Двс на газе. Новый комментарий

Статья о достоинствах и недостатках газового оборудования для автомобилей. Параллельное применение газа и бензина, пожароопасность, экология. В конце статьи - видео о ГБО.

Содержание статьи

Установить газобаллонное оборудование – это значит довольно серьезно нарушить конструкцию автомобиля. Подобное решение не всегда бывает благодарным, потому что после такой переделки гарантия на машину уйдет в небытие, словно ее и не было. Однако, несмотря на такой риск, многие водители решаются на такую реконструкцию, и не без оснований.

Причины установки ГБО

Основной причиной для монтирования газобаллонного оборудования автолюбители считают экономию финансовых средств, если при этом еще учесть неукротимо возрастающие цены на бензин и дизельное топливо.

При этом надо сказать, что установка ГБО, как и любая другая реконструкция автомобиля, имеет свои преимущества, как, впрочем, и недостатки. Сопоставляя то и другое, многие водители нередко отдают предпочтение газу как топливу. Давайте попробуем разобраться во всех этих плюсах и минусах, чтобы в дальнейшем вы смогли сделать для себя правильный выбор.

Основные преимущества газобаллонного оборудования

Главный плюс газового топлива – это его экономичность. Несмотря на то, что газа в автомобиле расходуется на 20% больше, он почти в два раза дешевле бензина.

Но при этом нужно иметь в виду, что такая экономия будет работать на вас только в том случае, если вы эксплуатируете автомобиль с максимальной интенсивностью. В противном случае выгода установки такого оборудования станет весьма сомнительной.

Также не забывайте и про показатель расхода топлива, который имеется на двигателе вашей машины. Если этот показатель не переступает границу 6 литров на 100 километров, то надо лишний раз подумать о переходе на газовое топливо.

Причиной для принятия такого решения могут послужить следующие обстоятельства: при двигателе с небольшим объемом, а также при малых пробегах ваши затраты на приобретение газового оборудования будут окупаться слишком долго, особенно если учесть разницу цен одного литра бензина и одного литра газа.

Параллельное применение газа и бензина

Выгоду параллельного использования газового и бензинового видов топлива в первую очередь смогут оценить водители, у которых есть необходимость совершать регулярные рейсы на большие расстояния. При таком оснащении у вас возникает дополнительный запас пробега автомобиля. То есть, вы сможете проехать достаточно большое расстояние, не заправляясь и, таким образом, избегая сомнительные автозаправочные станции, которые могут попадаться вдали от крупных городов.

В качестве примера представьте, что определенную часть вашего маршрута вы едете на газе, а после того, как он закончился, сразу переключаетесь на бензин. Или наоборот. Кроме того, многие автолюбители применяют такую стратегию: на больших трассах, где возникает необходимость обгона на большой скорости, они используют бензин. А в пределах населенных территорий, где большой мощности двигателя не требуется, переключаются на газовое питание.

Особенности работы двигателя на газовом топливе

Многие владельцы автомашин по опыту не раз замечали, что мотор на газе функционирует с меньшим шумом и намного стабильнее, чем на бензине. Эту особенность объяснить несложно: октановое число у газа превосходит бензиновое и составляет примерно 110.

Благодаря именно этому обстоятельству двигатель на газе работает более плавно и мягче. По тем же причинам снижается процент вибраций и шума. В развитых европейских странах и в США уделяется внимание такому негативному проявлению, как шумовое загрязнение больших городов, и там преимущество ГБО неоспоримо. В России и в странах СНГ эта проблема пока не настолько актуальна, но, как известно, прогресс не стоит на месте.

Многие автолюбители, предпочитающие газобаллонное оборудование, не без основания считают, что моторы, питающиеся газом, имеют более длительный срок эксплуатации, нежели те агрегаты, которые потребляют бензин. И это действительно так.

Объясняется это тем, что пропан-бутан в системе подачи топлива находится в жидком виде. Проникая в цилиндры ДВС, он мгновенно переходит в нужное газообразное состояние, готовое к употреблению.

В сравнении с газом бензин подобным свойством не обладает, несмотря на то, что разработчики разных стран стремятся максимально приблизить рабочую смесь бензина и воздуха к газообразному состоянию.

Примечание: ГБО на метане в легковых машинах не применяется, потому что такая система имеет слишком большие размеры и вес.

Зажигание на газовом двигателе работает намного эффективнее. Несмотря на то, что газ сгорает не так быстро, как бензин, процесс этого сгорания протекает значительно равномернее, чем процесс сгорания бензино-воздушной смеси. И это обстоятельство дает следующие преимущества:

Снижение ударных нагрузок на цилиндр и поршень.
Большой октановый показатель газового топлива сводит к минимуму детонацию и ее негативное воздействие.
Основной аргумент в пользу ГБО – более длительный процесс износа двигателя. Долговечность мотора на газовом топливе на 45% выше, чем у бензинового агрегата.

Кроме того, газ очень равномерно перемешивается с воздухом и потому после него на стенках цилиндров не остаются отложения. По этой же причине моторное масло, которое заливают в газовый двигатель, меньше загрязняется, его вязкость продлевается на более продолжительное время и, соответственно, удлиняется срок эксплуатации масла между заменами на 40 %.

Стоит еще сказать про защитную масляную пленку в двигателе, который питается газом – со стенок цилиндров она не исчезает. Все эти особенности в своей массе свидетельствуют о том, что применение газа в качестве топлива действительно увеличивает срок эксплуатации мотора.

Кстати, при установленном ГБО срок работы свечей тоже увеличивается примерно процентов на 40. Дело в том, что при сгорании газового топлива внутри цилиндра не накапливаются смоляные отложения и, соответственно, нагара на свечах образуется намного меньше. Этому способствует большая концентрация водорода в газовом топливе.

Двигатели с ГБО и экология

Агрегаты на газе не столь токсичны, чем на бензине – это научно зафиксированный факт. Газ - действительно более чистое топливо по сравнению с бензином. По свидетельству специалистов фирмы BOSCH, использование газа по своей экологической чистоте проигрывает только водородным моторам и электромобилям. Перечислим основные экологические нюансы использования газового топлива:

Применение ГБО значительно снижает количество вредных веществ, загрязняющих воздух.
В газе не содержится сера.
Нет необходимости добавлять в газ присадки.
Газ в три раза экологически чище неэтилированного бензина.
В цилиндрах газ сгорает полностью, благодаря чему снижается уровень СО.

Действительно, окружающая среда намного меньше загрязняется от машин, работающих на газовом топливе. Однако в России и в странах СНГ это преимущество совершенно не ценится.

Не всему и не всегда нам нужно учиться у коллективного Запада, но это тот случай, когда стоит обратить внимание на опыт тех европейских стран, в которых автомобили на газовом топливе приветствуются, а их водителям даже предоставляются льготы.

Более того, в некоторых городах Европы для водителей дизельных и бензиновых двигателей вводятся ограничения на передвижение. На владельцев электромобилей и машин с газовым двигателем эти ограничения не распространяются.

Упрощенность эксплуатации, пожароопасность

Современное газобаллонное оборудование довольно легко и просто использовать:

автоматика газового впрыска самостоятельно переходит на нужный вид топлива;
система проводит самодиагностику, результаты которой сигнализирует водителю, а также контролирует остаток газа в емкости;
хозяин машины в любой момент может сменить вид топливо с помощью переключателя в салоне автомобиля.

Газобаллонное оборудование обладает самой низкой вероятностью взрыва или пожара: утечка газа не может представлять такой опасности, какую несет утечка бензина. Даже если произошло повреждение баллона или газопровода, газ сразу же начнет охлаждаться.

Например, при уличной температуре +20 градусов по Цельсию температура газа при разгерметизации системы упадет до –130 градусов. После этого содержание баллона трансформируется в газообразное состояние и улетучится.

А если уличная температура окажется ниже нуля, то риске возгорания газа вообще говорить не приходится – он просто аннулируется. Перечисленные свойства газа, которые выгодно отличают его от легковоспламеняющегося бензина, также свидетельствуют о преимуществе двигателей на газовом топливе.

Этот факт подтверждают многочисленные эксперименты как отечественных, так и зарубежных специалистов. Например, немцы (клуб ADAC) неоднократно имитировали мощнейшие испытательные ДТП, в которых машина получала удар именно в ту часть, где находился баллон с газом.

При этом всему газовому оборудованию наносился ущерб в максимальной степени, и после этого поврежденный автомобиль поджигали. Однако результаты этого испытания оказались в пользу газового оборудования.

Эксперты выяснили, что если исправное ГБО установить правильно, оно не будет представлять опасности для водителя в процессе эксплуатации. Даже в случае ДТП газовый баллон менее опасен по сравнению с бензобаком.

Кстати, физическая прочность газового баллона значительно превышает прочность бензинового бака. Так что если и возникают возгорания машин, оснащенных ГБО - это, как правило, следствие грубых нарушений правил использования газового оборудования.

Трагические последствия подобного рода могут возникнуть при эксплуатации заведомо неисправного ГБО. То же самое происходит и с бензиновыми двигателями при нарушении правил безопасности.

Еще один плюс газового топлива – своевременное ощущение запаха при утечке. Для этого в газ добавляют специальные компоненты (меркаптаны), которые при утечке и распространяют ощутимый запах.

А теперь несколько строгих правил по обращению с газовым топливом:

Ни в коем случае не загружайте баллоны бытовым газом.
Соблюдайте максимально допустимое давление в газовой емкости и никогда не нарушайте этого правила.
Неукоснительно следуйте рекомендациям изготовителя газобаллонного оборудования.
Ориентируйтесь на требования профессиональных работников по обслуживанию газового оборудования.

Вот основные правила, которые вам остается только соблюдать. Если вы все-таки обнаружили даже ничтожные признаки утечки газа в двигателе или обнаружили запах в багажнике или салоне, немедленно отправляйте машину на проверку герметичности ГБО. Помните: использовать автомобиль с этой проблемой строго запрещено!

Основные недостатки ГБО

Самым большим недостатком газобаллонного оборудования можно назвать его стоимость. Покупка современной системы и монтаж ее «под ключ» может вам стоить не меньше 500 долларов. Но при этом надо помнить, что эти деньги вы вкладываете в будущую экономию, причем немалую. Правда, дивиденты пойдут не сразу, а со временем и с учетом многих условий.

Мощность двигателя на газе

Если вы решитесь перейти на газовое топливо, приготовьтесь к снижению мощности вашего автомобиля почти до 15%. Это будет вызвано тем, что скорость сгорания газа значительно отстает от аналогичного показателя бензина.

Особенно вы это почувствуете при необходимости быстрого разгона. В какой-то степени компенсировать этот недостаток будут плавность работы двигателя, особенно во время разгона, а также отсутствие дерганий и провалов. Это все обусловлено медленным сгоранием газа.

Внимание! В зимнее время года запускайте двигатель только на бензине! Холодный запуск на газе губительно влияет на диафрагму редуктора и сокращает срок ее службы. На газ переходите только тогда, когда прогреете мотор до 50 градусов.

Заключение

Итак, вы остановили свой выбор на газовом топливе и приняли решение установить ГБО. В таком случае пересмотрите еще раз эту статью и постарайтесь учесть все плюсы и минусы, указанные выше. Ведь нередко случается так, что для одного автолюбителя использование газового оборудования совершенно невыгодно, а для другого служит серьезным средством финансовой экономии.

Кроме того, перед тем, как приобрести и установить газобаллонное оборудование, не забывайте о том, что оно подлежит регистрации, а после установки потребует повышенного внимания и ухода. Однако, вполне возможно, что именно для вас плюсов в ГБО окажется намного больше, чем минусов, и эта система надежно прослужит вам долгие годы.

Видео о газовом оборудовании:

Природный газ является самым экологичным ископаемым топливом. Использование природного газа в автомобилях позволяет снизить содержание в выхлопе углекислого газа на 25%, угарного газа на 75%. Основным компонентом природного газа выступает метан. Природный газ храниться под давлением 200 бар, поэтому другое его название – сжатый (компримированный) природный газ (Compressed Natural Gas, CNG). В настоящее время свыше 15 миллионов автомобилей в мире эксплуатируется на природном газе.

Другим преимуществом природного газа является его низкая цена (метан в 2-3 раза дешевле бензина). К недостаткам использования природного газа можно отнести падение мощности автомобиля (до 20% в зависимости от конструкции), неразвитая сеть заправочных станций в России, повышенный износ клапанов при работе двигателя на газе, высокая стоимость газобаллонного оборудования.

Отдельно необходимо сказать о безопасности автомобилей на природном газе. Исследования немецкого автомобильного клуба (ADAC) показали, что риск возникновения пожара при лобовом и боковом ударе транспортного средства не увеличивается. То есть при аварии автомобиль, работающий на природном газе, ведет себя как обычный автомобиль.

Различают следующие виды автомобилей на природном газе:

серийные автомобили (выпущенные серийно на заводах автопроизводителей);
модифицированные автомобили (переоборудованные на специализированных предприятиях).

Серийные автомобили на природном газе

Серийные автомобили на природном газе выпускаются в двух вариантах исполнения: двухтопливные (газ и бензин используются на равных правах, имеется возможность переключения режимов) и монотопливные (основное топливо газ, имеется аварийный бензобак, автоматическое переключение на бензин). Монотопливные автомобили лучше приспособлены для работы на природном газе, у них оптимальный расход топлива и низкий уровень вредных выбросов.

Для перевода на природный газ автопроизводители используют имеющиеся бензиновые двигатели (двигатели с искровым зажиганием). Наилучшим образом для перевода на газ приспособлены двигатели с турбонаддувом . Адаптация работы турбокомпрессора (большее сжатие, дополнительное давление наддува) позволяет добиться одинаковой для газа и бензина характеристики мощности и крутящего момента двигателя.

Особенностями сжатого природного газа являются повышенная детонационная стойкость (октановое число 130) и отсутствие смазывающих свойств, что приводит к повышенным нагрузкам на двигатель. Для противодействия перечисленным факторам в механическую часть двигателя вносятся различные изменения, повышающие прочность отдельных элементов и узлов (поршневых пальцев и колец, шатунных вкладышей, направляющих и седел клапанов). При необходимости повышается теплопроводность бензиновых форсунок, увеличивается производительность водяного и масляного насосов, заменяются свечи зажигания.

Серийные автомобили на природном газе предлагают большинство автопроизводителей, в том числе Audi, BMW, Citroen, Chevrolet, Fiat, Ford, Honda, Hyundai, Mercedes-Benz, Opel, Peugeot, Seat, Skoda, Toyota, Volkswagen, Volvo. Автомобили реализуются в регионах, где использование природного газа наиболее распространено. В нашей стране серийные автомобили на природном газе официально не продаются. Серийный автомобиль на природном газе с пробегом можно ввести в страну.

Модифицированные автомобили на природном газе

Теоретически все автомобили с бензиновым двигателем могут быть переоборудованы для работы на природном газе. Специализированные центры предлагают установку газобаллонного оборудования на природном газе от различных производителей. В результате вы получаете двухтопливный автомобиль, способный работать на газе и бензине. Ввиду высокой стоимости газобаллонное оборудование на природном газе устанавливается, в основном, на коммерческий транспорт (такси, автобус, грузовые автомобили), где оно быстрее окупается и позволяет получить существенную выгоду.

Газ номинального рабочего давления поступает в газовую распределительную магистраль и далее к клапанам подачи газа во впускном коллекторе. Клапан подачи газа (в некоторых источниках – газовая форсунка) представляет собой электромагнитный клапан. При подаче тока на катушку электромагнита, поднимается якорь и открывается дозирующее отверстие. Газ в импульсном режиме поступает во впускной коллектор и смешивается с воздухом. При отсутствии тока, пружина удерживает клапан в закрытом положении.

Электронная система управления подачей газа включает входные датчики, блок управления и исполнительные устройства. Для серийных автомобилей система управления подачей газа является расширением системы управления двигателем . Модифицированные автомобили имеют отдельную систему управления.

К входным датчикам относятся датчик давления в баллоне и датчик давления в газовой распределительной магистрали. Датчик давления в баллоне располагается на регуляторе давления. Он определяет запас газа в баллоне (баллонах) величину заправки газом, а также герметичность баллона (баллонов). Датчик давления в газовой распределительной магистрали определяет давление газа в контуре низкого давления, на основании которого определяется продолжительность открытия клапанов подачи газа.

Сигналы от датчиков поступают в электронный блок управления. В своей работе блок управления использует информацию от других датчиков систему управления двигателем: частоты вращения коленчатого вала , положения дроссельной заслонки , кислородного датчика и др. В соответствии с заложенным алгоритмом блок управления выполняет рад функций:

управление впрыском газа (в зависимости от числа оборотов двигателя, нагрузки, качества и давления газа);
лямбда-регулирование работы на газе (обеспечение работы на гомогенной смеси, адаптация качества газа);
холодный пуск двигателя (при температуре воздуха ниже 10оС запуск двигателя производится на бензине);
аварийный пуск двигателя (если в течение нескольких секунд не производится запуск на газе, производится запуск на бензине).

Перечисленные функции реализуются с помощью исполнительных устройств: клапанов подачи газа, запорных клапанов на баллонах, клапане высокого давления в регуляторе давления.

Газобаллонные автомобили

Газовые двигатели – двигатели, работающие на газообразных топливах, широко применяются на современном автомобильном транспорте. При этом используется сжиженный нефтяной газ (СНГ ), состоящий в основном из пропана и бутана, а также сжатый природный газ (СПГ ) метан или компримированный природный газ. Запас сжатого или сжиженного газа хранят в специальных баллонах, поэтому и автомобили, работающие на газе, называют газобаллонными.

Двигатели, работающие на газовом топливе, относятся к тепловым двигателям с принудительным воспламенением рабочей смеси, т. е. используют искровое зажигание, как и бензиновые двигатели, поэтому оценивать достоинства и недостатки газообразного топлива объективнее в сравнении с бензином.

Для дизельных двигателей газовое топливо не получило широкого распространения в силу того, что газ физически не может воспламеняться при той температуре, которую имеет сжатый воздух в цилиндрах дизеля с нормальной степенью сжатия. Просто подвести газ к камерам сгорания недостаточно. Газ не воспламенятся сам по себе от сжатия, так как его температура самовозгорания (460...480 ˚С ) примерно в полтора раза выше чем у дизельного топлива (300...320 ˚С ). Поэтому при переводе дизеля на газ даже теоретически невозможно использовать одно только газовое топливо без принудительного его воспламенения.

Тем не менее, эта проблема оказалась преодолимой, и еще во времена СССР было найдено ее техническое решение: впрыскивать в камеру сгорания совместно газ и дизельное топливо. В частности, такое решение применялось для некоторых моделей автомобилей марки «КАМАЗ».
Принцип действия газодизельного двигателя основывался на том, что в цилиндры подается запальная доза дизельного топлива (20%-30% ), а остальная порция топлива (70%-80% ) замещалась подачей природного газа.
При этом выгоднее подавать в цилиндры сначала газ, чтобы он хорошо перемешался с воздухом, а затем впрыснуть запальную порцию дизельного топлива.

Технически любой дизельный двигатель можно переоборудовать для работы с газобаллонным оборудованием - как на нефтяной пропанобутановой смеси, так и на природном метане, без использования запальной порции дизельного топлива.
Однако, в отличие от перевода бензиновых двигателей на газ, модернизация дизельного двигателя для работы на одном лишь газовом топливе потребует радикальных изменений штатной системы питания дизеля и использования системы зажигания.
Необходимо демонтировать топливную аппаратуру, и вместо нее установить систему зажигания. Форсунки меняются на свечи зажигания, и после этого монтируется газобаллонное оборудование. Газ при помощи дозатора поступает во впускной коллектор и двигатель будет работать на газовом топливе.
Конечно же, после таких переделок многие преимущества дизеля теряются.

Требования, предъявляемые к газообразным топливам

Требования, предъявляемые к газовым топливам мало отличаются от требований к другим видам топлива для двигателей:

обеспечение хорошего смесеобразования;
высокая калорийность горючей смеси;
отсутствие коррозии и коррозионных износов;
минимальное образование отложений во впускном и выпускном трактах;
сохранение качества при хранении и транспортировании;
низкая стоимость производства и транспортирования.

Преимущества использования газообразного топлива

Октановое число газового топлива выше, чем бензина (среднее значение октанового числа – 105 ), поэтому детонационная стойкость сжиженного газа больше, чем бензина даже самого высшего качества.

Это позволяет добиться большей экономичности использования топлива в двигателе с повышенной степенью сжатия. При этом скорость сгорания газа немного меньше, чем у бензина. В результате снижаются нагрузки на стенки цилиндров, поршневую группу и коленчатый вал, что позволяет двигателю работать ровно и тихо.

Газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью, поэтому двигатель работает ровнее и тише.
Газовая смесь сгорает полностью, поэтому не образуется нагар на поршнях, клапанах и свечах зажигания.

Газовое топливо не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, а также не смешивается с маслом в картере, не ухудшая, таким образом, смазочные свойства масла. В результате цилиндры и поршни изнашиваются меньше, а периодичность замены моторного масла увеличивается.

По сравнению с бензином сжиженный газ имеет следующие преимущества:

в полтора-два раза меньше себестоимость;
более высокая детонационная стойкость (октановое число 105 );
двигатель на газе работает мягче, а срок его службы увеличивается примерно в полтора раза;
увеличивается периодичность замены моторного масла в полтора-два раза, поскольку уменьшается срок его старения;
увеличивается на 40% срок службы свечей зажигания;
газ практически не содержит серы, которая вызывает коррозию металлов и их изнашивание;
снижается токсичность отработавших газов (СО в два раза, СН на 50…100% , NOx на 20…30 % );
в отличие от бензина газовая смесь более однородна по составу;
не накапливаются смолистые отложения на деталях и приборах системы питания, так как нефтяной газ растворяет их;
значительно уменьшается нагарообразование на деталях двигателя.

Сжатый газ также употребляется в качестве горючего, поскольку природные запасы метана колоссальны, и сложно найти более дешевое топливо для автомобильного двигателя.

Сжатый природный газ по сравнению со сжиженным нефтяным газом имеет следующие преимущества:

бόльшая безопасность, так как он легче воздуха и при утечках улетучивается;
дешевле;
большие природные запасы;
отработавшие газы экологически более чистые.

Недостатки газообразного топлива:

более низкая скорость сгорания по сравнению с бензином, в результате чего мощность двигателя снижается примерно на 7…12% (до 20% );
затрудненный пуск двигателя при низких температурах;
увеличение металлоемкости автомобиля на 25…30 кг при сжиженном газе и на 700…800 кг при сжатом;
применение дополнительного дорогостоящего оборудования приводит к увеличению стоимости автомобиля на 20..27% ;
повышенный расход газа по сравнению с бензином;
необходимость периодического освидетельствования баллонов для хранения газа на испытательных станциях;
трудоемкость ТО и ремонта двигателя возрастает на 3...5% , (эти затраты перекрываются экономией от увеличения межремонтного ресурса двигателей);
дальность поездки на одной заправке не превышает 200...250 км ;
повышенные требования техники безопасности при использовании газобаллонных установок.

Сжиженный газ обычно используется в системах питания двигателей легковых автомобилей. Переоборудовать автомобиль для работы на сжиженном газе проще и дешевле, чем для работы на сжатом. Кроме того, сжиженный газ находится в баллоне под относительно небольшим давлением (примерно 1,6 МПа ), а высокая степень разреженности сжатого газа требует увеличить этот показатель в 12-15 раз.

Поэтому для использования сжатого газа необходимы более громоздкие и тяжелые заправочные баллоны с более толстыми стенками, которые значительно повышают вес автомобиля. И если для грузовых автомобилей и автобусов с этим неприятным фактом еще можно мириться, то для легковых автомобилей, где каждый килограмм веса на учете, использование сжатого газа менее привлекательно. Кроме того, пробег между заправками для автомобиля, работающего на сжиженном газе вдвое больше, чем для работающего на газообразном топливе.
Исходя из этого системы питания с газовым топливом пока не нашли достаточно широкого применения, и используются на автомобилях, совершающих поездки в пределах городов и пригородов, т. е. на небольшие расстояния.

Марки газовых автомобильных топлив

ГОСТ 20448-90 предусматривает выпуск сжиженного газа двух марок: СПБТЗ (смесь пропанобутановая техническая зимняя) и СПБТЛ (смесь пропанобутановая техническая летняя).
Устаревший стандарт (ГОСТ 27578-87 ) также предусматривал две марки сжиженного газа: зимнюю - ПА (пропан автомобильный) и летнюю - ПБА (пропанобутановая смесь автомобильная).

Основными компонентами сжиженного газового топлива являются пропан (С 3 Н 8 ) и бутан (С 4 Н 10 ). В сжиженных газах, поставляемых для автомобильного транспорта, по техническим причинам может содержаться некоторое количество масла, поступающего из компрессоров и насосов.

Зимняя смесь отличается от летней повышенным содержанием пропана и применяется при температуре окружающего воздуха ниже +5 ˚С . Летняя смесь применяется при температуре +5 ˚С и выше.
Пропан остается в жидком состоянии при температуре ниже -42 °С , для бутана эта температура составляет -0,5 °С .
В весенний период времени с целью полной выработки запасов сжиженного газа марки СПБТЗ допускается ее применение при температуре до +10 °С .
Более высокая температура может привести к нежелательному повышению давления в системе подачи газа и ее разгерметизации.

Сжатый природный газ выпускается двух марок: «А » и «Б ». Они отличаются содержанием метана и азота. Основные горючие компоненты сжатых газов - метан (СН 4 ), окись углерода (СО ) и водород (Н 2 ) получают из горючих газов различного происхождения (природных, попутных, нефтяных, коксовых и др.). В попутных газах в зависимости от месторождения нефти содержание метана может находиться в пределах 40-82% .

Самый первый двигатель внутреннего сгорания изобрёл инженер-бельгиец Ж.Ж. Этьен Ленуар в середине 19 века, это был двухтактный электрический двигатель с искровым зажиганием, топливом для этого устройства был каменноугольный газ, но ресурс работы такого изобретения был очень мал, так как изобретатель не учёл необходимость в смазке и охлаждения двигателя. Через несколько лет Ленуар преобразовал свой двигатель с учётом потребностей, и в качестве топлива стал использовать керосин. И всё равно устройство было безупречным, хотя некоторые трёхколёсные автомобили ездили на таком двигателе.

К концу 19 века произошли большие изменения в создании двигателя внутреннего сгорания. Немецкий изобретатель Николаус Аугуст Отто был первым изобретателем, открывший миру технически сложно устройство, преобразовывающее энергию топлива в механическую энергию, он создал газовый двигатель внутреннего сгорания. Суть работы газового двигателя была в том, что горючая смесь сначала подвергалась сильному сжатию в верхней точке положения поршня.

Первый двигатель изобретателя был довольно низкооборотным и имел достаточно большую массу, в следствии чего при увеличении оборотов вала до 180 об/мин появлялись проблемы в его работе, и быстрее изнашивался золотник. Для хранения газа использовался огромная ёмкость, что делало невозможным установить его на автомобиль, зато он нашёл своё огромное применение на различных фабриках и заводах

Изобретателю потребовалось 15 лет, чтобы создать экономичный двигатель, который в свою очередь получил название четырёхтактного двигателя, так как рабочий цикл протекал в нём за четыре хода поршня.

Что же такое газовый двигатель внутреннего сгорания?

Общее определение двигателя внутреннего сгорания таково, что это такой тип двигателя, где химическая энергия жидкого или газообразного углеводородного топлива, которое сгорает в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу. Главным недостатком двигателя внутреннего сгорания является производимая им высокая мощность в исключительно узком диапазоне оборотов, поэтому главными элементами двигателя становится стартер и трансмиссия.

Нынешние двигатели подобного типа работают на природном газе, сниженном пропан-бутане и других. Большим плюсом таких двигателей является то, что в них меньше изнашиваются основные узлы и детали, что происходит из-за создания качественной горючей смеси и её результативного сжигания, а также преимущество ещё и в том, что в выхлопах практически не обнаруживается вредных примесей.

Коэффициент полезного действия (КПД) двигателей на таком топливе приближается к 42 процентам.

Что такое система питания газовых двигателей?

Системой питания газовых двигателей внутреннего сгорания, называют систему, устанавливающуюся на автомобили и позволяющую использовать вместо бензина сниженный газ. Состоит такая система из следующих элементов:

Суть работы такой системы почти идентично бензиновой, то есть в начале сжиженное топливо поступает в клапан-фильтр по магистрали, где проходит начальную чистку от различных смол, затем очищенное топливо направляется в редуктор-испаритель, где давление его понижается до одной атмосферы и после этого через дозатор топливо уже подаётся в смеситель.

Что касается инжекторных двигателей, то в подобном оборудование бензиновый клапан не применяется, вместо него устанавливают эмулятор форсунок

Плюсы и минусы газового двигателя:

Как ни странно, но такое оборудование не идеальное, оно имеет и достоинства и недостатки. Достоинства такого оборудования в том, что вы можете без особых трудностей создать газовый двигатель самостоятельно, а именно, смонтировать установку на автомобиль своими силами, также не маловажным плюсом является низкая стоимость такого топлива, а также высокое октановое число. Помимо этого, как было сказано выше, такое топливо не производит вредных выбросов. Двигатель на таком топливе работает более качественно, а также значительно увеличивается ресурс двигателя.

Что касается недостатков, то их много меньше, но они существенны, например, снижается динамика разгона автомобиля, ощутимо возрастает нагрузка на клапаны газораспределительного механизма. Помимо этого, есть некоторые сложности с использование такого оборудования в зимнее время года, а также оно занимает довольно много места. В общем ставить или не ставить газовое оборудование решать только вам.

Как установить газовое оборудование самостоятельно?

Существует известные нам в наше время пара схем подключения оборудования - классическая, в которой газ подаётся прямо в инжектор или карбюратор и последовательная - при которой топливо поступает прямо в форсунки, которые установленны параллельно с бензиновыми.

Проще всего использовать классическую схему установки оборудования, она менее затратная и не сложная в плане работы, но имеет один достаточно весомый недостаток - при переключении режимов начинает образовываться смесь довольно низкого качества, в следствии чего двигатель быстрее изнашивается. Поэтому, пусть последовательная система затратнее, но качество подачи газа у неё намного лучше.

Обычно газобаллонное оборудование, которое можно самостоятельно встроить в уже существующую систему автомобиля, можно приобрести на рынке, и к каждой модели двигателя подбирается соответствующая модель газобаллонного оборудования. Чаще всего заправочный баллон с комплектующими крепится в месте для запасного колеса, но может крепится и в нише багажника.

После того как вы закрепили баллон присоединяем выносное заправочное устройство, отверстие которого должно выходить на внешнюю сторону кузова, после этого, на двигателе устанавливаются клапаны против утечки газа, для перекрывания бензина при подаче газа. Обычно переключатель с бензина на газ монтируется в салоне автомобиля.

Но, если вы не уверены в своих знаниях по устройству мотора и способностях, то лучше всего обратиться к специалистам и не рисковать присоединять ГБО самостоятельно. С газом не шутят!

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.

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.