Как работает двигатель на метане

Добавим газа: переводим двигатель на метан

Сделать автомобиль двухтопливным может не только завод-изготовитель. Установить в машину дополнительную систему питания на природном газе может практически любой желающий. Kolesa.Ru узнали, как перевести автомобиль на метан, да еще и вернуть часть затраченных на это денег.

Два разных топлива

Как известно, для двигателей внутреннего сгорания применяются два вида газового топлива: сжиженный углеводородный (он же нефтяной) газ или СУГ, а также компримированный (т.е. сжатый) природный газ или КПГ. Первый представляет собой пропан-бутановую смесь, получаемую в качестве побочного продукта при нефтедобыче, а второй на 95% состоит из метана и содержится в природе в чистом виде.

Среди автовладельцев еще распространено мнение, что пропан-бутан для транспорта использовать удобнее, чем метан, однако на сегодняшний день это оказывается уже не более чем устаревшим предубеждением. Технический прогресс не стоит на месте, и сейчас газобаллонное оборудование для метана имеет немногим большую массу и размеры баллонов, чем пропан-бутановое ГБО. Цена метанового оснащения, правда, почти вдвое выше. Однако с учетом денежной компенсации, которую предлагает «Газпром нефть» (подробности чуть далее) есть возможность за ту же сумму, что попросят за пропановое ГБО, поставить оборудование для метана – и пользоваться всеми преимуществами езды на природном газе.

Экономия во всем

По отношению к бензину коэффициент расхода пропан-бутановой смеси составляет примерно 1.15 – 1.20, в то время как для метана он равен 1, т.е. расход получается таким же. При этом цена 1 куб. м метана оказывается примерно в 2,5 раза ниже, чем стоимость эквивалентного ему 1 литра бензина Аи-95.

Кроме прямой экономии на стоимости топлива, важным моментом при использовании метана выступает экономия на расходных материалах и текущем ремонте автомобиля. Среди всех прочих видов углеводородного топлива (пропан-бутан, бензин, дизтопливо) природный газ метан оказывается наиболее «дружелюбным» по отношению к двигателю. Октановое число метана равно 120, что выше, чем у любого бензина, благодаря чему природный газ сгорает равномерно и без детонаций. Нагарообразование в двигателе при использовании метана также минимально, поскольку, в отличие от всех других видов топлива, природный газ не имеет посторонних химических примесей.

Особенно явно все достоинства метана проявляются при эксплуатации автомобиля в городском цикле, с частой сменой нагрузок «малая-средняя», что как раз и является наиболее «вредным» для двигателя. Здесь использование метана позволяет максимально продлить (до 4 раз по сравнению с бензином) срок службы такой дорогостоящей детали, как каталитический нейтрализатор (плюс датчики кислорода), и в 2-3 раза срок службы столь типичных «расходников», какими являются свечи зажигания.

Безопасность и экология

По взрыво- и пожаробезопасности метан превосходит все виды топлива, оказываясь куда более безопасным, чем дизель, бензин (!!) и еще более чем пропан-бутан. В отличие от бензина, метан не может разлиться и, испаряясь, создать взрывоопасные пары (что может происходить и при утечке тяжелого пропан-бутана). Современное метановое ГБО имеет надежную систему защиты, где блокируется утечка газа. При этом сам баллон имеет толщину стенки, рассчитанную на выдерживание давления в 200 кгс/см2, что не позволит произойти взрыву даже при серьезной аварии. Что касается безопасности для окружающей среды, автомобиль на метане уступает здесь разве что электромобилю. Благодаря своей чистоте и полноте сгорания, природный газ бережет не только двигатели, но и природу! О чем мы, сознательные граждане, тоже не должны забывать.

Второе питание

При установке ГБО расставаться навсегда с традиционным бензиновым «питанием» не придется – газобаллонное оборудование ставится параллельно штатной системе. Никаких глобальных технических переделок не потребуется – появятся только баллон и заправочный вентиль в багажном отделении, а в салоне будут установлены переключатель «газ-бензин» и датчик расхода топлива. Также, в зависимости от оборудования, такое переключение может быть реализовано автоматическим способом.

Цены на метановое ГБО низкими никогда не были, поскольку само оборудование является высокотехнологичным и достаточно высоким по себестоимости, а спрос на такое оснащение, позволяющее использовать недорогое топливо с неизменно стандартным качеством, также постоянно растет. Но сейчас есть возможность за установку метанового оборудования заплатить значительно меньше среднерыночной стоимости!

Вариант!

«Газпром нефть» продолжает свою «европейскую» акцию, которая сейчас проводится на территории Санкт-Петербурга и Ленобласти, а также Новгородской, Смоленской и Тверской областей. В рамках этого проекта, каждому автовладельцу предоставляется скидка в 26 тысяч рублей на установку ГБО плюс выдается карта с балансом в 4 тысячи рублей, которые он может расходовать на заправку своего автомобиля на метановых станциях «Газпром нефть». Их число, кстати, в 2014 году будет увеличиваться – в частности, появятся новые станции в Северо-Западном регионе.

Воспользовавшись акцией, можно получить существенную экономию уже на самом первом этапе – установке ГБО. Например, для владельца Renault Logan дооборудование машины метановым ГБО обойдется примерно в 27 500 рублей, в то время как без компенсации эта сумма составила бы 53 500 рублей. Время установки оборудования займет от нескольких часов до двух дней. При этом есть выбор ГБО от различных производителей – отечественных и зарубежных, что также дает возможность сэкономить и позволяет установить более дорогое и высококлассное оснащение.

В зависимости от производителя, на установленное оборудование действует гарантия от 1 года до 2-х лет, сам же срок службы ГБО неограничен. С техосмотром и выездом на автомобиле за границу также не возникает проблем: достаточно только проходить плановые испытания баллонов в автосервисе – один раз в пять лет для металлических баллонов и раз в три года для композитных.

8 мифов про ГБО. Их развенчивают эксперты «За рулем»

Газа в стране полным-полно

Автомобильное газовое топливо бывает двух видов: сжиженный нефтяной газ (СНГ) и сжатый природный газ (СПГ), который еще называют компримированным (КПГ). Сжатого природного газа (метана) у нас в России действительно полным-полно, при этом он относительно дешев. А вот сжиженного газа (смесь пропана и бутана) гораздо меньше.

В целом, заправок пропан-бутаном по стране хватает, а вот cо сжатым газом дела обстоят хуже. Даже на многомиллионную Москву лишь одиннадцать метановых заправок. Впрочем, газификация автотранспорта четко районируется по климатическим поясам. Чем южнее, тем больше заправок и с сжатым, и с сжиженным газом. И, наоборот, на Севере газовую машину днем с огнем не сыщешь.

Газ вдвое дешевле

Сжиженный газ для автомобилистов во все времена стоил примерно вдвое меньше высокооктанового бензина. А километр, пройденный на сжатом газе, обходится почти втрое дешевле! И, как в случае с бензином и дизтопливом, цены на газ отличаются от региона к региону.

Примерная цена бензина 46 руб./л., пропан-бутана 25 руб./л., метана 17 руб./м³.

Чтобы вычислить чистую выгоду от перехода на газ, необходимо учесть и дополнительные расходы. Изначальная стоимость комплекта ГБО для сжиженного газа плюс его установка и обязательная регистрация обойдется не дешевле 40 000 рублей. Установка для работы на метане — почти вдвое дороже, прежде всего из-за дорогих баллонов, выдерживающих большое давление. Кроме того, ГБО нуждается в периодическом обслуживании и опрессовке баллонов, что тоже повышает расходы.

Эксплуатационный расход газа примерно на 10% выше, чем бензина. К тому же неизбежны частые «перепробеги» в поисках газовой АЗС. Поэтому экономить будут лишь те, у кого среднегодовые пробеги превышают 30 000 км. А если ездите немного и не каждый день — газ не про вас. Да и продать «газовую» машину будет непросто: обычно пробеги у таких автомобилей существенно выше, не все готовы мириться с занимающим место в багажнике баллоном и взваливать на себя дополнительные хлопоты по обслуживанию и ремонту ГБО.

Километр, пройденный автомобилем на пропан-бутане, обходится почти вдвое ­дешевле, чем ­на бензине. На метане — втрое

Бензин всё равно нужен

Это правда — пустить холодный мотор на газе почти невозможно. Давление насыщенных паров, влияющее на пусковые свойства, у газа гораздо ниже, чем у бензинов. Да и диафрагмы газового редуктора в сильные холода теряют эластичность, что снижает их ресурс. Потому при пуске аппаратуру переводят в «бензиновый» режим, и только потом, после прогрева, возвращают обратно в «газовый». Кстати, современные системы ГБО сами определяют, когда переключаться с одного топлива на другое. К тому же, бензин понадобится и на тот случай, если газ закончится, а заправки поблизости не окажется.

Читайте также  Сколько нужно грунтовки на 1м2

Газ не пахнет

Ни природный, ни нефтяной газ запаха не имеют. Но поскольку утечки газов крайне опасны, в их состав добавляются так называемые одоранты, обладающие резким запахом. Почувствовали характерный запах — срочно на сервис искать утечку и регулировать аппаратуру. Пахнуть будут автомобили с удаленным каталитическим нейтрализатором — в привычном букете вредных газов будут улавливаться нотки этилмеркаптана, того самого одоранта.

В 60‑литровый баллон влезет именно столько газа

Нет, не 60, а около 50. Причина простая: это мера безопасности, компенсирующая расширение газа при нагреве — чтобы баллон не разорвало изнутри. Для этого на баллоне установлен мультиклапан, препятствующий наполнению больше чем на 85%.

Газ продлевает ресурс мотора

Не продлевает, но и большинство страшилок насчет вредности газа преувеличены. Газ чуть лучше бензина относится к поршневой группе мотора и чуть агрессивнее к выпускным клапанам. Горит газ медленнее, догорание происходит при открытых клапанах, которые больше нагреваются.

Газ чище бензина: в нем нет серы, которая является основным катализатором образования так называемых высокотемпературных отложений (шлама и нагара). Поэтому срок службы масла при работе двигателя на газе повышается. Хотя есть и ложка дегтя: при сгорании газового топлива образуется больше воды. На непрогретом двигателе, а также при неисправной системе вентиляции картера она конденсируется, обводняет масло, тем самым снижая его характеристики.

Перевести на газ можно любую машину

Оснастить газовым оборудованием можно всё что угодно, однако в ряде случаев в этом нет смысла. К примеру, для малогабаритных автомобилей это нецелесообразно: расход у них и так небольшой, и баллон часто негде разместить. Не стоит переоборудовать и новые машины: можно лишиться гарантии на мотор из-за применения нерекомендованного топлива, на кузов (сверлили, перегрузили) и на электрику, в которую вмешались.

Дизельные автомобили также лучше не трогать. Для самовоспламенения газовой смеси требуется запальная доза дизтоплива — такие системы сложны и дороги. Не стоит переходить на газ, если часто используете весь полезный объём салона и багажника — оборудование съест много места, а также сократит возможности трансформации салона.

Газ опаснее бензина

Это в чем-то правда. Неправильный монтаж ГБО может вызвать утечку, а ее и определить сложнее, и воспламеняется газ охотнее бензина. При этом особенно опасен сжиженный газ, который тяжелее воздуха — он не поднимается вверх, а скапливается под автомобилем, в ямах и подвалах гаражей.

Манометр на газовой заправке показывает, что газ закачивается в баллон под давлением аж 16 бар. Но при срабатывании клапана отсечки в баллоне останется 85% газа в жидкой фазе и 15% в паровой. Поэтому давление внутри баллона падает с 16 до 8 бар — а это уже не столь пугающий показатель. До сравнимых величин накачивают, например, колеса грузовиков.

ВЫВОДЫ

Часто говорят, что сжатый газ вообще не предназначен для частников. Отчасти это утверждение верно: количество метановых заправочных станций невелико. Однако сегодня природному газу зажигают зеленый свет: решившим установить ГБО обещают финансовую поддержку. Газпром представил программу развития заправочной сети — число заправок за последний год выросло в несколько раз и к концу 2020 года их должно быть не меньше пяти сотен.

Вслед за инфраструктурой потянутся и производители. Например, АВТОВАЗ уже серийно выпускает версии Весты и Ларгуса на метане. Удобно и выгодно для тех, кому нужен газовый автомобиль, — не понадобятся доработки и переоформления. В модельном ряду многих зарубежных марок тоже есть газовые модели. Будет спрос — привезут. Поэтому получается, что будущее, скорее, за метаном, чем за пропан-бутаном.

Перевод машины на газ оправдан только в тех случаях, когда вы собираетесь ездить на машине долго и много. А среднестатистическому автолюбителю переоборудовать машину на газ не имеет смысла.

ГБО метан

Метан – это природный газ, который не имеет запаха и является одним из простейших углеводородов. Гбо метан – одним из первых получило широкое распространение в нашей стране. Объяснялось это относительной простотой и дешевизной заправки автомобилей этим типом топлива, а также его доступностью.

Описание метана

Метан, в отличие от бензина, не нужно подвергать дополнительной обработке после выработки. Достаточно компрессионной установки, которая способна сжать газ до уровня в 210 Па. После сжатия, с будущим топливом проводят подготовительные действия:

  • Проводят очистку от примесей,
  • Добавляют одорант для получения запаха,
  • Немного высушивают.

Чтобы утечка газа была вовремя обнаружена, в него добавляют специальную присадку (одорант) этилмеркаптан. Именно благодаря ему, в случае утечки, мы чувствуем знакомы всем «запах газа».

После окончания подготовительных процедур, газ охлаждают и заправляют в специальные транспортировочные баллоны, в которых топливо доставляют до автозаправочных станций.

Плюсы метана

К плюсам этого топлива относят:

  1. Высокое октановое число, по разным оценкам от 108 до 120. Это положительно влияет на динамику автомобиля и увеличивает срок эксплуаации двигателя.
  2. Метан легче воздуха, это значит, что при утечке газ будет испарятся в атмосферу, а не собираться под автомобилем, как пропанобутановая смесь.
  3. Газ имеет постоянный и качественный состав, в отличие от пропанобутановой смеси, которая может быть летняя или зимняя, с большим либо меньшим преобладанием компонентов смеси.
  4. Метан не подвержен влиянию температуры окружающей среды, автомобиль работает стабильно и при температуре -30 и при температуре + 40 градусов.
  5. Считается, что взрывоопасная концентрация этого газа в воздухе достигается при величине более 5%, что вдвое больше, нежели у пропана. Поэтому принято говорить о том, что метан более безопасное топливо нежели пропан.

Минусы метана

Одним из минусов считается КПД такого вида топлива. В среднем двигатель автомобиля сжигает на 10-20% газа больше, нежели бензина, при этом потеря мощности автомобиля может составлять от 5 до 25-30 процентов. Связано это с тем, что метан имеет меньшую теплоотдачу, нежели бензин, а при попадании в цилиндры двигателя занимает там больший объем.

Из первого минуса вытекает второй. В баллон помещается в среднем, около 15 кубометров газа, а по расходу топлива 1 кубометр газа примерно равен 1 литру бензина. В итоге получаем либо малый запас хода, либо громоздкую конструкцию из баллонов с газом. Обычно автомобилисты выбирают второй вариант.

И заключительный минус выплывает из первых двух. С увеличением количество баллонов возрастает и масса автомобиля, а следовательно, увеличивается и средний расход топлива авто.

Небольшое количество газозаправочных станций, и их, практически полное отсутствие, за пределами города — также можно отнести к минусам этого топлива.

Баллоны ГБО метан

Баллоны для метана должны иметь более прочные стенки, нежели для пропановых резервуаров. Связано это с высоким давлением, под которым содержится природный газ. Давление в баллоне достигает порядка 220 атмосфер. Стенки баллона гбо для метана должны иметь толщину от 0,6 см и выше. Коррозия и следы механического воздействия недопустимы!

Читайте также  Как сделать фаркоп своими руками

Чтобы максимально увеличить прочность такого баллона используют бесшовную конструкцию. Зачастую вес баллона ГБО для метана начинается от 60 кг, а объем газа, который может быть размещен в резервуаре, находится в пределах от 11 до 15 кубометров.

Еще одним отличием от привычного пропана является форма баллона – для метана баллон должен быть исключительно цилиндрический. Использование тороидальных баллоном в этом случае недопустимо.

Крепятся метановые баллоны максимально надежно, в местах вероятных трений устанавливают специальные прокладки, которые со временем нужно менять, предотвращая трения баллонов.

Баллоны для ГБО метан проходят множество предпродажных подготовок и испытаний, которые включают поджог баллона, огнестрельный выстрел, падение с высоты и прочее.

Цена баллона ГБО для метана колеблется в пределах сотен долларов, что значительно превышает цену на баллоны пропана.

Редуктор ГБО для метана

Подача газа осуществляется при помощи мембранного двухступенчатого редуктора, который аналогичен одноступенчатому редуктору для пропана. Цена редуктора для ГБО метан не сильно отличается от аналогичных пропановых узлов системы.

Коррекция зажигания

Для более эффективного использования газовой смеси производят корректировку зажигания. Связано это с тем, что газ имеет более ввысоке октановое число, а сгорает чуть медленнее. Поэтому для предотвращения прогара клапанов, увеличения динамики и снижения потребления топлива на автомобили с ГБО 4 поколения устанавливают вариатор угла опережения зажигания. В карбюраторных же автомобилях, которые оснащены ГБО первого или второго поколения, с той же целью, производится ручная корректировка трамблера, путем смещения его на определенный угол.

Безопасность

Установка ГБО метан требует повышенных мер безопасности, к которым относят:

  • Выносное заправочное устройство, в обязательном порядке, устанавливается за пределами багажного отделения, как правило, над или под бампером.
  • Исключается установка ВЗУ в лючок бензобака или в багажном отделении автомобиля.
  • Повышенное внимание уделяется магистралям ГБО метан. Магистрали должны быть уложены в специальные вентиляционные рукава, а сам рукав должен оснащаться каналом выхода за пределы автомобиля.
  • Магистрали должны иметь деформационные витки, которые способствуют предупреждению разрыва, деформации или протиранию вследствие вибрации.

На этом все, если же у Вас остались любые вопросы — смело задавайте их в комментариях кстатье.

Газовый двигатель

О достоинствах газомоторного топлива, в частности метана, сказано немало, но напомним о них еще раз.

Это экологичный выхлоп, удовлетворяющий текущие и даже будущие законодательные требования к токсичности. В рамках культа глобального потепления это важное преимущество, поскольку нормы Euro 5, Euro 6 и все последующие будут насаждаться в обязательном порядке и проблему с выхлопом так или иначе придется решать. К 2020 г. в Евросоюзе новым транспортным средствам будет разрешено производить в среднем не более 95 г СО2 на километр. К 2025 г. этот допустимый предел могут еще опустить. Двигатели на метане способны удовлетворить эти нормы токсичности, и не только благодаря меньшему выбросу СО2. Показатели выбросов твердых частиц в газовых двигателях также ниже, чем у бензиновых или дизельных аналогов.

Далее, газомоторное топливо не смывает масло со стенок цилиндра, что замедляет их износ. Как утверждают пропагандисты газомоторного топлива, ресурс двигателя волшебным образом вырастает в разы. При этом они скромно умалчивают о теплонапряженности работающего на газе двигателя.

И главное преимущество газомоторного топлива – это цена. Цена и только цена покрывает все недостатки газа как моторного топлива. Если мы говорим о метане, то это неразвитая сеть АГНКС, которая буквально привязывает газовый автомобиль к заправке. Количество заправок сжиженным природным газом ничтожно, этот вид газомоторного топлива сегодня представляет собой нишевой, узкоспециальный продукт. Далее, газобаллонное оборудование занимает часть полезной грузоподъемности и полезного пространства, ГБО хлопотно и накладно в обслуживании.

Технический прогресс породил такой вид двигателя, как газодизель, живущий в двух мирах: дизельном и газовом. Но как универсальное средство газодизель не реализует в полном объеме возможности ни того, ни другого мира. Нельзя оптимизировать ни процесс сгорания, ни показатели КПД, ни образование выбросов для двух видов топлива на одном двигателе. Для оптимизации газовоздушного цикла нужно специализированное средство – газовый двигатель.

Сегодня все газовые двигатели используют внешнее образование газовоздушной смеси и воспламенение от свечи зажигания, как в карбюраторном бензиновом двигателе. Альтернативные варианты – в стадии разработки. Газовоздушная смесь образуется во впускном коллекторе путем инжекции газа. Чем ближе к цилиндру происходит этот процесс, тем быстрее реакция двигателя. В идеале газ должен впрыскиваться прямо в камеру сгорания, о чем речь пойдет ниже. Сложность управления не единственный недостаток внешнего смесеобразования.

Инжекция газа управляется электронным блоком, который также регулирует угол опережения зажигания. Метан горит медленнее дизельного топлива, то есть газовоздушная смесь должна воспламеняться раньше, угол опережения также регулируется в зависимости от нагрузки. Кроме того, метану нужна меньшая степень сжатия, нежели дизельному топливу. Так, в атмосферном двигателе степень сжатия снижают до 12–14. Для атмо­сферных двигателей характерен стехиометрический состав газовоздушной смеси, то есть коэффициент избытка воздуха a равен 1, что в какой-то степени компенсирует потерю мощности от снижения степени сжатия. КПД атмосферного газового двигателя на уровне 35%, тогда как у атмосферного же дизеля КПД на уровне 40%.

Автопроизводители рекомендуют использовать в газовых двигателях специальные моторные масла, отличающиеся водостойкостью, пониженной сульфатной зольностью и одновременно высоким значением щелочного числа, но не возбраняются и всесезонные масла для дизельных двигателей классов SAE 15W-40 и 10W-40, которые на практике применяются в девяти случаях из десяти.

Турбокомпрессор позволяет снизить степень сжатия до 10–12 в зависимости от размерности двигателя и давления во впускном тракте, а коэффициент избытка воздуха увеличить до 1,4–1,5. При этом КПД достигает 37%, но одновременно значительно возрастает теплонапряженность двигателя. Для сравнения: КПД турбированного дизельного двигателя достигает 50%.

Повышенная теплонапряженность газового двигателя связана с невозможностью продувки камеры сгорания при перекрытии клапанов, когда в конце такта выпуска одновременно открыты выпускные и впускные клапаны. Поток свежего воздуха, особенно в наддувном двигателе, мог бы охлаждать поверхности камеры сгорания, снижая таким образом теплонапряженность двигателя, а также снижая нагрев свежего заряда, это увеличило бы коэффициент наполнения, но для газового двигателя перекрытие клапанов недопустимо. Из-за внешнего образования газовоздушной смеси воздух всегда подается в цилиндр вместе с метаном, и выпускные клапаны в это время должны быть закрыты во избежание попадания метана в выпускной тракт и взрыва.

Уменьшенная степень сжатия, повышенная теплонапряженность и особенности газовоздушного цикла требуют соответствующих изменений, в частности, в системе охлаждения, в конструкции распредвала и деталей ЦПГ, а также в применяемых для них материалах для сохранения работоспособности и ресурса. Таким образом, стоимость газового двигателя не так уж отличается от стоимости дизельного аналога, а то и выше. Плюс к этому стоимость газобаллонного оборудования.

Флагман отечественного автомобилестроения ПАО «КАМАЗ» серийно выпускает газовые 8-цилиндровые V-образные двигатели серий КамАЗ-820.60 и КамАЗ-820.70 размерностью 120х130 и рабочим объ­емом 11,762 л. Для газовых двигателей используют ЦПГ, обеспечивающую степень сжатия 12 (у дизельного КамАЗ-740 степень сжатия 17). В цилиндре газовоздушная смесь воспламеняется искровой свечой зажигания, установленной вместо форсунки.

Читайте также  Дизельный двигатель что это

Для большегрузных автомобилей с газовыми двигателями используют специальные свечи зажигания. Так, Federal-Mogul поставляет на рынок свечи с иридиевым центральным электродом и боковым электродом, выполненным из иридия или платины. Конструкция, материалы и характеристики электродов и самих свечей учитывают температурный режим работы большегрузного автомобиля, характерный широким диапазоном нагрузок, и сравнительно высокую степень сжатия.

Двигатели КамАЗ-820 оборудуют системой распределенного впрыска метана во впускной трубопровод через форсунки с электромагнитным дозирующим устройством. Газ инжектируется во впускной тракт каждого цилиндра индивидуально, что позволяет корректировать состав газовоздушной смеси для каждого цилиндра с целью получения минимальных выбросов вредных веществ. Расход газа регулируется микропроцессорной системой в зависимости от давления перед инжектором, подача воздуха регулируется дроссельной заслонкой с приводом от электронной педали акселератора. Микропроцесорная система управляет углом опережения зажигания, обеспечивает защиту от воспламенения метана во впускном трубопроводе при сбое в системе зажигания или неисправности клапанов, а также защиту двигателя от аварийных режимов, поддерживает заданную скорость автомобиля, обеспечивает ограничение крутящего момента на ведущих колесах автомобиля и самодиагностику при включении системы.

«КАМАЗ» в значительной степени унифицировал детали газовых и дизельных двигателей, но далеко не все, и многие внешне схожие детали для дизеля – коленвал, распредвал, поршни с шатунами и кольцами, головки блока цилиндров, турбокомпрессор, водяной насос, масляный насос, впускной трубопровод, поддон картера, картер маховика – не подходят для газового двигателя.

В апреле 2015 г. «КАМАЗ» запустил корпус газовых автомобилей мощностью 8 тыс. единиц техники в год. Производство размещено в бывшем газодизельном корпусе автозавода. Технология сборки следующая: шасси собирают и устанавливают на него газовый двигатель на главном сборочном конвейере автомобильного завода. Потом шасси буксируют в корпус газовых автомобилей для монтажа газобаллонного оборудования и проведения всего цикла испытаний, а также для обкатки автотехники и шасси. При этом газовые двигатели КАМАЗ (в том числе модернизированные с компонентной базой «БОШ»), собираемые на моторном производстве, также проходят испытания и обкатку в полном объеме.

«Автодизель» (Ярославский моторный завод) в содружестве с компанией Westport разработал и выпускает линейку газовых двигателей на базе семейства 4- и 6-цилиндровых рядных двигателей ЯМЗ-530. Шестицилиндровый вариант может устанавливаться на автомобили нового поколения «Урал NEXT».

Как уже говорилось выше, идеальный вариант газового двигателя – это непосредственный впрыск газа в камеру сгорания, но до сих пор мощнейшее глобальное машиностроение не создало такой технологии. В Германии исследования ведет консорциум Direct4Gas, возглавляемый компанией Robert Bosch GmbH в партнерстве с Daimler AG и Штутгартским научно-исследовательским институтом автомобильной техники и двигателей (FKFS). Министерство экономики и энергетики Германии поддержало проект суммой в 3,8 млн евро, что на самом деле не так уж много. Проект будет работать с 2015-го до января 2017 г. На-гора должны выдать промышленный образец системы непосредственного впрыска метана и, что не менее важно, технологию ее производства.

По сравнению с нынешними системами, использующими многоточечный впрыск газа в коллектор, перспективная система непосредственного впрыска способна на 60% увеличить крутящий момент на низких оборотах, то есть ликвидировать слабое место газового двигателя. Непосредственный впрыск решает целый комплекс «детских» болезней газового двигателя, принесенных вместе с внешним смесеобразованием.

В проекте Direct4Gas разрабатывают систему непосредственного впрыска, способную быть надежной и герметичной и дозировать точное количество газа для впрыска. Модификации самого двигателя сведены к минимуму, чтобы промышленность могла использовать прежние компоненты. Команда проекта комплектует экспериментальные газовые двигатели недавно разработанным клапаном впрыска высокого давления. Систему предполагается тестировать в лаборатории и непосредственно на транспортных средствах. Исследователи также изучают образование топливно-воздушной смеси, процесс управления зажиганием и образование токсичных газов. Долгосрочная цель консорциума – это создание условий, при которых технология сможет выйти на рынок.

Итак, газовые двигатели – это молодое направление, еще не достигшее технологической зрелости. Зрелость наступит, когда Bosch со товарищи создадут технологию непосредственно впрыска метана в камеру сгорания.

Проблемы переделанных дизелей на газ, простым языком

Срок возврата инвестиций 1,5 — 2 года

Электроэнергия от 1,6 руб/кВт

Бесплатное тепло при когенерации

Экономия от 500 000 руб./месяц

Высокий КПД наших установок

Короткие сроки строительства

Телефон отдела продаж:

Особенности метана как моторного топлива

Температура горения метана составляет 1800 – 2000 градусов по Цельсию), что почти в два раза выше, чем у дизтоплива (примерно 1100 градусов). Кроме того, у метана больше удельная теплота сгорания и дольше продолжительность процесса горения в цилиндрах двигателя.

Этими особенностями и объясняется необходимость внесения серьёзных конструктивных изменений в двигатели внутреннего сгорания, предназначенные для работы на природном газе.

Проблемы переделанных дизелей

Практика показывает: стандартные дизельные электростанции, простейшим образом переделанные под природный газ (при этом меняют только системы управления, зажигания и топливоподачи) нормально работать не могут. Поскольку конструкция камеры сгорания и головки цилиндра на таком моторе не оптимизирована под работу на газе, то переделанный дизель очень сильно перегревается. Обычно перегрев наблюдается после того, как нагрузка электроагрегата превышает 50% от номинала.

Изменения в конструкции двигателя

Таким образом, при переходе на природный газ только переделкой системы зажигания и топливной системы обойтись нельзя. «По уму» под метан в двигателе необходимо менять практически всё – и материалы (так как температура горения выше, чем у дизельного топлива), и конструкцию, (как отдельных деталей, так и целых узлов).

Например, головка цилиндра газового двигателя должна быть совершенно другой, чем у дизеля. Здесь и иные, более жаростойкие металлы, и особенная конструкция каналов, обеспечивающая более эффективное охлаждение.

Или поршень. Для работы на природном газе он должен быть изготовлен из более жаростойкого металла, чем для дизтоплива. Кроме того, из-за особенностей горения топливной смеси донце поршня на газовом двигателе должно иметь иную форму, чем на дизельном. А поскольку топливная смесь на основе метана горит в цилиндре дольше, чем дизтопливо, то и рабочий цикл газового двигателя получается иным, чем у дизельного. Соответственно, для работы на метане должны быть внесены изменения и в конструкцию распредвала.

В результате, почти все детали и узлы двигателя разработаны специально для работы на природном газе.

Зачастую такие электростанции имеют привлекательную цену, так как стоимость дизельного двигателя значительно ниже. Мы постоянно сталкиваемся с такими переделанными двигателями, так как Заказчикам отказывают в сервисном обслуживании, либо его совсем нет, станции останавливаются и больше не работают. И с таким электростанциями уже ничего не сделать. Обслуживающему персоналу приходится буквально «ночевать» возле такой ГПУ, так как горит практически все, приходится проводить ТО каждую неделю. Соответственно тратятся большие суммы на ежемесячное обслуживание и ремонты.
Конструкция газовых двигателей специально оптимизирована для работы на метане, а не является переделкой стандартного дизельного движка, как у многих отечественных производителей.
В России нет производств газовых двигателей, все что предлагается под видом «газопоршневых электростанций российского производства» — это все дизельные электростанции, которые не работают на метане.

Что касается конструкции газовых двигателей MAN, качества их изготовления и сборки, то весь модельный ряд – это просто эталон, на который должны равняться все остальные производители.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: