Горячие газы заставляют работать двигатели машин

Про ГБО

Нашел на одном форуме очень интересную информацию. Возможно кому пригодится.

Хочу прояснить некоторые моменты в плане физики и практики эксплуатации авто на газе:

1) вопреки расхожим заблуждениям газ ничего в двигателе "сушить " не может. Наоборот, ввиду газообразного фазового состояния газ НЕ РАСТВОРЯЕТ И НЕ СМЫВАЕТ масляную плёнку со стенок цилиндров. Как следствие, улучшается смазываемость ЦПГ.

2) о том, что газ якобы "сушит клапана": сушить он опять же ничего в принципе не может по прчине нулевой гигроскопичности ввиду своей газообразной фазы. Но при работе ДВС на газе на такте впуска топливо-воздушной смеси температура тарелки клапана будет НА НЕСКОЛЬКО ГРАДУСОВ выше, нежели при работе на бензине. За счет того, что облако микрокапель бензина из форсунки дополнительно охлаждает открытый клапан на такте впуска. А как известно, теплодинамика клапанов распределяется примерно 30:70 — седло клапана : направляющая втулка. В технической литературе охлаждением тарелки клапана облаком микрокаплей бензина пренебрегают изза малости и незначительности величины. В уравнениях термодинамики для ДВС этот параметр ВООБЩЕ отсутствует.
Заблуждение об "осушении" газом клапанов берет своё начало в давние советские времена. Когда делались первые попытки внедрения ГБО в таксопарках и автоколоннах. По сравнению с ЭТИЛИРОВАННЫМ бензином (а НЕэтилированного в те времена просто не было), газо-воздушная смесь дйствительно немного ухудшала условия смазки седел клапанов. Так как этилирующие присадки содержали СВИНЕЦ, который в некоторой мере и выполнял функцию смазки седел клапанов.
Нынче же выпуск этилированного бензина прекращен. И газ НИКАК не может ухудшить условия смазки седла клапана по сравнению с бензином, выпущенным по современным нормам.

3) в сравнении с бензином "октановое" (не совсем корректое для газа название) число газа составляет примерно 102-105-110 единиц. Этим обусловлены некоторые особенности и последствия работы ДВС на газо-воздушной смеси:
— чем выше степень сжатия (а соосветственно и компрессия), тем быстрее распространяется в камере сгорания фронт пламени, тем выше температура окисленной смеси, тем выше конечное (рабочее) давление над поршнем.
— соответственно для достижения идеальных условий для работы ДВС на газе его степень сжатия должна быть выше, чем при работе на бензине.
При проектировании ДВС исходят из определённой скорости сгорания бензовоздушной топливной смеси. Соответственно подбираются и настраиваются фазы газораспределния. Они подбираются с определённым запасом. Т.е. В ПЕРИОД СГОРАНИЯ топливной смеси оба глапана закрыты. И только ПОСЛЕ ПОЛНОГО СГОРАНИЯ топливной смеси и образования над поршнем перегретого газа в соответствии с адиабатными процессами этот перегретый газ начинает толкать поршень вниз, постепенно расширяясь и соответственно охлаждаясь. В итоге на выходе из камеры сгорания температура составляет примерно 800-980 градусов.
Так как октановое число газа выше, а фазовая структура иная (газ вместо капель-облачной структуры) то и скорость его сгорания значительно медленнее. Соответственно увеличивается время горения газо-воздушной смеси. Помимо того, что температура перегретого газа над поршнем меньше, меньше его давление и пр., при некоторых режимах работы ГАЗОВОЗДУШНАЯ СМЕСЬ ПРОДОЛЖАЕТ ДОГОРАТЬ ПОСЛЕ ОТКРЫТИЯ ВЫПУСКНОГО КЛАПАНА. Соответственно, температура на выходе из камеры сгорания кратковременно может повыситься до 1500-1800 градусов! Что очень быстро может привести к перегреву и термическим необратимым деформациям клапанов ( "прогару" ). В исключительных случаях это растянутое горение газовоздушной смеси приводит к тому, что теплодинамика поршня становится обусловлена не адиабатными процессами, а постоянным нагревом от не успевающей сгорать газо-воздушной смеси. И начинается необратимая тепловая деформация поршня.

Как с эти бороться и так ли это страшно?
Фишка в том, что примерно то же самое произойдет, если в классику залить 98й бенз, или тем более 102й (оказывается в европе и такой есть, не помню как обозначается, у нас на нем некоторые особо фанатичные пацыки по ночам устраивают гонки).
Для борьбы с этой бякой (прогарами клапанов и цилиндров) что при работе что на бензине, что на газе можно использовать два метода: увеличение опережения зажигания и увеличение степени сжатия.
Увеличение угла опережения на современных ЭБУ проблемантично. Нужно перешивать контроллер под специальную "газовую" программу! Программ таких мало. Тем более мало специалистов, которые грамотно это сделают. В идеале этот путь предусматривает установку ДВХХ контроллеров, бензинового и газового. И систему их коммутирования. Это сложно и дорого. Поэтому на ГБО 4 поколения для управления газовой форсункой используется сигнал, приходящий на форсунку бензиновую. Косяк в том, что НИКАК нельзя изменить карту зажигания. Так как эта карта зашита в штатном УБУ, которы и продолжает на самом деле управлять подачей газа. Но фишка в том, практически большинство современных автомобилей имеют так называемую "адаптивную" систему управления. Т.е. блок САМ, естественно в определенных пределах, может корректировать карты зажигания. Если нет детонации (а на газе ввиду его повышенной антидетонационной стойкости она отсутствует), то очень скоро блок выводит карту зажигания на максимально возможно ранне зажигания на любом режиме работы двигателя. Это во-первых.
А во-вторых, современные ДВС имеют высокую степень сжатия, которая исключает возникновение вышеописанных мной негативных последствий работы на газо-воздушной смеси.

В итоге, учитывая всё вышесказанное:
Не нужно бояться газа. Нужно просто знать некоторые особенности. И соответственно их учитывать.
Не нужно тулить газ на древние моторы с низкой степенью сжатия и ожидать после этого бешенного ресурса и суперэкономичности. Чем выше степень сжатия двигателя и лучше его общее техническое состояние (в частности компрессия), тем оправданнее установка газового оборудования. Тем меньше будет разница в расходе газа и бензина. Тем выше экономический эффект.
НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕЛЬЗЯ ДУШИТЬ РАСХОДОМ ГАЗА СОВРЕМЕННЫЕ ИНОМАРОЧНЫЕ ДВИГАТЕЛИ (особенно большеобъемные) ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГБО 4 ПОКОЛЕНИЯ!
Сгорание обеднённой газо-воздушной смеси будет проходить жестко, что будет воспринято датчиками, как ДЕТОНАЦИЯ! А при том, что лямбда-зонд будет продолжать показывать "обеднённую смесь" (по причине того, что газ при сгорании не дает столько гав…на, сколько бензин), то контроллер начнёт резко заваливать угол опережения зажигания. Соответственно позднее зажигание — и ГВС начинает стабильно догорать в коллекторе. Очень быстро настает пи…сец клапанам и ГОТОВЬТЕ ДЕНЕЖКИ НА НОВУЮ ГОЛОВУ!

Если вам дорого ваш автомобиль, вы на самом деле экономны и дальновидны и если это не слишком затруднительно для вас в плане возьни и не представляет конструктивных трудностей в плане авто, НЕ ПОМЕШАЕТ СНЯТЬ ГОЛОВУ И НЕМНОГО ЕЁ ШЛИФАНУТЬ. Заодно проверить притертость клапанов и износ втулок.
Эффект значительный!
Так на 99 ВАЗке шлифовка головы на 0,5 мм с последующим точным выставление фаз газораспределения с помощью регулируемой шестерни снизила расход газа примерно на 15%. Динамика возросла значительно. Правда бензин после этого использовался только 95 и 98.

По поводу проблем с зажиганием: как правильно было подмечено одним из форумчан, температура вспышки газовоздушной смеси несколько выше, чем у бензо-воздушной. Соответственно капризы запущеной системы зажигания будут гораздо заметнее при работе двигла на газе.
ПОэтому не будет лишним просто почаще её проверять и содержать в исправном обслуженном состоянии.
+ из собственного опыта, относящегося не только к эксплуатации машин с ГБО:
— при установке свечей проверять их омметром на сопротивление. Чемменьше внутреннее сопротивление, тем лучше. Чем меньше разброс сопротивлений, тем ровнее работа двигателя! — На 8клапанных вазах огромный эффект даёт применение многоконтактных свечей! Искра-то будет всегда ТОЛЬКО ОДНА. Но вот искровой промежуток будет ВСЕГДА открыт и направлен в камеру сгорания. Следовательно во всех 4х цилиндрах фронт пламени будет распространяться в более одинаковых условиях. Более ровная работа двигателя.
— искровой зазор свечи нужно немного уменьшить. Примерно на 15-20%.
— поставить высоковольные провода, сделанные на заказ. В некоторых торговых точках вам сделают провода любой длины. А провода можно попросить подобрать с наименьшим внутренним удельным сопротивлением и при конструктивной возможности желательно сделать их все одинаковой длины.

Поверьте, эффект вас поразит даже при езде на бензине.

Если у Вас не гидрокомпенсаторы, то обратитесь на сервис, чтобы зазоры клапанов вам выставили несколько большие.
И проверяйте регулировку немного чаще, чем вы делали это раньше.
Эта мера сведет вероятность влияния газа на прогар клапанов практически к нулю.

Для пущей уверенности при установке и настройке ГБО 4 поколения можно попросить мастеров настроить блок управления подачей газа на автоматическое переключение на бензин при работе двигателя на высоких оборотах, превышающих определённый порог.
Почему и зачем…
Уже писал, что период сгорания порции газо-воздушной смеси несколько больше, нежели у бензина в силу ряда причин. Поэтому при работе на высоких оборотах кратковременно может возникнуть режим, когда догорание смеси будет происходить уже ПОСЛЕ открытия выпускного клапана. Например, при возникновении резкой нагрузки в период, когда двигатель будет работать на больших оборотах, ЭБУ значительно уменьшает угол опережениязажигания. Пождиг смеси происходит позднее.
Относительно всего времени работы двигателя эти экстремальные режимы очень кратковременны. И практически не влияют на снижение ресурса системы газораспределения.
Но можно исключить и их.

Например, Ваша машина оборудована автоматической коробкой передач. Переключение передач при спокойной манере езды происходит примерно на 3200 оборотах. ПОпросите мастера отрегулировать Вам автоматический переход на бензин при оборотах свыше 3800-4000. И соответственно — на газ при снижении оборотов ниже этого порога. Рывка вы не заметите. Расход бензина при резких обгонах, когда у автомата срабатывает кик-даун, будет незначительным, так как основное время машина будет работать на газе.
Зато такое переключение исключит даже саму вероятность возникновения неблагоприятных режимов работы двигателя.

Портится ли двигатель от газа?

Газ не причиняет двигателю никакого вреда. Для того чтобы развеять этот миф, попробуем разобраться в причинах его возникновения. Он берёт своё начало в 1980-е, когда в Советском Союзе приняли программу по энергосбережению. Построили множество заправок для сжатого и сжиженного газа, вследствие чего была произведена принудительная установка газа во всех автобусных парках, таксопарках, а также крупных автобазах. Именно тогда впервые заговорили о том, что «двигатели от газа портятся».

Двигатели газифицированных автомобилей стали повсеместно ломаться. Водители не соглашались садиться за руль машин с установленным ГБО. В чём же причина? Ведь новая программа по энергосбережению совсем не была плоха, а аппаратура рязанского завода газовой аппаратуры была новейшей на тот момент и очень надёжной. Почему же большинство предприятий сняло с автомобилей газовое оборудование спустя всего полгода после его установки?

Ответ: потому что газ невозможно слить. Установка ГБО сделала невозможным для водителей присвоение казённого топлива. Самыми ярыми неприятелями газа стали тогда таксисты. Зато сегодня таксист – первый защитник автомобильного газового оборудования. Если автомобиль не дизельный, значит он газифицирован, и владелец убеждён, что его «ласточка» прослужит ему на газе ещё целый век. Причина тут в экономической целесообразности: современному таксисту, работающему на себя, необходимо экономить на топливе, и установка газа отвечает этой его потребности. По той же причине, что и таксисты 1980-х, в настоящее время предпочитают не переходить на газ водители предприятий.

Но, разумеется, дискредитация автомобильного газового оборудования таксистами и водителями предприятий не является единственной причиной широкого распространения заблуждения о том, что установка ГБО вредна для двигателя. Репутацию газу часто портят слабое знание автомобилистами правил использования ГБО и непрофессионализм работников СТО.
Приводя аргументы в пользу пресловутого убеждения, что установка газового оборудования грозит поломкой двигателя, неприятели альтернативного топлива часто говорят о более высоком октановом числе газа – 112, считая, что из-за этого двигатель работает в режимах, не предусмотренных для него, в результате чего прогорают клапаны.

На самом же деле такая незначительная разница в октановом числе и характеристиках горения газа и бензина не может повлиять на состояние двигателя и клапанов. Однако стоит учесть одно обстоятельство: в двигатель подается правильно приготовленная – стехиометрическая – смесь: 1 к 14,7 для бензина и 1 к 14 – для газа (на одну часть топлива приходится 14,7 и 14 частей воздуха соответственно). В том случае, если пропорции в смеси соблюдены неправильно, могут возникнуть проблемы.

Регулировка подачи топлива в газовом оборудовании первого (второго) поколения выглядит следующим образом: обыкновенный винт, который для ограничения подачи газа нужно зажать, а для увеличения – открутить. Первые методики регулировки ГБО часто оказывались очень грубыми и, действительно, могли привести к проблемам с двигателем. Позднее сервисы оборудовали сложными многокомпонентными газоанализаторами, в результате чего качество регулировочных работ существенно возросло.

Но оставалась ещё одна проблема: желание некоторых автомобилистов сэкономить, покрутив регулировочный болт, обернулось для них пригоревшими клапанами двигателя. К аналогичным результатам привело бы обеднение смеси на бензине, но, как регулировать карбюратор, простой автовладелец не знает, а регулировочный болт подачи газа находится на виду. И обыкновенно автослесари, особо не думая, заявляли: клапаны прогорели из-за газа.

Навредили репутации газа как топлива и обратные хлопки. Обратный хлопок – это самопроизвольное возгорание топливной смеси во впускном коллекторе автомобиля, которое может возникать и на бензине. Однако очень большой проблемой обратные хлопки стали именно в газифицированных автомобилях при использовании традиционного ГБО – 1-3 поколений на инжекторных автомобилях. Обратный хлопок возникает как следствие неисправностей в системе зажигания, неверной установки УОЗ, неверной установки ремня ГРМ, прогорания клапанов и массы иных причин. Обратные хлопки, являясь следствиями неисправностей в автомобиле, обернулись серьёзными проблемами для автовладельцев, большинство из которых впоследствии решило отказаться от использования ГБО, ассоциируя его лишь с неприятностями, не ощутив его положительных качеств.

К счастью, после возникновения впрыскового оборудования, ГБО 4-го поколения, проблема обратных хлопков утратила свою актуальность, а следовательно, ещё одним аргументом в пользу того, что установка газа губительна для двигателя, стало меньше.

Ещё не так давно существовала проблема отказа в обслуживании газифицированных автомобилей. Сейчас она теряет актуальность: газом в автомобиле уже никого не удивишь. Однако то, что многие автослесари из-за недостатка знаний и боязни работать с газом были противниками установки ГБО, не хотели ремонтировать автомобили на газе, объясняя это тем, что двигатель от газа портится, – факт.

Таким образом, все проблемы, ошибки и заблуждения возникают от незнания. А истина в том, что газ предохраняет двигатель автомобиля от возможных поломок. Газовоздушная смесь обладает более плавными характеристиками горения, в результате чего двигатель на газе работает мягче, чем на бензине. Отсутствуют ударные нагрузки при резком возрастании оборотов. Газ поступает в цилиндр в испаренном состоянии, а следовательно, большая часть примесей и вредных веществ не попадает в двигатель. В газифицированных автомобилях моторное масло не разжижается, в результате чего оно дольше сохраняет свои свойства.

С одышкой и ползком: почему в жару машина плохо едет и что с этим делать?

Наверняка многие замечали, что в жару, которая сейчас во многих регионах России выжигает несчастное население, измученное нарзаном, машина едет как-то не так. Плохо машина едет в жару. Причём, как многие думают, полностью исправная машина. Некоторые начинают гадать, почему так происходит. Может, с ней всё-таки что-то не так? А может, ей просто тяжело? Отчасти верно и то, и другое. Машине на жаре действительно тяжело, и дело не только в системе охлаждения.

Просто физика, ничего личного​

Начнём с наиболее важной причины ненормального поведения машины в жару. Как всем известно, бензин сам по себе не горит, горят его пары. А правильно горит только топливо-воздушная смесь – мелкодисперсная смесь атмосферного воздуха и жидкого топлива с небольшим включением парообразной фазы этого самого топлива. Оптимальным соотношением топлива и воздуха считается 14,7 к 1: на 14,7 кг атмосферного воздуха должен приходиться один килограмм жидкого топлива. Понятно, что это смесь идеальная, но в жизни приблизительно такие пропорции и соблюдаются в камерах сгорания. Мы сейчас не будем говорить про грубый и неинтеллектуальный карбюратор, который ушёл в прошлое, так что дальше – только про впрысковый мотор.

Итак, есть датчики, которые контролируют количество воздуха для подготовки смеси. Они бывают разными: обычно это или датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), или датчик абсолютного давления (ДАД), который работает в паре с датчиком температуры воздуха (ДТВ). Эти датчики позволяют понять, сколько воздуха примет участие в приготовлении топливо-воздушной смеси. Но вот беда: содержание кислорода в воздухе сильно зависит от плотности воздуха, которая в свою очередь зависит от его температуры. И зависит сильно.

Датчик массового расхода воздуха на автомобиле

Нормальная плотность воздуха при нуле градусов на уровне моря – 1,29 кг/м3. Но, например, зимой при температуре -20 градусов она составляет 1,39 кг/м3, а в летнюю жару, которая, признаться, нас уже порядком достала, при температуре +35 градусов она составляет всего 1,14 кг/м3. Относительная разница между 1,39 и 1,14 просто огромная. Любая система датчиков, что ДМРВ, что ДАД с ДТВ, понимает, сколько воздуха поступает в мотор. Понятно, что в жару его плотность заметно ниже, а значит, и количество бензина на это количество воздуха тоже должно быть меньше. В итоге получается грустная картина: воздух вроде как идёт, но его не хватает.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

Датчик абсолютного давления (ДАД)

Форсунки в этой ситуации получают команду не лить слишком много бензина, чтобы не переобогащать смесь и сохранять её постоянный состав на уровне тех же 14,7:1. Водитель хочет улететь со светофора в горизонт, нажимает на газ, а в ответ – вялый разгон… Мотору не хватает горячего разреженного воздуха. И ничего с этим сделать нельзя, машина обречена на жаре ехать медленнее, чем в мороз. Но не совсем.

Если говорить про атмосферный мотор, то да. Тут почти ничего не сделаешь: он не может надуть себе в коллектор больше воздуха, чем туда может попасть из атмосферы. Ему просто нечем дуть, на то он и атмосферный. И такой мотор от жары страдает больше всех, потому что не имеет никаких компенсационных механизмов. Единственное,что ему может помочь – это чистый воздушный фильтр. Особенно это важно по той простой причине, что летом в воздухе больше пыли, и забивается он быстрее, чем зимой или хотя бы на влажных дорогах межсезонья. Поэтому чистый фильтр, конечно, сильно ситуацию не исправит, но хотя бы немного жизнь мотору облегчит.

С наддувными моторами чуть проще. Турбина может компенсировать недостаток плотности воздуха, хотя для этого на педаль газа всё равно придётся давить немного активнее (потому что максимальная мощность наддувного мотора на жаре тоже будет всё-таки ниже, чем в холодную погоду). Но сделает она это при одном условии: если интеркулер будет чистым. Тут охлаждение наддувочного воздуха обретает особенную важность. Чем грязнее интеркулер, тем сильнее турбомотор будет реагировать на жару. Можете считать это намёком на необходимость некоторых действий.

И всё-таки против физики не попрёшь. Низкая плотность горячего воздуха в любом случае заставит мотор работать не на полную мощность, и с этим придётся смириться. Однако есть другие вещи, с которыми стоит побороться.

«Кондей» и все-все-все

Мы все прекрасно понимаем, что кондиционер (или климат-контроль) отбирает существенную часть мощности двигателя. Особенно – малообъёмного атмосферного (то есть, самого распространённого в России). И не зря на некоторых автомобилях при нажатии на педаль газа (и при полном открытии дроссельной заслонки) кондиционер отключается автоматически.Это позволяет хоть как-то идти на обгон или опережение. Точных данных о том, сколько отбирает кондиционер, нет. Тут очень многое зависит от мотора и его состояния. Но приблизительно потеря мощности для среднего атмосферного мотора составит около четырёх лошадиных сил (из расчёта мощности кондиционера). Если вычесть эти цифры из пониженной от горячего воздуха мощности мотора, получается существенный недостаток лошадей. Теоретически в полностью исправном моторе мощностью 100 л.с. при включенном кондиционере и +35 за бортом остаётся около 85 л.с., но тут ещё многое зависит от состояния системы охлаждения.

Система охлаждения – штука нужная. Без неё двигатель не был бы термостабильной системой, которая и летом, и зимой работает при температуре 90-110 градусов (моторы бывают разными). Но вот ведь парадокс: системе охлаждения для работы нужна энергия, а взять её неоткуда, кроме как из мотора. И чем труднее приходится этой системе, тем больше мощности она забирает из мотора. Конечно, слишком много она не заберёт, некуда ей там её брать, но постоянно молотящие на максимальной скорости вентиляторы – это тоже потребители. Вентилятор отбирает ровно столько, сколько требуется его электромотору. Если взять нормальное напряжение в 14 вольт и ток, потребляемым мотором вентилятора в 40 ампер, то мощность потребителя получится (14*40) = 560 Вт. Это где-то около 0,76 л.с. Если вентилятора два, то можно умножить это число на два. Вроде, не так много, но опять же: есть предыдущие факторы, которые отлично суммируются.

Кроме того, если работает кондиционер и вентиляторы (которые активнее начинают работать с включенным кондиционером), вырастает нагрузка на генератор. А генератор сам по себе поедает очень много мощности – в среднем до 10 л.с. Правда, даже при минимальных потребителях он тоже забирает мощность, но в жару ему всё-таки приходится сложнее.

Чтобы как-то минимизировать все эти потери нужно всего лишь следить за чистотой и исправностью системы охлаждения. Если этого не делать, то потеря мощности в жару будет расти катастрофически.

Почти ничего не осталось!

При высокой температуре воздуха, особенно наддувочного на турбомоторах, существенно меняются углы опережения зажигания. Главным образом, для того, чтобы избежать детонации. Поэтому при неисправной системе охлаждения мотор работает с совсем уж неудобными ему углами, но позволяющими хотя бы избежать детонации. Мощность от этого падает ещё сильнее. В атмосферных моторах происходит то же самое, но чуть менее заметно.

Перегрев – это отдельная история. Это совсем уже нештатная работа, так что рассматривать эту ситуацию не буду. Но отмечу, что в некоторых моторах при перегреве включается режим продувки: часть цилиндров отключается, чтобы не угробить мотор окончательно. При этом никакой сигнализации о перегреве может не быть. И вот только если эта мера не помогла, стрелка стремительно побежит в красную зону, и даже загорится лампочка. А до этого ничего страшного водитель даже не заметит. Кроме того, что машина почти совсем не едет. Такое происходит обычно в пробках, но если, например, помпа полумёртвая, то может случиться и на трассе. Но в жару — всё-таки в пробках.

Ну и, наконец, АКП. Как известно, масло в автомате тоже приходится охлаждать. Делают это двумя способами: отдельным внешним радиатором или теплообменником. В первом случае нужно только нормально охлаждать радиатор, но он обычно стоит в пакете с радиаторами охлаждения и кондиционера. Такой «бутерброд» в жару греется очень сильно, особенно если его несколько лет не промывали. Грязь, которая копится между радиаторами, сильно усложняет жизнь всей системе охлаждения. Поэтому если нет желания терять мощность ещё заметнее, пакет радиаторов нужно мыть. Желательно — с разборкой, потому что иначе что-то сделать качественно там обычно сложно или даже невозможно. Кроме того, само по себе грязное подкапотное пространство ещё больше повышает температуру воздуха на впуске, что снижает мощность очень ощутимо, что особенно заметно в условиях отсутствия набегающего воздуха, то есть в пробках (см. первые абзацы).

С теплообменником дела обстоят похожим образом, но там, как правило, большее значение имеет исправность самой системы охлаждения. Антифриз, как ни странно, тоже имеет срок службы (хоть и довольно длинный), так что его нужно иногда менять, а систему – мыть. Грязное масло в АКП тоже не способствует снижению его температуры. Ну а всё грязное – это опять же потеря мощности на постоянную работу вентиляторов и дополнительная нагрузка на генератор.

Конечно, в жару машина всегда будет ехать хуже, чем в прохладную погоду. Но если приложить минимум усилий, динамика в жару не должна падать катастрофически сильно. Если это происходит, придётся либо проверять, в порядке ли техника, либо выключать кондиционер и ездить с открытыми окнами. Хотя надо признать, что «тупняк» водителя от сильной жары обычно опаснее, чем недостаток динамики от страдающего мотора. К сожалению, придётся идти на компромисс и выбирать меньшее из зол.

Метан в автомобиле: экономично или опасно?

Смотрите на эту статью как на предсказание из будущего: новая волна борьбы с глобальным потеплением и парниковыми газами в частности сместится с двигателей внутреннего сгорания и СО2 на автомобили на метане, автокомпании начнут душить за «метановые выбросы». Тем не менее, метан – идеальное топливо для автомобилей, и стоит присмотреться к автопроизводителям, которые сейчас разрабатывают двигатели, совместимые именно с метаном. Почему так? Сейчас разберемся.

Экология против автомобилей

В последние годы экологи прочно застолбили важнейший пункт повестки в инфополе — снижение выбросов парниковых газов. И под этим термином, как правило, подразумевают пресловутый CO2. Но все чаще звучат напоминания о другом веществе, ускоряющем глобальное потепление – метане, который уверенно прописывается и в ГБО российских автомобилей.

В последние 150-200 лет единственная пока заселенная людьми планета — Земля — здорово нагревается. Главные виновники процесса – парниковые газы. Сильнее всего на глобальное потепление влияют водяной пар, углекислый газ, метан и озон. Первые два составляют львиную долю выхлопных газов наших любимых автомобилей, а третий — является весьма перспективным топливом.

Главная проблема, что полностью избежать выбросов газообразных H2O и CO2 без отказа от привычных видов топлива невозможно: это основные продукты сгорания углеводородов. Поэтому все усилия инженеров тех автопроизводителей, что еще не начали разрабатывать электромобили, направлены на повышение топливной эффективности двигателей. Чем полнее мотор использует энергию сгорания бензина, солярки или газа, тем меньше ему нужно горючего для производства необходимого усилия.

Автомобили с электродвигателями, скорее всего, уже к середине XXI века будут составлять подавляющее большинство парка легковых и грузовых транспортных средств. Но полностью вытеснить ДВС у них не получится — углеводороды проще транспортировать туда, где нет инфраструктуры. Так что спецтехника и машины для разных «медвежьих углов» по-прежнему будут работать на горючем. Вопрос только на каком.

Метан как угроза всему живому

Одна тонна CH4, по разным оценкам, производит в 25-28 раз больший парниковый эффект, чем аналогичное количество углекислого газа. Причем это в расчете на 100 лет, то есть учитываются долгосрочные последствия присутствия этого соединения в атмосфере. Сам по себе метан под действием солнечного излучения и химических реакций в воздухе полностью распадается примерно за десятилетие. А если брать более короткий срок, например, 20 лет, то эффект от него в 84 раза больше, чем от CO2, который пусть и «живет» почти вечно, пока его не поглотит обратно биосфера, но гораздо слабее задерживает инфракрасное излучение от Земли.

В атмосферу метан попадает несколькими путями, часть из которых естественная, часть — связана с человеческой деятельностью. Люди нашли сразу несколько возможностей повысить содержание метана в воздухе.

Во-первых, мы копаем глубокие угольные шахты и таким образом высвобождаем огромное количество CH4, запертого в породах (11% антропогенных выбросов метана). Во-вторых, мы разводим скот, в желудках которого симбиотические бактерии вырабатывают много этого газа (около трети всех выбросов). В-третьих, человечество потребляет огромное количество риса (поля для его выращивания обеспечивают 8% антропогенных выбросов CH4) и прочих продуктов сельского хозяйства. В-четвертых, мы выбрасываем еду, которая, разлагаясь, выдает 18% от общего числа поступающего в атмосферу в результате человеческой деятельности метана. Наконец, газо- и нефтедобывающая отрасль теряет часть добытого ископаемого сырья либо в результате утечек, либо в ходе контролируемого сброса в атмосферу (еще 22% от всех выбросов).

Источники выбросов метана

Причем, что самое опасное, общее повышение годовых температур в результате деятельности человека провоцирует и природные механизмы производства парниковых газов. Например, очень много углекислого газа и метана высвобождается в результате таяния вечной мерзлоты. Это еще не говоря о том, что чем теплее, тем больше воды испаряется из мирового океана, а пар оказывает самый сильный парниковый эффект.

На метановую проблему уже начинают все энергичнее обращать внимание ведущие экологические активисты мира. Об этом, например, можно судить по недавней публикации в журнале The Economist. Издание авторитетное, и его редакторы провели большую работу, собирая все данные воедино. Результатом стала подробная статья о том, откуда в атмосфере Земли берется метан, насколько он опасен и что с ним можно сделать. В этом году вышла новая книга Билла Гейтса «Как избежать климатической катастрофы». В интервью порталу MIT Technology Review известнейший миллиардер и филантроп отдельно отмечает существенный вклад сельского хозяйства в общие выбросы парниковых газов, особенно — метана.

CH4 как спасение автомобильной отрасли

На этом месте впечатлительный читатель воскликнет что-то вроде «Вы таки что, там с ума посходили, еще и все машины на этот яд переводить». А скептично настроенный подумает (небезосновательно), что скоро автомобильную отрасль могут начать душить еще и за выбросы метана. Для последнего опасения действительно есть причины. Какие-нибудь излишне эмоциональные политики помимо «углеродного налога» могут ввести еще один, учитывающий утечки CH4 во время производства топлива.

Автобус на метане для Челябинска

Но на самом деле, метан действительно имеет все шансы стать тем самым спасением для оставшихся ДВС на фоне повального отказа от ископаемых видов топлива. У него для этого есть все необходимые преимущества, и потенциальные поборы экологов тут не помеха. Потому что любые утечки — это убытки нефтедобывающей и перерабатывающей индустрии. На деле, даже при том, что при Трампе в США сняли ранее введенные штрафы за превышение выбросов метана, крупные компании платят «частникам» за поиск мест, где газопроводы «травят». Отрасль таких услуг только растет, так что «метановый налог» если и появится, то существенное влияние на стоимость топлива оказать не должен.

Среди всех углеводородов он сгорает наиболее полно и не производит сажи. Она, кстати говоря (а не отдаленные эффекты потепления), уже стоила многих миллионов человеческих жизней. Подробнее о «смертельном следе» тепловых электростанций и автомобилей с ДВС писал в свое время, например, Forbes. Если кратко, то при сгорании большинства видов топлива возникают мельчайшие твердые частицы, которые не фильтруются легкими. В организме они накапливаются и приводят к заболеваниям органов дыхания, а также сердечно-сосудистой и нервной систем.

Существующие двигатели внутреннего сгорания (как бензиновые, так и дизельные) сравнительно легко можно перенастроить или переделать для работы на метане. Его легко транспортировать, технологии добычи, хранения и очистки CH4 хорошо известны. К тому же газовые ТЭС никуда не денутся ближайшие несколько десятилетий, да и химической промышленности он нужен, так что всегда будет доступен.

Наконец, метан — побочный продукт нефтедобычи, которая жизненно необходима для производства пластмасс. Поэтому даже если электростанции перестанут его потреблять в больших количествах, CH4 все равно будет откуда брать.

В России

С 2020 года в 23 пилотных регионах России, где развита заправочная инфраструктура, действует программа господдержки. Автовладелец может установить в свою машину ГБО и получить компенсацию до двух третей его стоимости и еще 30% от перевода машины на метан. Также Минпромторг упрощает сертификацию автомобилей, переведенных на газ.

Matador.tech

Параллельно с выделением средств на газификацию в пилотных регионах расширяют сеть газовых заправок: как пропан-бутановых, так и метановых. При всем этом потребители жалуются, что цены на газ значительно выросли за последнее время — в процентах больше, чем на бензин и дизель. Читайте подробнее тут.

В сухом остатке

Судя по всему, ближайшие месяцы (а может даже и годы) ознаменуются очередной волной борьбы с парниковыми газами, теперь — с метаном. Рядовым автомобилистам, тем более российским, пока что беспокоиться не о чем. Зато если в течение 10-20 лет они хотят продолжить ездить на машинах с ДВС, стоит присмотреться к тем производителям, что разрабатывают двигатели, котоыре совместимы с метаном. А они есть не только в грузовом, но и в легковом сегменте. Проблема только в том, что выбора будет немного — места на рынке хватит лишь на пару марок. Как мы уже отметили выше, сегмент не электрических автомобилей с каждым годом сокращается и этот тренд, похоже, не переломить.

Загрязнение воздуха автомобилями

Ежегодно на дорогах увеличивается число автомобилей. В потоке движутся новые и старые машины, оставляющие черный дым. Загрязнению окружающей среды автомобильными выхлопными газами отводится первое место. Опасный побочный продукт работы двигателя наносит вред экологической системе и человеку.

Факт. Городом «черного неба» называют российский Красноярск. Это дни, когда стоит безветренная погода и автомобильные выбросы висят над городом. С 2014 года количество таких дней резко увеличилось.

Что такое выхлопные газы

При работе двигателя сгорает топливо, образуя газы. Они удаляются выхлопной системой, которая снабжена фильтрами. У исправного автомобиля газы бесцветные, очищенные от вредных частиц.

Кратковременное изменение цвета не несет опасности и говорит об исправности машины. Черные и белые выхлопы, сохраняющиеся длительное время, содержат ядовитые компоненты.

Состав выхлопных газов

Отработанные газы состоят почти из 200 канцерогенных и токсичных веществ.

Справка. Одна машина выбрасывает 1 кг канцерогенов, которые сохраняются в воздухе до 4-5 лет.

Состав выхлопных газов зависит от топлива, на котором работает автомобиль. Бензиновый двигатель содержит большую долю свинца, дизельный – сажу. В российских городах проблема усугубляется отсутствием контроля выхлопов на содержание вредных частиц.

Объем выхлопных газов

Количество отработанных газов определяют расходом топлива. Норма указывается производителем в технических характеристиках автомобильного транспорта. Объем выхлопных газов рассчитывают по схеме – 1 кг сожженного бензина образует 15,5 кг различных газовых смесей.

Бензиновый двигатель выбрасывает в воздух от 0,7 до 0,8 г/см 3 , автомобиль, работающий на дизельном топливе, оставляет 0,8 г/см 3 . До 75% свинца, окисей углеродов, азота загрязняют атмосферу, из них 40% выпадает на почву, остальное остается в воздухе.

Учитывая количество машин на улицах городов, можно представить концентрацию выхлопных газов, которыми дышит человек.

Дополнительная информация. Уровень загазованности в Москве превышает допустимые нормы в 30 раз. Более 120 дней в году над столицей висит смог.

Влияние выхлопных газов на окружающую среду

Автомобильные выбросы загрязняют окружающую среду. У неисправной машины выхлоп канцерогенных веществ увеличивается в 3-4 раза. Все это поднимается в атмосферу, вызывая катаклизмы.

Выбросы стоят на первом месте по загрязнению атмосферных слоев. Это вызывает глобальное потепление, становится причиной кислотных дождей .

Газовые выхлопы стали причиной подтопления стран Запада в 2002 году. Были затоплены Франция, Германия, Чехословакия, Италия. Вызвали засуху и смог на территории центральной России.

Горячий воздух выхлопов, встречаясь с воздушными потоками Гольфстрима, нагревает атмосферу, что вызывает обильные осадки и подтопления.

Справка. 1 автомобиль, проехавший 10-15 тыс. км, расходует около 2-х тонн топлива, сжигая при этом 28 тонн воздуха, из которых 5 тонн кислорода. При этом он выделяет в атмосферу 690-700 кг угарного газа ежегодно.

Влияние на человека

За прошедшие полвека количество автотранспорта резко увеличилось. Выхлопные газы навсегда заполнили города и стали основным источником химического загрязнения воздуха . Они наносят непоправимый вред здоровью человека.

Угарный газ выхлопов бесцветен и не имеет запаха. Заполняя дыхательные пути, вызывает отравления организма, головную боль, тошноту, обмороки, летальный исход. Все зависит от дозы попавшего в организм вещества.

Оксиды серы и свинца – это канцерогены, вызывающие злокачественные новообразования, бронхит, сужают сосуды мозга, разрушают нервную систему. При длительном вдыхании CO₂ (угарный газ) наступает смерть. Взаимодействие частиц образует смог, который с каждым вдохом отнимает здоровье.

Влияние на природу

Загрязнение атмосферы уже сегодня сказывается на «легких» планеты – лесах. Состояние, в котором находится зеленый покров, показывает степень загрязненности воздуха.

Примером служит «Комсомольская роща», высаженная у трассы Москва – Санкт-Петербург. Постоянный поток выхлопов автомобилей, снижает естественный газообмен. Листва, покрытая сажей и пылью, не поглощает кислород, теряет цвет. Деревья плохо растут, появляется корявость, они ослаблены.

Автомобильные выхлопы превышают объемы выбросов железнодорожного транспорта. Ежегодно только российские машины пополняют воздух 21,5 млн. тонн ядовитых веществ.

Внимание! В конце 2019 года в Тольятти ухудшились метеоусловия из-за накопления выбросов в нижнем слое атмосферы. Ситуация продолжалась 2 недели, ей был присвоен оранжевый уровень опасности.

Как защититься от выхлопных газов

Человек знает, что загрязнение воздуха выхлопами автомобилей приносит вред, но не каждый задумывается о защите от них. Чтобы сохранить здоровье, нужно принимать меры предосторожности:

1. Меньше вредных веществ выделяет автомобиль, едущий со скоростью от 40 до 80 км/ч. На скоростных трассах никто не соблюдает такой режим. Поэтому полезнее ехать с закрытыми окнами, с включенным кондиционером.
2. На время стоянки двигатель лучше выключить. Работающий двигатель неподвижного авто затянет дым к пассажирам.
3. При перевозке негабаритного груза не всегда удается закрыть крышку багажника. В таком случае нужно закрыть окна и включить вентиляцию на полную мощность. Давление воздуха не даст отработанным газам заполнить салон.
4. Новый и исправный автомобиль вырабатывает меньше ядовитых газов. Поэтому нужно вовремя исправлять неисправности.
5. Салон машины нужно проветривать утром и вечером с отключенным двигателем.
6. Установка угольного фильтра защитит салон от попадания опасных выхлопов.

Проблема загрязнения атмосферы автомобильными выхлопными газами касается и пешеходов:

• при ходьбе нужно избегать дорог с оживленным движением;
• для прогулок выбирать парки;
• не открывать окна, выходящие на улицу с автомобильным движением;
• для занятий спортом на свежем воздухе нужно обратить внимание на зеленую зону;
• если частный дом стоит вблизи улиц с интенсивным движением, хорошей идеей станет посадить живую изгородь, которая воспрепятствует попаданию выхлопов на участок;
• при сильной загазованности прикрывать органы дыхания.

Для защиты используют специальные средства для органов дыхания, медицинская маска не поможет.

Заключение

Ядовитые выхлопные газы вредны для окружающей среды и человека. Они содержат большое число отравляющих веществ. Их объем ежегодно увеличивается, усугубляя проблему загрязненности. Для сохранения здоровья нужно принимать меры предосторожности и знать, как защититься от вредных веществ.