Газомоторное топливо остается экономически привлекательной альтернативой традиционному жидкому топливу, особенно для России, располагающей огромными разведанными запасами природного газа, огромной добычей и самой могучей в мире газотранспортной системой. Казалось бы, бери и пользуйся. Ведь затраты на газомоторное топливо для автомобильной и тракторной техники примерно вдвое ниже, чем на эквивалентное количество дизельного топлива.
В качестве бонуса газомоторное топливо дает значительно менее токсичный выхлоп, чем дизельное топливо, что делает его привлекательным для прохождения техосмотра. Плюс уменьшенный износ цилиндро-поршневой группы благодаря тому, что газ не смывает с поверхности цилиндра масляную пленку, и сокращение расхода масла на угар.
Неспешное распространение газомоторного топлива – компримированного природного газа (КПГ) и сжатого природного газа (СПГ) – породило битопливные силовые установки газодизели. Под газодизелем понимается конвертированный автомобильный или тракторный дизель с комбинированным смесеобразованием.
Комбинированное смесеобразование подразумевает, что в цилиндре сгорают два заряда – газовоздушной смеси и дизельного топлива, причем дизельное топливо служит запалом для газовоздушной смеси. Дизель оборудуют системой регулируемой подачи газа во впускной коллектор. Газовоздушная смесь засасывается под воздействием разрежения или принудительно нагнетается турбокомпрессором в цилиндр, сжимается, при этом температура газовоздушного заряда поднимается выше температуры воспламенения дизельного топлива.
В конце такта сжатия через штатную форсунку впрыскивается заряд дизельного топлива, который самовоспламеняется под воздействием температуры и поджигает газовоздушный заряд. Далее рабочий ход, выпуск и цикл повторяются. Самый обычный рабочий цикл дизельного двигателя, за исключением того, что в цилиндр подается не чистый воздух, а в смеси с метаном, и минимальное количество дизельного топлива необходимо для поджига этой газовоздушной смеси. Для газодизельного цикла необходимо сохранить степень сжатия, и конвертированный дизель подвергают минимальным переделкам – подключают к впускному коллектору газовую аппаратуру и к системе впрыска топлива подключают электронику, которая берет на себя управление впрыском. С газодизельного цикла легко перейти на дизельный, перекрыв подачу газа. При необходимости газодизель также легко конвертировать обратно в дизель.
Теплотворность пропан-бутана значительно превышает теплотворность метана, но пропан-бутан, или сжиженный нефтяной газ (СНГ), для газодизеля не годится, так как не обеспечивает необходимых параметров горения на высокой степени сжатия. Перевод двигателя на работу только в газовом режиме с СНГ, КПГ, СПГ или магистральным метаном требует более глубокой проработки: снижения степени сжатия прокладками головки блока цилиндров (ГБЦ), демонтажа топливной системы, установки системы искрового зажигания. У заводских газовых двигателей ГБЦ значительно отличается от дизельной.
На борту газомоторное топливо хранят в баллонах, то есть в сосудах под давлением, которым можно придать цилиндрическую, шарообразную или торообразную форму. Это вызывает затруднения с размещением запаса топлива на транспортном средстве, и этого запаса всегда не хватает. По сравнению с жидким топливом масса баллонов с КПГ больше в 6–10 раз, а объем они занимают в 4–5 раз больше при том же запасе хода.
Повышение давления в баллоне дает выигрыш в объеме, но при этом придется увеличить толщину стенки баллона и потерять в полезной грузоподъемности машины. Решить проблему с массой в какой-то степени помогают облегченные высокопрочные материалы — композитные материалы, армированные пластики.
Сжиженный природный газ имеет такие преимущества перед сжатым, что для того же запаса хода баллонное хозяйство занимает в 1,5–2,5 раза меньший объем и весит в 3–4 раза меньше. При этом баллон с СПГ весит вдвое больше и занимает в 2,8 раза больший объем, чем топливный бак.
Для СПГ требуется не просто баллон, а баллон-термос, который будет обеспечивать температуру хранения от –160 до –196 °С. В состав аппаратуры баллона входит клапан для сброса избыточного давления. Кроме того, для работы с СПГ необходимо устройство регазификации сжиженного метана – испаритель. Остальная газовая аппаратура и система управления такая же, как в случае с КПГ.
Сжиженный метан предпочтительнее там, где требуется значительный запас хода или большой расход топлива, а для баллонов мало места. Это городские автобусы, магистральные тягачи и карьерные самосвалы.
Так как баллоны – это сосуды под давлением, то они подлежат периодическому освидетельствованию – осмотру и гидравлическому испытанию пробным давлением в соответствии с «Правилами промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением». Баллоны для КПГ, выполненные из легированной стали и металлокомпозитных материалов, освидетельствуют 1 раз в 5 лет, баллоны из углеродистой стали и металлокомпозитных материалов – 1 раз в 3 года, баллоны из неметаллических материалов – 1 раз в 2 года. Баллоны для сжиженного природного газа подлежат освидетельствованию 1 раз в 2 года. Периодическое освидетельствование плюс жесткие требования к помещениям, в которых обслуживают и ремонтируют газобаллонные автомобили, удорожают эксплуатацию, нивелируя выигрыш от экономии топлива.
Температура воспламенения метана выше, чем у дизельного топлива, а скорость горения, наоборот, ниже. И в полном объеме переделка дизеля в газодизель требует увеличения хода поршня, но это слишком сильное, дорогостоящее и затрудняющее обратную конвертацию мероприятие. На газодизельный цикл основное влияние оказывает объем тепла от запального заряда, способ смесеобразования и угол опережения впрыска. Многочисленные исследования показывают, что чем меньше запальный заряд, тем меньше его влияние на процесс горения, тем лучше. Это лучше и с точки зрения экономии дизельного топлива, и с точки зрения экологии. На реальных газодизелях соотношение расхода дизельного топлива и газа зависит от системы впрыска. Для современных двигателей с аккумуляторной системой впрыска это соотношение 20:80, то есть дизельного топлива расходуется довольно много. На старых двигателях с ТНВД это соотношение еще больше – от 30:70 до 35:65 из-за ограничений конструкции ТНВД и топливной аппаратуры в целом.
Поскольку основной заряд газовый, а горючая смесь приготовляется не непосредственно в цилиндре, а на некотором удалении от него, то газодизелю присуща некоторая инерционность, его реакция на манипуляции педалью газа чуть-чуть запаздывает. Чем ближе к цилиндру инжектируется газовый заряд, тем лучше реакция двигателя. В идеале газ должен впрыскиваться непосредственно в цилиндр, причем несколькими форсунками для оптимального смесеобразования.
Газовый выхлоп экологичен благодаря чистоте метана и бедной рабочей смеси. Обратная сторона обеднения смеси в том, что газодизель теряет до 6% мощности, снижается приемистость, и медленно набирается скорость.
В России достаточно много сервисных компаний, предлагающих конвертирование дизелей, а также установку газового двигателя на шасси. Производство газовых двигателей освоил Ярославский моторный завод. Так, компания «РариТЭК» из Набережных Челнов, партнер ПАО «КАМАЗ», занимается установкой газовых двигателей и конвертацией дизелей. Объемы выпуска газобаллонных автобусов НефАЗ и автомобилей КамАЗ с двигателями КамАЗ, Daimler-Benz и Cummins довольно значительные. Машины заказывают автобусные парки и городские хозяйства. Теоретическая мощность производства газобаллонной автотехники компанией «РариТЭК» составляет до 3 тыс. единиц в год.
В Подмосковье группа компаний «Ротор» занимается разработкой, производством оборудования и строительством газозаправочной инфраструктуры, комплексным переводом автотранспорта на газомоторное топливо. Компания обеспечила компрессорным и газозаправочным оборудованием более 30% АГНКС в 20 регионах страны. В числе ее постоянных клиентов «Газпром газомоторное топливо», другие дочерние компании «Газпрома», НК «Роснефть». Компания конвертирует дизели как с системой впрыска Common Rail, так и с ТНВД.
При обосновании перехода на газомоторное топливо стоит учитывать скоростной режим транспортного средства, который может увеличить расход газомоторного топлива выше планируемого – в городском цикле расход в лучшем случае вдвое больше, чем на трассе, расходы на периодическое освидетельствование и на обслуживание и ремонт в специально подготовленных для этого цехах, а также косвенные потери, как, например, потеря в полезной грузоподъемности транспортного средства из-за массы баллона и газовой аппаратуры. Переход на газ это привязка к газовой заправке, то есть потеря автономности, а если не привязываться, зачем переходить на газ и возить бесполезную аппаратуру, которую в любом случае нужно периодически освидетельствовать, чтобы пройти техосмотр.
Теперь о перспективах метана как газомоторного топлива. Постановление Правительства РФ от 15.01.1993 № 31 «О неотложных мерах по расширению замещения моторных топлив природным газом» первым пунктом своим гласило: «Установить на период действия регулируемых цен на природный газ, поставляемый населению, предельную отпускную цену на сжатый природный газ, производимый автомобильными газонаполнительными компрессорными станциями, в размере не более 50 процентов от цены реализуемого в данном регионе бензина А-76, включая налог на добавленную стоимость». И до недавнего времени это положение действовало и сохраняло ценовую привлекательность КПГ, пока 10 апреля 2015 г. специальное Постановление Правительства РФ № 338 не ликвидировало этот порядок, и сегодня продавец может назначать на КПГ цену по своему усмотрению.
Цена отпущена в свободное плавание, а вместе с ней предсказуемость и возможность планирования бюджета. По логике Правительства РФ переход на метан станет еще привлекательнее, если цена на него устремится вверх, что она и не замедлила сделать, причем опережающими темпами. На конец ноября 2015 г. цена на 1 м3 КПГ достигла 16 рублей – вдвое ниже цены на 1 л дизельного топлива. Уже при такой цене метан малоинтересен, а дальнейший неконтролируемый рост запустит обратный переход на дизельное топливо.
Что касается стремительного развития инфраструктуры заправок метаном, главным образом компримированным, то надежды возлагают на «Газпром газомоторное топливо», созданную «Газпромом» сравнительно недавно дочернюю компанию, миссия которой заключается в строительстве 2000 заправок КПГ. Возможно, этого количества окажется достаточно, чтобы стимулировать стремительный переход автопарка на метан и чтобы запустить волну строительства заправок метаном владельцами сетей АЗС. В существующей рыночной парадигме метан и пропан-бутан – конкурирующие продукты: метан принадлежит «Газпрому», пропан-бутан – нефтяным компаниям. Нефтяникам, владеющим большинством АЗС в стране, интереснее сбывать свой продукт – пропан-бутан, более того, им нужно его куда-то и как-то сбывать. Технология сжижения и дистрибуции сжиженного нефтяного газа существенно дешевле и проще, чем компримированного и сжиженного природного газа.
Противоречива и непредсказуема судьба метана как газомоторного топлива. Вероятнее всего, он останется нишевым энергоносителем, применяемым в принудительном порядке за счет городских бюджетов. При всех своих побочных эффектах газодизель – это прекрасное решение на период перехода от дизельной экономики к газовой, он работоспособен в них обеих и оставляет возможность обратной конвертации.
Растущая стоимость автомобильного топлива наводит некоторых водителей на мысль о том, чтобы установить газовое оборудование на дизельный двигатель своего транспортного средства. Посмотрим, насколько реально это сделать!
Модернизация дизеля посредством перевода его на работу с метановым либо пропан-бутановым газобаллонным оборудованием вполне возможна. Но при этом владелец автомобиля должен понимать, что родную систему питания дизельного мотора придется серьезно изменить, чтобы приспособить все системы к использованию газа.
Функционирование любого дизеля начинается с зажигания. Если подключить газобаллонную аппаратуру к камерам сгорания, куда до этого подавалась солярка, и ждать, когда произойдет самовоспламенение газовой смеси, ничего действенного из этого не выйдет. Дизтопливо самовозгорается при 320, максимум 380 градусах по Цельсию, газу же требуется температура не менее 700 градусов.
Учитывая вышесказанное, становится понятно, что даже сугубо теоретически применять один вид горючего при переводе дизельного двигателя на газ нереально. Чтобы решить данную задачку, можно использовать один из двух вариантов модернизации дизелей, которые осуществляются в наши дни:
Рассмотрим и сравним оба эти варианта.
Радикальный способ перевода дизеля на работу на газобаллонной аппаратуре, предполагающий капитальное изменение двигателя:
Такая газовая установка на дизельный двигатель, по сути, означает полное его изменение и превращение дизельного «сердца» транспортного средства в полностью газовый двигатель. По своим параметрам он будет очень похож на бензиновый ДВС, «поджатый» под газ (достаточно экономичный – газ дешевле солярки, экологичный – не так сильно загрязняет атмосферу, с увеличенным ресурсом эксплуатации).
Данный вариант перевода дизеля на использование газа весьма активно внедряется в странах европейского континента. Но в СНГ и России намного чаще автолюбители идут по другому пути, предполагающему получение газодизеля. О нем далее.
Многие наши соотечественники предпочитают монтировать именно такое газовое оборудование на карбюраторный двигатель, оно позволяет получить мотор, работающий на смеси солярки и газа метана. Несомненным его достоинством является то, что не нужно кардинально переделывать имеющуюся конструкцию.
Затруднение с температурой воспламенения метана в этом варианте решается за счет того, что на финальной стадии такта зажигания в цилиндры движка подается небольшой объем солярки. Она и воспламеняет газовоздушную смесь, поступившую в двигатель на такте впуска. Для реализации описанной схемы дополнительно нужно монтировать насос высокого давления, который и подает требуемую порцию дизтоплива.
Влияние газового оборудования на двигатель в данном случае незначительно, зато преимуществ от использования газа и солярки немало:
Думается, теперь вы сами можете понять, портит ли газовое оборудование двигатель, и есть ли смысл переводить на газ ваше авто.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!carnovato.ru
Двухтопливные газодизельные двигатели позволяют реально экономить на дизельном топливе 25-30% денежных средств , там где есть возможность заправиться газом и смело ехать туда где нет АГНКС.
Что такое газодизельный двигатель и как он работает ?
Двухтопливный газодизельный двигатель — является обычным дизельным двигателем, на который установили дополнительные устройства для работы с газовым топливом.В двухтопливном газодизельном режиме в двигатель подают два топлива – основное дизельное (но в существенно меньшем количестве) и дополнительное — замещающее газовое. При этом основное дизельное топливо играет роль «запальной» дозы для воспламенения интегральной газовоздушной топливной смеси.
Запальное топливо необходимо для поджигания газовоздушной смеси. Метан имеет существенно более высокую температуру самовозгорания, чем дизельное топливо и поэтому сам он воспламенится в обычном дизельном цикле не может.
Именно по этому, для реализации газодизельного режима в конце такта сжатия в цилиндры подается некоторое количество дизельного топлива, которая и поджигает газо-воздушную смесь, поступившую на такте впуска.
Газодизельный двигатель может работать только на дизельном топливе, но не может работать только на газу.
Какую экономию я смогу получить ?
Степень замещения дизельного топлива газовым является важнейшим показателем работы двигателя в газодизельном режиме от которого и зависит экономия Ваших финансовых средств.
Величина степени замещения может колебаться в достаточно для метана широких пределах от 50% до 85%. Конкретные значения зависят от вида топливной аппаратуры исходного двигателя, совершенства используемой газодизельной системы и да же от манеры Вашей езды ( см. картинку ниже).
Дело в том, что запуск двигателя и его работа в режиме малых нагрузок ( до 20% от максимальной ) осуществляется практически на чистом дизельном топливе, так как в таком режиме очень трудно подобрать устойчивые параметры подачи газа
Далее с ростом нагрузки ( примерно до 70%-80% ) идет участок наиболее благоприятный для газодизельного режима, степень замещения газом дизельного топлива на этом участке максимальна и может достигать 85%.
Однако в целях сохранения проектного теплового режима двигателя приходится отставлять некоторое потребление ДТ для охлаждения топливных форсунок.
Когда двигатель выходит на полную мощность и обороты максимальные, то время рабочего цикла уменьшается и газ просто не успевает сгорать и системе управления газодизелем приходится уменьшать его подачу.
Для практических расчетов можно использовать гарантированную степень замещения в 60% для двигателей работающих в штатном режиме без больших перегрузок. Большие степени замещения возможны, особенно при правильном стиле вождения, но не гарантированны.КПД газодизелльного двигателя выше, чем КПД исходного двигателя примерно на 3-5%. Это объясняется внешним смесеобразованием газодизельного двигателя, что дает возможность получения гомогенной смеси во всасывающем тракте.
Из-за более высокого КПД, потребление метана составляет примерно 1,1-1,2 нм3 на 1 л замещенного дизельного топлива ( у 100% газового двигателя 1,3 — 1,8 нм3 = 1 л. ДТ ).
Величина Вашей экономии высчитывается как разница между затратами на 100 км пробега на дизельное топливо до конвертации двигателя и затратами на уменьшенное количество дизельного топлива и затратами на приобретение газового топлива.
Пример ( худший вариант ), для грузового автомобиля SCANIA R400 6х4 ( загрузка контейнер 14 тонн ) средний расход дизельного топлива составлял 43 литров на 100 км, а после конвертации в газодизельный режим расход дизельного топлива в среднем уменьшился до 20 литров на 100 км пробега и при этом он стал дополнительно потреблять 30 м3 метана. Тогда при стоимости дизельного топлива в 33 рубля 100 км. пробега изначально стоило 1419 рублей, а после конвертации при стоимости метана 13,6 рублей за м3 100 км пробега стало стоить 1068 рублей.
Экономия составила 351 рубля на 100 км пробега или примерно 25%. С учетом годового пробега в 120.000 км, годовая экономия составили 421.000 рублей. Стоимость установки системы газодизеля на эту машину составила 390.000 рублей. Таким образом срок окупаемости системы составил — 11 месяцев.
Конкретные значения экономии для Вашей машины Вы сможете получить заполнив заявку на конвертацию, нажав красную кнопку в конце этой страницы.
Результаты наших тестов для машины Газель NEXT в газодизельном цикле можно посмотреть тут ( вышло 60-75% замещения ).
Как именно осуществляется конверсия в газодизель?
Перевод дизельного двигателя в газодизельный режим не потребует серьезного вмешательства в сам двигатель и осуществляется с выездом наших специалистов к Вам на предприятие на всей территории РФ . Мы установим на него несколько дополнительных деталей, которые выглядят примерно так:
Сердцем газодизельной системы является управляющий компьютер ECU ( Electronic Control Unit ) к нему стекаются сигналы от различных датчиков, на основании которых ECU формирует управляющие воздействия на подачу газа и дизельного топлива.
Конкретный набор сигналов различается в зависимости от вида топливной аппаратуры двигателя и вариантов реализации системы, например набор сигналов от датчиков может быть таким:
В случае конверсии современных двигателей с топливной аппаратурой COMMON RAIL между ECU двигателя и ECU газодизельной системы обмен данными осуществляется с помощью CAN магистрали.
В входной тракт забора воздуха врезаются инжектора, которые впрыскивают газ по сигналам поступающим от управляющего компьютера ECU, а в топливную магистраль ( если необходимо) встраивается актюатор ( механический ограничитель подачи дизельного топлива), который тоже управляется ECU.
В зависимости от типа топливной системы актюатор может быть заменен на специальный ограничитель хода педали газа или давления топлива в системе COMMON RAIL.
Ну вот собственно и все !
Пример установки нашей системы TRIOL на седельный тягач SCANIA R380 с большим количеством фотографий и пояснений
Изменятся ли характеристики двигателя в газодизельном режиме ?
Основные характеристики двигателя : мощность, максимальный момент, кривая зависимости момента от оборотов двигателя, шумность, температура выхлопных газов в газодизельном режиме НЕ ИЗМЕНЯТСЯ !
Конечно, всем плевать на экологию. Но все таки… ?
Двигатель работающий в газодизельном режиме обладает более совершенными экологическими характеристиками чем двигатель работающий на дизельном топливе.
Однако, степень уменьшения эмиссии экологических вредных веществ сильно зависит от режима работы двигателя и степени замещения дизельного топлива газовым.
По данным Еропейской ассоциации газомоторных транспортных средств при уровне замещения 50% дизельного топлива газовым ( метаном ) достигается следующее уменьшении эмиссии вредных веществ:
Для желающих углубится. Вводный урок по газодизельным технологиям из обучающего курса по ГДК «Триоль» :
Еще можно почитать о газодизеле наши статьи :
cngas.ru
Установка гбо на автомобили уже давным-давно перестала быть чем-то диковинным. Однако, если с бензиновыми моторами все ясно, то о возможностях подобной замены топлива на дизельном двигателе знает далеко не каждый. Тем не менее, эта идея не нова – исследования и работы в данной области ведутся уже давно (еще с времен существования СССР). Накопленный опыт используется компаниями, специализирующимися на подборе комплектующих и переоборудовании тракторов и грузовиков.
Дело в том, что полностью переоборудовать дизельный двигатель так, чтобы он работал исключительно на природном газу, нельзя. Все дело в том, что температура воспламенения газа (порядка 700 °С) примерно в 2 раза выше, чем дизельного топлива (около 350 °С). А это значит, что схема с воспламенением дизтоплива, посредством воздействия на него сжатого воздуха в цилиндрах, с газом работать не будет – он просто не загорится.
Так что любой газодизель работает на смеси солярки и природного газа, причем дизтопливо служит для воспламенения последнего.
Этот момент волнует многих, кто решился на переоборудование дизеля и установку гбо. Дело в том, что процент ДТ в смеси, поступающей в двигатель, прямо зависит от типа газа. К примеру, в пропановой смеси «соляра» составляет порядка 40%, а в метановой – около 20%. Так что у каждого из вариантов есть как достоинства, так и недостатки.
Достоинства метана:
Достоинства пропана
Переоборудовать дизель под работу на газу возможно, для чего есть 2 пути.
— Первый предполагает создание дизеля, работающего на смешанном топливе. Его большим плюсом является тот факт, что не приходится кардинально переделывать топливную систему мотора, да и возвращение к первоначальной схеме работы тоже вполне возможно. Кроме этого, по израсходованию всего запаса газа, такой силовой агрегат моментально переводится на дизельное топливо и начинает работать в привычном для себя режиме;
— Второй является не чем иным, как полной «переделкой» мотора под работу исключительно на газу, следовательно, назвать его газодизелем можно лишь с большой натяжкой.
В первом варианте необходимо приспособить «соляроядный» мотор к работе на газу. Данная схема не может похвастаться большой популярностью, однако применяется уже достаточно давно. Она подразумевает подачу в цилиндры не только газа, но и небольшой доли ДТ. Такая доля носит название запальной порции. Суть работы данной схемы состоит в подаче газо-воздушной смеси в начале такта сжатия и запальной порции – в конце такта.
Минимальное процентное соотношение запальной порции может варьироваться в диапазоне от 15 до 30%. На него оказывают влияние различные факторы:
15-30% – это min, необходимый для самовоспламенения и поджигания газа в камере сгорания. В условиях работы на комбинированном топливе можно забыть о черном дыме, вылетающем из выхлопной трубы. Кроме этого, мотор становится гораздо экологичнее, и это несмотря на небольшое повышение уровня углеводородов (СН) в дыме, ведь это не привычные для дизеля канцерогены, а просто не догоревший полностью метан, который абсолютно безвреден для окружающей среды.
Более того, после переоборудования владельцу реже придется менять масло, да и срок службы самого «сердца» автомобиля заметно возрастает, за счет сокращения вредных отложений на элементах ЦПГ.
Что касается внесения изменений в конструкцию, то они не являются кардинальными и необратимыми. Для этого необходимо установить гбо, а также несколько подкорректировать работу топливной системы. Это подразумевает постоянное впрыскивание в цилиндры незначительных порций солярки, за что отвечает насос высокого давления.
Данный вопрос является, пожалуй, самым важным. Статистика свидетельствует, что большинство владельцев дизельных транспортных средств просто-напросто не заинтересованы в их переработке. Для начала массового перехода на газодизели требуется поддерживать цену пропана как min в 2 раза меньшую, чем стоимость ДТ или 95-го бензина, что же касается метана, то он должен стать еще дешевле.
Как показывают отзывы владельцев, установка гбо на легковые авто просто нецелесообразна (ну разве что в случае больших годовых пробегов – более 40 000 км), потому как подобная модернизация влетает в копеечку и окупается она очень долго (порядка 5 лет).
Монтаж газобаллонного оборудования на грузовики выглядит заманчиво, ведь они не только «наматывают» огромные пробеги, но и «аппетит» у них гораздо выше, чем у легковушки. Но есть большая проблема – место. Действительно, разместить на том же тягаче или самосвале большое количество газовых баллонов просто негде, а установка 3-4 штук ничего не решит.
Как видно, единственным, действительно стоящим вариантом является газодизель на тракторе. При этом экономия на топливе заметно повышается (почти вдвое). Кроме этого, такой мотор на тракторе имеет массу плюсов:
Неудивительно, что и отзывы о тракторных газодизелях самые лестные.
Следовательно, будущее у газодизеля определенно есть, но область его применения сильно ограничена. По сути, он востребован лишь в сельском хозяйстве.
rezauto.ru
Двухтопливные газодизельные двигатели позволяют реально экономить на дизельном топливе 25-30% денежных средств, там где есть возможность заправиться газом и смело ехать туда где нет АГНКС.
Принцип работы газодизельного двигателя.
Двухтопливный газодизельный двигатель — является обычным дизельным двигателем, на который установили дополнительные устройства для работы с газовым топливом.
В двухтопливном газодизельном режиме в двигатель подают два топлива – основное дизельное (но в существенно меньшем количестве) и дополнительное — замещающее газовое. При этом основное дизельное топливо играет роль «запальной» дозы для воспламенения интегральной газовоздушной топливной смеси.
Запальное топливо необходимо для поджигания газовоздушной смеси. Метан имеет существенно более высокую температуру самовозгорания, чем дизельное топливо и поэтому сам он воспламенится в обычном дизельном цикле не может.
Именно поэтому, для реализации газодизельного режима в конце такта сжатия в цилиндры подается некоторое количество дизельного топлива, которая и поджигает газо-воздушную смесь, поступившую на такте впуска.
Газодизельный двигатель может работать только на дизельном топливе, но не может работать только на газу.
Экономия при переходе на газодизель.
Степень замещения дизельного топлива газовым является важнейшим показателем работы двигателя в газодизельном режиме, от которого и зависит экономия Ваших финансовых средств.
Величина степени замещения может колебаться в достаточно широких пределах от 40% до 85% для метана и от 15% до 50% для сжиженного углеводородного газа (СУГ, он же пропан-бутан, он же СПБТ). Конкретные значения зависят от вида топливной аппаратуры исходного двигателя, совершенства используемой газодизельной системы и даже от манеры езды (см. рисунок ниже).
Дело в том, что запуск двигателя и его работа в режиме малых нагрузок (до 20% от максимальной) осуществляется практически на чистом дизельном топливе, так как в таком режиме очень трудно подобрать устойчивые параметры подачи газа.
Далее с ростом нагрузки (примерно до 70%-80%) идет участок наиболее благоприятный для газодизельного режима, степень замещения газом дизельного топлива на этом участке максимальна и может достигать 85%.
Однако в целях сохранения проектного теплового режима двигателя приходится отставлять некоторое потребление ДТ для охлаждения топливных форсунок.
Когда двигатель выходит на полную мощность и обороты максимальные, то время рабочего цикла уменьшается и газ просто не успевает сгорать и системе управления газодизелем приходится уменьшать его подачу.
Для практических расчетов можно использовать гарантированную степень замещения в 50-60% для двигателей для метана и 20-50% для пропана. Большие степени замещения возможны, особенно при правильном стиле вождения, но не гарантированы. Для двигателей с топливной системой Common Rail и новым контролером CR-1 возможен несколько лучший результат (примерно +5%).
КПД газодизелльного двигателя выше, чем КПД исходного двигателя примерно на 3-5%. Это объясняется внешним смесеобразованием газодизельного двигателя, что дает возможность получения гомогенной смеси во всасывающем тракте.
Из-за более высокого КПД, потребление метана составляет примерно 1,1-1,4 нм3 на 1 л замещенного дизельного топлива (у 100% газового двигателя 1,3 — 1,8 нм3 = 1 л. ДТ).
Величина экономии высчитывается как разница между затратами на 100 км пробега на дизельное топливо до конвертации двигателя и затратами на уменьшенное количество дизельного топлива и затратами на приобретение газового топлива.
Пример (худший вариант), для грузового автомобиля SCANIA R400 6х4 (загрузка контейнер 14 тонн) средний расход дизельного топлива составлял 43 литра на 100 км, а после конвертации в газодизельный режим расход дизельного топлива в среднем уменьшился до 20 литров на 100 км пробега и при этом он стал дополнительно потреблять 30 м3 метана. Тогда при стоимости дизельного топлива в 33 рубля 100 км. пробега изначально стоило 1419 рублей, а после конвертации при стоимости метана 13,6 рублей за м3 100 км пробега стало стоить 1068 рублей.
Экономия составила 351 рубля на 100 км пробега или примерно 25%. С учетом годового пробега в 120 000 км, годовая экономия составили 421 000 рублей. Стоимость установки системы газодизеля на эту машину составила 390 000 рублей. Таким образом срок окупаемости системы составил — 11 месяцев.
Технология перевода дизельного двигателя в газодизельный режим.
Перевод дизельного двигателя в газодизельный режим не потребует серьезного вмешательства в сам двигатель и осуществляется с выездом наших специалистов к Вам на предприятие на всей территории РФ . Мы установим на него несколько дополнительных деталей, которые выглядят примерно так:
Сердцем газодизельной системы является управляющий компьютер ECU (Electronic Control Unit) к нему стекаются сигналы от различных датчиков, на основании которых ECU формирует управляющие воздействия на подачу газа и дизельного топлива.
Конкретный набор сигналов различается в зависимости от вида топливной аппаратуры двигателя и вариантов реализации системы, например набор сигналов от датчиков может быть таким:
Обороты коленвала Детонация Электронная педаль газа Обороты двигателя Температура двигателя Давление газа Давление подачи ДТ Давление наддува
В случае конверсии современных двигателей с топливной аппаратурой COMMON RAIL между ECU двигателя и ECU газодизельной системы обмен данными осуществляется с помощью CAN магистрали.
В входной тракт забора воздуха врезаются инжектора, которые впрыскивают газ по сигналам поступающим от управляющего компьютера ECU, а в топливную магистраль (если необходимо) встраивается актюатор (механический ограничитель подачи дизельного топлива), который тоже управляется ECU. В зависимости от типа топливной системы актюатор может быть заменен на специальный ограничитель хода педали газа или давления топлива в системе COMMON RAIL.
Изменение характеристик двигателя при работе на газодизеле.
Основные характеристики двигателя (мощность, максимальный момент, кривая зависимости момента от оборотов двигателя, шумность, температура выхлопных газов) в газодизельном режиме существенно зависят от процента замещения дизельного топлива газовым и могут быть как выше так и ниже значений достигаемых при работе только на дизельном топливе.
При рекомендуемых нами средних значениях замещения дизельного топлива газовым (50-60% для дизелей с насос-форсунками или механическим ТНВД и 55-65% для дизелей с COMMON RAIL) основные характеристики двигателя НЕ ИЗМЕНЯТСЯ!
Экологическая составляющая газодизельного двигателя.
Двигатель работающий в газодизельном режиме обладает более совершенными экологическими характеристиками чем двигатель, работающий на дизельном топливе.
Однако, степень уменьшения эмиссии экологических вредных веществ сильно зависит от режима работы двигателя и степени замещения дизельного топлива газовым.
По данным Еропейской ассоциации газомоторных транспортных средств при уровне замещения 50% дизельного топлива газовым (метаном) достигается следующее уменьшении эмиссии вредных веществ:
10 причин установить газодизель:
1. Хорошая экономика. КПД газодизельного двигателя чуть выше, чем даже у исходного дизеля, поэтому каждый сэкономленный литр дизельного топлива заместится примерно 1 нм3 метана. При замещении 70% дизельного топлива и стоимости ДТ в 33 рубля за литр, а метана 13 рублей за нм3 —денежная экономия составит 42%.
2. Низкие капитальные вложения. Газодизель примерно в 5-10 раз дешевле, чем покупка нового газомоторного транспортного средства, так например для автобуса ПАЗ стоимость конверсии не превысит 200 тысяч руб., а разница между дизельной и аналогичной газомоторной версией составляет 1 млн. руб.
3. Самый большой пробег на одной заправке (в газодизельном и обычном режиме). Достигается за счет более экономного расхода газа, за счет использования части дизельного топлива и отказа от хранения резервного объема газа (на газодизеле можно ехать до пустых баллонов). Для примера: Газодизельный ПАЗ сможет проехать на том же объеме газа примерно 500 км. А с учетом того, что после газодизельного режима можно просто ехать на солярке, дальность хода на одной заправке становится очень большой. Например, Газель NEXT имеет 60 литровый бак и в среднем может проехать на нем 500 км, то с установленным 145 литровым баллоном общий пробег в среднем составит 800 км.
4. Характеристики двигателя не изменяются. Мощность, момент и их зависимости от оборотов не изменяются.
5. Многотопливность. Можно ехать и в газодизельном режиме и только на дизельном топливе. Не надо боятся, что газ кончится и придется вызывать эвакуатор.
6. Малое время выполнения работ. Срок выполнения работ по установке газодизеля составляет 1-3 дня.
7. Низкая стоимость владения. Двигатель остается тем же и имеет те же не дорогие запчасти и процедуры обслуживания, специальный газовый двигатель, это «вещь в себе» запчасти к которой редки и дороги.
8. Дизельные форсунки прослужат дольше. Объем прохождения дизельного топлива через форсунки в газодизельном режиме уменьшается в 2 и более раз, соответственно и уменьшается негативное воздействие топлива на форсунки (эрозия, засор).
9. Возможность продажи газодизельного автомобиля без финансовых потерь. Когда Вы захотите продать свои газодизельные транспортные средства, то сможете самостоятельно перевести их назад в дизельный режим. Снятое газодизельное оборудование можно будет установить на новое транспортное средство или продать.
10. Возможность лизинга. В реальной жизни получить в лизинг газомоторный автомобиль практически невозможно, так как лизинговые компании понимают, что в случае негативного развития событий они не смогут его продать. Газодизельный автомобиль берется в лизинг как обычный и в случае необходимости возвращается в лизинговую компанию, как обычный автомобиль.
cefund.ru
В России уже экономят на бензине и солярке владельцы свыше 1 млн. транспортных средств, работающих на пропане. Сеть пропановых АГЗС уже насчитывает больше 4000 автогазозаправочных станций.
Присоединяйтесь, к правильной компании и начинайте экономить !
Информацию по выпускаемым нами газодизельным пропановым комплектам можно получить по быстрым ссылкам:
Что такое газодизельный двигатель и как он работает ?
Двухтопливный газодизельный двигатель — является обычным дизельным двигателем, на который установили дополнительные устройства для работы с газовым топливом.В двухтопливном газодизельном режиме в двигатель подают два топлива – основное дизельное (но в существенно меньшем количестве) и дополнительное — замещающее газовое. При этом основное дизельное топливо играет роль «запальной» дозы для воспламенения интегральной газовоздушной топливной смеси.
Запальное топливо необходимо для поджигания газовоздушной смеси. Пропан имеет более высокую температуру самовозгорания, чем дизельное топливо и поэтому сам он воспламенится в обычном дизельном цикле не может.
Именно по этому, для реализации газодизельного режима в конце такта сжатия в цилиндры подается некоторое количество дизельного топлива, которая и поджигает газо-воздушную смесь, поступившую на такте впуска.
Газодизельный двигатель может работать только на дизельном топливе, но не может работать только на газу.
Какую степень замещения дизельного топлива пропаном я смогу получить ?
Степень замещения дизельного топлива газовым является важнейшим показателем работы двигателя в газодизельном режиме от которого и зависит экономия Ваших финансовых средств.
Величина степени замещения может колебаться в достаточно для пропана широких пределах от 30% до 60%. Конкретные значения зависят от вида топливной аппаратуры исходного двигателя, степени загрузки транспортного средства и да же от манеры Вашей езды ( см. картинку ниже).
Запуск двигателя и его работа в режиме малых нагрузок осуществляется практически на чистом дизельном топливе, так как в таком режиме очень трудно подобрать устойчивые параметры подачи газа
Далее с ростом нагрузки идет участок наиболее благоприятный для газодизельного режима, степень замещения газом дизельного топлива на этом участке максимальна и может достигать 85%.
Однако в целях сохранения проектного теплового режима двигателя приходится отставлять некоторое потребление ДТ для охлаждения топливных форсунок.
Когда двигатель выходит на полную мощность и обороты максимальные, то время рабочего цикла уменьшается и газ не успевает сгорать и системе управления газодизелем и приходится уменьшать его подачу.
Более низкое значение степени замещения пропана чем у метана получается из за низкого октанового числа первого. Иными словами пропан более склонен к детонации, чем метан и поэтому подавать его можно в меньших чем метан количествах.
Для практических расчетов можно использовать степень замещения в 50% для транспортных средств , работающих в штатном режиме без больших перегрузок. Большие степени замещения возможны, особенно при правильном стиле вождения, но не гарантированны.Теплотворная способность 1 литра пропана ниже чем у дизеля, поэтому несмотря на высокий КПД газодизельного двигателя на практике 1л съэкономленного ДТ замещается на 1,2-1,3 литра пропана.
Какую экономию я смогу получить ?
Величина Вашей экономии высчитывается как разница между затратами на 100 км пробега на дизельное топливо до конвертации двигателя и затратами на уменьшенное количество дизельного топлива и затратами на приобретение газового топлива.
Пример , для грузового автомобиля Газель NEXT с двигателем CUMMINS ISF 2.8 средний расход дизельного топлива составляет 13 литров на 100 км, а после конвертации в газодизельный режим расход дизельного топлива в среднем уменьшился до 6 литров на 100 км пробега и при этом он стал дополнительно потреблять 8 литров пропана. Тогда при стоимости дизельного топлива в 35 рублей 100 км. пробега изначально стоило 455 рублей, а после конвертации при стоимости пропана 14 рублей за литр 100 км пробега стало стоить 322 рублей.
Экономия составила 133 рубля на 100 км пробега или примерно 25%. С учетом годового пробега в 50.000 км, годовая экономия составили 66.500 рублей. Стоимость установки системы газодизеля на эту машину — примерно 30-35.000 рублей. Таким образом срок окупаемости системы составил — 6 месяцев. Вы можете посмотреть результаты тестов наших газодизельных систем тут.
Конкретные значения экономии и стоимости конвертации для Вашей машины Вы сможете получить заполнив заявку на конвертацию, нажав красную кнопку в конце этой страницы.
Как именно осуществляется конверсия в газодизель?
Перевод дизельного двигателя в газодизельный режим не потребует серьезного вмешательства в сам двигатель и осуществляется с выездом наших специалистов к Вам на предприятие на всей территории РФ . Мы установим на него несколько дополнительных деталей, которые выглядят примерно так:
Сердцем газодизельной системы является управляющий компьютер ECU ( Electronic Control Unit ) к нему стекаются сигналы от различных датчиков, на основании которых ECU формирует управляющие воздействия на подачу газа и дизельного топлива.
Конкретный набор сигналов различается в зависимости от вида топливной аппаратуры двигателя и вариантов реализации системы, например набор сигналов от датчиков может быть таким:
В случае конверсии современных двигателей с топливной аппаратурой COMMON RAIL между ECU двигателя и ECU газодизельной системы обмен данными осуществляется с помощью CAN магистрали.
В входной тракт забора воздуха врезаются инжектора, которые впрыскивают газ по сигналам поступающим от управляющего компьютера ECU, а в топливную магистраль ( если необходимо) встраивается актюатор ( механический ограничитель подачи дизельного топлива), который тоже управляется ECU.
В зависимости от типа топливной системы актюатор может быть заменен на специальный ограничитель хода педали газа или давления топлива в системе COMMON RAIL.
Ну вот собственно и все !
Изменятся ли характеристики двигателя в газодизельном режиме ?
Основные характеристики двигателя : мощность, максимальный момент, кривая зависимости момента от оборотов двигателя, шумность, температура выхлопных газов в газодизельном режиме НЕ ИЗМЕНЯТСЯ !
Конечно, всем плевать на экологию. Но все таки… ?
Двигатель работающий в газодизельном режиме обладает более совершенными экологическими характеристиками чем двигатель работающий на дизельном топливе.
Однако, степень уменьшения эмиссии экологических вредных веществ сильно зависит от режима работы двигателя и степени замещения дизельного топлива газовым.
По данным Еропейской ассоциации газомоторных транспортных средств при уровне замещения 50% дизельного топлива газовым достигается следующее уменьшении эмиссии вредных веществ:
Запросить специальную АНТИКРИЗИСНУЮ цену!
cngas.ru
cngas.ru
