Automobiliai ant metano dujų: išsami informacija

Pastaruoju metu dėl augančių degalų kainų ir didėjančio dėmesio ekologijai vis daugiau vairuotojų domisi alternatyviu transporto priemonių kuru. Automobiliai, kuriuose naudojamos dujos, tampa vis populiaresni, tačiau norint suprasti šios technologijos ypatumus, svarbu atskirti skirtingus dujų tipus ir jų veikimo principus.

Metanas - pagrindinė dujų automobiliams sudėtinė dalis

Gamtinės dujos lauko sąlygomis yra netoksiškos, bespalvės ir bekvapės, pusantro karto lengvesnės už orą, ypač degios ir sprogios. Pagrindinė jų sudėtis yra metanas - CH₄ (~97%), etanas, azotas ir kiti komponentai. Metanas - pagrindinė dujų automobiliams sudėtinė dalis. Gamtinėse dujose metano kiekis svyruoja nuo 85 iki 98 procentų, o biodujose jo kiekis sudaro beveik 100 procentų.

Metano susidarymas ir savybės

• Žemės gilesniuose sluoksniuose slypi dideli metano kiekiai.
• Nemaža metano dalis susidaro pūvant be oro augalų ir gyvūnų liekanoms.
• Didesni metano kiekiai kaupiasi molingose vietovėse.
• Metanas susidaro daugiausia iš bakterijų, mintančių organinėmis medžiagomis, virškinimo proceso metu, aplinkoje esant deguonies trūkumui. Todėl jo išsiskiria iš įvairių natūralių ir žmogaus sukurtų šaltinių.

Dujų nuotėkių atvejais, susidarius pavojingos koncentracijos dujų-oro mišiniui, gali įvykti gaisras arba sprogimas. Degant metanui išsiskiria didžiulis šilumos kiekis, azoto dioksidas (CO₂) ir anglies monoksidas (CO). Visuomenės sveikatos specialistai įspėja, kad uždarose patalpose susikaupusios metano dujos yra pavojingos. Jų įkvėpęs žmogus praranda sąmonę, susižaloja griūdamas. Šiomis dujomis gana dažnai apsinuodija kanalizacijos šulinius, trasas ar net vandens šulinius kasantys bei tvarkantys kasėjai.

Pagrindinės dujų rūšys automobiliuose

Šiuolaikiniame transporto sektoriuje dažniausiai naudojamos trys dujų rūšys, kurios skiriasi savo cheminė sudėtimi, laikymo sąlygomis ir pritaikymu:

1. LPG (Suskystintos naftos dujos, SND): Tai propano (C₃H₈) ir butano (C₄H₁₀) mišinys, gaunamas perdirbant naftą. Esant atmosferos slėgiui, jos yra dujinės, tačiau laikymo talpose suskystinamos, taip sumažinant tūrį. Lietuvoje tai yra labiausiai paplitęs dujų kuras, dar vadinamas „autodujomis“.
2. CNG (Suspaustos gamtinės dujos): Pagrindinė sudedamoji dalis - metanas. Į automobilio balionus jos pumpuojamos iki 200-250 barų slėgiu. Chemiškai tai tos pačios gamtinės dujos, kurios naudojamos maistui ruošti namuose.
3. LNG (Suskystintos gamtinės dujos): Gamtinės dujos, atšaldytos iki kriogeninės temperatūros (-165 °C) ir laikomos skystos būsenos termiškai izoliuotuose bakuose. Daugiausia naudojamos sunkiasvoriame transporte dėl didelių bakų sistemų poreikio. Pasaulyje nebuvo pagaminta nė vieno serijinio LNG varomo lengvojo automobilio.

Taip pat vis dažniau minimas biometanas - iš organinių atliekų (mėšlo, nuotekų dumblo ar maisto likučių) gaminamos dujos, kurių pagrindinė dalis yra metanas. Jis gali būti naudojamas toje pačioje infrastruktūroje kaip ir gamtinės dujos. Kadangi gamtinės dujos ir biometanas yra identiška medžiaga (tiek cheminėmis, tiek fizikinėmis savybėmis), kyla abejonė dėl atskiros degalų rūšies įrašo pagrįstumo.

Dujinių degalų trumpinių maišatis

Nemažas chaosas dėl alternatyviųjų degalų yra susijęs su dujiniais degalais. Viešojoje erdvėje galima pastebėti neatitikimų, kai kalbama apie dujinius degalus, dėl nepatogių santrumpų. Svarbu, kad šios trys degalų rūšys yra skirtingos vertinant degalų bakų sistemas, papildomą įrangą, paruošiant degalus varikliui (išdujinimas, slėgio reduktoriai ir t. t.), tačiau visi šie degalai naudojami kibirkštinio uždegimo varikliuose.

LPG įrangos diegimas ir veikimas

Degalų kainoms pasiekus sunkiai įkandamas aukštumas, LPG (suskystintųjų naftos dujų) įranga yra dar vienas pasirinkimas. Nors yra palyginti nebrangi ir kelia susidomėjimą, LPG įranga nėra plačiai naudojama. Diegiant LPG įrangą automobilyje įmontuojamos papildomos detalės, leidžiančios suskystintas dujas naudoti kaip degalus. Įmontuojamas papildomas degalų bakas, prie gamyklinės degalų sistemos prijungiama papildoma sistema bei įdiegiama keletas kitų mažesnių elementų. Baigus sistemos montavimo darbus, ji veikia kartu su gamykline degalų įranga, tad vairuotojas gali rinktis, kurią sistemą naudoti - LPG ar originalią.

Automobilinės dujų sistemos apžvalga: detalės ir jų paskirtis

Kiekvieną šiuolaikinę dujų sistemą sudaro daugybė įvairių komponentų, kurių kiekvienas turi skirtingą paskirtį. Glaustai apžvelkime juos.

Reduktorius-garintuvas

Pagrindinė reduktoriaus-garintuvo funkcija - sumažinti slėgį ir paversti garais dujas, paimamas iš bako, taip užtikrinant nuolatinį dujų tiekimą į variklį tinkamu srautu įvairiose situacijose. LPG sistemoje dujos skystu pavidalu bake yra laikomos su 5-10 barų slėgiu. Redukcijos procesas vyksta dviem etapais: pirmojo etapo metu slėgis sumažinamas iki 0,8-1,2 baro, antrajame reduktorius, veikdamas kartu su žemo slėgio reguliatoriumi, užtikrina varikliui reikiamo dujų kiekio paėmimą. Toks procesas leidžia palaikyti nuolatinį ir sklandų dujų tiekimą į variklį, kartu optimizuojant jo veikimą.

Solenoidinis dujų uždarymo vožtuvas

Kitas svarbus LPG sistemos komponentas - tarp bako ir reduktoriaus montuojamas solenoidinis dujų uždarymo vožtuvas. Pagrindinė jo paskirtis yra automobiliui veikiant benzinu sustabdyti dujų srautą į reduktorių. Be to, ši detalė taip pat atlieka svarbų vaidmenį kaip filtras - vožtuvas veiksmingai sulaiko dujose esančius nešvarumus nuo patekimo į tolesnę sistemą.

Degalų selektoriaus jungiklis

Degalų selektorius leidžia vairuotojui pasirinkti, kuriuos degalus naudoti - LPG ar benziną. Yra galybė įvairiausių šio įrenginio pasirinkimo variantų. Kai kurie gali rodyti dujų bake likutį. Degalų rūšis gali būti keičiama arba automatiškai (ypač jeigu automobilyje yra tiesioginio įpurškimo degalų tiekimo sistema), arba paspaudus mygtuką.

Elektroninis valdymo blokas

Šis įrenginys LPG sistemoje atlieka vieną pagrindinių funkcijų - jis fiksuoja deguonies ir akceleratoriaus pedalo padėties jutiklių siunčiamus signalus. Su žingsninio variklio pagalba elektroninis valdymo blokas veiksmingai reguliuoja į variklį patenkančių dujų kiekį, užtikrindamas optimalias veikimo sąlygas. Taip pat jis automatiškai parenka tinkamus degalų ir oro mišinio parametrus, nuolat atlikdamas būtinus pakeitimus pagal esamas aplinkybes.

Emuliatorius

Šis elektroninis prietaisas atsakingas už įtampos tiekimo į purkštukus nutraukimą. Taip staiga sustabdomas benzino tiekimas pasirinkus LPG kaip degalų šaltinį. Reguliuodamas degalų tiekimą, emuliatorius užtikrina sklandų degalų rūšies pakeitimą, kartu optimizuodamas LPG sistemos veikimą.

Dujų bakas

LPG bakas yra suskystintų dujų talpykla. Bakai gaminami įvairaus dydžio ir formų, todėl gali būti pritaikyti bet kokiems poreikiams. Tarp galybės skirtingų pasirinkimų, populiariausias ir praktiškiausias yra apvalios formos LPG bakas. Tokia talpykla gali būti montuojama atsarginio rato vietoje, taip išvengiant bagažinės skyriaus užgriozdinimo. Dujų automobiliams bakai montuojami po bagažinės grindimis ir nedaro jokio poveikio įprastiniam benzino bakui.

Saugumo reikalavimai ir techninė priežiūra

Vienas dažniausių vairuotojų klausimų - ar saugu važinėti dujomis varomu automobiliu? Atsakymas vienareikšmis: laikantis visų eksploatacijos taisyklių, jokio pavojaus nėra. Griežti standartai ir kokybės kontrolė garantuoja, kad suskystintų dujų įranga atitinka aukščiausius saugumo reikalavimus.

Saugumo užtikrinimo priemonės

• Uždara sistema: Dujų įrangos sistemos yra uždaros, todėl pildymo metu išvengiama nuotėkių.
• Apsauginiai vožtuvai: Bake sumontuotas apsauginis vožtuvas, kuris leidžia dujoms išeiti iš bako esant neįprastai dideliam slėgiui. Šis vožtuvas užtikrina, kad bakas nesprogs. Dujų bakai yra apsaugoti ir pagaminti taip, kad atlaikytų susidūrimą.
• SAFETY CAR jungiklis: Neleidžia tiekti dujų, jei variklis neveikia, taip apsaugant nuo dujų nuotėkio į aplinką.
• Dujos lengvesnės už orą, jos nenuodingos ir jų degimo temperatūra aukštesnė už benzino ir dyzelino degimo temperatūrą. Todėl eismo įvykio atveju, gaisro ar sprogimų pavojus yra mažesnis palyginti su benzinu ar dyzelinu varomais automobiliais.

Priežiūros niuansai ir įspėjimai

Svarbu įsidėmėti, kad dujas montuoti gali tik licencijuotos įmonės. Netinkamai sumontuota ar sureguliuota sistema didina variklio užterštumą, gali lemti nuosėdų susidarymą ir mechaninių dalių koroziją dėl alyvos rūgštėjimo.

• Nelaimingo atsitikimo atveju, įgaliotajame autoservise privaloma apžiūrėti transporto priemonę ir patvirtinti, kad ją vėl galima naudoti. Visada praneškite avarinėms tarnyboms, kad transporto priemonėje yra sumontuota CNG-sistema.
• Pildant degalus, atliekant techninę priežiūrą ir remonto darbus draudžiama rūkyti ir naudoti atvirą liepsną. Esant galimo gaisro pavojui, nedelsdami palikite transporto priemonę ir atsistokite nuo jo saugiu atstumu.
• Jokiomis aplinkybėmis neardykite ir patys nereguliuokite sistemos ar jos sudėtinių dalių. Atliekant tokius veiksmus, kyla stipraus susižalojimo pavojus. Todėl visus techninės priežiūros ir remonto darbus saugumo sumetimais turi atlikti tik kvalifikuotas mechanikas. Rekomenduojama kreiptis į įgaliotąjį autoservisą.
• Jei transporto priemonėje ar aplink ją užuodžiate dujų kvapą, nedelsdami perjunkite į benzino režimą ir nugabenkite automobilį artimiausiems kvalifikuotiems mechanikams patikrai atlikti.
• Jeigu automobilis patalpinamas į purškimo / dažų džiovinimo kabiną, kurioje džiovinimo temperatūra viršija 60 °C, sistemos slėgis negali viršyti 50 bar.

Eksploataciniai niuansai ir patarimai

Automobiliai su „Bi-Fuel“ (dviejų rūšių kuro) varikliais gali veikti tiek benzinu, tiek dujomis. Siekiant maksimalaus efektyvumo, vertėtų atkreipti dėmesį į šiuos aspektus:

LPG sistemos privalumai ir trūkumai

Automobilio su LPG įranga eksploatavimas turi savų privalumų ir trūkumų. Pirmiausia apžvelkime, kuo pranašesni dujomis varomi automobiliai.

Privalumai

• Žymiai mažesnės išlaidos degalams: Vienas akivaizdžiausių LPG įrangos privalumų - galimybė gerokai sumažinti išlaidas degalams. Užpildyti suskystintų dujų baką yra reikšmingai pigiau nei dyzelino ar benzino. Nors dažniausiai dujų sąnaudos būna 10-30 % didesnės nei įprastų degalų rūšių, net ir didesnės sąnaudos netrukdo sutaupyti nuo 20 iki 30 % įprastų išlaidų, priklausomai nuo dujų, benzino ir dyzelino kainų bei konkretaus automobilio. ADAC (didžiausios Europoje automobilių asociacijos) atliktas tyrimas atskleidė, kad suskystintų dujų įranga ir jos montavimo darbai skirtinguose automobiliuose atsiperka nuvažiavus tam tikrą atstumą (pvz., BMW X3 - po 46 000 km, „Ford Focus“ - po 97 000 km, „Mazda 3“ - po 87 000 km).
• Mažesnės emisijos ir įtaka gamtai: Šių dujų pritaikymas kaip transporto priemonių degalų rūšis yra puiki alternatyva siekiant sumažinti transporto sektoriaus daromą žalą aplinkai. Realiomis sąlygomis atlikti bandymai su 44 tonas sveriančiais sunkvežimiais parodė žymų azoto oksidų (NOx) kiekio sumažėjimą (40-60 %), o anglies dioksido (CO₂) emisijos sumažėjo 20 %, palyginti su dyzelinu varomais tokiais pačiais sunkvežimiais. Tolesnių su aplinkosauga susijusių privalumų potencialas gali dar labiau išaugti su iš organinių atliekų išgaunamo biometano pagalba. Biometano naudojimas gali padėti sumažinti emisijas net 80 % (naudojant agrokultūrines atliekas - iki 95 %).
• Mažesnės priežiūros išlaidos: SGD degimas yra švaresnis nei skystųjų degalų, o tai reiškia mažesnį alyvos suvartojimą ir ilgesnį komponentų tarnavimo laiką.
• Tylesnis variklio veikimas: Gamtinių dujų varikliai veikia pastebimai tyliau nei dyzeliniai varikliai. Naktiniame arba komunaliniame transporte, pvz., ištuštinant atliekų konteinerius, mažesnis triukšmo lygis yra didelis privalumas.

Trūkumai ir apribojimai

Nors dujomis varomi automobiliai yra vertinga alternatyva dyzelinėms ir benzininėms transporto priemonėms, jie taip pat turi ir svarių trūkumų.

• Priklausomybė nuo iškastinio kuro ir nerimas dėl aplinkos: Nors naudojant dujas gerokai sumažėja emisijų, jos vis tiek klasifikuojamos kaip iškastinis kuras. Taigi, dujų kaip degalų gavybos ir naudojimo procesas vis tiek yra taršus ir prisideda prie globalinio atšilimo.
• Galimi keblumai dėl priežiūros ir išlaidos: LPG įrangos gedimai dažnai būna glaustai susiję su įrangos komponentų būkle ir pačios sistemos kokybe.
  • Dažniausios problemos: Netolygus variklio veikimas, variklis gęsta dirbant tuščiąja eiga, netikslūs ir realybės neatitinkantys dujų sąnaudų rodmenys, trūkčiojimas, galios trūkumas varikliui naudojant dujas.
  • Traukos ir galios trūkumas: Gali signalizuoti apie netinkamą oro ir dujų mišinio santykį. Paprastai ši problema sprendžiama reguliuojant dujų sistemos parametrus.
  • Netolygūs, pulsuojantys variklio sūkiai: Šią problemą gali kelti LPG sistemoje susidarę oro kamščiai, atsiradę pažeidus sistemos sandarumą.
  • Nepagrįstai didelės dujų sąnaudos: Stipriai išaugusias dujų sąnaudas dažniausiai lemia netinkamai veikiantis, senas dujų reduktorius.

Pažangesnių ir tvaresnių dujų sistemų vystymasis

Nors įvairios pramonės šakos nenustoja plėtoti alternatyviais degalais varomų transporto priemonių kūrimo ir tobulinimo proceso, svarbu paminėti, kad LPG sistemos taip pat nestovi vietoje - įranga ir technologijos nuolat vystosi. Siekiama naudojant inovatyvias medžiagas, pvz., anglies pluoštą, kuo labiau sumažinti transporto priemonėse montuojamų dujų bakų svorį. Tikslas yra sumažinti degalų sąnaudas ir siekti geresnio svorio pasiskirstymo, kas savo ruožtu lemtų geresnę kontrolę ir bendrą automobilio efektyvumą.

Generatoriai elektrinėms transporto priemonėms

Neseniai LPG tiekėjai Jungtinėje Karalystėje pristatė dujomis nuvažiuojamą atstumą prailginantį generatorių, skirtą elektrinėms transporto priemonėms. Šios unikalios LPG sistemos tikslas - naudojant dujas maitinti elektros generatorių, kuris krauna bateriją, atsakingą už elektrinių variklių energiją. Tokia įranga elektrinėms transporto priemonėms suteikia aibę privalumų:

• Ji gali padėti prailginti nuvažiuojamą atstumą automobiliui išsikrovus nuo 64 iki tikrai įspūdingų 402 km. Tai leidžia mažiau jaudintis dėl ribotos įkrovimo stotelių infrastruktūros, todėl vairuotojai gali drąsiai leistis į ilgesnes keliones.
• Taip pat yra galimybė pasirinkti norimą važiavimo režimą ir naudoti tik elektrinį variklį, pvz., įvažiavus į griežtai kontroliuojamas miesto dalis, kuriose eisme gali dalyvauti tik nulinėmis emisijomis pasižyminčios transporto priemonės.

CNG naudojimas transporte ir infrastruktūros plėtra

Kinija, Iranas ir Indija yra tarp pasaulio lyderių pagal gamtinėmis dujomis varomų transporto priemonių skaičių, tačiau tokie degalai kaip SGD taip pat tampa populiarus sprendimas mūsų Europos rinkoje. Vienos iš pirmųjų ir didžiausių CNG vartotojų yra viešojo transporto įmonės. CNG varomi autobusai važinėja daugelio miestų gatvėmis, užtikrindami mažesnį triukšmo lygį, didesnį aplinkos apsaugos lygį ir sutaupymus (palyginti su dyzeliniais automobiliais). Miestuose, kur sparčiai auga elektroninė prekyba ir greitojo pristatymo paslaugos, CNG tampa puikiu sprendimu kurjerių ir elektroninės prekybos įmonėms kaip alternatyva dyzelinui. Kitas privalumas - galimybė greitai papildyti degalus. Miestuose, kuriuose yra daugiau CNG degalinių, degalų logistika praktiškai neegzistuoja.

Degalų pildymas CNG

Degalų pildymas CNG iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti sudėtingas. Išjunkite variklį ir elektros prietaisus, įskaitant radiją ir mobilųjį telefoną. Prijunkite pistoletą prie degalų pildymo vožtuvo ir laikykitės instrukcijų. Pradėkite degalų pildymą - degalai į baką teka esant aukštam slėgiui. Atsargiai! Pripildymas SGD paprastai trunka 3-5 minutes greitojo pripildymo SGD degalinėse, tai yra tiek pat, kiek ir pripildymas benzinu ar dyzelinu.

Infrastruktūros plėtra Lietuvoje

Lietuvoje ir Europoje sparčiai plečiamas suspaustų ir suskystintų gamtinių dujų degalinių tinklas. Pavyzdžiui, bendrovė „SG dujos“ įgyvendina projektus, kuriais siekiama sukurti viešos prieigos CNG, LNG ir biometano infrastruktūrą. UAB „SG dujos HOLDING“ įgyvendina projektą „Viešos prieigos CNG, LNG, biometano ir vandenilio infrastruktūros sukūrimas“ pagal Klimato kaitos programos priemonę „Transporto priemonių, naudojančių elektrą, suslėgtąsias gamtines dujas, suskystintąsias gamtines dujas, biometaną, vandenilį, įsigijimas ir joms reikalingos infrastruktūros sukūrimas ir (ar) plėtra, užtikrinant bazinį sukurtos infrastruktūros vartotoją“.

Statistika ir duomenų neatitikimai

AB „Regitra“ atviruosiuose duomenyse galima rasti mažiausiai 7 automobilius, kurie varomi vandeniliu, tačiau tik 4 iš jų turi dokumentuose nurodytą degalų rūšį „vandenilis“ ar „vandenilis/elektra“. Nagrinėjant AB „Regitra“ atviruosius duomenis galima pagrįstai teigti, kad 3 „Toyota“ vandeniliniai automobiliai registracijos dokumentuose kaip degalus turi įrašą „elektra“. Ši neteisinga registracija sudaro galimybę nepagrįstai pasinaudoti APVA paramos lėšomis, skirtomis gryniesiems elektromobiliams įsigyti. Po kreipimosi į AB „Regitra“ dėl šios situacijos ir profesionalios diskusijos AB „Regitra“ patvirtino, kad transporto priemonės registracijos metu duomenys į Lietuvos transporto priemonių registrą yra tik perkeliami iš registracijai pateiktų dokumentų. AB „Regitra“ nepriima sprendimo dėl duomenų turinio teisingumo.

Neveikiantys saugikliai ir degalų rūšių painiava

Lietuvos transporto saugos administracija (LTSA) vykdo privalomąją techninę apžiūrą ir technines ekspertizes atliekančių įmonių priežiūrą. Šios organizacijos, įmonės ir įstaigos, veikiančios kartu, turėtų užtikrinti Lietuvos transporto priemonių registro veikimą. Kadangi AB „Regitra“ tik perkelia duomenis iš pareiškėjo (registruojant automobilį) pateiktų duomenų į Lietuvos transporto priemonių registrą, kyla natūralus lūkestis, kad galimi neatitikimai dėl degalų rūšies bus užkardyti atliekant privalomąją techninę apžiūrą, kadangi degalų rūšies pakeitimas laikomas dideliu trūkumu.

Atlikus atvirųjų duomenų analizę, matyti, kad automobiliai su degalų rūšimi „suskystintos gamtinės dujos“ vis dėlto nepagrįstai sėkmingai įveikia privalomąją techninę apžiūrą. Atviruosiuose duomenyse galima rasti 39 skirtingas 11-os degalų rūšių kombinacijas. Registre įtrauktos kuro rūšys: vandenilis, elektra, suslėgtosios gamtinės dujos, suskystintossios naftos dujos, suskystintosios gamtinės dujos, gamtinės dujos, etanolis, dujos, dyzelinas, biometanas ir benzinas. Minėtos 11 degalų rūšių turėtų būti pertvarkytos į 7 pagrindines (dyzelinas, benzinas, suskystintosios naftos dujos, elektra, suslėgtosios gamtinės dujos, etanolis, vandenilis) bei 20 derinių, techniškai galinčių egzistuoti transporto priemonėse.

tags: #automobiliai #ant #metano #dujos