Одним из самых распространенных видов альтернативного топлива является сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан). Газ сжиженный нефтяной в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания представляет собой смесь нормального бутана, пропана, пропилена, этана, изобутана, этилена и других углеводородов. Его получают как продукт переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах или при добыче природного газа и нефти.

Использование смеси данных газов в качестве топлива для двигателей обусловлено рядом физико-химических свойств. Во-первых, это достаточно высокие температуры кипения при атмосферном давлении. Такие свойства позволяют хранить пропан-бутановую смесь в сжиженном состоянии в диапазоне эксплуатационных температур от - 40°С до + 45°С при относительно низком давлении (до 1,6 МПа).

Преимуществами газа, находящегося в сжиженном состоянии, по сравнению с компримированным - сжатым газом являются: большая концентрация тепловой энергии в единице объема, значительно меньшее давление газа в баллоне и соответственно меньшая прочность и толщина стенок баллона, а следовательно меньшая масса и стоимость. Например, один 50-литровый баллон для двигателя ВАЗ 2106, заправленный пропан-бутаном на 80%, рассчитан на 500 км пробега, баллон такой же емкости, заправленный сжатым метаном, обеспечивает пробег не более 100 км.

Каждый из компонентов имеет свою определенную температуру кипения, поэтому давление паровой фазы сжиженного газа зависит как от температуры, так и от его компонентного состава.

Компонентный состав сжиженного нефтяного газа регламентируется ГОСТ 27578-87 «Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта. Технические условия». Стандарт предусматривает две марки газа: зимнюю – ПА (пропан автомобильный) и летнюю – ПБА (пропан-бутан автомобильный). В марке ПА содержится (85±10)% пропана, в марке ПБА – (50±10)% пропана, остальное бутан и не более 6% непредельных углеводородов.

Давление насыщенных паров оказывает большое влияние на конструкцию и работу газобаллонного оборудования.

В газе марки ПА давление насыщенных паров при температуре минус 35°С должно быть не менее 0,07 МПа, в газе марки ПБА – при температуре плюс 45°С – не более 1,6 МПа, а при температуре минус 20°С не менее 0,07 МПа. Содержание жидкого остатка при 40°С, свободной воды и щелочи не допускается. Снижение давления газа в баллоне ниже указанных величин приводит к нестабильной работе двигателя или его остановке.

На автомобильные газонаполнительные станции поступает, в основном, газ по ГОСТ 20448-90 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия». Данный ГОСТ имеет более широкие допуски на содержание компонентов, в том числе вредных с точки зрения воздействия на двигатель и топливную аппаратуру (например, серу и ее соединения, непредельные углеводороды и т. д.). По этим техническим условиям газовое топливо поступает двух марок: смесь пропан-бутановая зимняя (СПБТЗ) и смесь пропан-бутановая летняя (СПБТЛ). Далее в таблице представлены параметров газов:

Из таблицы видно, количество непредельных углеводородов типа пропилена и бутилена по сути не определено, а именно непредельные углеводороды при нагреве вступают в реакцию с другими углеводородами, в результате чего могут образовываться полимерные цепи.

Примеси масла, попадающего в газ из компрессоров и насосов, тяжелых остатков, воды, соединений серы адсорбируются на резино-технических соединениях газобаллонной установки и со временем выводят ее из строя. Именно поэтому все производители газобаллонного оборудования категорически настаивают на использовании в качестве моторного топлива газа по ГОСТ 25578-87, жидкий остаток в которых не допускается.

Компоненты газа в сжиженном состоянии имеют большой коэффициент объемного расширения, именно поэтому во избежание разрушения баллона запрещается заправлять его полностью. Любая топливная автомобильная установка учитывает это требование и обеспечивает автоматическое прекращение заправки баллона при заполнении его на 80%.

Плотность паровой фазы газа оказывает влияние на массовый заряд газовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя, а, следовательно, на мощность и топливную экономичность. В зимнее время, когда плотность газовоздушной смеси достигает максимальных значений, двигатель имеет наилучшие эксплуатационные показатели.