Что же такое сжиженные углеводородные газы и почему они способны заменить бензин без существенных изменений в конструкции двигателя?

В качестве моторного топлива используется смесь пропана и бутана в определеных отношениях, которые регламентируются ГОСТ 27578-87 "Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта".

Согласно этому ГОСТ установлены две марки топлива на основе СУГ - это:

1. Пропан автомобильный (ПА), где содержание пропана должно быть 85±10%, сумма непредельных углеводородов - не более 6%, углеводороды С₄ и выше не регламентированы;
2. Пропан-бутан автомобильный (ПБА), где содержание пропана должно быть 50±10%, сумма непредельных углеводородов - не более 6%, углеводороды С₄ и выше не регламентированы.

Как видно, за основу автомобильного СУГ взят пропан, бутан разработчиками ГОСТ проигнорирован. Однако, давайте попробуем сравнить характеристики бензина, пропана и бутана.

Основными показателями для определения пригодности газов в качестве моторного топлива служат детонационная стойкость, теплота сгорания в смеси с воздухом и теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания стехиометрической смеси.

№ п/п	Компоненты	Пропан	Бутан	Бензин(93)
1	Октановое число	112	95	93
2	Теплота сгорания стехиометрической смеси, МДж/м3	3,41	3,47	3,55
3	Теоретически необходимый объем воздуха для сгорания топлива, м3/кг	12,81	12,64	12,35
4	Максимальная скорость распространения фронта пламени, м/с	0,810	0,825	0,850
5	Температура горения смеси, °С	2043	2057	2100
6	Степень сжатия	10-12	8,5	8,2

Из приведенной таблицы видно, что пропан явно превосходит другие компоненты по антидетонационной стойкости, что позволяет значительно увеличить степень сжатия топливной смеси, и соответственно улучшить мощностные показатели двигателя и добиться меньшего расхода топлива. Но это возможно только при переделке двигателя под более высокое октановое число. На существующих бензиновых двигателях это преимущество не реализуется.

А вот бутан по всем показателям близок с бензином, что позволяет легко производить регулировку двигателя при переходе с бензина на газ.

Именно поэтому, за рубежом относятся с большим уважением к бутану в составе СУГ, применяемых для заправки автомобилей. Так, во Франции применяется смесь СУГ с составом 35% пропана и 65% бутана.

В Японии состав газа регламентируется также как и в России по сезонности применения: летний и зимний. Так вот состав летней смеси: бутан - от 80 до 100%, зимней - от 40 до 80%.

Так почему же в российских стандартах предпочтение отдается пропану? Все дело в том, что пропан имеет более высокую упругость насыщеных паров. Известно, что давление газа в автомобильном баллоне в процессе расходования газа практически не меняется. Связано это с тем, что происходит отбор жидкой фазы, а состав и температура паровой фазы, которая определяет давление, не изменяется. Следовательно, для нормальной работы газобаллонного оборудования необходимо обеспечить минимальное давление в 1 - 1,5 кгс/см². Такое давление обеспечивается:

• при температуре минус 25°С составом СУГ из 80% пропана и 20% бутана (что соответствует требованиям ГОСТ 27578-87);
• при температуре минус 10°С составом СУГ из 40% пропана и 60% бутана;
• при температуре 0°С составом СУГ из 20% пропана и 80% бутана;
• при температуре свыше плюс 15°С - 100% бутана;

Таким образом, увеличение количества пропана в смеси, а, следовательно и повышения давления в автомобильном баллоне, кроме защиты от резкого изменения температуры наружного воздуха, не имеет никакого функционального смысла.

По моему мнению, это очень важно понимать, так как в подавляющем большинстве случаев заправка газобаллонных автомобилей производится коммунально-бытовым сжиженным газом, произведенным по ГОСТ 20448-90, где содержание бутана значительное. И высказывания скептиков, что это очень плохо, теряют всякий смысл, если, конечно же, заправленный газ создает достаточное для данной температуры окружающего воздуха давление в баллоне.

К тому же, в составе коммунально-бытового сжиженного газа содержится большее количество примесей, и в частности, высокомолекулярные углеводороды – масла (тот самый «вонючий» конденсат). И по мнению некоторых авторитетных специалистов, эти самые маслянистые (не смоляные) добавки попадая в двигатель, являются отличной смазкой для клапанов и улучшают их термообмен с седлом.