Стоит ли переводить дизельный двигатель на газ? Проблемы, достоинства и недостатки
Машинами с бензиновыми моторами, но топливом для которых служит газ, уже давно никого не удивить. А вот автомобилей, у которых дизельный двигатель работает на этом топливе встретишь не так уж часто. Это касается в основном легковых автомобилей. Но среди коммерческого автотранспорта – а это, в основном, грузовики и автобусы – такие машины встречаются гораздо чаще.
Так почему же автомобили с дизельным двигателем, работающем на газе, не получили такого распространения, как машины с бензиновым ДВС? Особенно, как уже упоминалось, легковые. Какие существуют проблемы с переводом дизеля на газ? И вообще, стоит ли переводить? А если «да», то в каких случаях?
Об этом, и еще кое о чем, связанным применением газомоторного топлива в дизельных моторах и пойдет речь в этой статье.
| Содержание |
| 1. Почему именно газ? |
| 2. Какой газ используется в качестве топлива |
| 3. Проблема перевода дизеля на газ |
| 4. Решение проблемы |
| 5. Преимущества и недостатки дизельного двигателя, работающего на газе |
| 1) Преимущества |
| 2) Недостатки |
| 6. Так стоит ли переводить дизельный двигатель на газ? Делаем выводы |
1. Почему именно газ?
Кроме всего прочего, существует два основных аргумента, которые обычно приводятся в пользу переоборудования дизельного двигателя для работы на газомоторном топливе.
1) Экономическая целесообразность
Как показала практика, эксплуатация транспортных средств, работающих на газе, обходится заметно дешевле, чем на солярке. Это в первую очередь касается коммерческого транспорта – автобусов и грузовых автомобилей с большим пробегом.
Например, в одном из экспериментальных замеров было установлено, что магистральный тягач расходует на 100 км пробега 35 л дизельного топлива. Такой же автомобиль с установленным ГБО расходует на эти же 100 км 42 м 3 метана. Разница в цене (экономия) составила 623 рубля, или 57%. А если учесть, что этот тягач «пробегает» за год не один десяток тысяч километров, то экономия получится очень чувствительной!
Намного хуже обстоят дела с частным легковым транспортом с небольшим пробегом. Учитывая высокую стоимость газового оборудования и его монтажа, экономическая выгода от эксплуатации такого автомобиля будет весьма сомнительной.
2) Экологичность
Наверное, не стоит лишний раз напоминать о том, что дизельный двигатель является одним из основных источников загрязнения окружающей среды. В его выхлопе содержится множество вредных для организма человека и природы веществ. В том числе и углекислый газ CO2, который создает нежелательный парниковый эффект в атмосфере.
Другое дело газ, в частности, метан. Хотя с экологической точки зрения выхлоп от его использования не считается абсолютно «чистым», но вреда от него все-таки намного меньше (см. Рис.1).
2. Какой газ используется в качестве топлива
Пропан-бутан – это продукт нефтепереработки, представляющий собой смесь в определенных пропорциях пропана п бутана. При давлении 5-6 атмосфер при температуре +20 ℃ переходит из газообразного состояния в жидкое.
Метан (CH4) – это, по сути, обычный природный газ, который используется нами в быту. Он не имеет ни цвета, ни запаха. При использовании его в промышленности и в быту к нему добавляют одоранты со специфическим запахом. Это делается для того, чтобы почувствовать его в случае утечки.
В качестве топлива для автомобилей применяется в предварительно сжатом до 200-250 атм. газообразном виде.
И пропан-бутан, и метан получили равное распространение в качестве газомоторного топлива.
Однако в последнее время все большее предпочтение отдается метану. И на это есть несколько веских аргументов в его пользу.
- Метан дешевле пропан-бутана;
- Он не требует отдельной очистки и фильтрации, так как чище пропан-бутана;
- В холодную погоду двигатель на метане заводится гораздо легче, чем тот, который работает на пропан-бутане;
- Метан безопаснее. По степени взрывоопасности этот газ относится к 3 классу. А пропан-бутан ко 2. Чем выше класс, тем ниже степень взрывоопасности. А еще метан – газ очень легкий. В случае утечки он быстро улетучивается, т. к. намного легче воздуха.
3. Проблема перевода дизеля на газ
Процесс перевода бензинового двигателя на газ не представляет каких-то особых сложностей. Воздушно-бензиновая смесь просто замещается газом. В определенный момент также поджигается с помощью обычной свечи зажигания и далее процесс продолжается по своему обычному сценарию.
Но с дизельным двигателем все намного сложней.
Дело в том, что горючая смесь (воздух+дизтопливо) поджигается не при помощи свечи зажигания, а самовоспламеняется благодаря увеличенной степени сжатия в цилиндре. В дизельных моторах она равна от 14:1 до 22:1, а в бензиновых – от 8:1 до 12:1.
Но даже при таком сжатии самовоспламенения газа в камере сгорания дизеля не происходит. А все потому, что при максимальном сжатии температура поднимается всего до 300-350 ℃, что вполне достаточно для поджига солярки. Но абсолютно недостаточно для того, чтобы поджечь газовую смесь, например, метан. Для его воспламенения требуется температура 650-700 ℃.
4. Решение проблемы
1) Первый способ – кардинально изменить конструкцию двигателя.
Как уже упоминалось ранее, в бензиновом двигателе горючая смесь (газ) воспламеняется при помощи искры, возникающей между электродами свечи зажигания.
Таким же способом можно поджечь газ и в дизельном двигателе. Но в этом случае придется внести значительные изменения в его конструкцию.
- Вместо форсунок устанавливаются свечи зажигания, подобные тем, что применяются в бензиновых моторах;
- Путем конструктивных решений уменьшается степень сжатия до «бензиновых» значений – от 8:1 до 12:1. Это делается для того, чтобы избежать сильной детонации двигателя и, следовательно, быстрого его разрушения. Ведь октановое число метана, например, достигает 105-110, а степень сжатия дизеля слишком высока.
После таких переделок единственным топливом для такого двигателя будет являться только газ. На солярке он уже не сможет работать.
2) Второй способ – не меняя кардинально конструкция дизельного двигателя, просто подключить к нему соответствующее газовое оборудование. Но в качестве «фитиля» для поджига метана будет служить дизельное топливо.
Практически это выглядит так.
В камеру сгорания цилиндра подается газ. В определенный момент через штатную форсунку туда же впрыскивается дизельное топливо, которое в момент максимального сжатия самовоспламеняется. Вследствие этого воспламеняется и метан, вынуждая поршень совершать рабочий ход (См. Рис. 2).
Такая система называется двутопливной – Dual Fuel. Соотношение газа и солярки в наиболее продвинутых конструкциях дизеля составляет 80 % к 20 %.
Кроме относительной простоты конструкции такого двигателя есть еще одно явное его преимущество. Он может работать как на «чистой» солярке, так и на газе, но с незначительным добавлением дизельного топлива.
5. Преимущества и недостатки дизельного двигателя, работающего на газе
1) Преимущества
- Эксплуатационные расходы дизеля, работающего на газе заметно ниже, чем работающего на дизельном топливе. Объясняется это разницей в стоимости газа и солярки, израсходованных на преодоление одного и того же расстояния. Однако эта разница не так чувствительна, как в случае с бензиновым двигателем;
- Двигатель на газовом топливе работает более мягко и бесшумно;
- Повышается мощность и крутящий момент;
- Увеличивается ресурс двигателя из-за отсутствия детонации;
- Выхлоп дизельного двигателя, работающего на газе значительно более экологически «чистый», чем работающего на газе.
2) Недостатки
- Высокая стоимость газобаллонного оборудования (ГБО) и его установки;
- Возможные проблемы с запуском двигателя в холодное время года;
- Повышенная взрыво- и пожароопасность газа по сравнению с дизельным топливом;
- Требования обязательной регистрации и периодических проверок газобаллонного оборудования в соответствующих органах.
6. Так стоит ли переводить дизельный двигатель на газ? Делаем выводы
На основании того, что было сказано выше, можно сделать такой вывод.
Если пробег автомобиля составляет менее 1500 км в месяц, то, пожалуй, не стоит переводить дизельный двигатель на газ. Слишком большие первоначальные расходы на переоборудование при относительно долгой окупаемости.
Если же месячный пробег значительно превышает озвученную выше цифру, то стоит попробовать перевести дизель на газ.
Похожие статьи на сайте по этой теме: Автобус работает на газе. Не опасно ли это?
https://transportinet.ru/stoit-li-perevodit-dizelnyj-dvigatel-na-gaz-problemy-dostoinstva-i-nedostatki/
