Двс на газе. Газовый двигатель внутреннего сгорания – меняет ли топливо принцип действия? Модифицированные автомобили на природном газе

ГАЗ (Горьковский автомобильный завод) - российская автомобилестроительная компания. Штаб-квартира - в Нижнем Новгороде. Одно из крупнейших российских автомобилестроительных предприятий, которое изготавливает легковые, грузовые автомобили, микроавтобусы, спецтехнику и силовые агрегаты. В каталоге представлены двигатели для следующих моделей ГАЗ: 24 Волга | 3102 Волга | 31029 Волга | 3110 Волга | 31105 Волга | 3111 Волга | Газель | Соболь .

ЗМЗ-406 - линейка рядных 4-цилиндровых 16-клапанных бензиновых автомобильных двигателей внутреннего сгорания производства ОАО «Заволжский моторный завод». Двигатель ЗМЗ-406 первоначально проектировался для установки на перспективную модель ГАЗ-3105. Первые прототипы двигателя появились в 1993 году, начало мелкосерийной сборки в 1996 году, выход на главный конвейер в 1997 году.

Двигатели ЗМЗ-402 неприхотливы в эксплуатации и достаточно просты в техническом обслуживании. Это бензиновые, карбюраторные, 4-цилиндровые рядные моторы. Устанавливались преимущественно на автомобили Волги и Газели. За годы производства было выпущено 6 125 136 экземпляров двигателя.

Двигатель УМЗ-421 пришёл на смену 417-му мотору, который зарекомендовал себя как надёжный и простой двигатель. На 421-м применена оригинальная конструкция алюминиевого остова, в котором залиты сухие гильзы с тонкими, чугунными стенками. Это позволило увеличить сечение камер до 100 мм и оставить прежний размер между цилиндрами 116 мм. Решение положительно сказалось на ресурсе, поскольку увеличилась жёсткость и уменьшилась склонность цилиндров к «овальности» в процессе работы.

Статья о достоинствах и недостатках газового оборудования для автомобилей. Параллельное применение газа и бензина, пожароопасность, экология. В конце статьи - видео о ГБО.

Содержание статьи

Установить газобаллонное оборудование – это значит довольно серьезно нарушить конструкцию автомобиля. Подобное решение не всегда бывает благодарным, потому что после такой переделки гарантия на машину уйдет в небытие, словно ее и не было. Однако, несмотря на такой риск, многие водители решаются на такую реконструкцию, и не без оснований.

Причины установки ГБО

Основной причиной для монтирования газобаллонного оборудования автолюбители считают экономию финансовых средств, если при этом еще учесть неукротимо возрастающие цены на бензин и дизельное топливо.

При этом надо сказать, что установка ГБО, как и любая другая реконструкция автомобиля, имеет свои преимущества, как, впрочем, и недостатки. Сопоставляя то и другое, многие водители нередко отдают предпочтение газу как топливу. Давайте попробуем разобраться во всех этих плюсах и минусах, чтобы в дальнейшем вы смогли сделать для себя правильный выбор.

Основные преимущества газобаллонного оборудования

Главный плюс газового топлива – это его экономичность. Несмотря на то, что газа в автомобиле расходуется на 20% больше, он почти в два раза дешевле бензина.

Но при этом нужно иметь в виду, что такая экономия будет работать на вас только в том случае, если вы эксплуатируете автомобиль с максимальной интенсивностью. В противном случае выгода установки такого оборудования станет весьма сомнительной.

Также не забывайте и про показатель расхода топлива, который имеется на двигателе вашей машины. Если этот показатель не переступает границу 6 литров на 100 километров, то надо лишний раз подумать о переходе на газовое топливо.

Причиной для принятия такого решения могут послужить следующие обстоятельства: при двигателе с небольшим объемом, а также при малых пробегах ваши затраты на приобретение газового оборудования будут окупаться слишком долго, особенно если учесть разницу цен одного литра бензина и одного литра газа.

Параллельное применение газа и бензина

Выгоду параллельного использования газового и бензинового видов топлива в первую очередь смогут оценить водители, у которых есть необходимость совершать регулярные рейсы на большие расстояния. При таком оснащении у вас возникает дополнительный запас пробега автомобиля. То есть, вы сможете проехать достаточно большое расстояние, не заправляясь и, таким образом, избегая сомнительные автозаправочные станции, которые могут попадаться вдали от крупных городов.

В качестве примера представьте, что определенную часть вашего маршрута вы едете на газе, а после того, как он закончился, сразу переключаетесь на бензин. Или наоборот. Кроме того, многие автолюбители применяют такую стратегию: на больших трассах, где возникает необходимость обгона на большой скорости, они используют бензин. А в пределах населенных территорий, где большой мощности двигателя не требуется, переключаются на газовое питание.

Особенности работы двигателя на газовом топливе

Многие владельцы автомашин по опыту не раз замечали, что мотор на газе функционирует с меньшим шумом и намного стабильнее, чем на бензине. Эту особенность объяснить несложно: октановое число у газа превосходит бензиновое и составляет примерно 110.

Благодаря именно этому обстоятельству двигатель на газе работает более плавно и мягче. По тем же причинам снижается процент вибраций и шума. В развитых европейских странах и в США уделяется внимание такому негативному проявлению, как шумовое загрязнение больших городов, и там преимущество ГБО неоспоримо. В России и в странах СНГ эта проблема пока не настолько актуальна, но, как известно, прогресс не стоит на месте.

Многие автолюбители, предпочитающие газобаллонное оборудование, не без основания считают, что моторы, питающиеся газом, имеют более длительный срок эксплуатации, нежели те агрегаты, которые потребляют бензин. И это действительно так.

Объясняется это тем, что пропан-бутан в системе подачи топлива находится в жидком виде. Проникая в цилиндры ДВС, он мгновенно переходит в нужное газообразное состояние, готовое к употреблению.

В сравнении с газом бензин подобным свойством не обладает, несмотря на то, что разработчики разных стран стремятся максимально приблизить рабочую смесь бензина и воздуха к газообразному состоянию.

Примечание: ГБО на метане в легковых машинах не применяется, потому что такая система имеет слишком большие размеры и вес.

Зажигание на газовом двигателе работает намного эффективнее. Несмотря на то, что газ сгорает не так быстро, как бензин, процесс этого сгорания протекает значительно равномернее, чем процесс сгорания бензино-воздушной смеси. И это обстоятельство дает следующие преимущества:

1. Снижение ударных нагрузок на цилиндр и поршень.
2. Большой октановый показатель газового топлива сводит к минимуму детонацию и ее негативное воздействие.
3. Основной аргумент в пользу ГБО – более длительный процесс износа двигателя. Долговечность мотора на газовом топливе на 45% выше, чем у бензинового агрегата.

Кроме того, газ очень равномерно перемешивается с воздухом и потому после него на стенках цилиндров не остаются отложения. По этой же причине моторное масло, которое заливают в газовый двигатель, меньше загрязняется, его вязкость продлевается на более продолжительное время и, соответственно, удлиняется срок эксплуатации масла между заменами на 40 %.

Стоит еще сказать про защитную масляную пленку в двигателе, который питается газом – со стенок цилиндров она не исчезает. Все эти особенности в своей массе свидетельствуют о том, что применение газа в качестве топлива действительно увеличивает срок эксплуатации мотора.

Кстати, при установленном ГБО срок работы свечей тоже увеличивается примерно процентов на 40. Дело в том, что при сгорании газового топлива внутри цилиндра не накапливаются смоляные отложения и, соответственно, нагара на свечах образуется намного меньше. Этому способствует большая концентрация водорода в газовом топливе.

Двигатели с ГБО и экология

Агрегаты на газе не столь токсичны, чем на бензине – это научно зафиксированный факт. Газ - действительно более чистое топливо по сравнению с бензином. По свидетельству специалистов фирмы BOSCH, использование газа по своей экологической чистоте проигрывает только водородным моторам и электромобилям. Перечислим основные экологические нюансы использования газового топлива:

1. Применение ГБО значительно снижает количество вредных веществ, загрязняющих воздух.
2. В газе не содержится сера.
3. Нет необходимости добавлять в газ присадки.
4. Газ в три раза экологически чище неэтилированного бензина.
5. В цилиндрах газ сгорает полностью, благодаря чему снижается уровень СО.

Действительно, окружающая среда намного меньше загрязняется от машин, работающих на газовом топливе. Однако в России и в странах СНГ это преимущество совершенно не ценится.

Не всему и не всегда нам нужно учиться у коллективного Запада, но это тот случай, когда стоит обратить внимание на опыт тех европейских стран, в которых автомобили на газовом топливе приветствуются, а их водителям даже предоставляются льготы.

Более того, в некоторых городах Европы для водителей дизельных и бензиновых двигателей вводятся ограничения на передвижение. На владельцев электромобилей и машин с газовым двигателем эти ограничения не распространяются.

Упрощенность эксплуатации, пожароопасность

Современное газобаллонное оборудование довольно легко и просто использовать:

• автоматика газового впрыска самостоятельно переходит на нужный вид топлива;
• система проводит самодиагностику, результаты которой сигнализирует водителю, а также контролирует остаток газа в емкости;
• хозяин машины в любой момент может сменить вид топливо с помощью переключателя в салоне автомобиля.

Газобаллонное оборудование обладает самой низкой вероятностью взрыва или пожара: утечка газа не может представлять такой опасности, какую несет утечка бензина. Даже если произошло повреждение баллона или газопровода, газ сразу же начнет охлаждаться.

Например, при уличной температуре +20 градусов по Цельсию температура газа при разгерметизации системы упадет до –130 градусов. После этого содержание баллона трансформируется в газообразное состояние и улетучится.

А если уличная температура окажется ниже нуля, то риске возгорания газа вообще говорить не приходится – он просто аннулируется. Перечисленные свойства газа, которые выгодно отличают его от легковоспламеняющегося бензина, также свидетельствуют о преимуществе двигателей на газовом топливе.

Этот факт подтверждают многочисленные эксперименты как отечественных, так и зарубежных специалистов. Например, немцы (клуб ADAC) неоднократно имитировали мощнейшие испытательные ДТП, в которых машина получала удар именно в ту часть, где находился баллон с газом.

При этом всему газовому оборудованию наносился ущерб в максимальной степени, и после этого поврежденный автомобиль поджигали. Однако результаты этого испытания оказались в пользу газового оборудования.

Эксперты выяснили, что если исправное ГБО установить правильно, оно не будет представлять опасности для водителя в процессе эксплуатации. Даже в случае ДТП газовый баллон менее опасен по сравнению с бензобаком.

Кстати, физическая прочность газового баллона значительно превышает прочность бензинового бака. Так что если и возникают возгорания машин, оснащенных ГБО - это, как правило, следствие грубых нарушений правил использования газового оборудования.

Трагические последствия подобного рода могут возникнуть при эксплуатации заведомо неисправного ГБО. То же самое происходит и с бензиновыми двигателями при нарушении правил безопасности.

Еще один плюс газового топлива – своевременное ощущение запаха при утечке. Для этого в газ добавляют специальные компоненты (меркаптаны), которые при утечке и распространяют ощутимый запах.

А теперь несколько строгих правил по обращению с газовым топливом:

1. Ни в коем случае не загружайте баллоны бытовым газом.
2. Соблюдайте максимально допустимое давление в газовой емкости и никогда не нарушайте этого правила.
3. Неукоснительно следуйте рекомендациям изготовителя газобаллонного оборудования.
4. Ориентируйтесь на требования профессиональных работников по обслуживанию газового оборудования.

Вот основные правила, которые вам остается только соблюдать. Если вы все-таки обнаружили даже ничтожные признаки утечки газа в двигателе или обнаружили запах в багажнике или салоне, немедленно отправляйте машину на проверку герметичности ГБО. Помните: использовать автомобиль с этой проблемой строго запрещено!

Основные недостатки ГБО

Самым большим недостатком газобаллонного оборудования можно назвать его стоимость. Покупка современной системы и монтаж ее «под ключ» может вам стоить не меньше 500 долларов. Но при этом надо помнить, что эти деньги вы вкладываете в будущую экономию, причем немалую. Правда, дивиденты пойдут не сразу, а со временем и с учетом многих условий.

Мощность двигателя на газе

Если вы решитесь перейти на газовое топливо, приготовьтесь к снижению мощности вашего автомобиля почти до 15%. Это будет вызвано тем, что скорость сгорания газа значительно отстает от аналогичного показателя бензина.

Особенно вы это почувствуете при необходимости быстрого разгона. В какой-то степени компенсировать этот недостаток будут плавность работы двигателя, особенно во время разгона, а также отсутствие дерганий и провалов. Это все обусловлено медленным сгоранием газа.

Внимание! В зимнее время года запускайте двигатель только на бензине! Холодный запуск на газе губительно влияет на диафрагму редуктора и сокращает срок ее службы. На газ переходите только тогда, когда прогреете мотор до 50 градусов.

Заключение

Итак, вы остановили свой выбор на газовом топливе и приняли решение установить ГБО. В таком случае пересмотрите еще раз эту статью и постарайтесь учесть все плюсы и минусы, указанные выше. Ведь нередко случается так, что для одного автолюбителя использование газового оборудования совершенно невыгодно, а для другого служит серьезным средством финансовой экономии.

Кроме того, перед тем, как приобрести и установить газобаллонное оборудование, не забывайте о том, что оно подлежит регистрации, а после установки потребует повышенного внимания и ухода. Однако, вполне возможно, что именно для вас плюсов в ГБО окажется намного больше, чем минусов, и эта система надежно прослужит вам долгие годы.

Видео о газовом оборудовании:

Один из самых легендарных двигателей советского автопрома по праву может считаться ГАЗ 53 или ЗМЗ 511. Он верой и правдой служил многие десятилетия народу. До наших времен, многие отделенные уголки Советского союза эксплуатируют этот «не убиваемый» силовой агрегат, а завод ГАЗ по прежнему производит запасные части к нему.

Исторический акцент

История ДВС ГАЗ 53 началась еще в далеком 1959 году, когда по заказу Компартии, начали разрабатывать мотор, который должен был прийти на смену устаревшего ГАЗ 51. Так, впервые автомобиль ГАЗ 53 был оснащен силовым агрегатом номер 511 в далеком 1961 году, и продолжалось это до 1993 года.

За время выпуска автомобиля, было сделано достаточно много модификаций и экспериментальных моделей. Так, устанавливались моторы - ГАЗ-53Ф, ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12 и ЗМЗ-511. Также, разрабатывались модели двигателей, которые массово не устанавливались, но нашли применение в народном тюнинге. Среди таких представителей можно отметить УАЗ с двигателем ГАЗ 53 и Газель с двигателем ГАЗ 53.

Параллельно с 53-м Горьковский завод изготавливал гибрида - ГАЗ 52. Это был шестицилиндровый мотор, что должен был стать чем-то средним между ГАЗ 51 и 53. Приемником 53-го стал ГАЗ 3307, который уже оснащался силовыми агрегатами ММЗ и ЯМЗ. В 1997 году линия по производству ЗМЗ-53 прекратила свое существование, и остался лишь один цех по изготовлению запасных частей к мотору.

Технические характеристики

На момент своего рождения двигатель ГАЗ 53 считался достаточно сильный, поскольку имел большое количество лошадиных сил. Более детально стоит разобрать технические характеристики в таблице:

Все моторы ГАЗ 53 с завода оснащались 4-х ступенчатой коробкой переключения передач. И только в 1987 году, была разработана 5-тиступенчатая КПП под мотор ЗМЗ-511, которая улучшала тяговую мощность и крутящий момент.

Установка мотора на другие автомобили

Любой автомобиль, особенно советский хоть раз подвергался тюнингу. Так, 53-й третий после Волговского (ГАЗ 24) и Уазовского (УМЗ-417) силовых агрегатов по популярности в доработке, поскольку имеет простую конструкцию и легко поддается внедрению новшеств. Но, все-же большую популярность он получил за счет внедрения двигателя на другие автомобили. Так неоднократно, можно встретить УАЗ с мотором ГАЗ 53.

Для тех, кто любит форсированный ГАЗ 24 или 3102 с легкость может устанавливать ЗМЗ 511. Часто можно встретить, как мчится Волга с двигателем ГАЗ 53. Но, здесь существует ряд недостатков: клубы дыма с выхлопной, нехарактерный звук мотора, обрыв карданного вала и другое.

Таким образом, к установке ЗМЗ 511 на ГАЗ 24 стоит подходить с серьезностью и просчитывать полностью все нюансы, поскольку внутренний потенциал достаточно большой, а вот ума довести его до конца хватает не у всех.

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание машины с двигателем от ГАЗ 53 - это достаточно простое и не хлопотное дело, особенно, когда он установлен на ГАЗ 24. Мотор, конечно, потребляем около 10 литров масла, но при этом его ресурс составляет около 250 000 км пробега при регулярном обслуживании.

Итак, стоит расписать основные этапы технического обслуживания силового агрегата:

1. ТО-1 - замена масла, топливного фильтра, подтяжка клапанного механизма.
2. ТО-2 - замена масла, топливного фильтра, подтяжка клапанного механизма, замена топливного фильтра и прокладок клапанной крышки.
3. ТО-3 - замена масла, топливного фильтра, подтяжка клапанного механизма, замена комплекта ГРМ, замена свечей зажигания, высоковольтных проводов.
4. ТО-4 - замена масла, топливного фильтра, подтяжка клапанного механизма, замена топливного фильтра, прокладок клапанной крышки, прокладок ГБЦ и поддона.

Разница в пробеге между проведением технического обслуживания составляет 12 500 км. При правильном и регулярном уходе мотор способен выходить около 300 000 - 350 000 км пробега. После проведения капитального ремонта, техническая карта обслуживания меняется и ТО необходимо проводить чаще.

Ремонт и эксплуатация

Ремонт ЗМЗ-511 проводится согласно поточных поломок. Поскольку, силовой агрегат достаточно надежный, его можно по праву считать эталоном выносливости. Но, даже самые лучшие двигатели имеют свой ресурс и их необходимо ремонтировать.

Двигатель от ГАЗ 53 не ломается по пустякам и это приводит сразу к капитальному ремонту, который во многих случаях стоит, как новый мотор. Именно поэтому многие автолюбители практикуют проводить ремонт двигателя ГАЗ 53 своими руками. Рассмотрим, основной технологический процесс капитального ремонта силового агрегата ЗМЗ-53.

Какие процедуры необходимо выполнить и пройти:

1. Мойка мотора.
2. Разборка. В данном этапе мотор подвергается тотальному разбору на запасные части, чтобы определить какие детали повреждены, на сколько нанесен ущерб блоку и коленчатому валу, состояние головок блока, поршневой группы и головкам блока. Также, диагностике подвергаются второстепенные детали, а именно: масляный и водяной насос, в обязательном порядке сцепление и другие.
3. Процесс диагностики. Здесь участвуют только три основные запчасти - блок (камеры, где происходит сгорание), коленчатый вал (на ремонтнопригодность) и ГБЦ (состояние газораспределительного механизма).
4. Процесс замера и определения размеров. Коленчатый вал подвергается расточке. Так, для этой детали существует таблица размеров:

Сейчас, все блоки цилиндров старого образца подвергаются гильзовке, где мотор также может растачиваться под поршневую систему 92,5 и 93,0 мм.

1. Переборка головки блока цилиндров. В данную процедуру входят такие операции: шарошка и притирка клапанов, полировка кулачков распределительного вала, замена клапанов и сальников.
2. Когда все детали подготовлены, начинается сборка силового агрегата, где он приобретает свой первозданный вид.
3. Последним этапом становится покраска и обкатка, где уже зальют масло и отрегулируют клапанный механизм.

Вывод

Двигатель ГАЗ 53 (или ЗМЗ 511) - это целая эпоха в автомобилестроении Советского Союза. Даже сейчас в отдаленных районах бывшего СССР можно встретить эксплуатацию этого аппарата. Он полюбился автомобилистам за счет простоты эксплуатации и обслуживания, а также своей надежности не смотря на года.

О достоинствах газомоторного топлива, в частности метана, сказано немало, но напомним о них еще раз.

Это экологичный выхлоп, удовлетворяющий текущие и даже будущие законодательные требования к токсичности. В рамках культа глобального потепления это важное преимущество, поскольку нормы Euro 5, Euro 6 и все последующие будут насаждаться в обязательном порядке и проблему с выхлопом так или иначе придется решать. К 2020 г. в Евросоюзе новым транспортным средствам будет разрешено производить в среднем не более 95 г СО2 на километр. К 2025 г. этот допустимый предел могут еще опустить. Двигатели на метане способны удовлетворить эти нормы токсичности, и не только благодаря меньшему выбросу СО2. Показатели выбросов твердых частиц в газовых двигателях также ниже, чем у бензиновых или дизельных аналогов.

Далее, газомоторное топливо не смывает масло со стенок цилиндра, что замедляет их износ. Как утверждают пропагандисты газомоторного топлива, ресурс двигателя волшебным образом вырастает в разы. При этом они скромно умалчивают о теплонапряженности работающего на газе двигателя.

И главное преимущество газомоторного топлива – это цена. Цена и только цена покрывает все недостатки газа как моторного топлива. Если мы говорим о метане, то это неразвитая сеть АГНКС, которая буквально привязывает газовый автомобиль к заправке. Количество заправок сжиженным природным газом ничтожно, этот вид газомоторного топлива сегодня представляет собой нишевой, узкоспециальный продукт. Далее, газобаллонное оборудование занимает часть полезной грузоподъемности и полезного пространства, ГБО хлопотно и накладно в обслуживании.

Технический прогресс породил такой вид двигателя, как газодизель, живущий в двух мирах: дизельном и газовом. Но как универсальное средство газодизель не реализует в полном объеме возможности ни того, ни другого мира. Нельзя оптимизировать ни процесс сгорания, ни показатели КПД, ни образование выбросов для двух видов топлива на одном двигателе. Для оптимизации газовоздушного цикла нужно специализированное средство – газовый двигатель.

Сегодня все газовые двигатели используют внешнее образование газовоздушной смеси и воспламенение от свечи зажигания, как в карбюраторном бензиновом двигателе. Альтернативные варианты – в стадии разработки. Газовоздушная смесь образуется во впускном коллекторе путем инжекции газа. Чем ближе к цилиндру происходит этот процесс, тем быстрее реакция двигателя. В идеале газ должен впрыскиваться прямо в камеру сгорания, о чем речь пойдет ниже. Сложность управления не единственный недостаток внешнего смесеобразования.

Инжекция газа управляется электронным блоком, который также регулирует угол опережения зажигания. Метан горит медленнее дизельного топлива, то есть газовоздушная смесь должна воспламеняться раньше, угол опережения также регулируется в зависимости от нагрузки. Кроме того, метану нужна меньшая степень сжатия, нежели дизельному топливу. Так, в атмосферном двигателе степень сжатия снижают до 12–14. Для атмо­сферных двигателей характерен стехиометрический состав газовоздушной смеси, то есть коэффициент избытка воздуха a равен 1, что в какой-то степени компенсирует потерю мощности от снижения степени сжатия. КПД атмосферного газового двигателя на уровне 35%, тогда как у атмосферного же дизеля КПД на уровне 40%.

Автопроизводители рекомендуют использовать в газовых двигателях специальные моторные масла, отличающиеся водостойкостью, пониженной сульфатной зольностью и одновременно высоким значением щелочного числа, но не возбраняются и всесезонные масла для дизельных двигателей классов SAE 15W-40 и 10W-40, которые на практике применяются в девяти случаях из десяти.

Турбокомпрессор позволяет снизить степень сжатия до 10–12 в зависимости от размерности двигателя и давления во впускном тракте, а коэффициент избытка воздуха увеличить до 1,4–1,5. При этом КПД достигает 37%, но одновременно значительно возрастает теплонапряженность двигателя. Для сравнения: КПД турбированного дизельного двигателя достигает 50%.

Повышенная теплонапряженность газового двигателя связана с невозможностью продувки камеры сгорания при перекрытии клапанов, когда в конце такта выпуска одновременно открыты выпускные и впускные клапаны. Поток свежего воздуха, особенно в наддувном двигателе, мог бы охлаждать поверхности камеры сгорания, снижая таким образом теплонапряженность двигателя, а также снижая нагрев свежего заряда, это увеличило бы коэффициент наполнения, но для газового двигателя перекрытие клапанов недопустимо. Из-за внешнего образования газовоздушной смеси воздух всегда подается в цилиндр вместе с метаном, и выпускные клапаны в это время должны быть закрыты во избежание попадания метана в выпускной тракт и взрыва.

Уменьшенная степень сжатия, повышенная теплонапряженность и особенности газовоздушного цикла требуют соответствующих изменений, в частности, в системе охлаждения, в конструкции распредвала и деталей ЦПГ, а также в применяемых для них материалах для сохранения работоспособности и ресурса. Таким образом, стоимость газового двигателя не так уж отличается от стоимости дизельного аналога, а то и выше. Плюс к этому стоимость газобаллонного оборудования.

Флагман отечественного автомобилестроения ПАО «КАМАЗ» серийно выпускает газовые 8-цилиндровые V-образные двигатели серий КамАЗ-820.60 и КамАЗ-820.70 размерностью 120х130 и рабочим объ­емом 11,762 л. Для газовых двигателей используют ЦПГ, обеспечивающую степень сжатия 12 (у дизельного КамАЗ-740 степень сжатия 17). В цилиндре газовоздушная смесь воспламеняется искровой свечой зажигания, установленной вместо форсунки.

Для большегрузных автомобилей с газовыми двигателями используют специальные свечи зажигания. Так, Federal-Mogul поставляет на рынок свечи с иридиевым центральным электродом и боковым электродом, выполненным из иридия или платины. Конструкция, материалы и характеристики электродов и самих свечей учитывают температурный режим работы большегрузного автомобиля, характерный широким диапазоном нагрузок, и сравнительно высокую степень сжатия.

Двигатели КамАЗ-820 оборудуют системой распределенного впрыска метана во впускной трубопровод через форсунки с электромагнитным дозирующим устройством. Газ инжектируется во впускной тракт каждого цилиндра индивидуально, что позволяет корректировать состав газовоздушной смеси для каждого цилиндра с целью получения минимальных выбросов вредных веществ. Расход газа регулируется микропроцессорной системой в зависимости от давления перед инжектором, подача воздуха регулируется дроссельной заслонкой с приводом от электронной педали акселератора. Микропроцесорная система управляет углом опережения зажигания, обеспечивает защиту от воспламенения метана во впускном трубопроводе при сбое в системе зажигания или неисправности клапанов, а также защиту двигателя от аварийных режимов, поддерживает заданную скорость автомобиля, обеспечивает ограничение крутящего момента на ведущих колесах автомобиля и самодиагностику при включении системы.

«КАМАЗ» в значительной степени унифицировал детали газовых и дизельных двигателей, но далеко не все, и многие внешне схожие детали для дизеля – коленвал, распредвал, поршни с шатунами и кольцами, головки блока цилиндров, турбокомпрессор, водяной насос, масляный насос, впускной трубопровод, поддон картера, картер маховика – не подходят для газового двигателя.

В апреле 2015 г. «КАМАЗ» запустил корпус газовых автомобилей мощностью 8 тыс. единиц техники в год. Производство размещено в бывшем газодизельном корпусе автозавода. Технология сборки следующая: шасси собирают и устанавливают на него газовый двигатель на главном сборочном конвейере автомобильного завода. Потом шасси буксируют в корпус газовых автомобилей для монтажа газобаллонного оборудования и проведения всего цикла испытаний, а также для обкатки автотехники и шасси. При этом газовые двигатели КАМАЗ (в том числе модернизированные с компонентной базой «БОШ»), собираемые на моторном производстве, также проходят испытания и обкатку в полном объеме.

«Автодизель» (Ярославский моторный завод) в содружестве с компанией Westport разработал и выпускает линейку газовых двигателей на базе семейства 4- и 6-цилиндровых рядных двигателей ЯМЗ-530. Шестицилиндровый вариант может устанавливаться на автомобили нового поколения «Урал NEXT».

Как уже говорилось выше, идеальный вариант газового двигателя – это непосредственный впрыск газа в камеру сгорания, но до сих пор мощнейшее глобальное машиностроение не создало такой технологии. В Германии исследования ведет консорциум Direct4Gas, возглавляемый компанией Robert Bosch GmbH в партнерстве с Daimler AG и Штутгартским научно-исследовательским институтом автомобильной техники и двигателей (FKFS). Министерство экономики и энергетики Германии поддержало проект суммой в 3,8 млн евро, что на самом деле не так уж много. Проект будет работать с 2015-го до января 2017 г. На-гора должны выдать промышленный образец системы непосредственного впрыска метана и, что не менее важно, технологию ее производства.

По сравнению с нынешними системами, использующими многоточечный впрыск газа в коллектор, перспективная система непосредственного впрыска способна на 60% увеличить крутящий момент на низких оборотах, то есть ликвидировать слабое место газового двигателя. Непосредственный впрыск решает целый комплекс «детских» болезней газового двигателя, принесенных вместе с внешним смесеобразованием.

В проекте Direct4Gas разрабатывают систему непосредственного впрыска, способную быть надежной и герметичной и дозировать точное количество газа для впрыска. Модификации самого двигателя сведены к минимуму, чтобы промышленность могла использовать прежние компоненты. Команда проекта комплектует экспериментальные газовые двигатели недавно разработанным клапаном впрыска высокого давления. Систему предполагается тестировать в лаборатории и непосредственно на транспортных средствах. Исследователи также изучают образование топливно-воздушной смеси, процесс управления зажиганием и образование токсичных газов. Долгосрочная цель консорциума – это создание условий, при которых технология сможет выйти на рынок.

Итак, газовые двигатели – это молодое направление, еще не достигшее технологической зрелости. Зрелость наступит, когда Bosch со товарищи создадут технологию непосредственно впрыска метана в камеру сгорания.

Самый первый двигатель внутреннего сгорания изобрёл инженер-бельгиец Ж.Ж. Этьен Ленуар в середине 19 века, это был двухтактный электрический двигатель с искровым зажиганием, топливом для этого устройства был каменноугольный газ, но ресурс работы такого изобретения был очень мал, так как изобретатель не учёл необходимость в смазке и охлаждения двигателя. Через несколько лет Ленуар преобразовал свой двигатель с учётом потребностей, и в качестве топлива стал использовать керосин. И всё равно устройство было безупречным, хотя некоторые трёхколёсные автомобили ездили на таком двигателе.

К концу 19 века произошли большие изменения в создании двигателя внутреннего сгорания. Немецкий изобретатель Николаус Аугуст Отто был первым изобретателем, открывший миру технически сложно устройство, преобразовывающее энергию топлива в механическую энергию, он создал газовый двигатель внутреннего сгорания. Суть работы газового двигателя была в том, что горючая смесь сначала подвергалась сильному сжатию в верхней точке положения поршня.

Первый двигатель изобретателя был довольно низкооборотным и имел достаточно большую массу, в следствии чего при увеличении оборотов вала до 180 об/мин появлялись проблемы в его работе, и быстрее изнашивался золотник. Для хранения газа использовался огромная ёмкость, что делало невозможным установить его на автомобиль, зато он нашёл своё огромное применение на различных фабриках и заводах

Изобретателю потребовалось 15 лет, чтобы создать экономичный двигатель, который в свою очередь получил название четырёхтактного двигателя, так как рабочий цикл протекал в нём за четыре хода поршня.

Что же такое газовый двигатель внутреннего сгорания?

Общее определение двигателя внутреннего сгорания таково, что это такой тип двигателя, где химическая энергия жидкого или газообразного углеводородного топлива, которое сгорает в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу. Главным недостатком двигателя внутреннего сгорания является производимая им высокая мощность в исключительно узком диапазоне оборотов, поэтому главными элементами двигателя становится стартер и трансмиссия.

Нынешние двигатели подобного типа работают на природном газе, сниженном пропан-бутане и других. Большим плюсом таких двигателей является то, что в них меньше изнашиваются основные узлы и детали, что происходит из-за создания качественной горючей смеси и её результативного сжигания, а также преимущество ещё и в том, что в выхлопах практически не обнаруживается вредных примесей.

Коэффициент полезного действия (КПД) двигателей на таком топливе приближается к 42 процентам.

Что такое система питания газовых двигателей?

Системой питания газовых двигателей внутреннего сгорания, называют систему, устанавливающуюся на автомобили и позволяющую использовать вместо бензина сниженный газ. Состоит такая система из следующих элементов:

Суть работы такой системы почти идентично бензиновой, то есть в начале сжиженное топливо поступает в клапан-фильтр по магистрали, где проходит начальную чистку от различных смол, затем очищенное топливо направляется в редуктор-испаритель, где давление его понижается до одной атмосферы и после этого через дозатор топливо уже подаётся в смеситель.

Что касается инжекторных двигателей, то в подобном оборудование бензиновый клапан не применяется, вместо него устанавливают эмулятор форсунок

Плюсы и минусы газового двигателя:

Как ни странно, но такое оборудование не идеальное, оно имеет и достоинства и недостатки. Достоинства такого оборудования в том, что вы можете без особых трудностей создать газовый двигатель самостоятельно, а именно, смонтировать установку на автомобиль своими силами, также не маловажным плюсом является низкая стоимость такого топлива, а также высокое октановое число. Помимо этого, как было сказано выше, такое топливо не производит вредных выбросов. Двигатель на таком топливе работает более качественно, а также значительно увеличивается ресурс двигателя.

Что касается недостатков, то их много меньше, но они существенны, например, снижается динамика разгона автомобиля, ощутимо возрастает нагрузка на клапаны газораспределительного механизма. Помимо этого, есть некоторые сложности с использование такого оборудования в зимнее время года, а также оно занимает довольно много места. В общем ставить или не ставить газовое оборудование решать только вам.

Как установить газовое оборудование самостоятельно?

Существует известные нам в наше время пара схем подключения оборудования - классическая, в которой газ подаётся прямо в инжектор или карбюратор и последовательная - при которой топливо поступает прямо в форсунки, которые установленны параллельно с бензиновыми.

Проще всего использовать классическую схему установки оборудования, она менее затратная и не сложная в плане работы, но имеет один достаточно весомый недостаток - при переключении режимов начинает образовываться смесь довольно низкого качества, в следствии чего двигатель быстрее изнашивается. Поэтому, пусть последовательная система затратнее, но качество подачи газа у неё намного лучше.

Обычно газобаллонное оборудование, которое можно самостоятельно встроить в уже существующую систему автомобиля, можно приобрести на рынке, и к каждой модели двигателя подбирается соответствующая модель газобаллонного оборудования. Чаще всего заправочный баллон с комплектующими крепится в месте для запасного колеса, но может крепится и в нише багажника.

После того как вы закрепили баллон присоединяем выносное заправочное устройство, отверстие которого должно выходить на внешнюю сторону кузова, после этого, на двигателе устанавливаются клапаны против утечки газа, для перекрывания бензина при подаче газа. Обычно переключатель с бензина на газ монтируется в салоне автомобиля.

Но, если вы не уверены в своих знаниях по устройству мотора и способностях, то лучше всего обратиться к специалистам и не рисковать присоединять ГБО самостоятельно. С газом не шутят!