Дизель на газовом топливе: стоит ли игра свеч? Часть 1

Переход на газовое топливо считают одним из возможных направлений развития дизельных двигателей. Да, переформатировать дизель под «газ» — реально и даже не очень сложно. Вопрос в другом, — «стоит ли эта игра свеч».

Начнем с того, что дизельный мотор в принципе не может работать только на одном газовом топливе.

Газ не загорается в результате сжатия, как дизельное топливо, потому что он воспламеняется только при температуре около 700 градусов (для сравнения солярке достаточно 320-380 градусов). Если мы попробуем запустить обычный дизель на одном метане, температура сжатого воздуха в цилиндрах будет недостаточной для горения газа. Таким образом, «чисто газовых» дизелей в природе не существует. Однако есть популярные и проверенные способы переоборудовать дизель для работы на метане или пропане.

Первый вариант

более радикален и прост. Но он предполагает серьезные изменения в системе двигателя. В странах Европы и Северной Америки этот способ практикуют уже много лет. Суть метода такая: с дизеля снимают топливное оборудование, вместо него оборудуют систему зажигания. Соответственно, свечи зажигания ставят вместо форсунок. Далее автомобиль оснащается комплектом газовых баллонов, и газовое топливо попадает во впускной коллектор посредством дозатора.

Кажется все просто, но! Метан имеет октановое число 110, пропан – 100. Поэтому степень сжатия дизеля будет для газового топлива чересчур высокой. Мотор, переоборудованный таким способом, очень часто выходит из строя спустя короткое время, так как разрушается от детонации. Для обеспечения нормального режима работы двигателя необходимо снизить степень сжатия до 12:1-14:1 путем механического вмешательства в систему мотора.

Однако после подобных манипуляций двигатель станет уже не дизельным, а так называемым газовым. В этом случае мотор будет, по сути, аналогом переделанного под газ бензинового движка (единственное отличие – повышенный ресурс). При таком раскладе мотор способен работать только на газовом топливе. Здесь надо учитывать: сети газовых заправок в большинстве регионов России развиты довольно слабо. Есть немало маршрутов, где до очередной газозаправочной станции есть шанс не просто не доехать.

Второй вариант – приспособить стандартный дизельный мотор к режиму функционирования на смеси метана и дизтоплива (так называемые гибридные газодизельные движки). Здесь для работы дизеля на метане необходимо подавать в цилиндры нужное количество дизтоплива, назовем его запальной порцией. Солярка подается в конце такта сжатия, воспламеняется и поджигает газо-воздушные смеси, которые поступают в цилиндры на стадии впускного такта. Объем запальной порции для быстроходных газодизелей (а к таким относится любой автомобильный дизель) варьируется от 15 до 30% от стандартной порции солярки, с учетом модификации мотора, его состояния и ГБО.

Очевидный плюс второго варианта – в случае отсутствия газа двигатель будет работать в своем «родном» формате» — на дизельном топливе.

С одной стороны, такой режим работы двигателя (когда три четверти объема топлива — это природный газ) обеспечивает отсутствие черного дыма, свойственного дизелю. Однако при этом в выхлопных газах увеличивается концентрация углеводородов СН.

Для переформатирования двигателя в «гибридный» недостаточно только установить газобаллонное оборудование. Необходимо также внести корректировки в работу топливной аппаратуры. В первую очередь речь идет о насосе высокого давления, который будет обеспечивать стабильный впуск определенных порций солярки в каждом из режимов работы мотора.

Советский опыт

Модели грузовиков с газодизельными моторами в свое время выпускались в Советском Союзе целыми сериями. Например, во второй половине 80-ых КамАЗ производил модели 53219, 53217 и 53208. Каждый из таких грузовиков был оснащен атмосферным двигателем КамАЗ-7409.10. Одновременно с этим велась работа по переоборудованию турбодизелей КамАЗ-7403 под бинарное топливо (смесь бензина с газом). Но после распада Советского Союза все эти направления «заглохли».

Экономический фактор: что сегодня и в будущем?

На сегодняшний день отсутствие экономической мотивации — серьезный сдерживающий фактор перехода дизелей на природный газ. Эксперты отрасли считают: заинтересовать потенциальных клиентов вариантом с сжиженным и сжатым газом можно, прежде всего, поддерживая определенное соотношение между ценами на разные классы топлива. Например, стоимость пропан-бутана не должна быть выше половины стоимости 95го бензина или солярки, а цена метана – еще значительно ниже.

Не забываем, что помимо затрат на два типа топлива (в случае с газодизельным двигателем) и немалой стоимости газобаллонного оборудования, себестоимость «газификации» включает в себя также серьезные изменения в штатной системе питания двигателя. В связи с этим переход на газовое топливо дизельных легковых авто вряд ли целесообразен. Так, при годовом пробеге 15 тысяч километров дополнительное оборудование окупится не раньше, чем за 6-7 лет. На большегрузных дизельных автомобилях с большим суточным пробегом ГБО,
конечно, окупается быстрее.

Дизельные двигатели широко применяются на тягачах, самосвалах и других видах спецтехники. Однако, чаще всего такие специализированные грузовики просто не приспособлены для размещения необходимого количества газовых баллонов.

Если говорить о легких и средних (по грузоподъемности) дизельных грузовиках и фургонах, установка газового оборудования здесь целесообразна только при серьезных годовых пробегах (не менее 100 тысяч километров). Плюс, следует учитывать логистику — на продолжительных маршрутах машины может быть недостаточно газозаправочных станций.

Часть 2 | Часть 3