Переоборудование грузовых автомобилей на газовое топливо
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… 🙂
Давно когда то я писал маленькую обзорную статью, по газодизелю. Было много скептицизма у читающих по этому поводу. Типа не работает нормально, не работает долго, нет экономии и прочее. Сегодня постараюсь все то же самое изложить, но на примере одного конкретного авто.
Для начала выбираем себе помощника и не какого нибудь, а рукастого, головастого и просто профессионального водителя седельного тягача, Neyrolinguist 🙂
На полке перед установкой шаримся по полкам в мастерской и находим комплект газодизельной установки польской компании ACON.
Для переоборудования находим подопытного и сегодня это у нас седельный тягач Volvo FH 13 на 469 л.с.
Для начала обследуем топливные баки тягача. На указанном авто бывает два варианта расположения баков. Самый удачный для установки вариант, это когда по левому борту авто располагается большой топливный бак на 860 литров, а по правому борту тягача малый бак и бак с мочевиной. Но на этом авто ситуация не та. 🙁
После демонтажа крепления штатного бака перемещаются таким образом чтобы металлические обручи располагались как можно ближе к краям 200 литрового баллона.
После подгонки креплений, натяжки обручей и проверки на нагрузку разбираем все и обрабатываем крепления антигравийкой и обклеиваем внутреннюю часть сырой резиной с фольгой (вибропласт)
После высыхания устанавливаем баллон на место, крепим мультиклапана предварительно подогнув поплавок.
После установки баллона, нам нужно осмотреть подкапотную часть, а точнее определиться с основными элементами монтажа.
Для начала мы находим впускной коллектор, который идет сразу после интеркулера. Там же находим датчик абсолютного давления. С обратной стороны двигателя находим выпускной коллектор и шланги на радиатор печки идущие в кабину.
Далее осматриваем выпускной коллектор, для установки термопары. Она контролирует температуру выхлопа и в случае поднятия ее выше установленной снижает или прекращает подачу газа в двигатель. Правило установки термопары одно: термопара должна быть установлена в канал выхлопного коллектора как можно ближе к цилиндрам в общую трубу. В нашем случае опять же это затруднено, так как авто оборудовано горным тормозом. Корпус горного тормоза (заслонка) в нашем случае неприкасаемый, поэтому засверливаемся сразу за ним.
После установки термопары определяемся с установкой редуктора, правило опять же одно: он должен стоять жестко на раме авто и не соприкасаться с подвижными элементами двигателя.
В нашем случае редуктор размещен ближе к местам врезки в шланги отопителя.
Далее переходим на левую сторону авто и рассматриваем наш впускной коллектор.
Вариантов установки газа на дизельное авто два: 1-й распределенный в котором форсунки врезаются в каждый цилиндр и называется распределенный, 2-й вариант подача газа через форсунки в общую трубу впускного коллектора. 1-й или 2-й вариант устанавливать выбирается исходя из особенностей двигателя и наличия датчиков распредвалов. В нашем случае будет второй вариант установки.
Для этого размечаем впускной коллектор для установки штуцеров.
Согласно рекомендациям производителя лучше всего располагать штуцера по спирали, так как в этом случае потоки газа с разных форсунок не будут давать завихрения основного потока воздуха.
Так же засверливаемся для датчика вакуума и крепим рампу с форсунками.
После установки основных элементов начинаем прокидывать шланги.
Далее идет процесс муторного крепления всего по кругу.
Когда все элементы закреплены необходимо опустить кабину и покачать ее в разные стороны, так как особенности конструкции дают амплитуду колебания кабины довольно большую.
При опускании кабины, уже после монтажа основных элементов увидели, что крепление кабины деформировано и она имеет солидное смещение, которое при раскачивании позволяет кабине касаться шлангов форсунок и возможно штуцеров. Это был очень не приятный момент, сводящий на НЕТ последние пару часов работы.
Подняв кабину и пошатав штуцера имеет следующую картину
В общем было решено все штуцера пересверлить и спрятать внутри (не стандартное решение, но оно гарантировано спрячет штуцера от внешних воздействий)…
Так как поменялось расположение штуцеров, поменялось расположение форсунок, оно же поменяло расположение MAP сенсора — в общем почти все… 🙁
Честно скажу, такие моменты выбивают эмоционально из колеи, но деваться некуда — авто на следующий день должно уехать в рейс на 3 тыс км пробега и надо его доделывать.
После монтажа всех исполнительных элементов приступаем у монтажу проводки.
ПЕРЕОБОРУДОВАНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ ДЛЯ РАБОТЫ НА ГАЗОВОМ ТОПЛИВЕ
Установка газового оборудования может производиться непосредственно на заводе-изготовителе автомобиля, на специализированных участках, которые могут располагаться в производственных помещениях АТП, ремонтных мастерских или предприятий автосервиса, и производителями ГБО.
В соответствии с действующим законодательством переоборудование и дальнейшая эксплуатация ГБА может осуществляться только при наличии ряда соответствующих документов, подтверждающих, что ГБО, установленное на автомобиль, соответствует требованиям ТУ, ГОСТ, ОСТ и сам автомобиль после переоборудования соответствует требованиям безопасности, а также, что организация, выполнившая переоборудование и производящая обслуживание и ремонт газового оборудования, имеет на это право. Этими документами являются сертификат соответствия на комплект газобаллонного оборудования для данной модели автомобиля, сертификат соответствия на выполняемые услуги по переоборудованию: проверке герметичности (опрессовке) и регулировочным работам, и лицензия на право выполнения этих работ. Персонал, производящий переоборудование, должен пройти специальную подготовку и иметь удостоверение соответствующего образца.
В зависимости от вида применяемых топлив и типа двигателей автомобили переоборудуются в газобаллонные однотопливные (монотопливные), двухтопливные с независимым питанием двигателя одним из топлив и двухтопливные с одновременной подачей двух топлив (газодизели).
В зависимости от агрегатного состояния и вида газа автомобили переоборудуются для работы на компримированном или сжиженном природном газе и для работы на сжиженном нефтяном газе.
Технологический процесс переоборудования (рис. 24.1) включает в себя следующие основные этапы: подготовку комплекта ГБО и автомобиля к монтажу, непосредственно монтаж оборудования на автомобиль, проверку герметичности газовой системы на автомобиле и завершается регулировочными работами и оформлением соответствующей документации.
Подготовка комплекта позволяет проверить номенклатуру и работоспособность элементов до их установки на автомобиль.
Монтаж включает в себя выполнение разборочно-сборочных работ на кузове, кабине, двигателе при установке комплектующих элементов ГБО:
• закрепление баллонов для хранения газа, заправочного устройства, запорной арматуры и трубопроводов для подачи газа от баллонов; подключение к газовой магистрали и системе охлаждения редукторов высокого давления (только для рабочего давления КПГ 20 МПа) и редуктора низкого давления; установку бензинового клапана для двухтопливных бензиновых систем питания (для инжекторных систем не обязательно); установку электропроводки и электронных приборов для включения и блокировки подачи газа, подключения дополнительных контрольных приборов, устройств и средств оповещения об утечках; установку газосмесительных и дозирующих устройств на двигателе (в карбюраторе, воздушном трубопроводе, впускном коллекторе);
• трубопроводы от баллонов прокладываются по днищу автомобиля или по раме;
 |
После выполнения монтажных работ выполняют проверку герметичности газовой системы рабочим давлением на автомобиле и завершают регулировочными работами и оформлением соответствующей документации.
На рис. 24.2 приведена принципиальная схема газовой системы питания автомобиля, работающего на КПГ. Заправка баллонов 20 газом производится через заправочный узел 18, вентиль наполнительный 17 и баллонные вентили 19.
Из баллонов КПГ по трубопроводам высокого давления подается к электромагнитному клапану 14, предварительно пройдя очистку от твердых примесей в фильтре этого клапана.
После открытия электромагнитного клапана 14 газ подается к редуктору высокого давления 13, где происходит снижение давления газа до 1,0-1,2 МПа. Для предотвращения замерзания примесей влаги, происходящего из-за падения температуры газа при редуцировании в РВД, для подогрева подается жидкость от системы охлаждения двигателя.
Затем газ поступает по трубопроводу в редуктор низкого давления (РНД). В РНД в 1-й (26) и 2-й (8) ступенях происходит последовательное снижение давления до близкого к атмосферному.
Из РНД газ по рукаву подается к дозатору газа 4 и в смеситель 2, откуда газовоздушная смесь поступает в цилиндры двигателя.
Переключение видов топлива осуществляется при помощи переключателя в цепи электрической схемы. Блокировка подачи газа выполняется при помощи входного клапана 77, управляемого электронным блоком.
Важными для эксплуатации газобаллонных автомобилей являются вопросы качества и надежности устанавливаемого газового оборудования, которые влияют на безопасность эксплуатации и на стабильность экологических и экономических показателей. На рис. 24.3 представлено распределение отказов по элементам системы ГБО, работающего на КПГ.
Тягач на метане: мечта дальнобойщика или головная боль? Версия для печати
Все обладатели прав категории «С» считают себя профессионалами. Зачастую самоуверенны те, кто работает за рулём грузовика несколько лет. На деле даже опытные водители нередко совершают ошибки. Особенно когда речь идёт о коммерческих автомобилях, работающих на метане.
Для успешной эксплуатации автомобиля с газовым двигателем в зимний период важно подготовить ГБО к холодам
На флагманском Stralis NP460 LNG ёмкостей двух криогенных баллонов по 220 кг хватает на пробег в 1600 км. В версии CNG+LNG (540 л сжиженного газа + 4х115 л сжатого метана) автономность составляет 1100 км. При оснащении только сжатым метаном запас около 570 км. Теперь понимаете, почему перевозчики отдают предпочтение LNG?!
Газовому грузовику противопоказано долго стоять без движения. При давлении сжиженного метана в 10 бар его предельное время хранения составляет пять дней, а при давлении в 14 бар — сутки. После этого происходит утечка газа в атмосферу через предохранительный клапан…
Как показывает практика, средний расход метана в российских условиях эксплуатации составляет 25–26 кг/100 км. Исходя из этого и зная ёмкость газовых баллонов, и нужно рассчитывать запас хода. Сжиженным газом можно заправиться только в Москве, Санкт-Петербурге, Челябинске и Калининграде. С пунктами АГНКС для заправки сжатым газом дела обстоят лучше (в России их около 380), но и здесь пополнение запаса топлива лучше спланировать заранее.
При оснащении только сжатым метаном запас около 570 км
Секреты успешной эксплуатации газовых грузовиков CNG в морозы кроются в деталях. Например, если не крутит стартёр, то, скорее всего, замёрзла дроссельная заслонка (пуск двигателя предваряет автоматический контроль всех компонентов системы питания). Достаточно отогреть патрубок феном — и проблема решена. Когда стартёр крутит, а двигатель не запускается, причиной отказа может быть «заглючившая» электромагнитная катушка. Требуется её замена. Преградой к нормальной работе системы способен стать сгоревший предохранитель, поэтому при возникновении неполадки первым делом нужно установить её причину. Если это случилось на трассе, рассчитывать лучше всего на свои силы. Ну а при возникновении проблемы в городах разумнее поискать грузовую СТО или звонить в трак-сервис. В большинстве случаев специалист даже удалённо может дать дельный совет.
Газовому грузовику противопоказано долго стоять без движения. При давлении сжиженного метана в 10 бар его предельное время хранения составляет пять дней
Многие водители порой боятся касаться газовой аппаратуры, поскольку директор или завгар это категорически запретили. Но иногда вмешательство необходимо. Например, расходный электромагнитный клапан в аварийном режиме можно открыть или закрыть вручную — оборудование не пострадает. Аналогичное правило применимо и к магистральному газовому клапану. Уж если и возникли сомнения, всегда можно позвонить установщику аппаратуры и получить руководство к действию в конкретной ситуации.
Бывает так, что водители случайно включают тумблер прекращения подачи газа или забывают об этом. Стоит вернуть его в рабочее положение — и можно завести двигатель. Порой мотор не хочет работать после заправки. Нередко причина кроется в неплотно закрытой крышке заправочного ящика. При скоплении там снега и образовании льда концевой выключатель не активирует питание электромагнитного клапана на газовом редукторе. Удаление набившихся вкраплений и есть ключ к решению проблемы.
Чрезмерное усердие тоже не приветствуется. Скажем, укрывание заправочного вентиля и манометра от влаги и грязи полиэтиленовыми пакетами — процедура лишняя. Эти компоненты и так находятся в отдельном ящике, и дополнительная изоляция им не требуется. Вот за чем нужно следить, так это за своевременной заменой фильтров, экономить на них нельзя.
Особую осторожность нужно соблюдать при ремонте автомобиля. Если допустить утечку сжиженного метана, недолго получить низкотемпературный ожог. При заправке полностью опустошённого криобака продувать следует и сам бак, и соединительные шланги. Грузовик должен быть заземлён, это не обсуждается. А когда газ подаётся в ёмкость автомобиля, заправочный шланг лучше не трогать.
Для успешной эксплуатации автомобиля с газовым двигателем в зимний период важно подготовить ГБО к холодам. Речь не о дополнительном утеплении, а о проверке оборудования. Нужно внимательно осмотреть редуктор-испаритель, места соединения газовой магистрали, форсунки, газовые фильтры. Любое отклонение от нормы должно насторожить. И уж лучше перепроверить технику в условиях парка компании, чем потом «куковать» на трассе.
Очень важно использовать рекомендованные свечи зажигания (оригинал), иначе велик риск получить пробой катушек. И менять их лучше периодически, например, через 15–20 тыс. км пробега, а не по факту «чиханий» двигателя и проблем с пуском. Как это ни странно звучит, нужно уделять внимание качеству газа и заправляться только на проверенных АГНКС. Природный газ может быть с примесями, которые негативно сказываются на работоспособности оборудования и сокращают срок службы его компонентов.
Внимательнее следует быть и к наконечникам катушек зажигания. Запорная аппаратура на газовых баллонах тоже требует заботы. После рейса рекомендуется смывать грязь чистой водой. Перед наступлением морозов на редукторе желательно заменить масло, а все компоненты — очистить от отложений.
Чрезвычайно важно своевременно устранять возникшие неисправности. Махнув рукой на заедающий клапан или небольшую утечку газа, в итоге можно получить сопутствующие проблемы и понести дополнительные затраты на их устранение. И конечно, лучше всего эту работу доверять специалистам фирменной СТО и тем, кто умеет обращаться с газовыми двигателями и газовым оборудованием.
Переоборудование с дизеля на метан
Переоборудование среднетоннажных дизельных автомобилей и автобусов для работы на природном газе (метане, CNG) посредством замены двигателя (свап двигателя): ГАЗ 3308, ГАЗ 66, ГАЗ 3310 Валдай, ПАЗ и другие с дизельными двигателями ММЗ Д245, ЯМЗ-534, Cummins, а также Форд Транзит, Мерседес Спринтер, ISUZU, TATA, HINO, Mitsubishi Canter, Газель, Газель Некст и многие другие.
Предложение по газодизелю для корпоративных клиентов
У вас автомобиль с дизельным двигателем и вы хотите снизить расходы на топливо? Вы хотите снизить риски эксплуатации требовательных к качеству топлива дизельных двигателей и их топливной аппаратуры? Мы предлагаем вам установку надежнейших японских двигателей, работающих на метане (swap двигателя). Снижение затрат на топливо в 2 раза относительно дизеля. Вы получаете двигатель с ресурсом более полумиллиона километров, запчасти всегда в наличии и стоят очень недорого (относительно дизельных двигателей, особенно европейского производства).
Простая экономика показывает, что при расходе 20 литров дизеля (ДТ) и цене 34 рубля/литр мы получаем затраты на дизтопливо 680 руб/100 км.
На метане аналогичный по крутящему моменту двигатель расходует 26 м3 (кубометров) при цене 11 рублей за куб, что дает нам затраты 286 руб/100 км.
Т.о. мы получаем более чем двухкратную экономию (394 руб/100 км или 394000 рублей на 100 тыс. км.), которая с лихвой окупает и переход на новый японский двигатель, работающий на метане, и окупается за тот же срок, что и газодизельное оборудование.
Метан на ISUZU Bogdan
Плюсы перехода на японский двигатель на метане
+ теплый, быстро разогревающийся двигатель в том числе на холостом ходу, который может полноценно прогреть салон микро- и среднего автобуса.
+ наличие второй топливной системы и возможности работать на бензине, что дает живучесть и дальность хода, даже если кончится газ.
+ легендарно высокая надежность японских силовых агрегатов
+ наличие запчастей и более низкая цена на них, в том числе многочисленных контрактных из Японии.
+ унифицированный двигатель типа 1UZ-FE на многие модели микроавтобусов, легких грузовиков, и при его первоначальной адаптации возможность легкой замены т.к. его цена настолько низка, что дешевле капремонта.
+ двигатель «милионник» 1UZ-FE с легендарным японским качеством, проверенный временем и работающий 100% на чистейшем и наиболее выгодном топливе — природном газе.
Мы производим замену дизельного двигателя на газовый с возможностью полноценной работы на бензине как резервном топливе с применением родного бака вашего автомобиля.
Итак, стоимость вычисляется в зависимости от автомобиля, желаемого запаса хода и компоновочных решений.
Предоставляем полный пакет документов для ГИБДД.
Также мы обеспечиваем регламентное обслуживание двигателей и автомобилей, работающих на газомоторном топливе.
Звоните прямо сейчас
+7 (343) 253-2-888
+7 (963) 275-2-888
ГАЗ 3308 Садко на АГНКС
Газель NEXT на заправке метаном
Баллонные вентили с предохранительными клапанами и запорным электроклапаном