Метановый двигатель для грузовика
Новые газовые двигатели на 100% метане
для тягачей, грузовиков и самосвалов
за 2,5 млн.рублей* (с установкой «под ключ»)
Новый метановый двигатель обеспечит вашей машине:
Чем интенсивнее эксплуатация ТС, тем ощутимее экономия от газомоторной установки! С учетом всех дополнительных факторов новый двигатель на метане способен окупиться всего за 1 (один) год.
ДВИГАТЕЛЬ МОЖНО УСТАНОВИТЬ В ЛИЗИНГ!
Когда есть необходимость оснастить свои машины газовыми двигателями, но не хватает свободных денежных средств, это можно осуществить при помощи лизинга.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При лизинге общая сумма договора формируется из существующей цены автомобиля ПЛЮС стоимость нового газового двигателя, поэтому при оформлении переоборудования в лизинг в некоторых случаях придется совершать ряд дополнительных действий.
Для заключения лизингового договора должны быть соблюдены два обязательных условия:
1.Компания, которая будет выступать c вашей стороны в лизинговой сделке, должна получить одобрение со стороны лизинговой компании (по возможности совершать регулярные лизинговые платежи).
2.ТС, на которое предполагается установить газовый двигатель, не должно быть старше 2016 г.в. (ему должно быть не более 5 лет).
Если эти условия выполнены (т.е. ваше предприятие и ТС соответствуют требованиям лизинговой компании), то алгоритм нашей работы может выглядеть следующим образом:
* сумма в 2 500 000 рублей является базовой ценой за установку газового двигателя на грузовой автомобиль. Точную стоимость работы вам сможет назвать только наш специалист технического центра после осмотра и диагностики ТС.
Метановый турбо-мотор.
Метановые турбо-моторы – новый этап развития моторостроения. Уже сейчас они являются достойной альтернативой привычным бензиновым моторам.
Чтобы лучше понять преимущество двигателей, в которых в качестве топлива используется природный газ, предлагаю провести сравнительный анализ бензиновых и метановых турбо-моторов.
Основной момент при проектировании и настройке бензиновых турбо-моторов – максимально обезопасить двигатель от детонации.
До тех пор, пока моторы с изменяемой степенью сжатия не получат распространения, бензиновые моторы не сумеют достичь уровня КПД хотя бы дизельного мотора.
Высокий КПД дизельного двигателя обусловлен, прежде всего, высоким пиковым и средним давлением в цилиндрах двигателя за счет максимального наполнения при любых нагрузках.
Дросселирование и узкий диапазон воспламенения приводит к низкому КПД бензинового турбо-мотора в режимах небольших нагрузок. Идеальный мотор (вспоминаем Цикл Карно и адиабатный двигатель) должен работать наоборот, как бы наизнанку, уменьшать начальное и пиковое давление от малых нагрузок к большим.
Система управления двигателем на основе данных давления в цилиндрах позволит максимально точно подобрать углы и состав смеси в зависимости от нагрузки и оборотов мотора.
Проштудируем типичный бензиновый турбо-мотор.
Изначально разжатый, на малых и средних нагрузках (без давления наддува) он работает на обедненных смесях и максимально возможных ранних углах зажигания (скорость распространения фронта горения зависит от состава смеси; рисунок).
График давления и КПД будет низким из-за дросселирования и низкой СЖ.
С ростом нагрузки и давления наддува появляется золотая середина, где возможен идеальный баланс графика роста давления, температуры смеси а также ее удаленных участков в процессе распространения фронта горения (очень важный критерий), состава смеси.
С ростом нагрузки и оборотов (условно турбина вышла на заданный наддув) возникает опасность детонации.
Инструментов для предотвращения детонации три, цель одна- не дать топливной смеси состоящей из остаточных газов (с температурой и количеством, зависящим от оборотов), воздуха (кислорода с нейтральными газами) и топлива (перешедшего из жидкого в газообразное состояние с поглощением тепла — очень важный момент), перешагнуть рубеж температуры самовоспламенения.
В двигателе все процессы косвенно и напрямую зависят друг от друга, и происходят в динамике. Методично попытаюсь объяснить.
Для детонации необходимы два фактора — температура смеси и давление, которые в свою очередь зависят от множества моментов.
Для понимания остановимся на температуре воспламенения – главном критерии детонации.(Процесс горения хорошо описан здесь e-him.ru/?page=dynamic§ion=33&article=210)
Углом зажигания мы снижаем график давления, составом смеси – скорость горения (и давление), не забываем об увеличении объема пространства для горения, с ростом движения поршня (для понимания: максимально возможные обороты мотора – около 25000 оборотов – обуславливаются медленной скоростью горения бензина), и общей температуры за счет поглощения тепла при испарении и увеличении теплоемкости смеси. Скорость горения смеси также зависит от турбулентности – роль которой очень важна.
Для предотвращения детонации изначально снижают угол зажигания, затем в комплексе начинают заливать двигатель топливом.
Двигатель заливают топливом в прямом смысле слова – для поддержания безопасных режимов работы.
Для мощных турбо-моторов (инструмент третий) практикуют откат давления наддува к максимальным оборотам. КПД и экологичность данного мотора, надо сказать, далеки от идеальных (того же адиабатного двигателя).
Рассмотрим метановый турбо-мотор в тех же плоскостях.
Если в бензиновом двигателе главный критерий – детонация, то для метанового мотора это будет термонагруженность и ЕГТ.
Высокая стойкость к детонации (температура самовоспламенения 460 против 290 градусов) и меньшая скорость горения дают возможность работы при более высоких давлениях.
Однако низкая скорость горения ограничивает максимально возможные обороты, а сильный рост ЕГТ – максимальную мощность (в первую очередь ресурс турбокомпрессора).
Главный минус природного газа – отсутствие поглощения тепла при испарении и замещении объема смеси.
Детонация метанового турбо-мотора.
В метановом турбодвигателе детонация возникает в основном по причине большого количества остаточных газов, при высоких оборотах и плохой продувке.
Главным инструментом в борьбе с детонацией является угол опережения зажигания и снижение наддува для уменьшения противодавления на выпуске.
Изменение состава смеси тоже влияет на стойкость к детонации в первую очередь за счет снижения скорости распространения фронта горения, но не является важным инструментом в борьбе с детонацией – важнее обеспечить хорошую продувку мотора.
Идеальный метановый турбо-мотор.
Для создания турбо-мотора с высоким КПД, я пошел бы следующим путем.
При невозможности создания двигателя с изменяемой СЖ, но как можно более близкого к мотору «на изнанку», необходимо максимально использовать свойства природного газа: возможность воспламенения очень обедненных смесей, высокую детонационную стойкость и возможность использования метана в жидком (охлажденном) состоянии.(Очень интересный двигатель с изменяемой СЖ здесь www.mce-5.com/english/index.html)
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.
Газ на дизель, это не сложно…
Честно говоря MAN, так же как DAF и Mercedes не очень комфортные в монтаже газодизеля и относятся к самым не любимым авто, а причиной всему является цифровая педаль акселератора. 99% газодизельных систем не могут работать с цифровыми педалями, поэтому замещение дизеля работает только на датчике турбины и на датчике давления топлива. В свою очередь указанные выше модели иногда имеют датчики давления топлива с очень узким диапазоном регулировки. Т.е. нет свободного диапазона за счет которого происходит замещение дизеля газом. В связи с этим заранее нет точного ответа на вопрос заказчика: СКОЛЬКО БУДЕТ ЭКОНОМИТЬ АВТО ПОСЛЕ ПЕРЕОБОРУДОВАНИЯ. Так и с этим авто, заранее было доведено до заказчика, что конкретные цифры замещения и экономии можно получить только после установки.
Начав монтаж, первым делом разбираем обшивку салона чтобы добраться до педали.газа. Добравшись до педали понимаем что в нашем случае машина укомплектована самой поганой версией цифровой педали, а именно 5 вольтовой версией. В 90% машин с цифровой педалью, напряжение на педали (сигнал) имеет вольтаж от 1 до 24 В. В этом же случае напряжение педали было от 1,8 до 6 В.
С таким не стандартным сигналом блок D24 AGIS работать не может. Вернее не так, работать без переделки не может. Обменявшись информацией с производителем, было решено ставить систему без подключения к педали и урезать дизель только за счет датчика давления топлива и датчика давления турбины.
Далее откидываем кабину и находим два нужных нам датчика.
Второй датчик — который нам интересен, это датчик давления турбины
Машина приехала к нам с уже установленными метановыми баллонами, заправленными под завязку метаном. Баллоны были обшиты алюминиевыми листами и выглядели очень эстетично, но очень не практично. Собственно баллоны были установлены хозяином авто самостоятельно и были приобретены бывшими в употреблении. Как и ВЗУ. В итоге ВЗУ пропускало газ и не закрывалось герметично краном.
Поэтому пришлось разбирать всю эту облицовку, переподключать ВЗУ и заново изобретать крепления алюминиевых листов, так как не предполагалось снятие одного верхнего листа. Снимались сразу оба.
После переделки облицовки, приступаем к врезке штуцеров в коллектор.
Обычно после вот именно такого плана фото начинают сыпаться вопросы: ОЙ… А ПОЧЕМУ ФОРСУНКИ ВРЕЗАНЫ В ОДНО МЕСТО, А НЕ В КАЖДЫЙ ЦИЛИНДР ОТДЕЛЬНО? И тому подобное… Поясняю очередной раз: дизель работает немного не так, как бензиновая система. Чем равномерней воздух во впускном коллекторе будет смешан с газом, тем правильней и точнее можно будет настраивать смесь. При этом, длина шлангов и порядок работы цилиндров не имеет никакого значения. Врезка в одно место всех форсунок позволяет облегчить монтаж и упростить последующее обслуживание системы. Возвращаясь к установке, форсунки устанавливаемые на этот раз — 2 рампы по 3 форсунки Poletron F-1,8 — без жиклеров. Собраны форсунки в единую кассету и прикручены жестко на двигателе.
Фильтр используемый после редуктора Ultra 360 на 2 выхода.
После форсунок переходим к монтажу термопары. Сверлим и нарезаем коническую резьбу и устанавливаем термопару сразу за турбиной.
Обогрев редуктора заводим параллельно отопителя салона через дюралевые тройники.
Соединяем 4 баллона по 120 литров и заводим их на редуктор.
Меняем не работающее ВЗУ на новое
И в принципе все…
Далее делаем пробный заезд с грузом 20 тонн по трассе урезая дизель и одновременно добавляя газ.
Принцип настройки газодизеля описывать повторно не буду, но если есть вопросы — спрашивайте. На что смогу отвечу.
Всем Бобра!
Двигатели на метане
Мы можем перевести практически любой дизельный двигатель на использование метана, как газомоторного топлива.
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
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.
Внутренняя часть этих баллонов выполнена из высокопрочной хроммо-молибденовой стали, а внешняя обмотана стеклопластиком и залита эпоксидной смолой.
Баллоны Типа-2 для хранения метана выглядят так:
Система хранения метана в сборе выглядит так:
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.
- Фрезеровка поршня Прокладка под ГБЦ
- Установка новых поршней Укорочение шатуна
В большей части случаев мы применяем фрезерование поршней ( см. иллюстрацию выше ).
Примерно так будут выглядеть поршни после фрезерования:
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:
Для современных двигателей, оснащенных надувом это мнение ошибочно.
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:
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.
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.