Автомобили на природном газе: почему мы их не покупаем

Автомобили на природном газе: почему мы их не покупаем?

Помните ажиотаж в 2012 году, когда Honda выпустила в США свой Civic, работающий на природном газе? Нет? Возможно, вас отвлек предсказанный майя апокалипсис. В любом случае, это было большое дело: наконец-то каждый мог водить автомобиль, работающий на компримированном природном газе (СПГ), который чище и дешевле в эксплуатации, чем автомобили, работающие на обычном топливе. Вот почему сейчас, пять лет спустя, мы все ездим… на одних и тех же старых автомобилях, работающих на обычном топливе.

Что случилось с автомобилями на природном газе? Почему они не более распространены? И есть ли еще преимущества вождения автомобилей, работающих на сжатом природном газе? Вот все, что вам нужно знать.

Преобразование CNG может сэкономить деньги и износ двигателя

Компания JB провела множество испытаний своего грузовика Ram, и результаты оказались отличными. Двигатель развивает 428 л.с.; почти на 35 больше, чем в стоковой форме. Выбросы углеводородов сократились на 50%. Выбросы оксидов азота снизились на 85 %, а выбросы сажи — почти на 100 %. Если и есть недостаток, так это то, что пробег уменьшен до 16 миль на галлон. Это сведено к минимуму за счет добавления двух вспомогательных баков, которые увеличивают емкость до 93 галлонов. Это увеличивает диапазон до 1250 миль, что больше, чем расстояние от Лос-Анджелеса до Сиэтла. Ух ты!

Остальные модификации — это ваши стандартные улучшения для бездорожья, которые мы знаем и любим.Ram 1500 оснащен трехдюймовым подъемником, дополненным 22-дюймовыми колесами и 33-дюймовыми внедорожными шинами. Кузов получил расширители крыльев, защитные пластины днища и нестандартные бамперы спереди и сзади. Они получили буксировочные крюки, лебедку с дистанционным управлением и вспомогательное освещение. Также была добавлена пневматическая подвеска, чтобы помочь выровнять ситуацию при буксировке больших грузов.

Почему он не используется более широко?

Хотя сжиженный газ широко используется в домах и на предприятиях, на нем заправляется менее одного процента автомобилей на дорогах Великобритании.

Есть ряд причин, по которым многие люди не хотят переоборудовать свой автомобиль для работы на сжиженном нефтяном газе (ознакомьтесь с нашим кратким изложением ниже), но одна из основных причин — отсутствие стимулов со стороны правительства Великобритании.

Хотя автомобили, переоборудованные утвержденными компаниями, могут претендовать на экономию на акцизном налоге на транспортные средства (VED), будучи классифицированными как автомобили с «альтернативным топливом», последние правила означают, что они экономят только 10 фунтов стерлингов в год на дорожном налоге.

Как и в случае с электромобилями, это сценарий «курицы и яйца». Поскольку автомобили, переоборудованные для работы на сжиженном газе, составляют такую небольшую долю всех транспортных средств на дорогах Великобритании, у заправочных станций мало стимулов предлагать сжиженный газ. И если трудно найти заправочные станции, где он хранится, автомобилисты не захотят переходить на сжиженный газ.

Многие люди не понимают преимуществ и недостатков автомобиля, работающего на газе. Без таких же стимулов, как электромобили, LPG просто не продвигается в Великобритании. Многие автолюбители просто не знают о его существовании.

Водителей также беспокоит расход. Переоборудование бензинового автомобиля для работы на сжиженном нефтяном газе может стоить до 2000 фунтов стерлингов, и правительство Великобритании не гарантирует, что оно не повысит пошлины на сжиженный нефтяной газ в будущем.

Эта неопределенность может затруднить продажу автомобиля, переделанного на газ, а это означает, что вам будет сложно вернуть свои деньги, если вы заплатите за переоборудование, а затем продадите автомобиль.

Хотя некоторые автопроизводители в прошлом экспериментировали, предлагая заводские комплекты LPG для новых моделей (вы можете найти «двухтопливные» Ford, Vauxhall, Protons и Saab в объявлениях), все они продавались в небольших количествах и, как таким образом, в настоящее время вы не можете купить новый автомобиль, работающий на сжиженном нефтяном газе, в Великобритании.

Auto Outlook: убьют ли стандарты топлива 2025 года V8?

Что может быть более американским, чем сделанный в США мускул или пони-кар, мурлыкающий от мощности. Большой черный Mercury или Lincoln, Dodge или Plymouth с наддувом Hemi V8, Oldsmobile Rocket или компактный Chevrolet 350.

У моего отца был DeSoto Firedome V8 1954 года выпуска. Он был гладким, мощным и жаждущим. Но в послевоенной Америке бензин стоил всего 21 цент за галлон.

Теперь, когда цены на бензин приближаются к 4 долларам за галлон по всей стране, похоже, что V8, скорее всего, станет историей или ностальгией, поскольку автопроизводители и потребители перейдут на автомобили с гораздо меньшими и более экономичными двигателями.

На прошлой неделе федеральное правительство завершило разработку стандартов пробега, которые требуют от автопроизводителей почти вдвое увеличить средний расход топлива новых автомобилей с нынешних 29 миль на галлон до 35,5 миль на галлон к 2016 году, достигнув 54,5 миль на галлон к 2025 году.

Конечно, реальный пробег может отличаться, как говорят в рекламе автомобилей.

Для достижения этих целей все больше легковых и грузовых автомобилей должны будут работать на электричестве, дизельном топливе или сжатом природном газе, и многие из этих транспортных средств будут иметь четырехцилиндровые двигатели или даже меньше, а трансмиссии будут гораздо более эффективными, чем самые современные шести- или семиступенчатые трансмиссии. коробки передач.

Правительственные чиновники говорят, что дополнительные расходы на разработку автомобилей нового поколения добавят в экономику 30 000 рабочих мест.

«Через двадцать лет мы будем вспоминать тот день, когда мы предпочли инновации стагнации», — заявила Мишель Робинсон, директор Программы чистых транспортных средств Союза обеспокоенных ученых.

«Эти стандарты защитят потребителей от высоких цен на газ, обуздают загрязнение, вызванное глобальным потеплением, сократят потребление нефти и создадут новые рабочие места в американской автомобильной промышленности и по всей стране».

В среду президент Обама защитил новый мандат на пробег, известный как корпоративная средняя экономия топлива или стандарт CAFE, который кандидат в президенты от республиканцев Митт Ромни назвал «экстремальным».

«Мне не кажется крайним желание строить более экономичные автомобили, — сказал Обама во время выступления в Шарлотсвилле, штат Вирджиния. — Может быть, паровой двигатель ему больше по скорости».

Президент сказал, что удвоение экономии топлива автопарком в следующие 13 лет «означает, что вам нужно всего лишь покопаться в кармане, чтобы заправить бак вдвое реже. Это разумный поступок. Мы ставим цели и достигаем их. Это то, что мы делаем как американцы».

Представитель предвыборного штаба Ромни заявила: «Губернатор Ромни выступает против экстремальных стандартов, введенных президентом Обамой, которые ограничат выбор, доступный американским семьям. Президент говорит избирателям, что его правила сэкономят им тысячи долларов на заправке, но всегда забывает упомянуть что сбережения будут сведены на нет из-за того, что им придется платить на тысячи долларов больше за непроверенную технологию, которая им, возможно, даже не нужна».

По оценкам отраслевых экспертов, новые технологии экономии топлива могут добавить до 2000 долларов к стоимости нового автомобиля, но цена начнет снижаться по мере того, как технологии будут широко внедряться, и потребители со временем более чем возместят дополнительные расходы, управляя транспортными средствами. которые дешевле в эксплуатации, чем старые автомобили. Автопроизводители получат налоговые льготы за создание гибридных легких грузовиков.

По оценкам министра транспорта США Рэя Лахуда, удвоение пробега позволит сэкономить более 1,7 триллиона долларов на расходах на топливо к 2025 году, что составляет около 8000 долларов за весь срок службы автомобиля. Вычитая более высокую стоимость технологии, это экономия от 3400 до 5000 долларов в течение срока службы автомобиля.

«Вы ставите в машину лучшие технологии, и цена будет расти», — сказал ЛаХуд. «Но это идет на долю того, что вы экономите на газе».

Новые топливные стандарты, которые также вдвое сократят выбросы углекислого газа в атмосферу, в целом пользуются поддержкой автопроизводителей и защитников окружающей среды.

Хотя новые автомобили будут меньше и легче, большая часть технологических изменений будет происходить под капотом: крупные японские автопроизводители, такие как Toyota и Nissan, сосредоточатся на гибридах и электромобилях, а более мелкие компании, такие как Mazda и Chrysler, улучшат традиционные двигатели и трансмиссии. для повышения экономии топлива.

«Это очень амбициозная, агрессивная программа экономии топлива», — сказала Free Press вице-президент Альянса автопроизводителей Глория Бергквист, добавив, что соблюдение требований будет основываться на том, чего хотят потребители, а не на том, какие модели должны производить производители.

Альянс представляет дюжину автопроизводителей, включая General Motors, Ford и Chrysler. Только европейские производители Daimler AG, материнская компания Mercedes-Benz и Volkswagen, которые делают ставку на экологически чистые дизельные технологии, а не на электрику и гибриды, выступают против новых стандартов.

Национальная администрация безопасности дорожного движения и Агентство по охране окружающей среды США должны пересмотреть программу стандартов на топливо в 2018 году и могут внести среднесрочные изменения в стандарты, если автопроизводители не достигнут своих целей.

Национальная ассоциация автомобильных дилеров, отраслевая группа, подсчитала, что соблюдение правил обойдется автопроизводителям в 157,3 миллиарда долларов.

«Соответствие более высоким стандартам экономии топлива основано на продажах, а не на том, что мы выставляем в выставочном зале», — говорится в заявлении Альянса автопроизводителей.

Потребители сомневаются в будущих автомобилях

В то время как через несколько лет больше новых автомобилей может напоминать Chevrolet Volt из-за повышенных стандартов экономии топлива, General Motors приостанавливает производство электромобиля с увеличенным запасом хода на месяц.

Сборочный завод Detroit-Hamtramck, где производится Volt, будет закрыт с 17 сентября по 16 октября. GM заявила, что остановка производства связана с установкой нового оборудования на заводе для производства Chevrolet Impala 2014 года, а не из-за плохих продаж Volt. В четверг GM объявила, что завод будет производить Volt для экспорта в Австралию для продажи под брендом Holden, который популярен в Австралии.

Holden Volt 2013 поступит в продажу 1 ноября, сообщает The Detroit News. Завод Detroit-Hamtramck также производит Opel Ampera, европейскую версию Volt.

На прошлой неделе GM заявила, что ожидает, что продажи Volt в августе достигнут рекордного уровня в 2500 автомобилей. GM продала 10 666 вольт с января по июль, что далеко от первоначальной цели автопроизводителя по продаже 45 000 вольт в 2012 году, и продажи полностью электрического Nissan Leaf также не о чем говорить.

В течение июля Nissan продал всего 3543 автомобиля Leaf, что на 26% меньше, чем в 2011 году.

Volt 2013 года может проехать 38 миль без подзарядки, прежде чем бензиновый двигатель включится для непрерывной подзарядки аккумулятора.

Принятие будущих автомобилей может быть лишь вопросом времени. По прогнозам правительства, со временем продажи гибридов, подключаемых к сети электромобилей и полностью электрических транспортных средств увеличатся с менее чем 3 процентов рынка до почти половины всех продаж за 13 лет.

Почти половина из 2506 водителей, опрошенных исследователем рынка Пенном Шоеном, сказали, что заснули за рулем или знали кого-то, кто заснул.

Неудивительно, что почти 90% опрошенных заявили, что при покупке новых автомобилей будут обращать внимание на системы оповещения и помощи водителю. Эти технологии могут обнаруживать отвлеченного водителя, проверять слепую зону и предупреждать или даже корректировать рулевое управление, когда автомобиль выходит за пределы своей полосы движения.

Однако исследование, проведенное для Ford Motor Co., показало, что более 50 процентов еще не заинтересованы в автомобилях, которые могут управлять собой.

Предсказуемость, 99 процентов сказали, что считают себя хорошими водителями.

Сорок процентов водителей в возрасте 18 лет и старше сказали, что они нервничают по поводу параллельной парковки.

Низкая стоимость природного газа по сравнению с дизельным топливом и бензином в сочетании с различными мерами регулирования, связанными с выбросами, по-прежнему вызывают значительный интерес к природному газу как к альтернативному топливу для двигателей внутреннего сгорания. Производители двигателей отреагировали на это поставкой новых специально построенных двигателей на природном газе, размеры которых варьируются от небольших двигателей малой мощности мощностью в несколько кВт до низкоскоростных двухтактных судовых двигателей мощностью более 60 МВт. В 2019 году WinGD заявила, что их двухтопливный двигатель 12X92DF является самым мощным двигателем, работающим по циклу Отто, мощностью 63 840 кВт [4829]. OEM-производители и поставщики запчастей также предоставляют комплекты для переоборудования, которые позволяют переоборудовать существующие дизельные и бензиновые двигатели для работы на природном газе.

Двигатели, работающие на природном газе, можно разделить на категории по многочисленным параметрам, в том числе: подготовка смеси (предварительно смешанная или не смешанная), зажигание (искровое зажигание или дизельное пилотное) и преобладающий цикл двигателя (отто или дизель). Одна общая классификация, рисунок 1 [4247]:

Предварительно смешанная заправка, искровое зажигание, только природный газ
Предварительно смешанная заправка, пилотное дизельное зажигание, двойное топливо природный газ/дизель
Непосредственный впрыск природного газа под высоким давлением, предварительное зажигание дизельного топлива, комбинированное топливо на природном газе и дизельном топливе

фигура 1. Три категории двигателей на природном газе

Хотя приведенная выше группа адекватно охватывает коммерческие двигатели объемом до 2,5 л/цилиндр, когда также рассматриваются более крупные двигатели, это создает некоторые проблемы при представлении общих концепций между некоторыми из различных подходов. В частности, двухтопливные двигатели, работающие на обедненной смеси, зажигаются небольшим (

15% энергии топлива). Он также не охватывает некоторые концепции, находящиеся на стадии разработки. Следующая классификация является более общей и отражает общие концепции различных подходов:

Стехиометрические двигатели с циклом Отто
Работа на обедненной смеси, двигатели с циклом Отто
Двухтопливные двигатели смешанного цикла (сочетание двигателей Отто и Дизеля).
Двигатели на природном газе дизельного цикла

Двигатели со стехиометрическим циклом Отто используют предварительно смешанную «почти стехиометрическую» воздушно-топливную смесь и зажигаются от свечи зажигания. Важной мотивацией для использования стехиометрических двигателей является тот факт, что они могут использовать трехкомпонентный катализатор (TWC), иногда также называемый катализатором неселективного каталитического восстановления (NSCR), для снижения содержания NOx и окисления CO и углеводородов в выхлопных газах. . Следует отметить, что пиковая эффективность преобразования NOx, CO и HC в TWC на природном газе как раз соответствует стехиометрии, а двигатели, работающие на природном газе, работающие на «стехиометрической» топливно-воздушной смеси, обычно откалиброваны для работы с небольшим обогащением. Это отражено в терминологии, используемой для стационарных двигателей, работающих на природном газе, для которых двигатели, работающие на природном газе, использующие смесь, близкую к стехиометрической, иногда называют двигателями с «богатым горением».

В двигателях с циклом Отто, работающих на обедненной смеси, используется обедненная предварительно смешанная топливно-воздушная смесь с несколькими вариантами зажигания. Свеча зажигания или дизельный микропилот — два наиболее распространенных варианта. Свечи накаливания также имеют ограниченное коммерческое применение. Одним из важных преимуществ двигателей с циклом Отто, работающих на обедненной смеси, является их высокая тепловая эффективность торможения (BTE), которая во многих случаях может достигать 50%. Если в двигателях, работающих на обедненных смесях, требуется обработка выхлопных газов, SCR с мочевиной является вариантом контроля NOx. Катализаторы окисления метана требуют высокой температуры выхлопных газов, чтобы быть эффективными, и их можно использовать только в некоторых стационарных приложениях.

В двухтопливных двигателях смешанного цикла используется обедненная предварительно смешанная воздушно-топливная смесь, воспламеняемая мощным пилотным дизельным двигателем, составляющим более

15% всей энергии топлива. Они упоминаются здесь как двигатели смешанного цикла, потому что дизельный пилот вносит значительный вклад в общее выделение тепла во время сгорания предварительно смешанного заряда природного газа/воздуха.Важным преимуществом этого подхода является то, что существующие дизельные двигатели (либо используемые двигатели, либо существующие платформы дизельных двигателей от производителя двигателей) могут быть относительно легко переоборудованы для работы на природном газе — популярное соображение, когда разница в цене между дизельным топливом и природным газом велика. большой.

В дизельных двигателях, работающих на природном газе, природный газ предварительно не смешивается с воздухом. Вместо этого природный газ впрыскивается непосредственно в камеру сгорания под высоким давлением почти так же, как это делается в дизельном двигателе. Однако, в отличие от дизельных двигателей, требуется источник воспламенения. Основным средством зажигания форсунок природного газа является зажигание небольшого дизельного пилота непосредственно перед впрыском газа. Этот подход иногда называют прямым впрыском под высоким давлением (HPDI) или газодизельным двигателем. Зажигание через свечу накаливания или свечу зажигания с предварительной камерой также исследуется. Важным преимуществом этого подхода является то, что достигается более высокая плотность мощности и может использоваться более высокая степень сжатия по сравнению с подходами с предварительным смешиванием.

Таблица 1 суммирует эти подходы с дополнительными подробностями, представленными ниже. Доступны и другие сводные данные, аналогичные таблице 1, но в основном они касаются только тяжелых условий эксплуатации [3568] [4323] .