Автомобили на газовом топливе: проблемы и перспективы.

В последние годы во всем мире ведутся активные разработки по замене автомобильного бензина другими видами топлива. Наибольшие успехи достигнуты в применении сжиженного нефтяного газа (СНГ - смесь пропана и бутана в равных долях). Так, в 1996 г. в мире эксплуатировалось 10 тыс. автомобилей, работающих на СНГ, т. е. на 40% больше, чем в 1995 г. Фирмы "Renault", "Peugeot", "Citroen", "Opel", "Saab", "Hyundai", "Daewoo" и "Kia" разработали специальные модели, рассчитанные на это топливо, тогда как ранее осуществлялось лишь переоборудование автомобилей по заказу клиентов.

Кроме того, была усовершенствована технология подачи топлива (в частности, были внедрены многоточечный впрыск) и автоматизировано управление работой двигателя. В результате у автомобиля "Clio" фирмы "Renault", работающего на СНГ, содержание окиси углерода в выхлопных газах снизилось на 40 - 75% по сравнению с обычными бензиновыми двигателями, углеводородов и окисей азота - на 30 - 65%, а углекислого газа - на 12%.

Недавно специалисты фирмы доработали данную модель так, что она стала отвечать американскому нормативу "Ultra Low Emission Vehicle" ("ULEV"), одному из самых жестких в мире. Было достигнуто сокращение выброса окиси углерода на 90%, окиси азота - на 95% и углеводородов - на 80%.

В настоящее время в двигателях "Renault" подача газовой смеси осуществляется во впускной коллектор, однако в будущем намечается непосредственнееный впрыск СНГ в цилиндр. Первые испытания показали возможность соответствия европейскому нормативу "ULEV".

Основным преимуществом прямой подачи сжиженного нефтяного газа является возможность повышения крутящего момента и мощности до величин, аналогичных показателям бензинового двигателя.

По мнению руководителя отделения НИОКР компании "PSA Peugeot Citroen", СНГ никогда не сможет полностью заменить бензин и дизельное топливо. В частности, к 2000 г. производство во Франции СНГ составит, по оценке, лишь 500 тыс. т против 21 млн. т дизельного топлива; бензина в настоящее время в стране потребляется ежегодно около 16 млн. т. В связи с этим снабжение автомобильного парка газовым топливом пока еще остается проблемой: в стране действует лишь 700 заправочных станций против 20 тыс. для бензина.

Одним из видов автомобильного топлива, который с успехом сможет заменить как бензин, так и дизельное топливо, является природный газ, мировые запасы которого почти эквивалентны нефтяным и располагаются в географическом плане более однородно. Полагают, что он незаслуженно обойден вниманием со стороны конструкторов автомобильных двигателей. Он обладает целым рядом преимуществ по сравнению с СНГ. В частности, природный газ легче воздуха и быстро рассеивается в атмосфере в случае утечки, его использование исключает риск образования "газовой подушки" в глубине багажника, как это бывает с бензиновыми парами и СНГ.

Природный газ имеет очень высокое октановое число - 130 (против 95 - 98 у бензина), что позволяет повысить степень сжатия горючей смеси и сократить потребление топлива. К тому же природный газ имеет наиболее высокое соотношение водорода и углерода, что обусловливает снижение выброса углекислого газа.

Природный газ, однако, обладает одним существенным недостатком: если СНГ переходит в жидкое состояние при достижении давления 4 бар, то он должен храниться в сжатом виде под давлением 200 бар, что требует крупногабаритных резервуаров (природный газ, сжатый давлением 200 бар, занимает в 5 раз больше места, чем дизельное топливо). Полагают, что в будущем возможно решение этой проблемы, в частности, путем хранения с использованием активированного угля под давлением 25 - 30 бар.

Американские компании изучают возможность использования в качестве автомобильного топлива сжиженного природного газа. Для сжижения природного газа необходимо его охлаждение до -160 оС, после чего он занимает объем лишь в два раза больший, чем дизельное топливо. Однако в данном случае возрастают энергозатраты на сжижение газа и необходимо решение ряда технических проблем.