Дизельный мотор на газу: особенности работы, преимущества и недостатки газодизеля

Теперь на дизель можно установить, газобаллонное оборудование (ГБО)

Вы часто задумываетесь, что дизельный двигатель стал вам дороже обходится из-за постоянного роста цен на солярку, а в это время бензиновые двигатели всё больше и больше, переходят на дешёвый газ? И как неплохо, было бы установить систему ГБО на свой дизельный двигатель? И, теперь это возможно.

Раньше газ сочетался только с бензиновыми двигателями. Однако теперь, это экономичное и экологически чистое топливо также может эксплуатироваться и владельцами дизельных транспортных средств.

На рынке уже становятся доступны газодизельные комплекты, которые позволяют дорабатывать дизельные двигатели, под способность работать со смесью дизельного топлива и газа. Дизель и смесь природного газа, также позволяют дизельным двигателям использовать преимущества метана а, это — более низкие выбросы и низкие затраты на заправку.

Это отличная новость, учитывая, что большинство дизельных двигателей сами по себе очень экономичны, а при использовании природного газа экономия на топливе становится еще выше.

Все это очень приятно, но как это работает?

Первая причина заключается в значительной экономии. Стоимость покупки газового оборудования может быть амортизирована уже в краткосрочной перспективе, даже если вы не часто путешествуете.

Основной принцип работы дизельного двигателя, — это сжатие воздуха в цилиндрах до такого состояния, при котором воздух нагревается до такой температуры, которая требуется для воспламенения дизельного топлива, после чего солярка впрыскивается в камеру сгорания под очень высоким давлением и распыляется там, и в свою очередь, нагретые смесь топлива и воздуха под высоким давлением, воспламеняются самостоятельно (то есть, без дополнительной помощи зажигания искрой, как в бензиновом двигателе).

Но к сожалению температура самовоспламенения газа на много выше, поэтому дизельный двигатель, со своим принципом работы не сможет воспламенить газ. По этому с учётом такого принципа работы дизеля, нужно сначала впрыснуть не большое количество солярки в камеру сгорания, и после её воспламенения подавать газ.

Соответственно при такой схеме работы, не возможен 100%-й отказ от дизтоплива, но всё же данная схеме предлагает его значительное сокращение (в процентном соотношении для работы дизельного двигателя потребуется смесь в пропорции – 30-35% солярки и 65-70% газа).

Система ГБО не требует каких-либо механических воздействий на оригинальность двигателя. Таким образом, система монтируется специализированным оператором, и операция очень проста, и аналогична переоборудованию бензинового двигателя.

Если вас беспокоит двойная обработка подачи, то вы можете чувствовать себя комфортно, потому что все управляется автоматической системой.

И, так какие же плюсы у такой установки на дизельном двигателе:

· Процесс управляется блоком управления, который в реальном времени определяет введение природного газа и солярки, обеспечивая оптимальное сжигание.

· Используется минимальное количество дизельного топлива, чтобы не изменять первоначальную производительность и комфорт управления.

· Использование минимального количества дизельного топлива необходимо, чтобы гарантировать заявленную максимальную скорость и нормальный срок службы двигателя.

· Смесь дизтоплива и природного газа позволяет автомобилю с таким оборудованием иметь характеристики первого и экономичность второго.

И, в завершении можно сказать, что установка газобаллонного оборудования более чем оправдана и актуальна, с постоянно растущими ценами на топливо для автомобилей. Но будем надеяться, что у руководства нашей страны, «руки не дотянутся» до повышения цен на газ.

Уважаемые гости — переходите на мой канал, кликнув — Pit Stop , ставьте лайки и не забывайте подписываться (это Вас ни к чему не обяжет, а Вы будете чаще встречать мои статьи в ленте Дзен), впереди ещё будет много нового и интересного!

Источник

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.

Два принципа работы

Полная переделка. Способ спорный и не всегда эффективный как кажется на первый взгляд. Что делают – полностью переделывается дизельный двигатель на газ, ОГРОМНЫМ минусом такого переоборудования является невозможность использования дизеля — ТОЛЬКО ГАЗ!

Агрегат модернизируют, чтобы он не пошел в разнос, степень сжатия снижают до 12:1 – 14:1 делается это для того чтобы можно было переварить октановое число в 110 – 120 единиц.

Устанавливается система поджога смеси, аналогично бензиновым агрегатам, то есть устанавливаются свечи. Такой мотор уже никогда не вернется к дизельному топливу. Еще одним БОЛЬШИМ минусом является цена такой переделки, она действительно велика.

Комбинированный принцип работы или так называемый Dual Fuel. Это самый правильный и самый легкореализуемый вариант, стоит отметить — что он еще и достаточно дешев. Однако здесь нет полного отказа от дизельного топлива, в цилиндры двигателя подается как дизель так и газ, можно сказать попеременно.

Для того чтобы газ поджегся, используется дизельное топливо, ведь свечей здесь просто нет.

Принцип работы здесь такой

• Двигатель запускается только на дизельном топливе и больше никак
• Далее активируется газовая система, дизель сжимается — воспламеняется и именно в момент воспламенения в цилиндр подается газ, который загорается от уже воспламененного топлива
• Далее открываются клапана и сгоревшая смесь отводится
• Цикл повторяется

Стоит отметить, что такая система может работать и на пропане – бутане, а также на метане. Вариант на пропане менее эффективный, можно заменить от 40 до 50% топливной смеси, в случае с метаном около 50 – 60%, однако оборудование немного дороже из-за высокого давления в баке. Стоит отметить, что можно применять как 4 поколение с метановым оборудованием, так и 5 с пропановым.

Как становится понятно дизель здесь также расходуется, но на 50 – 60% меньше от заявленного производителем.

Почему трудно перевести дизельный двигатель на газ?

Температура воспламенения. Если у дизельного двигателя топливо самовоспламеняется при 400 градусах, то газ горит при 700 и выше

И неважно, метан это или пропан-бутан.
Отсутствие свечей. Какой бы степень сжатия ни была в дизельном двигателе, ее не хватит, чтобы разогреть газовую смесь до температуры самовоспламенения

Поэтому без установки сторонних свечей зажигания не обойтись.
Октановое число. У дизельного топлива ОЧ составляет 50 единиц. У газа – не менее 102. Если такое топливо попадет в дизельный двигатель, он уйдет вразнос (это неконтролируемая работа мотора на высоких оборотах). Способов решения проблемы несколько. Это коррекция степени сжатия, либо уменьшение октанового числа газовой смеси.

Принцип работы газодизельного двигателя

Устройстварассосредоточенного впрыска газодизельной смеси переоборудуют дизельные моторыдля работы в совмещенном режиме «дизель-газ». Средний процент наличия метана втакой смеси равен 70%. Эффективность работы достигает максимального показателяпри использовании совмещённых технологий.

Более точно такая системаописана следующим образом. Из-за использования неповторимого распорядка работыгазодизельной системы при каждом цикле работы мотора электронный блокуправления (ЭБУ) оценивает величину нагрузки при разных оборотах двигателя исигналы, снимаемые с датчиков. Сразу же, замерив эти показатели, ЭБУ генерируетимпульсный сигнал, заставляющий форсунки приоткрываться с определённойпоследовательностью, на заданное время. Форсунки пропускают определённоеколичество газа в камеру сгорания мотора и на шаговый движок и электронныйконтроллер, управляющий подачей концентрированной аэрозольной смеси дизеля своздухом. Это позволяет поддержать эффективный топливобаланс, благодарякоторому и достигается максимальная экономия, минимизируется выхлоп.

• распределённаяинжекция газа (как на бензиновых движках);
• лимитированиевпрыска топлива через «топливокачку» (насос) высокого давления.

В целом система можетбыть как электромеханическая, так и контроллерная (электронная).

Принцип работы газодизельного двигателя

Устройства рассосредоточенного впрыска газодизельной смеси переоборудуют дизельные моторы для работы в совмещенном режиме «дизель-газ». Средний процент наличия метана в такой смеси равен 70%. Эффективность работы достигает максимального показателя при использовании совмещённых технологий.

Более точно такая система описана следующим образом. Из-за использования неповторимого распорядка работы газодизельной системы при каждом цикле работы мотора электронный блок управления (ЭБУ) оценивает величину нагрузки при разных оборотах двигателя и сигналы, снимаемые с датчиков. Сразу же, замерив эти показатели, ЭБУ генерирует импульсный сигнал, заставляющий форсунки приоткрываться с определённой последовательностью, на заданное время. Форсунки пропускают определённое количество газа в камеру сгорания мотора и на шаговый движок и электронный контроллер, управляющий подачей концентрированной аэрозольной смеси дизеля с воздухом. Это позволяет поддержать эффективный топливобаланс, благодаря которому и достигается максимальная экономия, минимизируется выхлоп.

• распределённая инжекция газа (как на бензиновых движках);
• лимитирование впрыска топлива через «топливокачку» (насос) высокого давления.

В целом система может быть как электромеханическая, так и контроллерная (электронная).

Переоборудование газового двигателя для работы на газе.

Интересный факт из истории: в конце 90-х некоторые специалисты и маленькие фирмы по установке ГБО переделывали дизельные двигатели путем понижения степени сжатия двигателя до 12-13 единиц. Заменялись форсунки для впрыска дизельного топлива на искровые свечи зажигания, а также производилась замена топливного насоса высокого давления на магнето или систему зажигания.

Дальнейшее переоборудование на газ производилось как для обычного двигателя внутреннего сгорания с бензиновым питанием и искровой системой зажигания. Т.е дизель превращался в подобие карбюраторного двигателя. Разумеется такой вариант установки ГБО на дизель не обрел широкой популярности, и на данный момент времени практически не используется, уступив свое место газодизелю.

Выбор метана или пропана

На пропан-бутане доля впрыска в камеру сгорания едва достигает 40%. Все остальное — DT. Это связано с химическими характеристиками газа, но девелоперские компании постоянно совершенствуют эту тему. Экономия с пропаном сегодня, конечно, меньше, чем с метаном.

Закачка природного газа составляет 70%, и, следовательно, экономия гораздо заметнее. Но дизельно-метановая версия оборудования стоит в два раза дороже. Причина в том, что технология изготовления баллонов совершенно иная, для транспортировки метана используются другие стандарты, они выдерживают большее давление и, конечно, тяжелее. Итак, проанализировав несколько установок, можно сказать, что преобразование дизельного двигателя в газ возможно только при совместном впрыске, будь то пропан или метан.

Конечно, такая модернизация дизельного двигателя, безусловно, хорошо сказывается на его ресурсе. Двигатель начнет работать мягче, дизельное рычание исчезнет. Западные логические компании уже давно используют эту технологию.

PS: если вам нравится то, что вы только что видели — обязательно стоит подписаться

Источник

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

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.

Выгодно ли это?

Если бензиновый мотор полностью работает на газу, стоимость затрат на топливо уменьшается ровно в два раза. 

При благоприятных условиях, окупаемость ГБО на дизеле наступит через 70-100 тысяч километров. И только после этого пробега вы начнете экономить. Вот почему газ на дизельный двигатель ставят лишь в редких случаях, да и то – на отечественные грузовики. На легковых автомобилях такая система практически не встречается.

Требования, предъявляемые к газообразным топливам

• обеспечение хорошего смесеобразования;
• высокая калорийность горючей смеси;
• отсутствие коррозии и коррозионных износов;
• минимальное образование отложений во впускном и выпускном трактах;
• сохранение качества при хранении и транспортировании;
• низкая стоимость производства и транспортирования.

Преимущества использования газообразного топлива

Октановое число газового топлива выше, чем бензина (среднее значение октанового числа – 105), поэтому детонационная стойкость сжиженного газа больше, чем бензина даже самого высшего качества.

Это позволяет добиться большей экономичности использования топлива в двигателе с повышенной степенью сжатия. При этом скорость сгорания газа немного меньше, чем у бензина. В результате снижаются нагрузки на стенки цилиндров, поршневую группу и коленчатый вал, что позволяет двигателю работать ровно и тихо.

Газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью, поэтому двигатель работает ровнее и тише.Газовая смесь сгорает полностью, поэтому не образуется нагар на поршнях, клапанах и свечах зажигания.

Газовое топливо не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, а также не смешивается с маслом в картере, не ухудшая, таким образом, смазочные свойства масла. В результате цилиндры и поршни изнашиваются меньше, а периодичность замены моторного масла увеличивается.

По сравнению с бензином сжиженный газ имеет следующие преимущества:

• в полтора-два раза меньше себестоимость;
• более высокая детонационная стойкость (октановое число 105);
• двигатель на газе работает мягче, а срок его службы увеличивается примерно в полтора раза;
• увеличивается периодичность замены моторного масла в полтора-два раза, поскольку уменьшается срок его старения;
• увеличивается на 40% срок службы свечей зажигания;
• газ практически не содержит серы, которая вызывает коррозию металлов и их изнашивание;
• снижается токсичность отработавших газов (СО в два раза, СН на 50…100%, NOx на 20…30 %);
• в отличие от бензина газовая смесь более однородна по составу;
• не накапливаются смолистые отложения на деталях и приборах системы питания, так как нефтяной газ растворяет их;
• значительно уменьшается нагарообразование на деталях двигателя.

Сжатый природный газ по сравнению со сжиженным нефтяным газом имеет следующие преимущества:

• бόльшая безопасность, так как он легче воздуха и при утечках улетучивается;
• дешевле;
• большие природные запасы;
• отработавшие газы экологически более чистые.

Недостатки:

• более низкая скорость сгорания по сравнению с бензином, в результате чего мощность двигателя снижается примерно на 7…12% (до 20%);
• затрудненный пуск двигателя при низких температурах;
• увеличение металлоемкости автомобиля на 25…30 кг при сжиженном газе и на 700…800 кг при сжатом;
• применение дополнительного дорогостоящего оборудования приводит к увеличению стоимости автомобиля на 20..27%;
• повышенный расход газа по сравнению с бензином;
• необходимость периодического освидетельствования баллонов для хранения газа на испытательных станциях;
• трудоемкость ТО и ремонта двигателя возрастает на 3…5%, (эти затраты перекрываются экономией от увеличения межремонтного ресурса двигателей);
• дальность поездки на одной заправке не превышает 200…250 км;
• повышенные требования техники безопасности при использовании газобаллонных установок.

Сжиженный газ обычно используется в системах питания двигателей легковых автомобилей. Переоборудовать автомобиль для работы на сжиженном газе проще и дешевле, чем для работы на сжатом. Кроме того, сжиженный газ находится в баллоне под относительно небольшим давлением (примерно 1,6 МПа), а высокая степень разреженности сжатого газа требует увеличить этот показатель в 12-15 раз.

Где следует устанавливать

Как уже было отмечено, установка газового оборудования на дизельный двигатель отличается высокой сложностью. Следовательно, это работа для специалистов, разбирающиеся в тонкостях вопроса. Организация-установщик должна быть лицензирована, а в перечень работ включены настройка и тестирование газовой аппаратуры. Установщик оформит необходимые для регистрации документы и будет в дальнейшем выполнять периодическое обслуживание и освидетельствование.

Может показаться, что установка газодизеля мало отличается от обычной. Но отметим, что некоторые работы в гаражных условиях качественно выполнить нереально. Речь идет о настройке, прежде всего. Без специального стенда этого не сделать.

Устройство и принцип работы газобаллонного автомобиля

Газозаправочная аппаратура на автомобиле

Карбюратор-смеситель Автомобиль, оснащённый газобаллонным оборудованием (ГБО), использует в качестве топлива сжиженный нефтяной газ (смесь газов «пропан-бутан») или сжатый природный газ (метан).

На автомобиле сжиженная пропан-бутановая смесь находится в баллонах, установленных на раме, под полом салона автобуса или в багажнике легкового автомобиля. Сжиженный газ находится в баллоне под давлением 16 атмосфер (баллон рассчитан на максимальное давление 25 атмосфер).

На баллоны для сжиженного газа устанавливается специальный мультиклапан, через который производится заправка баллона и отбор газа в топливную систему двигателя. Мультиклапан является важным компонентом газобаллонного оборудования, обеспечивающим его безопасное использование. Он включает в себя:

• Заправочный и расходный вентиль
• Указатель уровня газа в баллоне. Представляет собой поплавок на рычаге, находящийся внутри баллона, и связанный с ним стрелочный индикатор либо электронную схему, передающую информацию о положении поплавка на индикатор внутри салона автомобиля
• Обратный клапан в заправочной магистрали, предотвращающий вытекание газа через неё
• Скоростной клапан в расходной магистрали, перекрывающий подачу газа при превышении его расходом некоторого порогового значения. Порог подобран так, чтобы клапан закрывался только при разрыве расходной магистрали (предотвращая, таким образом, сильную утечку газа), и оставался открытым при обычном уровне расхода газа.
• Стопорный клапан, предотвращающий наполнение баллона газом более чем на 80-90 %%. Клапан находится в заправочной магистрали и закрывается при достижении указанной степени заполнения баллона. Ограничение максимального наполнения баллона необходимо для предотвращения чрезмерного повышения давления в нём в случае нагрева (например, на солнце в жаркую погоду)

Мультиклапан также может содержать в себе предохранительный клапан (стравливает газ при высоком давлении, например при перегреве баллона), пробку из легкоплавкого сплава (не допустить взрыва баллона при пожаре, сбросить газ в атмосферу, чтобы он просто сгорел) и дополнительный вентиль для отбора в двигатель паровой фазы при запуске холодного двигателя. Однако, наличие данных компонентов в мультиклапане не обязательно.

Баллоны для сжатого природного газа находятся на раме, под полом салона автобуса или на его крыше. Сжатый метан находится под давлением до 200 атмосфер. Несколько баллонов объединены в общую магистраль, имеется общий заправочный вентиль, каждый баллон также имеет собственный вентиль.

Газ из общей магистрали поступает в испаритель (подогреватель) — теплообменник, включён в систему жидкостного охлаждения, после прогрева двигателя газ подогревается (сжиженный газ испаряется) до температуры ≈75 . Далее газ проходит через магистральный фильтр.

Затем газ поступает в двухступенчатый газовый редуктор, где его давление снижается до рабочего. Современные газовые редукторы обычно совмещают эти два устройства (испаритель и собственно редуктор) в едином устройстве.

Далее, газ поступает в смеситель (или в карбюратор-смеситель или в смесительную проставку под штатным карбюратором, определяется конструкцией топливной аппаратуры). В силу того, что в смесителе происходит смешивание двух газов, их конструкция существенно проще чем конструкция бензиновых карбюраторов, в которых происходит смешивание двух разных фаз — жидкой (бензин) и газообразной (воздух), из-за чего в конструкции карбюратора имеются довольно сложные системы для поддержания постоянного состава смеси при разных расходах.

Двигатели разделяются на:

• специальные (или модифицированные), предназначенные только для работы на газе, бензин используется краткосрочно при неисправности газовой аппаратуры, когда нет возможности произвести ремонт на месте;
• универсальные, рассчитанные на длительную работу как на газе, так и на бензине.

Бензобак и топливный насос на автомобилях с газовыми двигателями сохраняются.

В холодное время года запуск двигателя, работающего на сжиженном газе производится путём отбора паровой фазы, после прогрева испарителя происходит переключение на жидкую фазу. Однако, для бензиновых двигателей, переоборудованных для работе на газе, крайне рекомендуется пуск двигателя осуществлять на бензине, а на газ двигатель переключать после прогрева до температуры 40-50 °C.