Как перевести дизель на газ
Перейти к содержимому

Как перевести дизель на газ

  • автор:

Газ на Дизельный двигатель? Теория газодизеля.

На сегодняшний день существует два принципиальных способа установки газового оборудования (ГБО) на дизель.

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.
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. 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.

Преимущества газодизельных систем

1) Простота монтажа: комплекты оборудования универсальны, подходят для всех типов дизельных двигателей с электрооборудованием как 12V, так и 24V, включая самые современные, и не требуют разборки и модификации силового агрегата, а переход на исходный дизельный режим возможен в любой момент времени простым нажатием на кнопку переключателя в кабине водителя.

2) Увеличение КПД и ресурса. Добавка дозы газа повышает мощность и крутящий момент двигателя — с турбонаддувом рост показателей может достигать 30%. При этом двигатель работает заметно тише и эластичнее, а благодаря снижению нагрузки на систему подачи дизельного топлива увеличивается срок службы ее элементов, особенно в случае с непосредственным впрыском Common Rail, работающим с переменным высоким давлением в зависимости как раз от нагрузки.

3) Экономика и экология. Замещение части дизтоплива газом позволяет до 20% снизить стоимость эксплуатации автомобиля по отношению к стоимости эксплуатации его только на дизельном топливе. А изменение состава и существенное снижение объема отработавших газов улучшает экологические показатели двигателей, уменьшает токсичность и дымность выхлопа и содержание в нем твердых частиц (сажи) настолько, что позволяет отказаться от использования раствора мочевины на агрегатах, отвечающих нормам Евро-4 и Евро-5.

Таким образом, модификация дизельного двигателя в газодизель позволяет одновременно решить следующие задачи:
1. снизить расходы на 10-30%;
2. увеличить мощность и крутящий момент на 20-30%;
3. увеличить срок службы элементов системы подачи топлива (прежде всего систем Common Rail) и ресурс двигателя в целом;
4. снизить содержание СО, СН и твердых частиц в выхлопе.

И если для легковых дизелей с их небольшим аппетитом и относительно умеренными суточными и годовыми пробегами тема газодизеля — это скорее чисто академический интерес, то для интенсивно эксплуатирующихся грузовых автомобилей и магистральных тягачей, ежедневно покрывающих внушительные расстояния, установка газодизельного ГБО более чем оправдана с любой точки зрения. И с ростом цен на дизтопливо будет лишь прибавлять в актуальности.

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).

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).

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?

Можно ли поставить газовое оборудование на дизельное авто?

В современном мире невозможно представить себе жизнь без автомобиля. Чтобы машина радовала автомобилиста и обеспечивала комфортную езду, нужно обслуживать и ухаживать за авто. Ремонт и обслуживание машины стоит немалых вложений, тоже самое можно сказать и о ценах на топливо. Стоимость топлива в Украине постоянно растет, что побуждает водителей к поиску методов для экономии денежных средств.

Установка ГБО на авто для водителя считается отличным способом экономии денег на топливе. Владельцы бензиновых автомобилей ставят газовое оборудование уже долгое время, чего не скажешь о владельцах дизельных машин. Многие не знают, что на дизельный двигатель также можно поставить ГБО.

Переоборудованием дизельных моторов занимались еще в советское время. Специалисты разработали метод работы силового агрегата на газу, в котором для воспламенения применялось дизельное топливо. Стоит отметить, что первое ГБО для дизельных двигателей появилось на серийных автомобилях КАМАЗ.

Принцип работы двигателя на газу в Советском Союзе: в цилиндры подается часть газа в объеме 70–80% от необходимого. Когда возникает надобность в возгорании газа, посредством форсунки осуществляется подача недостающего объема (20–30%) дизельного топлива. Ввиду того, что октановое число природного газа имеет высокие показатели, двигатель работает стабильно и без детонации.

Как оказалось позже, подобные газодизельные двигатели служили в полтора-два раза дольше дизельных моторов.

Установка газового оборудования для дизельных двигателей

На данный момент, наиболее практичным вариантом ГБО считается установка газового оборудования по соседству с дизельной топливной системой. В газодизельной системе основным топливом является дизель, а добавочным — газ. Дизельное топливо обеспечивает появление искры, необходимой для воспламенения топливно-воздушной смеси.

Газодизельный двигатель работает таким образом:

  • на дизтопливе запускается мотор;
  • газовая система начинает функционировать, дизельное топливо сжимается — воспламеняется и непосредственно в момент загорания происходит подача газа;
  • газ загорается уже от воспламененного дизеля;
  • открываются клапана и отводится сгоревший состав;
  • процесс повторяется.

Газовое оборудование функционирует как на пропан-бутане, так и на метане. Однако, установка метана на дизель считается более эффективным вариантом, хотя и более дорогим, чем установка пропана на авто. Эффективность установки метана обусловлена процентным замещением дизтоплива газом. Метан заменяет до 50% дизельного топлива, а пропан — до 30% дизеля.

Отмечается, что на дизельный двигатель можно поставить и метановое ГБО 4 поколения, и пропановое ГБО 5 поколения.

Преимущества газодизельных систем

Газодизельный двигатель имеет множество схожих характеристик с ГБО 4 поколения, которое ставят на бензиновые автомобили.

Кроме явной экономической выгоды от разницы цен на топливо установка ГБО на дизель снижает износ мотора и компонентов топливной системы, способствует сохранению экологии за счет того, что в газе не содержатся тяжелые металлы и сера, а дизтопливо вместе с газом лучше прогорает. На деталях двигателя образуется меньше нагара и грязи, следовательно составляющие мотора не требуют частой замены.

Достоинство такого вида ГБО для дизельного автомобиля — простота установки. Чтобы поставить газобаллонное оборудование, не нужны изменения в конструкции двигателя либо сложные технические манипуляции. Газовые установки на авто есть в свободной продаже и не требуют дополнительного дорабатывания мотора. Чтобы перейти в штатный режим работы двигателя, следует нажать на соответствующий переключатель в салоне автомобиля.

Кратко о преимуществах газодизеля:

  • экономия затрат на топливо;
  • сохранение окружающей среды;
  • работа системы подачи топлива в щадящих режимах;
  • улучшение сгорания дизтоплива;
  • увеличение срока службы двигателя и элементов системы питания дизельного двигателя;
  • тихая и плавная работа мотора;
  • прирост КПД силового агрегата до 30%;
  • увеличение запаса хода автомобиля.

Однозначно можно и стоит поставить газовое оборудование на дизельное авто. С первых дней работы автомобиля на газодизеле будет ощутима экономия на топливе и на ТО машины. Однако, экономическая выгода от переоборудования легкового автомобиля не будет столь значимой, как при установке ГБО на грузовые машины.

Целесообразнее устанавливать газовое оборудование на дизель для грузовых автомобилей, пассажирского транспорта, сельхозтехники и другого вида транспорта, который имеет большой расход топлива либо преодолевает большие расстояния ежемесячно.

На сегодняшний день многие СТО и автосервисы ставят на дизель газовое оборудование. Опыт по установке ГБО на дизельное авто позволяет специалистам быстро подбирать нужный комплект ГБО с учетом конкретной марки автомобиля и объема двигателя. Сбережение характеристик переоборудованного на газ автомобиля гарантировано.

Вам также будет интересна наша новая статья о том, что такое ГБО 5 поколения.

ГБО на дизеле — технологии и возможности

На бензиновых двигателях ГБО устанавливается и приживается без сложностей. Автовладельцы покупают и используют газобаллонное оборудование для экономии и дополнительных плюсов. С дизельными двигателями все сложнее. Горение дизельного топлива и газа — физика этих процессов — ставят вопросы перед желающими совместить два вида топлива. Разобрались, можно ли установить ГБО на дизельный двигатель и какие технологии для этого используются.

Суть и история проблемы

Сложность перевода дизельного двигателя на газ заключается в способе воспламенения горючего в камере сгорания. На дизельном моторе процесс происходит благодаря высокому давлению топливо-воздушной смеси. Такие условия не способствуют горению газа, находящемуся в сжатом состоянии.

Разработки решения начались еще во времена СССР. Советские ученые предлагали устройства, которые работали на газу с применением небольшого объема солярки. В таком варианте дизельное топливо становилось детонатором. Разработки перешли в практическую плоскость: оборудование успешно испытали на КАМАЗах.

В советском дизельном двигателе на газу в первую очередь осуществлялась подача 70-75% газа от общего объема смеси. В ту секунду, когда ожидается воспламенение, через форсунку впрыскивается солярка. Эффективность модели была очевидной. Высокооктановый газ гарантирует стабильную работу мотора, увеличивает его ресурс и одновременно позволяет экономить до 40% топлива. Несмотря на очевидные преимущества, разработки в СССР не получили повсеместного применения.

Современные методики и технологии

Полученный за годы исследований опыт инженеры конвертировали в рабочие модели. Радикальный метод — полная переработка дизельного двигателя в газовый. Вносятся изменения в ряд систем: зажигания, питания и т. д. Практически выполняется:

  • использование свечей зажигания вместо форсунок;
  • установка дозатора или газовых форсунок;
  • снижение степени сжатия для стабильного использования высокооктанового горючего — газа.

Глубокие конструктивные изменения дают двигателю преимущества:

  • увеличивается ресурс мотора;
  • снижается объем вредных для атмосферы выбросов;
  • снижается степень сжатия, что обеспечивает стабильное использование газового топлива.

Недостатки радикального вмешательства в конструкцию двигателя:

  • обратной дороги нет: сделать двигатель снова дизельным уже не получится;
  • настройка и регулировка требуют точечного подхода и опытных спецов;
  • запуск в морозы осложнен;
  • интервал обязательного техобслуживания сокращается.

Второй вариант (более актуальный в условиях современных потребностей) — газодизель. В двигателе этого типа газовое и дизельное топливо подается одновременно. Дизель воспламеняет смесь, его объем, подаваемый в камеру сгорания, существенно снижается. Чтобы такой мотор работал стабильно, нужно соблюдать топливный баланс. Это как раз и достигается датчиками, которыми управляет ЭБУ.

Плюсы и минусы газификации дизельного мотора

В случае с газодизелем переход на газ (установка ГБО) реален. Автовладелец получает опцию использования двух видов топлива, продлевается ресурс мотора, исключается детонация. Но с экономической точки зрения газодизель для легковых авто не так эффективен. Затраты на сложную настройку системы, газобаллонное оборудование и его установку могут перекрыть финансовые бонусы. Зато на сельскохозяйственной технике и грузовиках переход на газ — на 100% здравое и выгодное решение.

Применяется система DUAL FUEL. Топливная рама позволяет частично заместить дизель газом. Оба топлива подаются в установленной пропорции, а горение газа проходит при повышенных температурах. Система контролирует критические показатели — мотор не перегревается. Показатели топливной смеси и работу зажигания корректирует ЭБУ.

Технически установить ГБО на дизель можно. Все упирается в экономическую составляющую, которую нужно тщательно просчитать. Для владельцев грузовых и сельскохозяйственных машин газ — реальная возможность улучшить КПД двигателей. И дизель этому не помеха.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *