближается к жидкому кислороду. Кроме того, смесь воздуха и газообразного метана взрывоопасна, что заставляет принимать дополнительные меры безопасности при хранении.

Секция «Энергодвигательные установки и системы терморегулирования»

Занимая «нишу» между керосином и водородом, метан позволяет достаточно просто создавать двигатели любой принципиальной схемы: замкнутой с окислительным газогенератором (ГГ), замкнутой с восстановительным ГГ, открытой (незамкнутой) и даже такой экзотической для отечественного двигателестроения схемы, как так называемая

«расширительная» или теплообменная, когда жидкий метан, проходя рубашку охлаждения камеры сгорания, газифицируется и вращает турбину ТНА, а потом сбрасывается в камеру сгорания и дожигается там.

© Емельянов И. Е., Краев М. В., 2010

О. В. Забабурина Научный руководитель — А. М. Жижкин Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева, Самара

О ПРЕДСТАВЛЕНИИ СТРУКТУРЫ В ПОРИСТЫХ ВОЛОКНОВЫХ МАТЕРИАЛАХ ТИПА МР

Размер пор, плотность распределения пор по размерам, параметры распределения, волокновый материал типа МР.

Для сравнения пористых структур по размерам пор чаще всего используют значения среднего и максимального размеров пор. Однако эти размеры неполно характеризуют пористую структуру. Более полное представление о структуре пористой среды дает распределение пор по размерам в виде зависимости числа пор от размера пор [1].

Для исследования распределения пор по размерам был использован экспериментальный метод -метод исследования шлифов или их микрофотографий (статистический), как прямой метод исследования. В качестве объекта исследования использовались пластинчатые и цилиндрические конструкции из материала МР с пористостью порядка 55. 85 %. За размер поры было принято расстояние между контурами элементов твердого скелета порового пространства. Расстояние между частицами контура скелета рассматривалось как случайная величина, равная длине С отрезка прямой между двумя точками, расположенными на поверхности твердой фазы. Отрезок мог иметь с твердой фазой только две общие точки [2].

Изучение распределения пор по размерам статистическим методом включает в себя следующие операции: выбор плоскости среза; подготовка шлифа для микроанализа; определение исходных статистических данных объекта и расчет определяемых параметров; оценка достоверности результата.

Исследование поверхности шлифа осуществлялась методом его плоскопараллельного перемещения относительно окуляра. Измерение расстояния С

проводилось между случайными точками на контурах скелета вдоль прямых, параллельных выбранным направлениям. Обработка результатов измерений проводилась по методике, изложенной в работе [2]. По результатам обработки были подсчитаны среднее расстояние Сс и дисперсия Бс.

Среднее расстояние Сс в конструкциях из материала МР с относительной толщиной 5/Д > 1 (где 5 — минимальный размер конструкции; Д. — диаметр спирали) по данным структурных исследований, может быть определено выражением, полученным в работе [3] в виде

где СГ — гидравлический диаметр пористой среды; Сп — диаметр проволоки.

Среднее расстояние Сс для изделий из материала МР при относительной толщине стенки 5/Дс > 1 хорошо согласуется со значениями гидравлического диаметра, полученного с учетом площади поверхности конструкции в виде

Сс = СГ = ^^ — П. с 1 1 Сп 1+—-25

Для исследованных образцов были построены гистограммы. По их виду был сделан вывод о том, что распределение пор по размерам имеет несимметричный характер изменения.

Вид функции распределения пор по размерам был принят, исходя из геометрических представлений. Опытные данные были смоделированы гамма-распределением. Аналитическая функция плотности распределения пор по его размерам имеет вид

Добавим газа: переводим двигатель на метан

Сделать автомобиль двухтопливным может не только завод-изготовитель. Установить в машину дополнительную систему питания на природном газе может практически любой желающий. Kolesa.Ru узнали, как перевести автомобиль на метан, да еще и вернуть часть затраченных на это денег.

Два разных топлива

Как известно, для двигателей внутреннего сгорания применяются два вида газового топлива: сжиженный углеводородный (он же нефтяной) газ или СУГ, а также компримированный (т.е. сжатый) природный газ или КПГ. Первый представляет собой пропан-бутановую смесь, получаемую в качестве побочного продукта при нефтедобыче, а второй на 95% состоит из метана и содержится в природе в чистом виде.

Среди автовладельцев еще распространено мнение, что пропан-бутан для транспорта использовать удобнее, чем метан, однако на сегодняшний день это оказывается уже не более чем устаревшим предубеждением. Технический прогресс не стоит на месте, и сейчас газобаллонное оборудование для метана имеет немногим большую массу и размеры баллонов, чем пропан-бутановое ГБО. Цена метанового оснащения, правда, почти вдвое выше. Однако с учетом денежной компенсации, которую предлагает «Газпром нефть» (подробности чуть далее) есть возможность за ту же сумму, что попросят за пропановое ГБО, поставить оборудование для метана – и пользоваться всеми преимуществами езды на природном газе.

Экономия во всем

По отношению к бензину коэффициент расхода пропан-бутановой смеси составляет примерно 1.15 – 1.20, в то время как для метана он равен 1, т.е. расход получается таким же. При этом цена 1 куб. м метана оказывается примерно в 2,5 раза ниже, чем стоимость эквивалентного ему 1 литра бензина Аи-95.

Кроме прямой экономии на стоимости топлива, важным моментом при использовании метана выступает экономия на расходных материалах и текущем ремонте автомобиля. Среди всех прочих видов углеводородного топлива (пропан-бутан, бензин, дизтопливо) природный газ метан оказывается наиболее «дружелюбным» по отношению к двигателю. Октановое число метана равно 120, что выше, чем у любого бензина, благодаря чему природный газ сгорает равномерно и без детонаций. Нагарообразование в двигателе при использовании метана также минимально, поскольку, в отличие от всех других видов топлива, природный газ не имеет посторонних химических примесей.

Особенно явно все достоинства метана проявляются при эксплуатации автомобиля в городском цикле, с частой сменой нагрузок «малая-средняя», что как раз и является наиболее «вредным» для двигателя. Здесь использование метана позволяет максимально продлить (до 4 раз по сравнению с бензином) срок службы такой дорогостоящей детали, как каталитический нейтрализатор (плюс датчики кислорода), и в 2-3 раза срок службы столь типичных «расходников», какими являются свечи зажигания.

Безопасность и экология

По взрыво- и пожаробезопасности метан превосходит все виды топлива, оказываясь куда более безопасным, чем дизель, бензин (!!) и еще более чем пропан-бутан. В отличие от бензина, метан не может разлиться и, испаряясь, создать взрывоопасные пары (что может происходить и при утечке тяжелого пропан-бутана). Современное метановое ГБО имеет надежную систему защиты, где блокируется утечка газа. При этом сам баллон имеет толщину стенки, рассчитанную на выдерживание давления в 200 кгс/см2, что не позволит произойти взрыву даже при серьезной аварии. Что касается безопасности для окружающей среды, автомобиль на метане уступает здесь разве что электромобилю. Благодаря своей чистоте и полноте сгорания, природный газ бережет не только двигатели, но и природу! О чем мы, сознательные граждане, тоже не должны забывать.

Второе питание

При установке ГБО расставаться навсегда с традиционным бензиновым «питанием» не придется – газобаллонное оборудование ставится параллельно штатной системе. Никаких глобальных технических переделок не потребуется – появятся только баллон и заправочный вентиль в багажном отделении, а в салоне будут установлены переключатель «газ-бензин» и датчик расхода топлива. Также, в зависимости от оборудования, такое переключение может быть реализовано автоматическим способом.

Цены на метановое ГБО низкими никогда не были, поскольку само оборудование является высокотехнологичным и достаточно высоким по себестоимости, а спрос на такое оснащение, позволяющее использовать недорогое топливо с неизменно стандартным качеством, также постоянно растет. Но сейчас есть возможность за установку метанового оборудования заплатить значительно меньше среднерыночной стоимости!

Вариант!

«Газпром нефть» продолжает свою «европейскую» акцию, которая сейчас проводится на территории Санкт-Петербурга и Ленобласти, а также Новгородской, Смоленской и Тверской областей. В рамках этого проекта, каждому автовладельцу предоставляется скидка в 26 тысяч рублей на установку ГБО плюс выдается карта с балансом в 4 тысячи рублей, которые он может расходовать на заправку своего автомобиля на метановых станциях «Газпром нефть». Их число, кстати, в 2014 году будет увеличиваться – в частности, появятся новые станции в Северо-Западном регионе.

Воспользовавшись акцией, можно получить существенную экономию уже на самом первом этапе – установке ГБО. Например, для владельца Renault Logan дооборудование машины метановым ГБО обойдется примерно в 27 500 рублей, в то время как без компенсации эта сумма составила бы 53 500 рублей. Время установки оборудования займет от нескольких часов до двух дней. При этом есть выбор ГБО от различных производителей – отечественных и зарубежных, что также дает возможность сэкономить и позволяет установить более дорогое и высококлассное оснащение.

В зависимости от производителя, на установленное оборудование действует гарантия от 1 года до 2-х лет, сам же срок службы ГБО неограничен. С техосмотром и выездом на автомобиле за границу также не возникает проблем: достаточно только проходить плановые испытания баллонов в автосервисе – один раз в пять лет для металлических баллонов и раз в три года для композитных.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *