Установка ГБО на дизельный двигатель – нужно ли так заморачиваться?

Газодизельный двигатель

ГБО в составе газодизельного двигателя даст вам возможность сберечь до трети денег, что вы тратили чисто на само дизтопливо. Езда на одном лишь дизтопливе стала дороже, чем когда-то – порой бензин АИ-76/80 на некоторых заправках равен или даже чуть ниже по стоимости, чем ДТ.

Газодизельный движок – устройство, которое работает на газодизельной смеси, процент содержания метана в которой может достигать 50..85%. Но полностью газ заменить дизельное горючее не может. В таком двигателе есть два канала – по одному в камеру сгорания поступают сконцентрированные дизельные пары в виде аэрозольной взвеси, смешанной с воздухом, в другой – газовоздушная смесь.

Поскольку на дизельных двигателях отсутствует искровысекатель (система поджига топлива с помощью электроискры), то дизель (15…50%) применяется лишь не в качестве «микровзрывчатки» (а всякий двигатель внутреннего сгорания работает как серийный микродетонатор), а в качестве запала для неё. Взрывчатым веществом в газодизеле служит газ. Оттого газодизельные моторы могут работать только на ДТ – но не на чистом газе.

Можно ли на дизельный двигатель установить ГБО?

Запросто! Установка ГБО возможна как на бензиновые, так и на дизельные моторы. Газ вводится в двигатель через отдельный (боковой) канал – как дизелезаместитель, но в большем количестве, чем сам дизель. Цены на газ вдвое ниже, чем на дизель и на «низший» бензин (АИ-76/80) – и за последние лет 5 практически не меняются, т. к. в России, в частности, в Западной Сибири, ещё очень много осталось газа. К тому же метан легко получить промышленным способом – даже при гниении животной органики, правда, такой «биогаз» ещё не стал массовой производственной технологией. В нефти также содержится «попутный» метан и пропан-бутановые фракции, этан и изобутан – это даёт дополнительный запас и стимулирует постоянство цены на природный газ. Что же касается био-ДТ, то получить его заметно сложнее. А значит, дизтопливо ещё, по прогнозам учёных-биотехнологов, последующие несколько десятилетий будет примерно настолько же дороже биогазов. Именно поэтому переоборудование автобусов, грузовиков и тягачей с ДТ на газодизельную смесь целиком и полностью оправдано.

Сюда не входят «метанобусы» — новейшие автобусы на метане, получившие в России триумфальное распространение с 2014-2015 гг. Их двигатели изначально работают без всякого дизеля – подобно движкам легковых авто, могущих ездить на газе без добавления бензина. Как известно, искра легко поджигает метан и пропан – вы можете в этом удостовериться, включив газовый отопительный котёл у себя дома с помощью кнопки встроенного высекателя, либо поджигая от искрогенератора конфорку плиты с открытой газозадвижкой.

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.

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.

Стоимость переоборудования для грузовых и легковых автомобилей

Средние цены на полный комплект оборудования с учётом стоимости топливных баллонов для легковых машин начинается от 50 тысяч рублей, а для грузовых и пассажирских ТС – ГБО может стоить от 100 до 500 тыс. руб.! (подбирается всё индивидуально). Монтаж оборудования в специализированной компании стоит от 15-30 тыс. руб. В конечную цену нужно также включить расходы на легализацию сделанных изменений.

Дизель можно перевести как на пропан, так и на метан – последний еще дешевле, но баллоны для сжатого природного газа дороги, отбирают полезное место и снижают грузоподъемность, что коммерческой техники принципиально

Добавим к этому экологический аспект: с точки зрения экологической безопасности метан является более чистым видом топлива, нежели полученные из нефти бензин, солярка или пропан. В нашей стране на это, в общем-то, наплевать, но в той же Западной Европе это вопрос принципиальный: владельцы «зеленого» транспорта могут иметь от государства преференции в виде льгот, допуска в центральную часть крупных городов и т.д. Есть и еще «бонусы»: по сравнению с дизтопливом газ обеспечивает двигателю большую мощность, при работе на газу моторное масло медленнее теряет свои качества, что позволяет увеличить интервалы его замены, а это, опять же, сэкономленные деньги. Одним словом, доводов «за» вполне достаточно. А возражения – те же, что и в случае с переводом на газ бензиновых версий: установка дополнительной системы – это усложнение конструкции, баллоны, как правило, отбирают полезное пространство и снижают грузоподъемность, а в случае с природным газом следует добавить высокую стоимость переоборудования и привязку к немногочисленным заправочным станциям (АГНКС). Но в случае с газодизелем есть и другие нюансы.

ГАЗОДИЗЕЛЬ МОЖЕТ РАБОТАТЬ НА ДВУХ ВИДАХ ТОПЛИВА: ЕСЛИ НЕТ ГАЗА, МОЖНО ПРОДОЛЖИТЬ ДВИЖЕНИЕ НА СОЛЯРКЕ. С ДРУГОЙ СТОРОНЫ, НА ОДНОМ ГАЗУ БЕЗ ДИЗТОПЛИВА НЕ ПОЕДЕШЬ – А ЕГО ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СНИЖАЕТ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ

Проблемы и решения Как известно, в дизельном двигателе топливо воспламеняется от сжатия, что в случае с природным газом довольно проблематично, учитывая, что температура его самовозгорания – 650 С. Для данной проблемы на сегодняшний день найдено два различных решения. В первом случае штатная топливная система демонтируется, вместо нее устанавливается газовая, а главное, мотор оснащают системой зажигания – но в этом случае мы получаем чисто газовый двигатель, работающий исключительно на одном типе топлива. К тому же приходится решать проблему с высокой степенью сжатия мотора – для газа она должна быть гораздо меньше, чем обычно имеет дизель. Второй подход подразумевает работу двигателя на смешанном топливе: порядка 70 % приходится на газ, оставшиеся 30 % – на дизельное топливо, которое выступает в качестве так называемой запальной дозы, воспламеняясь от сжатия. Благодаря этому нет необходимости мудрить с системой зажигания, однако приходится ограничивать подачу дизтоплива (в случае с ТНВД используется специальный электромагнитный клапан или шаговый мотор). С одной стороны, газодизель может работать на двух видах топлива: если нет газа, можно продолжить движение на солярке. С другой стороны, на одном газу без дизтоплива не поедешь – а его обязательное использование снижает экономический эффект. Белорусские реалии Кстати, как утверждает директор «Газавтосистем» Дмитрий Янковский, реальная замещаемость солярки газом составляет всего 30 – 40 %, причем эта величина зависит от типа топливной системы двигателя: – На старых моторах получается соотношение 60 на 40 (60% дизеля и 40 % газа), на Common Rail – 70 на 30. Это критическое соотношение: больше замещать нельзя. – Какая же это экономия, если мы только 30% дизтоплива замещаем газом? – Экономия все равно есть. Например, «Валдай» потребляет в среднем 16 л дизельного топлива. При переводе на газ расход солярки составит 12 л, а 4 л будет замещено газом. В принципе, можно довести замещение до 30%, это производитель железно дает. Но даже с этими цифрами при нынешних ценах на топливо на каждые 100 км пробега будет иметься экономия 8.500 рублей – при пробеге 100.000 км это уже 8.500.000 рублей. При старом курсе это были деньги. А если перевести автомобиль не на пропан, а на метан, экономия будет еще существенней. Правда, и сама система – дороже.

Современные возможности

Переоборудование

Это кардинальный способ перехода дизельного мотора на газ. Однако после завершения переоборудования обратный переход становится невозможным, что объясняется внесением существенных изменений в систему зажигания, питания и ряд других. Такая необходимость обусловлена особенностями используемого топлива. Для воспламенения солярки необходима температура 300-400С, а газ начинает гореть при 700С.

В этом случае изменения в дизельном двигателе выглядят так:

вместо форсунок используются свечи зажигания;
осуществляется установка газовых форсунок или дозатора;
снижается степень сжатия, что позволяет использовать высокооктановое горючее.

В результате переоборудования получается газовый двигатель, который имеет следующие преимущества:

существенно увеличивается ресурс силового агрегата;
снижается объем вредных выбросов, которые наносят меньший вред окружающей среде;
возрастает крутящий момент и мощность двигателя;
работа мотора становится менее шумной и сопровождается детонацией.

К отрицательным моментам такого перехода относится:

безальтернативность используемого топлива;
усложняется настройка и регулировка;
газовый баллон занимает много места в легковом автомобиле;
сложности запуска при снижении температуры;
сокращается интервал регламентного технического обслуживания.

Газодизель

На современные дизельные моторы установка обычного ГБО невозможна, что связано с принципиальным отличием работы системы зажигания, поэтому устанавливается газодизель. В этой системе дизельное топливо применяется только для воспламенения смеси, а работа мотора происходит на газе. Для стабильной работы мотора требуется, чтобы соблюдался топливный баланс, который контролируется датчиками и управляется ЭБУ.

При переходе дизеля на газ целесообразно использовать метан, который может быть разбавлен соляркой 1:4. Современные технологии позволяют получать этот газ путем переработки органики, поэтому открываются широкие перспективы при эксплуатации техники в местах непосредственного производства топлива — в сельской местности.

При использовании пропана потребность в газе возрастает в 2 раза, а его стоимость выше цены метана. Однако сеть метановых заправок находится в стадии становления, в отличие от пропановых АГНС.

Для подачи топлива может использоваться механический насос высокого давления, а также современная разработка — Common Rail, соответствующая стандарту Евро 4.

Установка газодизеля имеет следующие преимущества:

возможности использования топлива двух видов;
снижается уровень загрязнения окружающей среды;
продлевается ресурс мотора;
увеличивается интервал замены масла;
отсутствие детонации.

А также некоторые недостатки:

усложняется процесс регулировки и настройки;
необходимо отвести много места для размещения газового баллона в легковой машине;
приобретение и установка ГБО требуют значительных затрат, что делает переоборудование легковых автомобилей на газ нецелесообразным. Однако монтаж ГБО на грузовики, специальную и сельскохозяйственную технику позволяет получить ощутимый экономический эффект.

Турбодизель

Принцип действия турбированного двигателя не отличается от атмосферных моторов. Таким образом, переоборудование турбодизеля вполне возможно и выполняется аналогично атмосферным моделям.

Установка ГБО

Газовый двигатель и газодизель.

14.03.2017

Технологически имеется два варианта переоборудования дизельных авто для работы на газообразном топливе. Первый способ, состоит в дефорсации двигателя и переоборудования его из дизельного в газовый. Плюсом этого способа являются отличные экономические показатели, и максимальный экологический эффект.

Переоборудованные автомобили с системой «ADIS» в газовый двигатель показали, что расход автомобиля по сравнению с дизельным двигателем, остался на одном уровне и составил 25 метров кубических СПГ вместо 25 л/дт. Соответственно и экологические показатели были оптимальными, вредные выбросы в атмосферу снизились до 90%. Но минус такого способа в том, что газовый двигатель не может работать на дизельном топливе, и вернуть двигатель в дизельный режим можно, если понести некоторые затраты, как правило сопоставимые со стоимостью капитального ремонта двигателя.

И второй, более распространенный и простой способ — газодизель, в случае с которым не вносятся изменения в конструкцию двигателя. На двигатель устанавливается газовое оборудование, и система ограничения подачи дизельного топлива, до 25%- 35% от номинальной. При этом вредные выбросы в атмосферу такие, как сажа, углеводороды, СО, бензопирен, окиси азота и т.д. снижаются до 90%.

В таком случае, мы имеем несколько меньшую экономическую выгоду, замещая не 100% дизельного топлива газом а примерно 70%, но переоборудовать таким образом авто гораздо проще, не внося никаких изменений в конструкцию, оставляя дизельный режим и добавляя еще один режим работы двигателя — ГАЗОДИЗЕЛЬ, который включается без глушения двигателя простым нажатием кнопки на приборной панели автомобиля.

В этом случае мы имеем отличную экономическую эффективность, сочетаемую с уникальными показателями выхлопа! Запальная доза (30% от номинального количества) дизельного топлива подаваемая в цилиндр всегда догорает полностью, образуя минимальное количество сажи и других вредных веществ, по сравнению с дизельным режимом работы двигателя. О системе Система «Gazodisel» — универсальная система, предназначенная для переоборудования дизельных двигателей под работу на всех видах газового топлива: СПГ (сжатый природный газ), СНГ (сжиженный нефтяной газ), биогаз (biogas), компримированном природном газу, водороде. Преимуществом этой системы, перед всеми аналогами, представленными на рынке является:

контролируемая подача газа с фазированным впрыском (отдельно в каждый цилиндр).
расчет времени впрыска и угла зажигания (для газовых двигателей) задается согласно заложенному Вами алгоритму и контролируется ЭБУ.
самый эффективный алгоритм управления подачей газа контролируемый компьютером с защитой от всех возможных ошибок: все компоненты системы контролируются ЭБУ с мгновенным прекращением подачи газа в случае ошибок, что делает работу системы ADIS максимально безопасной
возможность обновления прошивки блока управления АDIS без его замены, в случае разработки нового программного обеспечения.
возможность индивидуальной настройки данной системы под температурный режим каждого региона, рельефа местности и особенностей перевозки.

Используемая нами система соответствует стандартам 4-го поколения ГБО. Отличается от своих аналогов на рынке газодизельных систем (которые работают на уровне второго поколения ГБО), раздельным впрыском и электронным управлением работы всей системы, включая управление работой системы ограничения подачи дизельного топлива, с многоуровневой защитой двигателя и системы, от сбоев и критических факторов, присущих предыдущим поколениям.

Одним из важнейших преимуществ использования газового топлива является экономическая оправданность использования газового топлива, ярче всего она выражается снижением стоимости перевозок в 2-4 раза (например есть страны где соотношение цены на природный газ к дизельному топливу составляет один к пяти). В большинстве стран среднее соотношение цены дизельного топлива к газу составляет один к двум.

Ниже приведен пример для грузового автомобиля с расходом 40л./100 км. пробега. При переводе его в газовый двигатель, вместо 40 литров д.т. он будет потреблять до 40 м3 сжатого природного газа, или до 44 литров сжиженного нефтяного газа в случае пропанобутановой смеси.

В случае перевода такого же автомобиля на газодизель, мы получим:

вместо расхода в 40 л. Д.Т. —> 12 л. Д.Т. + 28 м3 СПГ (сжатого природного газа) или 20 л. Д.Т. + 20 л. СНГ (сжиженного нефтяного газа).

Дизельный автомобиль, работающий на сжатом газе — метане

Монтаж газовых баллонов под метан на карьерном самосвале БЕЛАЗ

Газ для дизельного двигателя

Итак, активное развитие систем газового впрыска привело к появлению пятого поколения ГБО. Такая схема позволяет реализовать жидкий фазированный распределенный впрыск. Решение подходит для установки на любые инжекторные авто, легко интегрируется и совместимо с системами бортовой диагностики OBD и EOBD.

В случае с дизелем за основу также берется данная схема, позволяя современному турбодизелю работать на сжиженном газе. В результате такой мотор часто называют газодизелем благодаря установленному ГБО

При этом важно понимать, что сам процесс установки и настройки сильно отличается от аналогичной процедуры на бензиновых моторах. Другими словами, поставить ГБО на дизель является более сложной задачей, которая требует значительных доработок

Принцип работы дизеля на газу: особенности

Главным отличием дизельного ДВС от бензинового является принцип воспламенения топлива в цилиндрах. В бензиновых агрегатах для поджига смеси воздуха и топлива используется искра, которая создается на свечах зажигания.

В дизеле сначала сильно сжимается воздух, который нагревается от такого сжатия. После этого в последний момент форсунка впрыскивает солярку в камеру сгорания, затем нагретая и сжатая топливно-воздушная смесь воспламеняется самостоятельно.

Теперь перейдем к ГБО. В качестве газового топлива используется метан или пропан. Однако если подать в цилиндры газ вместо дизтоплива, воспламенения не произойдет. Дело в том, что для самостоятельного поджига газо-воздушной смеси нужны более высокие температуры по сравнению с соляркой.

С учетом данной особенности в дизель необходимо сначала впрыскивать небольшое количество солярки, а уже затем подавать газ. Если просто, солярка воспламеняется от сжатия, затем поджигая газовое топливо.

Естественно, при такой схеме работы возможно только частичное замещение дизтоплива газом, однако в процентном соотношении можно говорить о показателях около 25-30% солярки на 70-75% сжиженного газа. Вполне очевидно, что данное решение способно обеспечить существенную экономию дорогостоящего дизельного топлива.

Добавим, что хотя обязательный подвпрыск солярки не позволяет полностью перейти на газ, однако такая особенность дает возможность сохранить работоспособность дизельных форсунок

На практике это немаловажно, особенно с учетом высокой стоимости любых элементов топливной аппаратуры дизельного двигателя

Еще отметим, что альтернативой описанному выше решению является полный перевод дизеля на газ. При этом необходимо полностью демонтировать топливную систему дизельного двигателя, поставить внешнюю систему зажигания, доработать ГБЦ и т.д. В результате дизель сможет работать на метане, однако сложность таких доработок и высокая стоимость работ не позволяют этому способу набрать широкую популярность.

Если говорить о первой схеме, система частичного впрыска газа учитывает частоту вращения двигателя, давление нагнетаемого турбокомпрессором воздуха, объем впрыскиваемой солярки, положение педали газа, нагрузку на мотор, температуру ОЖ и целый ряд других важных параметров.

Сейчас читают

Как обслуживать и заряжать необслуживаемый тип АКБ для…

Двигатель ЗИЛ 130: легенда советского автопрома

Если просто, благодаря тесному взаимодействию со штатными системами управления ДВС, газовое оборудование «подбирает» и динамично корректирует нужное количество подаваемого газа. Это позволяет найти и сохранить оптимальный баланс между количеством дизтоплива и газа для нормальной и стабильной работы мотора во всех режимах.

Варианты переоборудования дизельного автомобиля под газ

Подключить газовое питание к дизельному двигателю можно при помощи метана и пропан-бутана. Вспомним газобаллонное оборудование на бензиновых автомобилях. Плюсы природного газа метана – низкая стоимость и высокая экологичность, в остальном – превосходит пропан.

Установив метан на дизельный двигатель,

вы получите еще одно преимущество. Октановое число у природного газа выше, чем у нефтяного. А поскольку аналогичный параметр у дизеля (цетановое число), также высокий, процентную долю «солярки» может заменить более стойкий к детонации газ. Таким образом, метан позволяет использовать себя на 60 %, при этом 40 % составляет дизтопливо.

Газодизель на пропане обеспечивает 40-процентное содержание пропан-бутана, в то время как 60 % отводится для дизеля.

Рассмотрим, как работает дизель на метане или пропане:

Во впускной коллектор врезается дополнительная газовая форсунка, которая впрыскивает порцию газа одновременно с поступлением воздуха.
Эти два компонента через впускной клапан попадают в цилиндр (пока без дизельного топлива).
Происходит такт сжатия, поршень почти доходит до конца, а дизеля все нет.
В верхней точке форсунка нагнетает в камеру мелкодисперсную «солярку». Смесь мгновенно воспламеняется и толкает поршень вниз.

Но почему газ не загорелся вместе со сжатым воздухом? Это и есть ответ на вопрос, почему дизель полностью нельзя убрать при установке ГБО.

Газ начинает гореть при температуре 700о, а дизельный двигатель рассчитан на поджигание «солярки», для которого достаточно 380о. Дизельное горючее играет роль зажигалки, воспламеняя газовоздушную смесь.