Как перевести дизель на газ

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.

Переводим дизель на газ. Стоит ли это делать?

Сегодня на дорогах России и стран СНГ можно встретить уже десятки, а может быть, и сотни тысяч автомобилей, основным моторным топливом которых стал газ.

Переводим дизель на газ

И это не удивительно, ведь он имеет ряд преимуществ перед другими видами топлива:

• Газ значительно дешевле.
• Благодаря его высокому октановому числу (более 100 единиц) не происходит детонации двигателя и, следовательно, уменьшается его износ.
• Заметно уменьшается расход масла. Это объясняется тем, что газ в цилиндре двигателя сгорает полностью без остатка и не стекает в картер, разжижая его содержимое. А слишком жидкое масло приходится чаще менять на новое.
• Выхлопные газы от автомобиля, на котором установлено ГБО (газобаллонное оборудование) менее токсичны, они меньше загрязняют атмосферу.

Однако, подавляющее большинство автомобилей, переведенных на газ, имеют бензиновые двигатели. Как показывает практика, именно бензиновый двигатель можно довольно легко приспособить для работы на газе, не прибегая к каким-то глобальным его переделкам. И после его переоборудования он может нормально работать как на бензине, так и на газе.

Основная проблема с дизелем

В случае же перевода на газ дизельного двигателя все обстоит совсем иначе. Дизель перевести на газ значительно сложнее, чем бензиновый двигатель.

Так в чем же заключается основная проблема, в чем сложность этого перевода

Для того, чтобы ответить на этот вопрос, следует вспомнить, в чем же заключается основная разница в принципах работы бензинового и дизельного двигателей.

Кратко в общих чертах это выглядит примерно так:

• В бензиновом двигателе горючая смесь (бензин+воздух) через впускной коллектор поступает в цилиндр. Затем с помощью искры, которая образуется между электродами свечи зажигания, эта смесь резко воспламеняется и заставляет двигаться поршень. Происходит его, так называемый, рабочий ход.
• В дизельном двигателе дизельное топливо через форсунку тоже попадает в цилиндр двигателя (в так называемую, камеру сгорания), там смешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Затем, как и в бензиновом двигателе, происходит ее воспламенение. Но оно происходит не от искры, а от сильного сжатия, в результате которого температура смеси поднимается до 300-350℃ и происходит ее самовоспламенение.А проблема состоит в том, что температура самовоспламенения газа (в частности, метана) составляет около 650-700℃. То есть, та температура, которая создается во время максимального сжатия в цилиндре дизельного двигателя, совершенно недостаточна для того, чтобы газ воспламенился без постороннего дополнительного поджига. В бензиновом двигателе таким поджигом является искра свечи зажигания.

Два решения проблемы

Так возможно ли переделать дизельный двигатель таким образом, чтобы он смог работать на газе? Да, возможно.

Существует два способа решения этой проблемы:

1. Первый способ – это существенное изменение конструкции двигателя. Для того, чтобы произошло воспламенение газа, необходим, как уже упоминалось выше, его поджиг. Таким поджигом может служить свеча зажигания по типу того, что используется в бензиновых двигателях. Она устанавливается вместо форсунки, предназначенной для подачи дизтоплива Так как октановое число газа превышает 100 единиц, степень сжатия в цилиндрах придется снизить до 10:1-12:1 (в дизеле 16:1-20:1) путем некоторых конструктивных изменений двигателя. Это необходимо сделать для того, чтобы избежать его детонации. После таких переделок в качестве топлива можно будет использовать только газ – солярку уже нельзя будет использовать. По сути, это будет уже не дизельный двигатель, а газовый.
2. Второй способ – оставить дизельный ДВС без каких-либо существенных конструктивных изменений, только подключив к нему ГБО. В этом случае для того, что вызвать воспламенение газа, в конце процесса сжатия в камеру сгорания, где находится газовоздушная смесь, впрыскивается через штатную форсунку небольшое количество дизтоплива. Сначала воспламеняется солярка, и уже от нее воспламеняется газ. То есть, дизтопливо в данном случае играет роль поджига. Примерная пропорция – 80% газа и 20% солярки. Эта система называется Dual Fuel – двойное топливо. Дизельный двигатель в данном случае сможет работать как на «чистой» солярке, так и на газе, но с небольшим добавлением дизтоплива.

Достоинства и недостатки

Чтобы решить вопрос, стоит ли переходить с дизеля (дизтоплива) на газ, надо хорошенько взвесить все достоинства и недостатки этого решения.

Достоинства

• Экономия финансовых средств на приобретение топлива. Однако, в случае с дизелем она будет не так заметна, как при переходе с бензина на газ.
• На газе двигатель работает более мягко и бесшумно.
• Увеличивается ресурс двигателя ввиду почти полного отсутствия детонации.

Недостатки

• Очень дорогое газобаллонное оборудование и ощутимые затраты на его монтаж. В случае же перевода дизельного двигателя на работу только «чистом» газе затраты еще более возрастают.
• Проблема с запуском двигателя в зимнее время.
• Повышенная пожаро- и взрывоопасность газа по сравнению с соляркой.
• Необходимость обязательной регистрации и периодических проверок ГБО в соответствующих органах.

Подводим итог

Так стоит ли переводить дизель на газ?

Разница в стоимости дизельного топлива и газа не так заметна, как бензина и газа. Зато на приобретение и монтаж ГБО на дизельный двигатель придется потратить заметно больше средств, чем на бензиновый.

Как показывает практика, переводить автомобиль с дизельного топлива на газ целесообразно только тогда, когда его месячный пробег составляет не менее 1500 км. А, впрочем, прочитав эту статью, пусть каждый решает этот вопрос сам.

Можно ли перевести дизельный двигатель на газ

Необходимость в кардинальной смене рациона своего железного коня продиктована экономической причиной. В последнее время цены на жидкое топливо растут, что в итоге ударяет по семейному бюджету. Перевод двигателя на газ снижает расходы на заправку автомобиля. Однако возникает вопрос, можно ли перевести дизельный двигатель на газ?

Некоторые владельцы машин с бензиновыми моторами уже успели на собственном опыте оценить целесообразность такого технического переоборудования. Чтобы принять окончательное решение предстоит ответить еще на ряд важных вопросов. Это позволит сформировать целостную картину.

Ставят ли ГБО на дизель?

Примером переоборудования дизельного двигателя может послужить лишь грузовая техника двух отечественных марок – МАЗ и КамАЗ. На легковые автомобили такое оборудование если и ставится, то в крайне редких случаях, в отличие от машин с бензиновыми агрегатами.

Почему ГБО на дизель большая редкость? Это обусловлено способом воспламенения топливной смеси. В бензиновых моторах она поджигается от искры, которая выдается свечами зажигания. Поэтому степень сжатия внутри цилиндров малая (хватает 10-12 единиц).

В дизельных моторах нет свечей зажигания. Смесь воспламеняется от сжатия и поэтому минимальный показатель равняется 20. У современных моторов он еще больше – 30. Для холодного пуска агрегата служат свечи накаливания, а это уже немного другие устройства.

Что можно сказать про октановое число?

У разного вида топлива этот показатель варьируется в определенных пределах:

• дизельное топливо (ДТ) – от 40 до 55;
• бензин – от 86 до 98;
• газ – у пропан-бутановой смеси октановое число составляет около 105, метана – 120.

Если газообразная смесь попадет в дизельный агрегат, он пойдет вразнос. Во избежание этого для перевода дизельного двигателя на газ нужна кардинальная модернизация. Это позволит снизить степень сжатия до пределов 12:1-14:1 и тогда высокое октановое число не принесет двигателю вреда.

Является ли отсутствие свечей проблемой?

Безусловно, ведь газ не способен загореться только от сжатия. Поэтому возникает необходимость в установке свечей зажигания.

Какие способы переделки существуют? Перевести дизельный двигатель на газ можно только двумя путями:

• полная переделка;
• модернизация с установкой системы Dual Fuel.

Каждый из них отличается компоновкой и соответственно стоимостью. На полную переделку может потребоваться до 200 000 рублей, а в некоторых случаях и более, что очень накладно. Второй способ дешевле – от 70 до 100 тысяч рублей, в зависимости от используемого газа (пропан-бутан или метан).

В чем суть полного переоборудования?

Как правило, переоборудовав дизельный агрегат на питание газом, обратной дороги нет. Если с бензиновыми моторами последние поколения ГБО (как минимум IV) позволяют использовать оба типа топлива, то у дизелей просто нет такой возможности.

В частности корректируется степень сжатия и ставится система поджога, чтобы силовой агрегат усвоил высокое октановое число. Других особых механизмов нет, однако переделка включает целый комплекс работ, что приводит к значительному повышению стоимости монтажа ГБО.

Какой смысл у альтернативы?

Если на дизель поставить ГБО с системой Dual Fuel, можно получить небольшую выгоду. Она обычно используется на грузовиках МАЗ и КамАЗ. В двигатель устанавливается дополнительное оборудование, что позволяет использовать как газ, так и само ДТ. Установка свечей зажигания не требуется, поскольку воспламенять рабочая смесь будет дизельным топливом. Принцип работы довольно простой:

• Запуск мотора производится только на ДТ.
• Далее подключается газовая система и в момент максимального сжатия (температура в этот момент доходит до 900 °C) в цилиндры подается газ. То есть он загорается от уже воспламенившейся смеси.
• Потом открываются клапана, которые выпускают сгоревшее топливо.
• Цикл начинается заново и все повторяется.

Система Dual Fuel способна работать с обоими типами газа – и пропан-бутаном, и метаном. При этом в плане экономичности они по-разному себя проявляют. Процент содержания пропан-бутана в смеси составляет 40-50%, с метаном уже лучше – от 50% до 60%. Снижение расхода ДТ в любом случае обеспечивается.

Есть ли последствия установки ГБО?

Да они имеются – снижается не только мощность, но и крутящий момент. Вариант с полным переоборудованием даже не рассматривается, так как вряд ли тут можно говорить об экономии. Бензиновые моторы могут полностью перейти на использование газа, что в два раза снижает расходы на топливо. А для работы двигателя с системой Dual Fuel без дизельного топлива и вовсе не обойтись. А монтаж системы Dual Fuel обойдется минимум в 70 000 рублей.

Что касается окупаемости, то она настанет через 70 000-100 000 км пробега и этот при удачном стечении обстоятельств.

Выводы

Установить ГБО на дизельный агрегат возможно, но это потребует определенно больших расходов, нежели с бензиновыми моторами. К тому же срок окупаемости наступает не так быстро, как того хочется. Возможно, поэтому ГБО на дизельные агрегаты ставится в очень редких случаях.

Ответ на вопрос: можно ли дизель перевести на газ очевиден. Да, это такая возможность имеется, но в отличие от бензиновых силовых агрегатов, работа требует больших вложений. Соответствующие выводы каждый может сделать сам.