Об автомобильном ГБО
Газобаллонное оборудование должно обеспечивать безопасное хранение, подачу, а также полную работоспособность ДВС на «голубом» топливе. Как мы знаем, для авто используется метан или пропан-бутан. Первый в сжатом, второй – в сжиженном состоянии.
После перевода машины на газ основной вид топлива используется как обычно. Заводская система питания при монтаже ГБО сильно не видоизменяется, в большей степени лишь дополняется специальными агрегатами под газ. В результате оборудование способно работать на обоих видах горючего с раздельной или даже одновременной подачей. Сжигание газотопливной смеси происходит по тем же физическим законам, как и при работе на основном топливе. Более детально о работе оборудования можно узнать, ознакомившись со статьей «ГБО на автомобиль».
Система Dual Fuel
Именно такая схема используется на некоторых модификациях грузовиков МАЗ и КамАЗ. Это комбинированная система подачи топлива. На данный момент это самый дешевый, правильный и легкореализуемый вариант. Стоимость переделки составляет около 70-85 тысяч рублей. Особенность системы в том, что здесь нет необходимости в установке свечей зажигания. Чтобы воспламенить метан (или пропан-бутан), используется само дизельное топливо. Что касается основных составляющих системы, это все тот же газовый редуктор, шланги и магистрали, а также баллоны для хранения топлива.
Особенности дизеля
Почти все вышесказанное мало касается дизеля. Рабочий цикл дизельного агрегата отличается от бензинового способом образования смеси и воспламенения. Топливно-воздушная смесь здесь образуется непосредственно в цилиндрах. Сначала в цилиндры подается воздух, а затем впрыскивается солярка, которая воспламеняется под действием температуры или давления сжатия. Искра не нужна, и системы зажигания здесь нет по определению. По конструкции дизель может быть с раздельной камерой сгорания и непосредственным впрыском.
В первом варианте камера и цилиндр разделены. Во втором топливо подается в надпоршневое пространство (камера на поршне). Топливная аппаратура дизеля сложнее, чем бензинового мотора, поскольку требуется более точная подача по времени, объему и давлению. Для облегчения холодного пуска используются свечи накала, предварительно подогревающие воздух в камере сгорания. Насосов здесь может быть два – высокого и низкого давления. Именно эти особенности вызывают сомнения в возможности использования ГБО.
Возможна ли установка ГБО на дизель
Теперь о том, можно ли установить ГБО на дизельный двигатель. Конструктивно такой агрегат мало отличается от бензинового. Реализация идеи осложняется тем, что газ от сжатия не загорается. Поэтому здесь предусмотрено использование небольшого объема дизельного топлива. В цилиндры подается не чистый газ, а его смесь с соляркой в пропорции три к одному. Это позволяет не исключать из работы дизельные форсунки и сохранить в исправности топливную аппаратуру.
Другими словами, работает такая система, как ГБО пятого поколения, в котором в цилиндры подается жидкий газ. То есть реализация будет сложной, дорогостоящей, но вполне реальной. Газ обладает более высоким октановым числом, увеличивая стабильность работы дизеля. Вариант исключительно выгодный для грузовых машин и специальной техники.
Установка ГБО на дизель также снижает вредные выбросы и улучшает показатели экономичности легкового автомобиля.
Более того, на дизель можно поставить установку под метан. Его использование даст возможность снизить процентное содержание дорогостоящей солярки в общей смеси, что еще больше увеличит привлекательность такого решения.
ГБО на дизель с турбиной
Обоснованность применения турбин на дизелях доказано наукой и практикой. Собственно, на работу турбины никак не может повлиять состав топливной смеси. И в этом плане никаких особенностей по монтажу и использованию ГБО нет.
Газодизель: за и против
Весомым доводом «за» установку ГБО на дизельный автомобиль является, конечно же, существенное снижение затрат на заправку автомобиля топливом. Если дизельный автомобиль часто эксплуатируется за городом, на «приличной» скорости и на высоких оборотах, то экономия на топливе может составить до 25 процентов.
Если рассматривать «против», то следует отметить сравнительно высокую стоимость как самого оборудования ГБО, так и профессиональных услуг мастеров, которые занимаются установкой этого оборудования. В связи с этим, срок окупаемости будет зависеть от интенсивности эксплуатации газодизельного автомобиля. Кроме того, газобаллонное оборудование может выходить из строя и его части будут требовать замены, что говорит о возможных дополнительных затратах.
Иными словами, прежде чем устанавливать ГБО на свой дизельный автомобиль, необходимо хорошенько взвесить все за и против, и только после этого принимать окончательное решение.
ГБО на дизеле – принцип работы
А теперь мы поясним, как работает ГБО для дизеля. Газ поступает из баллона к газовому клапану, очищается в его фильтре и проходит к редуктору, где испаряется (пропан) или расширяется (метан), далее поступает в смесительную камеру пред форсунками (на последних поколениях без испарения сразу к форсункам) и направляется в камеру сгорания.
Там он смешивается с соляркой и воздухом, после чего воспламеняется. Подачей топлива управляет ЭБУ, получающий сигналы со штатных и дополнительно установленных датчиков.
Можно ли поставить ГБО на дизельный автомобиль
До начала прошлого века газобаллонное оборудование можно было устанавливать только на бензиновые моторы, ведь дизеля работают по-иному принципу. Так, дизтопливо возгорается от создания давления, а газ — от разряда. Газобаллонное оборудование отличается более высоким октановым числом, пропан или метан горит дольше и, соответственно, выделяет больше тепла. Температура горения газа находится на уровне +700 градусов Цельсия, а дизеля около +380 градусов Цельсия.
С появлением нового типа оборудования установка ГБО на дизельный двигатель легкового автомобиля стала доступной. Теперь поставить оборудование можно двумя способами:
- Полное переоборудование двигателя на ДТ. В таком случае обратно вернуться уже не получится из-за изменения системы зажигания легкового автомобиля, питания и других узлов.
- Смежная работа на солярке и газе. В этом случае дизельное горючее применяется только для воспламенения, а в дальнейшем в камеру сгорания поступает уже газ. При этом рекомендуется использовать метан, который можно разбавлять с соляркой в соотношении 1 к 4. Но из-за небольшого количества газовых метановых заправок все чаще применяется пропан.
Современные системы двойного топлива на дизельном двигателе легкового автомобиля работают следующим образом:
- Топливная рампа создает нужное давление, которое должно быть максимально низким.
- Дизельное топливо частично смешивается с газом.
- Подготовленная смесь направляется в камеру сгорания в конкретной пропорции.
- При достижении определенного давления солярка детонирует и воспламеняет газовую смесь.
- Газ горит очень быстро, поэтому система держит под контролем температурные показатели во избежание перегрева.
Основную функцию по контролю ситуации берет на себя ЭБУ, которое и управляет процессом. Возможна и другая ситуация, когда мотор запускается на дизеле, после чего активируется газовая система, и в камеру сгорания легкового авто идет пропан-бутан.
Варианты оборудования для дизеля
Начнем с того, что имеется разница в оборудовании под метан и пропан. Дизельный двигатель на метане хорош для крупных ТС в связи со сложностями размещения баллонов. На легковушки чаще ставится пропан, кроме того, он жидкий, а это упрощает адаптацию. Известны два варианта такого переоснащения:
- Полное.
- Газодизель.
Полное переоборудование
Данный вариант обычно выбирается при установке оборудования под метан. В этом случае требуется серьезная переделка двигателя, после которой он сможет работать исключительно на газе. Температура воспламенения метана вдвое выше, чем требуется для солярки. Кроме того, его не нужно так сильно сжимать, иначе он вообще не загорится. Чтобы все работало, необходимо снизить степень сжатия и установить систему зажигания. И тут уже неважно, дизель на пропане или метане.
Первая задача решается выборкой металла и монтажом металлической прокладки под головку. Свечи зажигания занимают места дизельных форсунок, а во впускной коллектор врезаются газовые штуцера. После такой модернизации вернуть мотор в первоначальное состояние трудно, да и сама установка сложна. При этом дизель уже трудно называть своим именем, поскольку на солярке он работать не сможет.
Монтаж газодизеля
Именно по вышеперечисленным причинам большее распространение получил газодизель. Это оптимальный вариант для работы на пропан-бутане. Такой мотор будет функционировать на солярке или смеси газа с оной, но не сможет работать на чистом газе.
Процедура и порядок работ практически ничем не отличаются от монтажа стандартного ГБО. А работает это так. Газ поступает в цилиндр на такте впуска. Запальное топливо (солярка), необходимое для воспламенения, впрыскивается в конце такта сжатия, когда в цилиндре уже образовалась газо-воздушная смесь. Все это воспламеняется и так далее.
Теория газодизеля
На сегодняшний день существует два принципиальных способа установки газового оборудования (ГБО) на дизель.
Переоборудование на 100% газ
Первый – полное переоборудование на стопроцентное питание газом, для чего двигатель подвергается основательной модернизации. Так как октановое число метана, к примеру, достигает 120, то штатная степень сжатия дизельного двигателя для него слишком высока, и чтобы избежать детонации и, как следствие, быстрого разрушения агрегата, ее необходимо снизить до 12:1-14:1. Кроме того, температура самовоспламенения газа составляет около 700 °С против 320-380°С у дизтоплива, потому воспламеняться от сжатия он не может и для его поджига цилиндры необходимо оснастить системой искрового зажигания, как на бензиновых моторах: Пример – газомоторная техника компании “РариТЭК” из Набережных Челнов на базе моделей КамАЗ. Разумеется, обратной переделке под дизтопливо такой агрегат не подлежит.
Но есть и более простой и дешевый вариант установки ГБО на дизель, основанный на комбинированном режиме питания, собственно газодизель.
Газодизель – Dual Fuel
Коротко о самом принципе работы на двойном топливе Dual Fuel, использовавшемся в свое время еще создателем дизельных двигателей Рудольфом Дизелем: основным здесь по-прежнему является дизельное, однако часть его замещается газом – метаном или пропаном. Дизельное топливо при этом выполняет функцию поджига топливовоздушной смеси – ведь для воспламенения газа, напомним, необходим искровой или запальный разряд. Степень же замещения основного топлива дополнительным зависит от нагрузки на двигатель и, собственно, самой топливной аппаратуры – оригинальной дизельной и устанавливаемой газовой. В настоящее время системы ведущих мировых производителей позволяют замещать до 50% дизтоплива в случае с метаном и до 30% – в случае с пропаном.
В остальном газодизельные системы мало отличаются от ГБО 4 поколения для бензиновых моторов. Отсюда и их основные преимущества.
Что включает ГБО для дизеля
Мозгом ГБО для дизельных двигателей является управляющий компьютер или ЭБУ. На основе анализа информации от датчиков он формирует управляющие сигналы на подачу газа и солярки.
Остальной комплект ГБО может отличаться, но, кроме баллона, редуктора, мультиклапана, газового клапана и магистралей, включает:
- газовые форсунки/дозатор;
- механизм перемещений рейки ТНВД. Насос высокого давления потребует доработки;
- датчики температуры, синхронизации, коленного вала, газа и другие. Используется часть штатных;
- газовые фильтры низкого и высокого давления.
Где следует устанавливать
Как уже было отмечено, установка газового оборудования на дизельный двигатель отличается высокой сложностью. Следовательно, это работа для специалистов, разбирающиеся в тонкостях вопроса. Организация-установщик должна быть лицензирована, а в перечень работ включены настройка и тестирование газовой аппаратуры. Установщик оформит необходимые для регистрации документы и будет в дальнейшем выполнять периодическое обслуживание и освидетельствование.
Установить ГБО на дизельный двигатель можно и своими силами, однако гарантии качества работ и безопасности эксплуатации никто не даст. Если вникнуть в суть вопроса, процедура может показаться не столь сложной. Экономия будет существенной, но только в случае, если не допустить серьезных ошибок.
Может показаться, что установка газодизеля мало отличается от обычной. Но отметим, что некоторые работы в гаражных условиях качественно выполнить нереально. Речь идет о настройке, прежде всего. Без специального стенда этого не сделать.
Подводим итоги
Итак, мы выяснили, можно ли установить газ на дизельный двигатель. Ввиду иного принципа работы, установка ГБО на такой мотор требует больших переделок. Причем в результате все равно этот агрегат будет требовать хоть и небольшую, но порцию дизеля. Экономия от использования такого оборудования есть. Но она настолько незначительная, что никто не заморачивается над вопросом «стоит ли устанавливать газ на дизельный двигатель». Высокие сроки окупаемости и сложность установки – это основные факторы, которые препятствуют использованию газобаллонного оборудования на дизельном моторе.
Какие нужны документы
Согласно ТР ТС 018/2011, установка ГБО является переоборудованием. В соответствии со ст. 12.5, ч. 1 КоАП РФ, эксплуатация авто без регистрации изменений запрещена, поэтому придется пройти процедуру в ГИБДД. Потребуются заявление, паспорт, СОР, ПТС, сертификаты на оборудование и лицензии установщика, диагностическая карта и квитанция оплаты пошлины.
Полученный сертификат соответствия и паспорт на ГБО с отметками необходимо возить в авто. До посещения Госавтоинспекции желательно выяснить, как получить необходимые документы для ГБО на автомобиль.
Как регистрировать ГБО
Процесс начинается с получения разрешения на установку. В ГИБДД подается соответствующее заявление. Установщик оформит акт приемки и декларацию об объёме выполненных работ. После прохождения ТО следует снова обратиться в ГИБДД с пакетом документов и просьбой внести изменения. Авто предоставляется для осмотра.
Согласно Приказу МВД от 07.12 2000 г. N 1240 сотрудники оформят СКТС, новое СОР и внесут отметки в ПТС в день обращения. Больше полезной информации вы найдете в статье «Регистрация ГБО в ГИБДД».
Делаем выводы
ГБО на дизельный двигатель легкового автомобиля обеспечивает следующие преимущества:
- неплохую экономию;
- прирост ресурса и мощности (на 25-30%);
- более тихую, устойчивую и плавную работу;
- заметное снижение уровня вредных выбросов.
К минусам можно отнести высокие сложность и стоимость, проблемы с запуском при минусовых температурах, а также невозможность использования только газа в случае с газодизелем и, наоборот, ДТ при полном переоборудовании. Важно также упомянуть о сложности демонтажа, дефиците заправок и лицензированных станций обслуживания.
Газовый двигатель – кардинальное изменение мотора
Радикальный способ перевода дизеля на работу на газобаллонной аппаратуре, предполагающий капитальное изменение двигателя:
- монтаж свечей зажигания, которые буду выполнять функцию форсунок;
- установка системы зажигания вместо топливного оборудования;
- удаление «ненужного» металла на днищах поршней либо в камерах сгорания с целью существенного снижения уровня сжатия газа.
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.
