Балони бувають для метану (природного газу) і для зрідженого газу - пропан-бутану. Різні властивості газу, як раз і визначають різницю між типами балонів. Природний газ традиційно зберігається в балоні в стислому стані під дуже великим тиском - 250-300 атмосфер (сьогодні вже існують технології зрідження природного газу, однак це тема для окремої розмови. Ми ж виходимо з того, що традиційно метан зберігатися в стислому стані.). Метановий балони можна часто побачити на вантажних автомобілях - касети по 8-10 червоних витягнутих циліндрів.
У цій статті ми поговоримо про балонах для зрідженого нафтового газу.
Такі балони розраховані на робочий тиск 16 атмосфер. Насправді зазвичай в балоні рідко буває тиск понад 10 атмосфер. 10-16 атмосфер - це порівняно небагато. Добре знайомим всім прикладом резервуара з зберігаються в ньому зрідженим газом є китайська пластикова запальничка. За її прозорими стінками ви можете в подробицях, поблизу, розглянути, що з себе представляє скраплений газ, що зберігається під тиском.
Балони для зрідженого газу виробляються з 3 мм. стали. Виробництво балонів - це серйозний процес, що проходить кілька стадій перевірок. Якість зварювання швів балона перевіряють ультразвуком, сам балон обов'язково проходить випробування підвищеним тиском - 50 атмосфер, крім того, з кожної партії 1000 штук один із балонів повинен бути обов'язково випробуваний на розрив. Тобто балон накачують тиском до тих пір, поки його не розірве. Все це актуально для серйозних виробників. Останнім часом на ринку часто з'являються турецькі і китайські продукти. Якість цих балонів часто не відповідає прийнятим нормам - використовується більш тонка сталь, погано покладені зварні шви. На жаль, складно сказати, чи проходять ці балони перевірку в необхідному обсязі.
На балон монтуються мультиклапан - арматура для заправки і випуску скрапленого газу. Мультиклапан так само виконує функції забезпечення безпеки. Він забезпечений автоматичним пристроєм відсічення заправки при заповненні балона на 80 - 85%. Як працює цей пристрій можна зрозуміти заглянувши в бочок унітаза (якщо звичайно Вам це цікаво) - поплавок піднімається разом з рівнем рідини, в нашому випадку газу, і замикає прямого трубопроводу при досягненні нею певного рівня. Чому балон заповнюється не більше 80-85 відсотків пояснимо нижче. До складу мультиклапана також входить ще два пристрої безпеки. Зворотний клапан - він запобігає вихід газу з балона в заправну магістраль. Щоб не вийшло як з кулькою в дитинстві - ви його надули, а він тут же здувся, випустивши вам струмінь повітря в обличчя. Швидкісний клапан - це пристрій замикає вихід газу з балона в разі розгерметизації системи. Наприклад, ви вирішили зрізати шлях до улюбленої бабусі, і погнали свої спортивний Мерседес лісом. Випадково про пеньок зачепивши днищем, розірвали газову магістраль. Газ в цьому випадку не виллється на пеньки. Вихід з балона заборона швидкісний клапан мультиклапана.
Зріджений нафтовий газ в балоні знаходиться одночасно в двох агрегатних станах - рідкому і газоподібному (рідка і парова фаза). Тобто в балон заправляється рідкий газ. Балон, як говорилося вище, заправляється на 80-85 відсотків, що залишилися 15 відсотків потрібні для подушки парової фази. Для чого потрібна ця подушка? Подушка забезпечує нормальну роботу балона і одночасно забезпечує безпеку при експлуатації балона. Рідкий газ, перебуваючи в балоні, буде випаровуватися до тих пір, поки не набереться робочий тиск - 10-15 атмосфер. Потім випаровування газу припиняється. І газ під власним тиском подається по трубопроводу під капот автомобіля. Рівень рідкого газу в балоні в процесі експлуатації падає, якась незначна частина газу знову ж випаровується, таким чином підтримуючи в посудині тиск робочим.
Схематично роботи балона зображена на малюнку нижче: 1 - балон з газом, 2 - фланець кріплення мультиклапана, 3 - мультиклапан
Друга функція подушки парової фази в балоні - це забезпечення безпеки. Якщо биллон заповнити скрапленим газом на 100 відсотків, то зрідженого газу не вистачить місця для випаровування, тиск різко зросте вище робочого і балон розірве. Разоравать балон для зрідженого газу може при певних обставинах: він повинен бути заправлений "під зав'язку", піддатися нагріванню і ще на такому балоні повинен бути відсутнім запобіжний підбурюючий клапан.
Автомобільні балони, а точніше мультиклапана, які на них встановлюються, як правило, мають ще один пристрій, призначене захистити автолюбителя при перезаправке балона: аварійний підбурюючий клапан.
Якщо балон заповнити газом до межі, то при певних обставинах тиск в балоні може піднятися вище робочого. За яких обставин. Значне нагрівання балона. Наприклад, ви тільки що заправилися. У вас повний балон газу. Ви відкрили багажник машини, щоб похвалитися новим обладнанням сусідові. але сусіди все підходять і підходять. Дивляться і дивляться. А балон тим часом нагрівається під прямими сонячними променями - адже на вулиці 35 градусів тепла. Що станеться якщо тиск в балоні підніметься вище робочого. Чи спрацює запобіжний клапан. Запобіжний клапан стравити зайвий тиск - парову фазу газу - в атмосферу за борт автомобіля. Таким чином, звертаю вашу увагу: як правило все системи безпеки в автомобільному газовому обладнанні дубльовані по кілька разів. У складі мультиклапана (балонної арматури) встановлюється відтинає пристрій, який не дозволяє перезаправити балон понад 80-85 відсотків, а так же, як правило мультиклапан оснащується запобіжним клапаном, стравлювати тиск, якщо воно все таки перевищила робоче.
Всі балони мають сферичну форму. Тобто квадратних балонів не буває, для того щоб в конструкції виключити точки напруги, з якої почнеться розрив балона.
Традиційно балони для ГБО мають циліндричну форму або форму тора. У кожній формі є і свої плюси, і свої мінуси. До безперечних плюсів циліндричної форми можна віднести велику в порівнянні з тороїдальним балоном місткість - найчастіше за обсягом вони не поступаються бензобаку. А ось мінуси - з просторим і містким багажником доведеться попрощатися. Його частина займе цей самий балон.
Тому останнім часом все більшої популярності набувають торові балони - так звані балони "під запаску", "бублики". Тор зручно встановлюється в нішу для запасного колеса в багажному відділенні автомобіля. Правда, з'являється інша складність: треба кудись дівати запасне колесо. Але, упакувавши запаску в чохол, ви зберігаєте обсяг багажника - адже її легко можна прибрати в салон, якщо, наприклад, потрібно перевозити габаритні вантажі. Також до недоліків тороїдального балона можна віднести його порівняно невеликий обсяг. Як правило в нішу автомобіля з розміром колеса R14-15 можна встановити балон об'ємом 47 літрів.
Існують схеми експлуатації автомобіля з гібридною системою живлення. Автомобіль зберігає повноцінну бензинову систему харчування і при цьому може працювати і на природному, і на нафтовому газі. В такому випадку на автомобіль встановлюють балони для кожного виду газу - для зрідженого нафтового і для стисненого природного.
Варіанти установки балонів на автомобілі:
