Под каким средним давлением хранится кпг в баллонах автомобиля

Какие бывают автомобильные газовые баллоны для ГБО метан

Одной из основных деталей метанового ГБО является емкость для хранения CNG топлива. Баллоны для метана на авто различаются не только по объёму и размерам, их главное отличие кроется в материалах и технологии производства. От правильного подхода к выбору газового бака зависят, уровень безопасности, оптимальный запас хода, а также грузопассажирские характеристики транспортного средства.

Виды баллонов для метана

В зависимости от материалов изготовления, автомобильные ёмкости для компримированного природного газа (КПГ) разделяют по типам:

Тип 1 (КПГ-1) — цельнометаллические сосуды из легированных либо углеродистых сталей, с толщиной стенки 5.5-9.5 мм (толщина зависит от объёма бака). Имеют бесшовную конструкцию и изготавливаются преимущественно из стальных труб методом горячей закатки. После формовки днища и горловины, баллон проходит ряд этапов:

Также производятся облегченные баллоны CNG-1 методом глубокой вытяжки из листовой стали (без сварных швов). Такие емкости имеют все необходимые прочностные параметры, но при этом их вес снижен до 20% по отношению к сосудам из труб.

Баллоны первого типа считаются очень надёжными, относительно не дорогими, однако они самые тяжёлые.

Тип 2 (КПГ-2) – металлопластиковые баллоны. Изготавливаются из более тонкой стали (4,8-6 мм). Прочность достигается за счет внешнего армирования. Упрочнение происходит методом непрерывной намотки полимерного материала (арамидные, стеклянные, углеродные волокна) на цилиндрическую часть лейнера (корпуса).

Металлокомпозитные ёмкости CNG-2 достаточно надёжны, имеют сравнительно небольшой вес. Их минус – это относительно высокая цена.

Тип 3 (КПГ-3) – емкости с металлическим лейнером из легких алюминиевых сплавов с наружной сплошной обмоткой полимерными материалами. Баллоны CNG-3 являются одними из самых лёгких и дорогих.

Тип 4 (КПГ-4) – композитные баллоны для метана имеют не металлический (пластиковый) лейнер с полимерной оболочкой по всей поверхности. Для горловины используется металлическая закладная. Ёмкости CNG-4 сверхлегкие, но очень дорогие.

Какое давление метана в баллоне авто

Метан при нормальном атмосферном давлении и температуре окружающего воздуха находится в газообразном состоянии. Поэтому для хранения необходимого количества газового топлива в ёмкостях машины, требуется уменьшать его объём методом компримирования, т.е. сжатием.

Регламентированное рабочее давление сжатого природного газа (СПГ) в баллонах автомобиля составляет 20-25 МПА (197-247 атмосфер или 200-250 бар).

Циклическая долговечность сосудов позволяет выдерживать нагрузки от заправок не менее 1000 раз за 1 год эксплуатации. Запас прочности КПГ баков в 2,4 раза превышает рабочее давление, т.е. разрушающее давление составляет не менее 48МПа.

Стоит отметить, что тороидальных баллонов для метана не существует, их производят только для пропана.

Сколько метана входит в баллон

Объём КПГ измеряется кубическими метрами (м³). Зная давление в баллоне, которое показывает штатный манометр, а также температуру окружающей среды можно рассчитать наполнение емкости самостоятельно.

Узнать вместимость любого другого метанового бака можно по формуле:

V/k=количество CNG (м³)

где, V-объём баллона, k-коэффициент, который узнаем из таблицы.

Пример для бака на 100 литров:

Проверяем показание манометра ГБО, допустим 200 бар. Температуру за бортом возьмем +20°C. Смотрим в таблицу на пересечение этих данных и находим цифру 12,5. Далее 50л/12,5=4 – это и есть искомый коэффициент. Затем 100л/4=25. Таким образом, получается, что в 100л баллоне при t=20°C помещается 25 кубов метана.

Сколько можно проехать на таком объёме КПГ, мы уже подробно разбирали в статье о сравнении двух видов газового топлива метана и пропана.

Срок службы метанового баллона

Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ ISO 11439-2014 срок службы, в течении которого эксплуатация КПГ емкостей считается безопасной, устанавливается изготовителем, но этот период не должен превышать 20 лет со дня производства.

По факту практически все производители автомобильных сосудов под метановое топливо устанавливают срок службы на свою продукцию 15 лет. Заводам разрешается проставлять дату истечения срока непосредственно при отгрузке товара.

К тому же на протяжении всего срока эксплуатации необходимо обязательно проходить периодическое освидетельствование баллонов:

Маркировка

Помимо паспорта, каждый баллон должен иметь заводскую маркировку, которая наносится ударным способом клеймами или при помощи этикеток и содержит следующую информацию:

Кроме этого баллон обязательно должен быть сертифицирован. Номер сертификата также указывается в маркировке. Не сертифицированная емкость сделает невозможной регистрацию ГБО.

Баллоны без паспорта или без маркировки, а также с неразборчивой обязательной информацией, к эксплуатации запрещены.

Производители и размеры метановых баллонов

Основные заводы по производству CNG баллонов первого типа:

Продукция этих заводов обладает отличным качеством и надёжностью, соответствует всем предъявляемым требованиям по безопасности, имеет широкую линейку размеров для подбора практически к любому автомобилю.

Второй тип CNG емкостей, доступный для рынка РФ, пока производят только в КНР. Самые надёжные, проверенные китайские баллоны – от предприятий:

Облегченные металлокомпозитные баллоны третьего типа от ООО «НПФ «Реал-Шторм» г. Ижевск уже много лет поставляются на ведущие российские автозаводы, в том числе пассажирской и грузовой техники.

Сертифицированные на территории РФ метановые баллоны 4-го типа производит компания «TK-FUJIKIN CORPORATION» Южная Корея, поставляются только оптовыми партиями под заказ.

ВАЖНО! Никогда не покупайте б/у баллоны, а также емкости неизвестного производства, без документов и соответствующей сертификации. От этого напрямую зависит Ваша безопасность и безопасность окружающих Вас людей.

Источник

Типы газовых баллонов для использования КПГ (МЕТАН)

К сожалению, при атмосферном давлении, плотность метана в тысячу раз ниже плотности бензина, поэтому при использовании на транспортных средствах он храниться в специальных газовых баллонах в сжатом виде, под давлением 200-250 атмосфер.

Стоит отметить тот факт, что стоимость 1 м 3 метана (в г. Москве- ) гораздо ниже стоимости 1л. пропан-бутана(в г. Москве- ).Особенно экономия заметна на коммерческом транспорте и автомобилях с большим объемом двигателя.

Однако, стоимость газового оборудования для метана выше стоимости оборудования для пропан-бутана, что обусловлено установкой одного или нескольких более дорогих специальных баллонов для метана.

Для заправки автомобиля метаном используются специальные автомобильные газонаполнительные компрессорные станции (АГНКС).

К сожалению, сеть заправочных станций для метана не так развита, как сеть для заправок пропан-бутаном, но согласно действующим проектам Газпрома, в ближайшие несколько лет, количество АГНКС для метана, должно значительно увеличиться.

В газовом оборудовании для пропан-бутана и метана используются разные по виду, заправочные устройства, это сделано специально, чтобы владельцы автомобилей не путались.

Винтиль заправочный для метана EMERВыносное заправочное устройство Tomasetto пропан-бутан

Самой большой и главной составляющей газового оборудования для метана являются газовые баллоны, они делятся на 4 типа:

Тип III

Технические характеристики газовых баллонов типа II,III:

Каждый баллон испытывается избыточным давлением 30Мпа (на прочность) и 20Мпа на герметичность. Кроме того один баллон из партии дополнительно испытывается избыточным давлением 51 МПа (на разрушение) и циклическую устойчивость – не менее 15 тыс. циклов.

В таблице 1 представлены технические характеристики газовых метановых баллонов тип I производства (ОМЗ) Россия.

В таблице 2 представлены технические характеристики газовых метановых баллонов тип III, где средний коэффициент совершенства (отношение массы к объему) = 0.65, т.е. баллон объемом 100 литров будет весить примерно 65 кг

Объем, л

Вместимость газа, м 3

Наружный диаметр, мм

Длина,
мм

Масса,
кг

Макс. рабочее давление, МПа

Источник

Под каким средним давлением хранится кпг в баллонах автомобиля

Существуют два конкурентоспособных, отработанных и проверенных временем способа хранения природного газа на транспортном средстве: в газообразном состоянии под высоким давлением и в сжиженном состоянии при низкой температуре. Все остальное пока далеко от реального внедоения на рынок.

Первый автомобиль с оборудованием фирмы Tartarini, 1939 год

На автомобиле установлены стальные баллоны Типа I с одной горловиной

По форме газовые баллоны делятся на сигарообразные, сферические и тороидальные. КПГ заправляют, как правило, в «сигары» и «шарики», а СУГ – ещё и в «бублики». Пропан-бутановые смеси хранятся при давлении не выше 16 атмосфер, а КПГ при давлении 200 атмосфер. На этом основании некоторые эксперты считают СУГ более безопасным топливом, чем КПГ.

Чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию баллоны для КПГ подвергают сложному комплексу испытаний на устойчивость к воздействию различных факторов. Механические свойства материалов проверяют на растяжение, изгиб, скручивание, стойкость к различным видам коррозии в различных условиях. Баллоны испытывают на прочность, сбрасывая их с высоты, устойчивость к воздействию кислот, экстремальных минусовых и плюсовых температур, внешнего и внутреннего давления, ударов. Их испытывают на циклическую долговечность, воздействие пламени, прострел и подрыв. Одного этого перечня, кажется, достаточно для того, чтобы опровергнуть миф о повышенной опасности сосудов высокого давления для КПГ. Тем не менее следует подчеркнуть: баллоны требуют квалифицированной эксплуатации.

Баллоны (сосуды высокого давления) являются настолько важным элементом газового автомобиля, что заслуживают отдельного рассмотрения. Баллоны формируют достаточно самостоятельную группу высокотехнологичного оборудования в общем газомоторном комплексе. Их производство и эксплуатация регламентированы специальными нормативными документами, включая ГОСТ Р ИСО 11439-2010 «Газовые баллоны. Баллоны высокого давления для хранения на транспортном средстве природного газа как топлива. Технические условия», утвержденный и введенный в действие в декабре 2010 года.

Стандарт распространяется на метановые баллоны всех типов; он не предопределяет их размеров или формы, и, как видно из названия, не ограничивает типы транспортных средств, на которые они могут устанавливаться: скутер, моторикша, автомобиль, трактор, локомотив, корабль. Кроме транспортных средств баллоны используются в составе ПАГЗ, АГНКС, пунктов переоборудования. Для хранения компримированного природного газа не допускается использование баллонов, предназначенных для других газов и газовых смесей, например кислорода, ацетилена и т.д.

В мировой практике принята классификация автомобильных баллонов для компримированного природного газа на основе применяемых материалов и конструкции. Классификация включает четыре основных типа конструкций: цельнометаллические, металлкомпозиционные (двух подтипов) и композиционные баллоны.

Тип1: цельнометаллические баллоны (КПГ1), изготавливаемые из углеродистой или легированной стали (на рисунках показана красным цветом) без применения сварки (full metal).

Тип 2: металлкомпозиционные баллоны (КПГ 2), имеющие облегченную конструкцию из стального тонкостенного лейнера, несущего основную часть нагрузки, и армирующей оболочки из композиционного материала или минерального волокна (показаны желтым цветом) на кольцевой (цилиндрической) части (hoop wrapped).

Тип 4: композиционные баллоны (КПГ 4), конструкция которых включает силовую оболочку из композиционного материала и внутреннюю полимерную герметизирующую колбу с металлическими закладными элементами для подсоединения запорной арматуры. В таких баллонах вся нагрузка приходится на намотку.

Баллоны могут иметь одну или две горловины, к которым присоединяются элементы системы безопасности (клапаны, запирающие баллон при превышении допустимого давления или температуры) и газовые магистрали.

Существенной характеристикой баллона является его вместимость. Наиболее популярными являются баллоны диапазона 40 – 90 литров для легковых и грузовых автомобилей или около 300 литров – для автобусов. Применяемый материал непосредственно влияет на вес и цену баллона.

Однако, чем легче баллон, тем он дороже. По мере развития материалов и технологий возможно дальнейшее снижение коэффициента тары. Вопрос в том, что для владельца транспортного средства важнее: сократить затраты на газовое оборудование, пожертвовав частью коммерческой нагрузки транспортного средства, или максимально снизить дополнительный вес, заплатив при этом больше.

Для экономики газобаллонного транспорта важен такой показатель как масса/вместимость/цена. Объем газа, заправляемого в баллоны, непосредственно влияет на дальность пробега транспортного средства. Для расчета фактического объема газа, заправленного в баллон с рабочим давлением 200 атмосфер при нормальных условиях окружающей среды (Т = плюс 20 о С) можно использовать приведенную формулу, в которой:
Vncm – вместимость баллона в нормальных кубических метрах газа;
Vcyl – геометрическая вместимость баллона в литрах воды;
Рw – рабочее давление баллона в атмосферах;
0,893 – коэффициент сжимаемости природного газа при нормальных условиях.
Чтобы быстро «прикинуть сколько кубиков» газа войдет в тот или иной баллон, можно разделить вместимость баллона на 4,5. Кому сложно делить на 4,5, может упростить задачу и поделить на 5. Те же, кого интересует, сколько это килограммов газа, может поделить вместимость на 6,3.

Время от времени поднимают вопрос о повышении рабочего давления баллонов для КПГ до 320 и более атмосфер. Мировая практика подтверждает возможность работы с более высокими давлениями: 320, 400, 600, 700, 800 и даже более атмосфер. Но применительно к природному газу на транспорте пока есть только опытные образцы. Нет и однозначного ответа на вопрос: а в чем выигрыш от такого перехода? Ясно одно: и без того недешевые баллоны станут еще дороже. Так не проще ли, перевести машины, для которых дальность пробега на одну заправку является критическим показателем, на сжиженный природный газ?!

Еще одним способом хранения метана в газообразном состоянии является его адсорбирование. Технологии адсорбирования природного газа (АПГ) известны (они, например, применяются в газовой промышленности для очистки и осушки газа) и основываются на возможности нанопористых (nanoporous) структур (например, углеродных с большой поглощающей площадью) вмещать и отдавать большое количество природного газа с высокой плотностью.

Источник

• ← Под каким жетоном машина вика
• Под каким углом установить камеру заднего вида на автомобиль →

Тип I		Металлические газовые баллоны для автомобилей, имеют цилиндрическую форму, горловину под вентиль с одной стороны и закругленное донышко с другой стороны. Баллоны такого типа, отливаются в специальных формах, не имеют сварочных швов, что придает им большую прочность и плотность. В процессе изготовления, все баллоны, подвергаются строгому контролю, они должны отвечать всем требованиям нормативной и технической документации на все 100%. Кроме того каждый баллон проходит ультразвуковую проверку на предмет скрытых дефектов, а также проверятся избыточным давлением 30 МПа (300 кг/см2).
Тип II		Металлопластиковые баллоны 2 типа представляют собой герметичный лейнер изготовленный из легированной конструкционной стали прочностью 120кгс/мм2. и вязкостью 100кгс/мм2, основная часть которого покрыта прочной армирующей оболочкой. Применяемая сталь сохраняет свои механические характеристики при эксплуатации баллонов в условиях низких температур окружающего воздуха.