Перевод дизельных двигателей газ

ГБО на дизель — возможно ли это? Плюсы и минусы установки ГБО на дизельный двигатель

Здравствуйте, дорогие читатели ГБОшника, сегодня, как впрочем и всегда в наших статьях :-), речь пойдет о газобаллонном оборудовании. В этой статье мы постараемся ответить на вопрос волнующий многих обладателей дизельных ДВС: «Можно ли установить газовое оборудование на дизельный двигатель?», и в чем отличия ГБО на дизель от ГБО на бензиновые моторы.

Вкратце отметим, что газобаллонное оборудование на дизель появилось у нас в стране ещё 30 лет назад – это были КАМАЗовские разработки, но сравнительно массового распространения они не получили.

Технологии

Ещё совсем недавно установка ГБО на дизель выглядела экзотикой. Чтобы перевести дизельный автомобиль на газ, как единственное топливо, необходимо подвергнуть двигатель фундаментальным изменениям: установить систему зажигания, снизить давление в камере, т. е. – создать другой двигатель. Поэтому данная переделка не имеет смысла. Когда говорят о ГБО на дизель, прежде всего имеют ввиду возможность использования газа, как дополнительного топлива.

Работа ГБО на дизельном двигателе

Дело в том, что воспламенение дизтоплива происходит от давления, газ же, в таких условиях не горит. Процесс происходит так: сперва подается уменьшенная порция дизеля, который служит поджигателем, а далее — впрыскивается газ. При этом газовые форсунки работают параллельно с дизельными.

Соотношение газ-дизель зависит от оборотов: чем ниже обороты мотора, тем больше впрыскивается солярки; на практике, соотношение составляет 50/50, если речь идет о пропане. Метан позволяет увеличить газовую долю до 75-80%. Наилучшие показатели в пользу газа проявляются при движении по трассе.

Оборудование ГБО на дизель

Такое оборудование в принципе мало чем отличается от ГБО для бензиновых двигателей, за исключением важной детали – устройства, позволяющего регулировать подачу солярки.

В автомобилях с разными системами подачи топлива применяются отдельные решения – электронные актуаторы или программируемые электронные блоки управления, призванные «душить» подачу дизтоплива при нажатии акселератора, либо наоборот, — открывать подачу, если газ закончился или сработала система безопасности. Или же водитель принудительно перевел авто на дизель кнопкой в салоне.

Экономический эффект

Денежный интерес двигает прогресс — чем выше цена на нефть, тем активней развивается сегмент газотопливных систем. Не зря мировые лидеры автопрома поставляют газодизельные автомобили для некоторых рынков, и это не только коммерческий автотранспорт. Основное условие – наличие разветвленной сети газовых заправок.

Замена дизтоплива газом дает возможность существенно экономить – это основное преимущество битопливных систем, ведь соблазнить нашего потребителя экологичностью нелегко. Причем об ухудшении характеристик автомобиля речи не идет — не надо жертвовать ни динамикой, ни снижением мощности, а наоборот, данные характеристики улучшаются, благодаря лучшему сгоранию топлива.

К плюсам можно добавить более «благородную» работу двигателя, «как на бензине» – это то, что можно реально «пощупать». Ещё, производители газобаллонного оборудования обещают больший интервал между плановыми ТО, меньший износ двигателя и прочие маленькие радости.

Из минусов:

Установка ГБО на дизель — это недешевое мероприятие;
Во многих регионах существует реальная проблема с метановыми заправками;
Выгода от установки ГБО на дизель появляется при больших пробегах – от 50 тыс. км в год.

К счастью, минусы касаются в основном денежного вопроса, а значит в техническом аспекте – порядок. Было бы экономическое обоснование.

Возможна ли установка газового оборудования на дизельном двигателе

Последнее обновление — 2 апреля 2020 в 13:40

Постоянный рост цен на дизельное топливо заставляет многих автовладельцев задумываться над вопросом о возможности установки ГБО на дизельный двигатель своих автомобилей. Чисто технически это сделать вполне реально, но решение этой задачи наталкивается на два серьёзных сомнения:

Будет ли это целесообразно с точки зрения экономии
Потребует ли это переоборудование внесения необратимых изменений в конструкцию мотора, насколько оно уменьшит его ресурс и снизит общие технические характеристики автомобиля

Получив ответы на эти вопросы, владельцы авто смогут определиться, стоит ли им переделывать двигатель своего автомобиля с дизеля на газ или лучше и выгоднее оставить всё как есть.

Варианты установки ГБО на дизель

Воспламенение топлива, в дизельном двигателе, происходит в камере сгорания за счёт впрыска его под давлением в сжатый воздух.

Поэтому в настоящее время используется два технических решения, позволяющие поставить обычное газовое оборудование на любой дизельный двигатель. Разница между ними принципиальная:

Также существуют заводские модели газодизелей на метане. Например VOLVO (Вольво) FH/FM и КамАЗ 5490 NEO с силовой установкой Mercedes-Benz. Но такие машины пока не получили широкого применения.

Принцип работы газодизельного двигателя

Переход на газовое топливо осуществляется при помощи переключателя из салона авто после прогрева мотора, либо автоматически. Управляется процесс подачи газа электронным блоком управления ГБО установки.

Газ на дизельный двигатель подаётся дозированно с помощью форсунок во впускной коллектор. Откуда смешиваясь с воздухом, на такте впуска, он поступает в цилиндры через впускные клапаны. Затем в сжатую поршнем газовоздушную смесь (такт сжатия) распыляется дизельное топливо, где из-за давления и температуры происходит взрыв. Д/т здесь выступает как запал, так как температура возгорания газа выше солярки и сам он не может воспламениться.

Виды топлива, которые может потреблять дизель на газу

Переделать мотор на систему двойного топлива можно только под конкретный вид газа. Либо это будет метан, либо – пропан-бутановая смесь.

Сделать дизель на метане дороже, но он будет работать с лучшим экономическим эффектом, чем вариант с пропаном. К тому же метан дешевле. При подаче пропана на дизель вклад в общий расход горючего не будет превышать 30-50%. А вот долю потребления метановой компоненты можно увеличить до 80%. Всё зависит от режима работы ДВС, где учитываются:

скорость автомобиля;
время года (лето, зима);
нагрузка на ТС;
рельеф местности (горы, равнина);
давление и температура газа;
с турбонаддувом дизель или нет.

Преимущества и недостатки перевода дизеля на газ

Главным достоинством установки ГБО для метана, или пропан-бутановой смеси на дизельный двигатель является снижение расходов на топливо от 10-50%. Кроме того:

происходит увеличение КПД, ресурса мотора. При этом мощность и крутящий момент остаются прежними, либо возрастают, в отдельных случаях, на 5-25%;
повышается срок службы штатной топливной системы в 1,5-2 раза (большой плюс для систем Common Rail);
снижаются вредные выбросы выхлопа (дымность);
двигатель на газу работает мягче, снижается его шумность;
понижение нагара, отложений в цилиндрах, камерах сгорания, сажевых фильтрах;
сокращаются расходы на замену моторного масла;
увеличивается пробег ТС при двухтопливном режиме движения;
не требуются переделки ДВС.

Из серьёзных недостатков:

высокая стоимость переоборудования;
увеличение времени и затрат на обслуживание, настройку, ремонт системы;
поиск мест крепления баллонов, сокращение полезного объёма из-за них;
повышение веса транспортного средства.

При ненадлежащем соблюдении технологии переоборудования, (например, неправильная установка или отсутствие датчика температуры на выпускном коллекторе) может ощутимо возрасти износ силовой установки. Так как в камере сгорания и выпускной системе при взрыве газовоздушной смеси и дизтоплива начинает образовываться высокая температура.

Дизельные транспортные средства, которые можно переоборудовать под газодизель

Любой двигатель на дизтопливе можно переделать под использование газа в качестве дополнительной составляющей. Не имеет значение, какой тип топливной системы применяется базово, механический топливный насос высокого давления (ТНВД), насос-форсунки или рампа/рейка «Коммон рейл». Также с бортовой сетью 12/24 V. С турбиной или атмосферный.

При этом расходы на модернизацию легкового автомобиля будут значительно меньше затрат на переделку мотора грузового автомобиля, из-за количества устанавливаемых баллонов, крепежа и мультиклапанов к ним или вентилей в случае с метаном. Также для двигателей с большим объёмом применяют 2 газовых редуктора.

Разной у них будет и окупаемость. Чем выше расход солярки, тем ощутимее экономия от использования газа. Для легковых машин с небольшим ежедневным пробегом окупаемость затрат на установку ГБО растягивается на долгие годы. В этом смысле больше выигрывает коммерческий автотранспорт, совершающий длительные регулярные рейсы. Период окупаемости таких машин 3-12 месяцев.

Также ответ на вопрос о том, выгодно ли переводить на альтернативный вид топлива или лучше и экономичнее оставить «чистый» дизель, зависит от характера эксплуатации автотранспорта.

Газовое оборудование на дизельный двигатель установленное на заводе

Заводская установка метанового оборудования – наиболее надёжный вариант, поскольку учитывает характеристики мотора. Но есть и ряд недостатков:

ограниченный круг моделей, у которых такая опция предусмотрена;
высокая цена заводской модификации.

Крупные автопроизводители создают подобную продукцию, полностью учитывая принципы работы современного дизельного двигателя на газу:

монтируется надёжная система электронного управления, как правило, применяются премиальные производители;
сеть датчиков (коленвала, синхронизации, детонации, температуры газового редуктора и выхлопа, давления газа, педали акселератора).

Заводской газодизель обеспечивает наиболее высокую экономию горючего при полном сохранении технических параметров ТС.

Отличие комплектаций ГБО для дизельного и бензинового моторов

В целом, основное отличие установки ГБО на дизельный мотор от бензинового мотора – применение специального блока электронного управления (ЭБУ для дизтоплива) и размещение температурных датчиков на выпускном коллекторе, для контроля и исключения перегрева деталей мотора.

Кроме того на ТС где используется ТНВД механического типа, устанавливается электромеханический актуатор, который ограничивает подачу дизельного топлива. В современных системах эта функция реализовывается эмуляцией сигналов электронной педали газа.

Установка ГБО на дизель в автосервисе

Не все компании, специализирующиеся на установке автомобильного газобаллонного оборудования, берутся за подобные заказы. Соглашаются лишь те, у кого имеются определённые знания, опыт в данном направлении и технические возможности на переоборудование. А если вопрос касается тяжёлой техники, грамотных специалистов ещё меньше.

О том как правильно выбрать установщика мы рассказали тут.

Но независимо нужно ли ставить ГБО на дизельные грузовики, легковой транспорт или сельхоз технику (тракторы и прочее), при должном подходе экономический эффект будет очевиден.

Можно ли дизель перевести на газ своими руками

Поставить самому все дополнительные устройства на дизельный силовой агрегат невозможно без наличия серьёзной инструментальной базы в личном подсобном хозяйстве, или гараже. Наиболее трудоёмкими операциями являются:

Подключение газового оборудования.
Адаптация/синхронизация штатной топливной системы.
Установка контрольно-измерительной аппаратуры и электроники.

К тому же потребуется специальное программное обеспечение для настройки и регулировки системы. Но при наличии большого желания, переоборудование возможно.

Важно не забывать об обязательной регистрации дополнительной топливной установки, что является не быстрой процедурой. Где также потребуются соответствующие документы от СТО.

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.

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:

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.
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.