Метан для дизельного двигателя

Автомобили

Метан для дизельного двигателя

Метан для дизельного двигателя

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.

Переходом с бензина на газ давно никого не удивишь. Это как минимум выгодно, поэтому на вторичном рынке машины с ГБО пользуются повышенным спросом. Даже покупая новый автомобиль, мы интересуемся возможностью монтажа газбаллона. При этом, как правило, выбираем с бензиновым агрегатом, не подозревая о возможности установки ГБО на дизельный двигатель.Метан для дизельного двигателя

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».

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.

Читайте также:  Позиция шагового двигателя приора

Метан для дизельного двигателя

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.

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.

Метан для дизельного двигателя

Там он смешивается с соляркой и воздухом, после чего воспламеняется. Подачей топлива управляет ЭБУ, получающий сигналы со штатных и дополнительно установленных датчиков.

Пройдите социологический опрос!

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.

Метан для дизельного двигателя

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.

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.

Метан для дизельного двигателя

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.

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.

Читайте также:  Чехлы с боковой поддержкой на сиденья

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.

ГАЗ на дизель (дизельный двигатель). Принцип работы, плюсы и минусы: видео

Метан для дизельного двигателя

Практикующий юрист с 10 летним стажем. Специализации: уголовное право, страховое право, административные правонарушения.

Мы можем перевести практически любой дизельный двигатель на использование метана, как газомоторного топлива.

Не ждите завтра, начинайте экономить сегодня !

Дизельный двигатель является двигателем, воспламенение топлива в котором осуществляется при нагревании от сжатия. Стандартный дизельный двигатель не может работать на газовом топливе, потому что метан обладает существенно более высокой температурой воспламенения чем дизельное топливо ( ДТ — 300-330 С, метан — 650 С) , которая не может быть достигнута при степенях сжатия, используемых в дизельных двигателях.

Второй причиной, по которой дизельный двигатель не сможет работать на газовом топливе является явление детонации, т.е. не штатного ( взрывообразного горения топлива, которое возникает при избыточной степени сжатия. Для дизельных двигателей используются степень сжатия топливо-воздушной смеси в 14-22 раза, метановый двигатель может иметь степень сжатия до 12-16 раз.

Поэтому, для перевода дизельного двигателя в газомоторный режим потребуется сделать две основных вещи:

    Снизить степень сжатия двигателя
    Установить искровую систему зажигания

Метан для дизельного двигателя

После этих доработок Ваш двигатель будет работать только на метане. Возврат в дизельный режим возможен, только после проведения специальных работ.

Подробнее о сути выполняемых работ смотрите в разделе «Как именно осуществляется перевод дизеля на метан»

Величина Вашей экономии высчитывается как разница между затратами на 100 км пробега на дизельное топливо до конвертации двигателя и затратами на затратами на приобретение газового топлива.

Например, для грузового автомобиля Freigtleiner Cascadia средний расход дизельного топлива составлял 35 литров на 100 км, а после конвертации для работы на метнане расход газового топлива составил 42 нм3. метана. Тогда при стоимости дизельного топлива в 31 рубль 100 км. пробега изначально стоило 1085 рублей, а после конвертации при стоимости метана 11 рублей за нормальный кубический метр (нм3) 100 км пробега стало стоить 462 рубля.

Экономия составила 623 рубль на 100 км пробега или 57%. С учетом годового пробега в 100.000 км, годовая экономия составили 623.000 рубль. Стоимость установки пропана на эту машину составила 600.000 рублей. Таким образом срок окупаемости системы составил — примерно 11 месяцев.

Так же дополнительным преимуществом метана как газомоторного топлива является то, что его крайне трудно украсть и практически не возможно «слить», так как при нормальных условиях это газ. По тем же соображениям, его не возможно продать.

Расход метана после переделки дизеля в газомоторный режим может колебаться в пределах от 1.05 до 1,25 нм3 метана на литр расхода дизельного топлива ( зависит от конструкции дизеля, его изношенности и прочее ).

Примеры из нашего опыта по потреблению метана, конвертированными нами дизелями, Вы сможете прочитать в той статье.

В среднем для предварительных расчетов дизельный двигатель при работе на метане будет потреблять газомоторное топлива из расчета 1 л потребления ДТ в дизельном режиме = 1,2 нм3 метана в газомоторном режиме.

Конкретные значения экономии для Вашей машины Вы сможете получить заполнив заявку на конвертацию, нажав красную кнопку в конце этой страницы.

В странах СНГ насчитывается свыше 500 АГНКС, причем на Россию приходится больше чем 240 АГНКС.

Вы сможете посмотреть актуальную информацию по расположению и часам работы АГНКС на интерактивной карте, расположенной ниже. Карта любезно предоставлена сайтом gazmap.ru

Если в Вашем автохозяйстве будет больше 30-50 автомобилей имеет смысл рассмотреть вариант с заправкой автомобилей непосредственно в автохозяйстве с использованием передвижного автомобильного газового заправщика ( ПАГЗ ). Подробно об нашем ПАГЗЕ можно посмотреть здесь.

А если еще рядом с Вашим автохозяйством проходит газовая труба, то имеет смысл рассмотреть варианты строительства собственной АГНКС.

Просто позвоните нам и мы с удовольствием Вас проконсультируем по всем вариантам.

Метан на борту автомашины хранится в газообразном состоянии под высоким давлением в 200 атмосфер в специальных баллонах. Большой вес и размер этих баллонов является существенным негативным фактором ограничивающим использование метана как газомоторного топлива.

ООО «РАГСК» используем в своей работе высококачественные металопластиковые композитные баллоны ( Тип-2 ), сертифицированные для использования в РФ.

Читайте также:  Обзор опель астра 2008 года

Внутренняя часть этих баллонов выполнена из высокопрочной хроммо-молибденовой стали, а внешняя обмотана стеклопластиком и залита эпоксидной смолой.

Для хранения 1 нм3 метана требуется 5 литров гидравлического объема баллона, т.е. например 100 литровый баллон позволяет хранить примерно 20 нм3 метана ( на самом деле чуть больше, за счет того, что метан не является идеальным газом и лучше сжимается ). Вес 1 литра гидравлического составляет примерно 0,85 кг, т.е. вес системы хранения 20 нм3 метана будет примерно 100 кг ( 85 кг это вес баллона и 15 кг вес собственно метана ).

Баллоны Типа-2 для хранения метана выглядят так:

Метан для дизельного двигателя

Система хранения метана в сборе выглядит так:

Метан для дизельного двигателя

На практике, обычно удается, достигнуть следующих значений пробега:

    200-250 км — для микроавтобусов. Вес системы хранения — 250 кг 250-300 км — для городских автобусов среднего размера. Вес системы хранения — 450 кг 500 км — для седельных тягачей. Вес системы хранения — 900 кг

Конкретные значения пробега на метане для Вашей машины Вы сможете получить заполнив заявку на конвертацию, нажав красную кнопку в конце этой страницы.

Перевод дизельного двигателя в газовый режим потребует серьезного вмешательства в сам двигатель.

Сначала мы должны изменить степень сжатия ( зачем ? см. раздел » Как дизельный двигатель может работать на метане ?») Мы используем различные методы для этого, подбирая лучший для Вашего двигателя:

    Фрезеровка поршня Прокладка под ГБЦ
    Установка новых поршней Укорочение шатуна

Метан для дизельного двигателя

В большей части случаев мы применяем фрезерование поршней ( см. иллюстрацию выше ).

Примерно так будут выглядеть поршни после фрезерования:

Метан для дизельного двигателя

Далее мы устанавливаем системы впрыска газа через специальные форсунки и систему искрового зажигания ( зачем ? см. раздел «Как дизельный двигатель может работать на метане ?» ).

Так же мы устанавливаем ряд дополнительных датчиков и устройств ( электронную педаль газа, датчик положения коленвала, датчик количества кислорода, датчик детонации и т.п. ).

Все компоненты системы управляются электронным блоком управления (ECU).

Примерно так будет выглядеть комплект компонентов для установки на двигатель:

Метан для дизельного двигателя

Для современных двигателей, оснащенных надувом это мнение ошибочно.

Высокий прочностной ресурс исходного дизельного двигателя, предназначенный для работы с степенью сжатия 16-22 раза и высокое октановое число газового топлива позволяют нам использовать степень сжатия 12-14 раз. Такая высокая степень сжатия позволяет получать те же ( и да же большие ) удельные мощности , работая на стехеометрических топливных смесях.Однако выполнение при этом норм токсичности выше ЕВРО-3 не представляется возможным, так же вырастает тепловая напряженность конвертированного двигателя.

Современные надувные дизели ( особенно с промежуточным охлаждением надувного воздуха ) позволяют работать на существенно обедненным смесях с сохранением мощности исходного дизельного двигателя, удержав тепловой режим в прежних пределах и уложившись в нормы токсичности ЕВРО-4 .

Для безнадувных дизельных двигателей мы предлагаем 2 альтернативы: или снижение рабочей мощности на 10-15% или применение системы впрыска воды в впускной коллектор с целью поддержания приемлемой рабочей температуры и достижения норм токсичности выбросов ЕВРО-4

Вид типичной зависимостей мощности от оборотов двигателя, по типам топлива:

Метан для дизельного двигателя

Момент Максимальная величина крутящего момента не изменится и даже может быть немного увеличена. Однако точка достижения максимального момента сместится в сторону более высоких оборотов. Это конечно не приятно, но на практике водители практически не жалуются и быстро привыкают, особенно если имеется запас по мощности двигателя.

Радикальным решением проблемы смещения пика момента для газового двигателя является замена турбины на переразмеренную турбину специального типа с электромагнитным клапаном перепуска на высоких оборотах. Однако высокая стоимость такого решения не дает нам возможности применять его при индивидуальной конвертации.

Надежность Ресурс двигателя существенно увеличится. Так как горение газа происходит более равномерно чем дизельного топлива, степень сжатия газового двигателя меньше чем у дизельного и газ не содержит в отличие от дизельного топлива посторонних примесей.

Масло Газовые двигателя более требовательны к качеству масла. Мы рекомендуем применять качественные всесезонные масла классов SAE 15W-40, 10W-40 и менять масло не реже 10.000 км.

Если есть возможность, желательно использовать специальные масла, типа ЛУКОЙЛ ЭФФОРСЕ 4004 или Shell Mysella LA SAE 40. Это не обязательно, но с ними двигатель прослужит очень долго.

Вследствие большего содержания воды в продуктах сгорания газовоздушных смесей в газовых двигателях могут возникать проблемы водостойкости моторных масел, так же газовые двигатели более чувствительны к образованию зольных отложений в камере сгорания. Поэтому сульфатная зольность масел для газовых двигателей ограничивается более низкими значениями, а требования к гидрофобности масла повышаются.

Шум Вы будете очень удивленны! Газовый двигатель — очень тихая машина по сравнению с дизельным. Уровень шума снизится на 10-15 Дб по приборам, что соответствует в 2-3 более тихой работе по субъективным ощущениям.

Метановый газовый двигатель существенно превосходит по всем экологическим характеристикам аналогичный по мощности двигатель, работающий на дизельном топливе и уступает по уровню выбросов только электрическим и водородным двигателям.

Особенно это заметно по такому важному для крупных городов показателю как дымность. Всех горажан изрядно раздражают дымные хвосты за ЛИАЗами Метан для дизельного двигателяНа метане этого не будет, так при горение газа сажеобразование отсутствует !

Как правило экологический класс для метанового двигателя — это Евро-4 ( без использования мочевины или системы рецеркуляции газов ). Однако при установке дополнительного катализатора можно повысить экологический класс до уровня Евро-5.

Добавить комментарий

десять − 8 =