Сжатый газ и безопасность
Не секрет, что некоторые водители боятся компримированного природного газа – КПГ. К сжиженному нефтяному (пропан-бутановой смеси) относятся более спокойно. Наверное, причина в высоком давлении, при котором сжатый газ хранится в баллоне – 200 атмосфер завораживают и навевают мысли о взрывах, пожарах и бравых ребятах из МЧС.
Что можно противопоставить мнению о коварстве газового топлива? Только факты, а их немало.
Прежде чем раскладывать проблему «по полочкам», давайте вспомним, что ресурсы сжатого природного газа достаточно велики. Он может применяться в качестве моторного топлива без какой-либо переработки, кроме собственно добычи, транспортировки и сжатия до 200 атмосфер (20 МПа) на автомобильных компрессорных станциях с соответствующей очисткой и сушкой. Поэтому использование природного газа на автотранспорте является экономически весьма привлекательным.
Работы по переводу автотранспорта на сжатый природный газ активизировались в начале 1980‑х годов. После топливного кризиса 1970-х, встряхнувшего весь мир, природный газ признали наиболее перспективной альтернативой топливам нефтяного происхождения. Тогда же специалисты задались вопросом – насколько безопасен этот вид топлива?
Ответом послужил целый ряд исследований газобаллонных автомобилей на пассивную безопасность. Испытания проводились практически во всех крупных автомобильных компаниях мира.
В нашей стране на Автополигоне НАМИ были испытаны практически все типы отечественных автотранспортных средств. Там опрокидывали, били спереди, сзади и сбоку, поджигали ЗИЛы, ГАЗы, МАЗы, ВАЗы, «Москвичи», «Волги» и автобусы. Все эти испытания позволили инженерам выработать четкие требования к конструкции газобаллонного оборудования. В том числе и с точки зрения безопасности.
Интересные результаты были получены во Франции. Автомобиль Citroёn, оснащенный системой для работы на КПГ, испытывался на столкновение на скорости 50 км/ч с бетонной стеной. Автомобиль был снабжен стальным баллоном, поперечно расположенным в задней части, за сиденьями водителя и пассажиров, и закрепленным четырьмя стальными лентами.
Вот характеристики этого баллона: длина 1 м, диаметр 350 мм, емкость 80 л, масса 80 кг. Баллон был заправлен азотом под давлением 152 бар, что соответствовало заполнению КПГ под давлением 200 бар (20 МПа).
Под действием очень сильного удара передняя часть автомобиля деформировалась до стоек проема ветрового стекла. Утечки газа не было отмечено ни во время, ни после испытаний. Газовая система осталась неповрежденной.
Интересны результаты испытаний баллона облегченной конструкции. Баллон имел внутреннюю оболочку из алюминия, усиленную обмоткой снаружи из стекловолокна. Его длина 2,13 м, диаметр 330 мм, вес 103 кг, емкость 127 л, давление КПГ 190 атмосфер. Этот баллон расстреляли из револьвера «Магнум-357» небронебойными пулями.
Стрельбу производили с расстояния 15 м под углом 45° в соответствии с американским стандартом DОТ FRP2&. Стрельба привела к разрыву волокон в месте контакта пули и к ее сплющиванию. Внутренняя оболочка алюминиевого баллона не была пробита, утечки газа не произошло.
Баллон также обстреливали из автомата и из штурмовой армейской винтовки – сначала простыми пулями, а потом бронебойными (!). В обоих случаях наблюдались повреждения волокон в местах попадания пуль. Они разрывали волокна покрытия и отскакивали от стенки алюминия. Но не было отмечено ни сквозных отверстий, ни повреждений предохранительных элементов, ни утечек газа.
Но это еще не все. Под баллоном подорвали наступательную гранату OF-37. Почернение поверхностного слоя стекловолокна покрытия – вот единственное действие, которое она произвела. Повреждений волокон не было, так же как не было повреждений предохранительных элементов. Утечек газа также не отмечено.
Аналогичные результаты получены и при испытаниях баллонов, изготовленных полностью из композитных материалов.
Проводился тест и на пожаробезопасность. Для этого выбрали два автобуса марки Renault. Один из них был дизельным, с полным баком топлива, а другой – оборудованным для работы на КПГ, с шестью баллонами на крыше. Их подожгли одновременно…
Но сначала о характеристиках баллонов. Материал – усиленный алюминий (с покрытием), длина 2130 мм, диаметр 330 мм, емкость 127 л, вес 103 кг, рабочее давление 200 атмосфер. Каждый газовый баллон был снабжен предохранительными средствами безопасности – разрывным диском, срабатывающим при давлении 334 атмосферы, и плавкими предохранителями, рассчитанными на температуру 100°C.
Автобусы подожгли в задней части на уровне шин, моделируя воспламенение покрышек при перегреве тормозных колодок задней оси во время движения (такое иногда случается).
Во время пожара давления КПГ в баллонах не изменялось до тех пор, пока не сработали первые плавкие предохранители. Выпуск природного газа через отводные устройства начался в центральной зоне через 5 мин 30 с после воспламенения.
Баллоны полностью опорожнились через 14 мин после воспламенения автобуса или через 8 мин 20 с после срабатывания первых предохранителей. После полного опорожнения баллонов дизельное топливо, находившееся в баке второго автобуса, еще продолжало гореть. В результате оба автобуса были повреждены, но газобаллонная аппаратура после пожара сохранилась в прекрасном состоянии.
Таким образом, многочисленные испытания автомобилей, работающих на КПГ, подтвердили высокий уровень безопасности этой техники. Даже в серьезных ДТП, когда автомобиль, получал значительные повреждения, газовая аппаратура сохраняла герметичность и полную работоспособность.
Поэтому мнение большинства экспертов таково: газобаллонный автомобиль при аварийных ситуациях менее подвержен взрывам и пожарам, чем автомобиль с системой питания на жидких нефтяных топливах.
Конструкторы активно работают над проблемой снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами. И перевод части автотранспорта на природный газ сегодня весьма актуален.
Многочисленные исследования показывают, что газовые двигатели могут обеспечить выполнение и перспективных норм по токсичности. Работы, проведенные в НАМИ, на Автополигоне НАМИ, в МАДИ и ВНИИГАЗе подтверждают безопасность и экологичность применения природного газа в качестве моторного топлива. И уже сейчас ведущие автомобилестроительные компании мира создают на базе газовых двигателей транспортные средства будущего.
По материалам НАМИ и «АБС-авто»
