Na przykładzie samochodu Opel Zafira 1,6 CNG oznacza to przy pracy na L-gazie zamiast zużycia 5,3 kg/100 km zużycie zbliżone do 6,8 kg/100 km. Zasięg wynosi w przypadku zasilania L-gazem 250 km, zamiast 350 km, które osiąga się przy spalaniu H-gazu.
Zróżnicowana jakość gazu ziemnego nie ma wpływu na jego przydatność jako paliwo. Nowoczesne silniki samochodowe rozpoznają w sposób elektroniczny zastosowane paliwo i automatyczne przygotowują odpowiednią mieszankę dopasowaną do jakości gazu.
Biogaz
Biogaz powstaje w procesie fermentacji naturalnych odpadów. Wysoka zawartość metanu umożliwia zastosowanie biogazu o jakości zbliżonej do gazu ziemnego. Oferowany w Szwajcarii pod nazwa „Kompogas“ gaz może być również zastosowany w pojazdach CNG.
Rodzaje napędu w samochodach CNG
Monovalent: Pojazdy tego typu napędzane sa wyłącznie gazem ziemnym. W przypadku optymalizacji silnika na paliwo gazowe, można osiągnąć znaczny wzrost jego mocy. Pojazdy zaliczane są również do typu monovalent jeżeli zbiornik paliwa ma pojemność mniejszą aniżeli 15 l (tzw. zbiornik rezerwowy).
Bivalent: Pojazdy tego typu mogą być napędzane zarówno gazem ziemnym jak i benzyną. Pojazdy te mogą nawet podczas jazdy zostać przełączone z gazu na benzynę czy też odwrotnie. Dzięki temu zwiększa się całkowity zasieg tego typu pojazdu.
Zużycie paliwa
Wielu producentów samochodów CNG podaje zużycie gazu w metrach sześciennych. Informacja na czytniku dystrybutora podawana jest jednakże w kg. Korzystając z poniższego wzoru i za pomocą współczynnika gęstości można dokonać przeliczenia objetości gazu ziemnego na kilogramy.
Y m3 x 0,784, gdzie Y oznacza objetość w m3
Na przykład: 11,6 m3 x 0,784 = 9,09 kg
Różnica pomiędzy gazem ziemnym i autogazem
Gazu ziemnego nie mozna mylić z gazem ciekłym LPG = Liquified Petroleum Gas. Gaz ciekly jest mieszanką propanu z butanem, który powstaje jako produkt uboczny podczas rafinacji oleju. Już przy niskim ciśnieniu przybiera on konsystencję ciekłą, w odwrotności do gazu ziemnego, który również w skomprementowanym stanie ma konsystencję gazową. W przypadku ulotów gazu, gaz ziemny unosi się do atmosfery. W przeciwieństwie propan-butan jest cięższy niż powietrze i zbiera się w pobliżu podłoża tworząc w powiązaniu z tlenem zawartym w powietrzu łatwo palną mieszankę.
Bezpieczeństwo samochodów CNG
Wbrew dotychczasowym założeniom i przypuszczeniom niebezpieczeństwo zaistnienia wypadku w porównianiu do konwencjonalnych pojazdów jest w samochodach CNG znacznie mniejsze.
Gaz ziemny ma temperaturę zapłonu przy 650 °C i jest mniej eksplozywny aniżeli inne paliwa, takie jak benzyna czy olej napędowy. Gaz ziemny w samochodach CNG znajduje się w stalowych lub wykonanych z włókna węglowego zbiornikach, które są w znacznie większym stopniu bezpieczne, aniżeli zbiorniki na benzynę lub olej napędowy wykonane z tworzywa sztucznego. Bezpieczeństwo w przypadku zaistnienia wypadku lub silnego wywiązywania się ciepła zagwarantowane jest przez zastosowanie na każdym zbiorniku gazu zaworu bezpieczeństwa posiadajacego cztery funkcje bezpieczeństwa. Bezpiecznik topikowy eliminuje niebezpieczny wzrost ciśnienia poprzez celowe wypuszczenie gazu w przypadku wywiązywania się ciepła. Zamontowany zawór zwrotny wyłącza automatycznie przepływ gazu, jeżeli w sieci przewodów gazowych dojdzie do spadku ciśnienia. Sterowany elektrycznie zawór elektromagnetyczny zezwala na przepływ gazu tylko gdy załączony jest zapłon albo gdy silnik już pracuje. Dodatkowo każdy zbiornik gazu może zostać zamknięty za pomocą ręcznego zaworu.
Garaże podziemne i promy
Ponieważ gaz ziemny jest lżejszy niż powietrze, dlatego nie może dojść do powstania eksplozywnej mieszaniny w pobliżu gruntu. Parkowanie samochodów CNG jest dozwolowe w kazdym garażu podziemnym. Także wjazd na pokład promu jest dozwolony dla samochodów CNG w przeciwieństwie do samochodów LPG.
Ochrona środowiska i samochody CNG
Wiele czynników składa się na to, że gaz ziemny w porównaniu do innych paliw, przyczynia się do redukcji zanieczyszczenia środowiska. Gaz ziemny wydziela podczas spalania najmniej spalin ze wszystkich kopalnych nośników energii. Dzieki „łagodnemu“ spalaniu gazu ziemnego (liczba oktanowa wynosi 130) zostaje zmniejszona emisja szumów. Gaz ziemny transportowany jest rurociągami dzięki czemu na drogach porusza się mniej niebezpiecznych cystern. Samochody napędzane gazem ziemnym przyczyniają się do zredukowania o prawie 80% wydzielanych węglowodorów i tlenków azotu natomiast redukcja dwutlenku węgla zbliżona jest do 20 %. Sadza, tlenki siarki i benzen są prawie w całości wyeliminowane. Najnowsze znajdujące się na rynku samochody CNG spełniają w znacznie większym stopniu wymagania urządów ochrony środowiska odnośnie obniżenia emisji szkodliwych substancji. Samochody CNG spełniają nawet wymagania stawiana przez amerykańską normę EZVS.
Światowe zasoby gazu ziemnego w stosunku do wydobycia na dzień dzisiejszy wystrczaja na około 160 lat. Przez to zagwarantowane jest znacznie dłuższe zaopatrzenie w gaz ziemny, aniżeli w paliwa bazujące na ropie naftowej. Dlatego szczególnie gaz ziemny nadaje się jako paliwo do pojazdów, które mają się przyczynić do poprawy ochrony środowiska.
Tankowanie gazu ziemnego
Samochody CNG różnią się w budowie silnika tylko w nieznaczny sposób od konwencjonalnych pojazdów benzynowych, dlatego też dodatkowe wydatki związane z konstrukcją i pozostałe koszty są tylko nieznacznie wyższe. Gaz ziemny mozna tankować na ogolnodostępnych stacjach w równie prosty i bezpieczny sposób jak benzynę czy olej napędowy. Odpowiednia końcówka węża zostaje sprzęgnięta z króccem istalacji gazowej w samochodzie po czym należy uruchomić zgodnie z instrukcją obsługi system tankowania gazu ziemnego. Najnowsze rozwiązania końcówki węża do tankowania gazu ziemnego nie odbiegają z wyglądu znanym pistoletom do tankowania benzyny, przy czym ich obsługa odbywa się przy użyciu tylko jednej ręki. Podczas tankowania nie ma się do czynienia z trującymi oparami, a na rękach i na samochodzie nie pozostają ślady po tankowanym paliwie, z czym ma się często do czynienia podczas tankowania bezyny czy też oleju napędowego. Gaz ziemny magazynowany jest w zbiornikach pod ciśnieniem 200 bar.
Zbiorniki ciśnieniowe muszą spełniać następujące wymagania:
- ciśnienie rozrywające musi wynosić około 600 bar,
- zawory bezpieczeństwa muszą natychmiast odciąć dopływ gazu w przypadku nieporządanego ulotu gazu,
- w przypadku pożaru musi zadziałać bezpiecznik topikowy powodując kontrolowane wypuszczenie gazu ze zbiornika.
System zasilania gazem ziemnym w samochodzie CNG
Samochód, ktory jest wyposażony w elektroniczny system sterowania i zasilania gazem ziemnym, jest uruchomiany w pierwszej kolejności z wykorzystaniem benzyny jako paliwa. Przełączenie na gaz ziemny odbywa się automatycznie po upływie paru sekund. Regulator ciśnienia powoduje redukcje ciśnienia gazu z 200 bar do około 2 bar. W następnej kolejności w jednostce dosowania gazu następuje odmierzenie dokładnej ilości gazu niezbędnej do zapewnienia wymaganej mocy silnika. Z urządzenia dosującego gaz zostaje wtryśnięty do pojedyńczych rur ssących gdzie zostaje zmieszany z zassanym powietrzem. Do określenia wymaganej ilości gazu służą następujące kryteria:
- ustawienie przepustnicy,
- podciśnienie w rurze ssącej,
- obroty silnika,
- zawartość tlenu w spalinach.
W ten sposób zostaje osiągnięte optymalne spalanie i minimalne zużycie gazu ziemnego.
Moc silników napędzanych gazem ziemnym
Seryjnie produkowane samochody mają z reguły, w porównaniu z tradycyjnymi pojazdami benzynowymi, nieznacznie odbiegającą charakterystykę mocy. W samochodach, które zostały przebudowane na gaz ziemny, możliwy jest niewielki spadek mocy silnika. Podczas normalnej pracy silnika na średnich obrotach różnica zasilania silnika gazem ziemnym lub benzyną jest praktycznie nieodczuwalna. Jedynie przy raptownym przyspieszeniu lub podczas jazdy w górach odnosi się wrażenie, że silnik zasilany benzyną ma lepsze osiągi.
Serwis samochodów CNG
Przeglądy serwisowe samochodów CNG nie odbiegają zasadniczo od zakresu prac wykonywanych przy przeglądzie samochodu zasilanego tylko benzyną. Jedynie odstępy czasu pomiędzy przeglądami są dla samochodów CNG skrócone do jednego roku. Zbiorniki gazu natomiast, w zależności od materiału z którego są wykonane, muszą zostać poddane dodatkowej kontroli w odstępie czasu pomiędzy trzema i dziesięcioma latami.
