Газодизель. Дизельний двигун на газі.
Переобладнати на газове паливо (не важливо, метан чи пропан) можна не тільки бензиновий, а й дизельний двигун як вантажного, так і легкового автомобіля. Але для цього треба серйозно переробити штатну систему живлення дизеля. Саме про це й ітиметься.
Насамперед слід зазначити, що на самому лише газі дизельний двигун працювати не може. Газ не може займатися від стиснення, як солярка, оскільки температура його самозаймання значно вища (близько 700oС проти 320-380oC у дизпалива). Тож якщо спробувати змусити звичайний дизельний двигун працювати на метані, температури стисненого повітря в циліндрах просто не вистачить для його самозаймання. Тому “суто газовий” дизель навіть теоретично неможливий. Проте існують два способи пристосувати дизельний двигун до роботи на газі.
Газовий двигун
Перший спосіб, простіший і радикальніший, потребує суттєвої переробки мотора (що в Європі практикують досить давно). Для цього на дизельному двигуні демонтують паливну апаратуру, натомість встановлюють систему запалювання, а форсунки замінюють свічками запалювання. Машину комплектують відповідним газобалонним обладнанням, і газ подається за допомогою дозатора у впускний колектор. Але оскільки октанове число метану становить 120, то ступінь стиснення, властивий дизелю, для нього буде занадто високим. Двигун, перероблений у такий спосіб, пропрацює дуже недовго й зруйнується від детонації. Щоб забезпечити мотору нормальний режим роботи, потрібно зменшити ступінь стиснення до 12-14 шляхом вибирання “зайвого” металу на днищах поршнів або в камерах згоряння головки блока. Якщо ж цього виявиться недостатньо, доведеться встановити прокладки певної товщини під головку блока циліндрів. Щоправда, у результаті таких переробок вийде вже не дизель, а так званий “газовий” двигун. Він нічим (крім підвищеного ресурсу) не відрізнятиметься від бензинового мотора, “підтиснутого” під газ до такого самого ступеня стиснення (12-14).
Після такої переробки колишній дизель стане значно екологічнішим та економічнішим, а його ресурс зросте. Але в такому виконанні двигун зможе працювати лише на природному газі, а мережа газових заправок у нас, особливо на віддалі від Риги, поки що не настільки розвинена, щоб можна було експлуатувати автомобіль, особливо не переймаючись тим, чи вистачить газу до наступної заправної станції. Перспектива ж залишитися без палива мало кого потішить. Адже з каністрою по газ не збігаєш…
Газодизель
Існує й простіший варіант, який уже давно використовується, хоча й поширений не дуже широко. Ідеться про пристосування звичайного дизеля для роботи на суміші солярки та метану (так званий газодизельний двигун). У цьому разі для роботи дизеля на газі необхідно подавати в циліндри певну кількість солярки – так звану запальну порцію. Подана наприкінці такту стиснення, вона займатиметься й підпалюватиме газоповітряну суміш, що надходить у циліндри на такті впуску.
Запальна порція для газифікованих швидкохідних дизелів (такими вважаються всі автомобільні) становить 15-30% від звичайної порції солярки (залежно від ГБО, типу двигуна та його стану). Це та мінімальна кількість, яка, самозайнявшись, гарантовано підпалить у циліндрах газоповітряну суміш. Перевага такого мотора полягає в тому, що, коли газ закінчується, він може працювати у своєму звичайному режимі – на дизпаливі. Під час роботи в такому режимі, коли 70-85% палива становить природний газ, у дизеля повністю зникає властивий йому чорний дим. Щоправда, у вихлопі дещо збільшується вміст вуглеводнів – СН. Але це вже не канцерогени, які викидає дизельний двигун (той самий 3,4-бензопірен), а лише незначна кількість незгорілого, цілком нешкідливого метану. Крім того, у газодизеля, порівняно зі звичайним дизельним двигуном, зростають ресурс (через зменшення відкладень на деталях циліндро-поршневої групи) і термін служби оливи.
Для переробки мотора потрібне не тільки встановлення газобалонного обладнання, а й певне доопрацювання наявної паливної апаратури. Насамперед це стосується насоса високого тиску, який має забезпечувати стабільну подачу невеликих порцій дизпалива на всіх режимах роботи двигуна. Пристосувати в такий спосіб до роботи на газі можна будь-який дизельний мотор.
Чи вигідно?
Вантажівки з газодизельними двигунами колись серійно виготовляли в СРСР. Так, з 1987 р. Камський автозавод випускав моделі “53208”, “53217”, “53218” і “53219” з атмосферними двигунами КамАЗ-7409.10. А паралельно тривали роботи з доопрацювання турбодизеля КамАЗ-7403 для роботи на бінарному паливі. Проте з розпадом СРСР роботи в цьому напрямі було припинено.
Сьогодні стримувальним чинником переведення дизельних двигунів на стиснений природний газ насамперед є відсутність економічної зацікавленості автовласників. За розрахунками фахівців, щоб зацікавити споживачів використовувати стиснений і скраплений газ, між цінами на них має підтримуватися певне співвідношення. Так, ціна пропан-бутану не повинна перевищувати половини вартості дизпалива та бензину 95Е, а метан має бути вдвічі дешевшим. Адже, крім витрат на два види пального в період експлуатації та чималої ціни газової апаратури, до собівартості “газифікації” входить і внесення змін до штатної системи живлення дизеля. Тому переводити на газове живлення дизельні легковики з їхнім, у принципі, відносно малим “апетитом” навряд чи доцільно, оскільки термін окупності додаткового обладнання розтягнеться на 6-7 років за річного пробігу 15 тис. км. З економічного погляду ГБО найвигідніше встановлювати на великовантажні дизельні автомобілі з великим добовим пробігом, де воно окупається значно швидше.
Водночас важкі вантажівки використовують як спеціалізовані автомобілі, насамперед самоскиди й тягачі, а також для встановлення різної спецтехніки. На таких машинах вільного місця для розміщення великої кількості балонів зазвичай немає, а кілька штук погоди не зроблять. Що ж стосується середніх і легких дизельних вантажівок і фургонів, то економічна доцільність встановлення на них ГБО виправдана лише за великого річного пробігу (близько 45-50 тис. км). Хоча зі зростанням цін на дизпаливо це стає дедалі актуальнішим.
Джерело: журнал “Рига автомобильная” №162. Борис МИХАЙЛОВ.
