Принцип работы двигателя внутреннего сгорания на метане. Гбо на дизельный двигатель. Основными преимуществами газодизелей являются

Переоборудовать на газовое топливо (не важно, метан или пропан) можно не только бензиновый, но и дизельный двигатель как грузовой, так и легковой автомашины. Но для этого надо серьезно переделать штатную систему питания дизеля. Об этом и пойдет речь.
Прежде всего нужно отметить, что на одном газе дизельный двигатель работать не может. Газ не может загораться от сжатия, как солярка, поскольку температура его самовоспламенения намного выше (около 700oС против 320-380oC у дизтоплива). Так что если попробовать заставить обычный дизельный двигатель работать на метане, температуры сжатого воздуха в цилиндрах просто не хватит для его самовоспламенения. Поэтому "чисто газовый" дизель даже теоретически невозможен. Тем не менее, существуют два способа приспособить дизельный двигатель к работе на газе.

Принцип работы дизеля на газу: особенности

На прилагаемом рисунке показаны кривые выхода обоих циклов. Дизельные двигатели сжигают жидкое топливо, мазут или дизельное топливо. Использование одного топлива или другого имеет ряд последствий. Во-первых, только эти дизельные двигатели могут сжигать остаточные виды топлива, которые дешевле. Загрязнители этих остаточных топлив, а также твердых частиц из процесса вызывают высокие выбросы в атмосферу. К этим выбросам добавляются высокие выбросы оксидов азота, которые являются следствием высокого содержания загрязняющих веществ в топливе.

Газовый двигатель

Первый способ, более простой и радикальный, требует существенной переделки мотора (что в Европе практикуется достаточно давно). Для этого на дизельном двигателе демонтируют топливную аппаратуру, вместо нее устанавливают систему зажигания, а форсунки заменяют свечами зажигания. Машина комплектуется соответствующим газобаллонным оборудованием, и газ подается при помощи дозатора во впускной коллектор. Но так как октановое число у метана 120, то степень сжатия, присущая дизелю, для него будет слишком высока. Двигатель, переделанный таким образом, проработает очень недолго и разрушится от детонации. Чтобы обеспечить мотору нормальный режим работы, нужно уменьшить степень сжатия до 12-14 путем выборки "лишнего" металла на днищах поршней или в камерах сгорания головки блока. Если же этого окажется недостаточно, придется установить прокладки определенной толщины под головку блока цилиндров. Правда, в результате подобных переделок получится уже не дизель, а так называемый "газовый" двигатель. Он ничем (кроме повышенного ресурса) не будет отличаться от "поджатого" под газ до такой же степени сжатия (12-14) бензинового мотора.

Одна из линий, в которых газовые двигатели продвинулись больше всего, заключается, в частности, в сокращении выбросов в атмосферу. Горючие газы, помимо того, что они начинаются с более низких загрязнителей в исходном составе, могут быть очищены легче, чем жидкое топливо.

Газовые двигатели еще не смогли достичь огромных размеров и, следовательно, мощности дизельных двигателей. Эти большие дизельные двигатели сумели преодолеть барьер производительности на 50%, в то время как современные более крупные модели газа редко превышают 45%.

Природный газ представляет собой углеводород, состоящий в основном из метана. Для того, чтобы двигатель мог работать на природном газе, он должен быть взрывателем, с зажиганием, вызванным свечами зажигания. Природный газ имеет октановый показатель вокруг. Процесс сжигания очень похож на процесс бензинового двигателя. Воздух, всасываемый двигателем, смешивается во впускном коллекторе с природным газом с помощью эффекта Вентури или путем инъекции. Смесь вводится в цилиндр с помощью впускного клапана, который впоследствии сжимается и взрывается после того, как искра в свече зажигания была выброшена.

После подобной переделки бывший дизель станет намного экологичнее и экономичнее, а ресурс его возрастет. Но в таком исполнении двигатель сможет работать только на природном газе, а сеть газовых заправок у нас, особенно в удалении от Риги, пока не настолько развита, чтобы можно было эксплуатировать автомобиль, особо не беспокоясь о том, хватит ли газа до следующей заправочной станции. Перспектива же остаться без топлива мало кого порадует. Ведь с канистрой за газом не сбегаешь...

Речь идет о топливном баке. Сохраняет сжатый природный газ при максимальном давлении 200 бар. Наиболее используемые изготовлены из бесшовной стали, хотя также изготавливаются из композитных материалов, которые имеют преимущество в том, что они легче. Когда дело доходит до конвертируемых автомобилей, они обычно расположены в багажнике.

Он установлен в газовом выходе бутылки, это предохранительное устройство для избыточного давления и для быстрого открытия и закрытия контура. Этот регулятор имеет несколько этапов регулирования, при котором давление бутылки сводится к постоянному давлению.

Газодизель

Существует и более простой вариант, который уже давно используется, хотя и распространен не очень широко. Речь идет о приспособлении обычного дизеля для работы на смеси солярки и метана (так называемый газодизельный двигатель). В этом случае для работы дизеля на газе необходима подача в цилиндры некоторого количества солярки - так называемой запальной порции. Подаваемая в конце такта сжатия, она будет воспламеняться и поджигать газо-воздушную смесь, поступающую в цилиндры на такте впуска.

Электрически управляет сменой топлива внутри автомобиля. Он может быть установлен внутри моторного отсека или расположен в какой-либо внешней точке транспортного средства. В результате, газы сгорания содержат меньше соединений углерода и кислорода. В результате углеродные остатки в камерах сгорания будут растворены, очистка двигателя и помощь в сохранении его компонентов.

Это продукт простой установки. Это означает, что топливо предварительно обработано так, что оно делится на низкомолекулярные ионизированные газовые цепи, что приводит к оптимальным условиям для оптимизации сгорания, уменьшению образования токсичных газов и сажи. Топливами, такими как бензин и дизельное топливо, являются углеводороды, которые имеют не только структуру С-Н, но и С-С. Эти дополнительные конструкции с кислородом повышают эффективность сгорания двигателя из-за большей доли газа в камере сгорания.

Запальная порция для газифицированных быстроходных дизелей (таковыми считаются все автомобильные) составляет 15-30% от обычной порции солярки (в зависимости от ГБО, типа двигателя и его состояния). Это то минимальное количество, которое, самовоспламенившись, гарантированно подожжет в цилиндрах газовоздушную смесь. Преимущество такого мотора заключается в том, что, когда газ заканчивается, он может работать в своем обычном режиме - на дизтопливе. При работе в таком режиме, когда 70-85% топлива составляет природный газ, у дизеля полностью исчезает свойственный ему черный дым. Правда, в выхлопе несколько увеличивается содержание углеводородов - СН. Но это уже не канцерогены, выбрасываемые дизельным двигателем (тот же 3,4-бензопирен), а лишь незначительное количество не сгоревшего, совершенно безвредного метана. Кроме того, у газодизеля, по сравнению с обычным дизельным двигателем, возрастают ресурс (из-за уменьшения отложений на деталях цилиндро-поршневой группы) и срок службы масла.

Из-за увеличенного количества кислорода при сгорании содержание моноксида углерода будет уменьшено, и это уменьшение токсичных газов в выхлопе может быть проверено измерительными приборами. Вы видели эту сцену: парень борется с горячим заклинанием, когда его противник нажимает кнопку на рулевом колесе, и машина поражает скорость света, искажая пространственно-временный континуум и открывая преимущество сотен автомобилей над бедным соперником. Как правило, эффекты нитро в двигателе автомобиля показаны в играх и в кинотеатре - как будто ваш автомобиль получает реактивные турбины, которые подталкивают ваш автомобиль через выхлопной газ.

Для переделки мотора требуется не только установка газобаллонного оборудования, но и определенная доводка имеющейся топливной аппаратуры. Прежде всего это касается насоса высокого давления, который должен обеспечивать стабильную подачу небольших порций дизтоплива на всех режимах работы двигателя. Приспособить таким образом для работы на газе можно любой дизельный мотор.

В реальном мире эффект нитро намного больше, чем эффект механического или турбокомпрессора - только в течение ограниченного периода времени, который вы сохранили. То, что мы называем нитро, на самом деле является газом, называемым закисью азота. Идея использования этого газа для повышения производительности двигателей внутреннего сгорания столь же стара, как и любой другой тип перекармливания. Немцы уже использовали газ для повышения эффективности своих самолетов Второй мировой войны на больших высотах.

Поскольку концентрация кислорода в воздухе ниже, закись азота обеспечивает необходимый кислород, чтобы не ухудшать характеристики двигателя. Апелляция вскоре была запрещена, но знания были широко распространены, и незадолго до того, как закись азота стала обычной альтернативой для выработки большей мощности от двигателя.

Основными преимуществами газодизелей являются:

  • Сохранение энергетических параметров на уровне базового двигателя;
  • Возможность увеличения максимума крутящего момента и смещение его в зону более низких частот вращения коленчатого вала;
  • Снижение в 2-4 раза дымности отработавших газов;
  • Относительная простота переоборудования дизеля в газодизель ;
  • Возможность переоборудования автомобилей, находящихся в эксплуатации;
  • Увеличение срока службы моторного масла и уменьшение износа цилиндропоршневой группы

<Грузовики с газодизельными двигателями когда-то производились в СССР серийно. Так, с 1987 г. Камский автозавод выпускал модели "53208", "53217", "53218" и "53219" с атмосферными двигателями КамАЗ-7409.10. А параллельно велись работы по доводке турбодизеля КамАЗ-7403 для работы на бинарном топливе. Однако с распадом СССР работы в этом направлении были прекращены.

Но как простая инъекция негорючего и безобидного газа, который даже используется в качестве анестетика стоматологами в некоторых странах, может сделать ваш автомобиль более мощным? Бизнес проще, чем кажется. Как вы уже знаете, двигатель внутреннего сгорания горит не только топливом, но и смесью воздушного топлива в идеальном соотношении. Чем больше воздуха допускается, тем больше топлива нужно впрыскивать, и, короче говоря, больше энергии будет выделяться при сгорании, что напрямую связано с большей мощностью.

Использование закиси азота чисто основано на этом принципе и имеет два эффекта при впрыске в двигатель. В наиболее распространенной системе используется небольшая вставка, установленная между корпусом бабочки и впускным коллектором, через который вводится жидкость. Эта чрезвычайно низкая температура охлаждает впускной коллектор и уменьшает объем воздуха, допускаемого дроссельной заслонкой, позволяя большему количеству воздуха поступать в цилиндры.

Сегодня сдерживающим фактором перевода дизельных двигателей на сжатый природный газ прежде всего является отсутствие экономической заинтересованности автовладельцев. По расчетам специалистов, чтобы заинтересовать потребителей использовать сжатый и сжиженный газ, между ценами на них должно поддерживаться определенное соотношение. Так, цена пропан-бутана не должна превышать половину стоимости дизтоплива и бензина 95Е, а метан должен быть вдвое дешевле. А ведь кроме расходов на два вида горючего в период эксплуатации и немалой цены газовой аппаратуры, в себестоимость "газификации" входит и внесение изменений в штатную систему питания дизеля. Поэтому переводить на газовое питание дизельные легковушки с их в принципе относительно малым "аппетитом" вряд ли целесообразно, так как срок окупаемости дополнительного оборудования растянется на 6-7 лет при годовом пробеге 15 тыс. км. С экономической точки зрения, ГБО наиболее выгодно устанавливать на большегрузные дизельные автомобили с большим суточным пробегом, где оно окупается гораздо быстрее.

Это первый из эффектов. Вторая - сжатие смеси: закись азота состоит из молекулы кислорода, сильно присоединенной к двум молекулам азота. Чем больше топлива, тем больше тепла выделяется при сгорании, поршень сильнее подталкивает коленчатый вал, и у вас больше мощности. Теперь есть две «нитро» системы впрыска: сухая и влажная. Первый используется в автомобилях с отсасыванием и с электронным впрыском, поскольку он зависит от показания датчика кислорода для увеличения объема впрыскиваемого топлива. Зонд обнаруживает увеличение кислорода в смеси и автоматически вводит больше топлива для поддержания оптимального стехиометрического отношения.

В то же время тяжелые грузовики используются в качестве специализированных автомобилей, прежде всего самосвалов и тягачей, а также для установки различной спецтехники. На таких машинах свободного места для размещения большого количества баллонов обычно нет, а несколько штук погоды не сделают. Что же касается средних и легких дизельных грузовиков и фургонов, то экономическая целесообразность установки на них ГБО оправдана только при большом годовом пробеге (порядка 45-50 тыс. км). Хотя с ростом цен на дизтопливо это становится все более актуальным.

В зависимости от желаемого коэффициента усиления мощности вам понадобятся более высокоточные клапаны впрыска топлива и даже топливный насос с более высоким рабочим давлением. Мокрая система может использоваться в двигателях любого типа и имеет основную выгоду от независимости других компонентов и датчиков. В этой системе дополнительное топливо вводится вместе с закисью азота и позволяет получать большее количество энергии, кроме более точной регулировки.

В обеих системах инъекция может быть выполнена несколькими способами, но основными являются датчики положения акселератора, которые запускают нитроинструмент с заданной точки или с помощью кнопок, установленных на рулевом колесе или в любом месте досягаемости водителя.

Но сегодня еще одна тема, которая только набирает обороты. Будем говорить про газификацию дизельного двигателя, да-да именно ГАЗ на дизель! Скажите – «это не возможно»! Вы просто не умеете его готовить! Расскажу все, начиная от принципа работы, заканчивая стоимостью оборудования, будет и видео, так что читаем (смотрим), будет интересно …

Если мы пойдем на менее грязную сторону, есть и другие виды топлива, которые из-за недостатка знаний, недостатка предложения на рынке и отсутствия инфраструктуры не видны. Что это? Например, Природный газ или, как в этом случае, мы увидим, сжиженный нефтяной газ.

Это углеводород, то есть мы трахаем экосистему так же, как если бы мы сжигали бензин или дизельное топливо. Случается, что он менее грязный. Итак, у вас есть какие-то преимущества или вы умная сука? Его выбросы по сравнению с выбросами бензина ниже, особенно твердые частицы, что является показателем, который славится загрязнением в городах.


Собственно устанавливать газобаллонное оборудование (ГБО) или нет, это дело каждого, кстати не всегда это выгодно для личного пользования, легкового автомобиля (). Но для владельцев коммерческого транспорта, может принести ощутимую пользу. Конечно если вы скажем водитель на маршрутном такси, либо ездите с фургоном морозильником, накатываете по 300 – 600 километров в день для вас ГБО окупится уже после трех — четырех месяцев работы, а дальше только будет приносить прибыль. Ведь метан или пропан намного дешевле , примерно в два раза. А современные системы ГБО позволяют расходовать (почти) столько же газа сколько и жидкого топлива, разница в процентах.

Другим преимуществом является увеличение автономии. Этими модификациями могут быть усиленные поршневые кольца или более прочные выпускные клапаны. Тот факт, что это газ, а не жидкость, заставляет седла клапанов защелкивать, потому что они не могут быть правильно смазаны. По этой причине другая модификация, которую они обычно делают, - это укрепить их.

Депозит газа. Испаритель. Газовая рампа с форсунками. Кроме того, у нас есть кнопка режима газа и индикатор топлива внутри салона. Хорошо, у нас есть автомобиль, оборудованный газовой системой, и теперь что. Будет ли жизнь изменяться? Должны ли мы научиться снова ездить? Должны ли мы изучать технику, чтобы иметь возможность использовать автомобиль?

Газобаллонная система и дизель

Собственно всегда газ устанавливался на бензиновые двигатели и почти никогда (по крайней мере раньше лично я такого не слышал) не устанавливался на дизельные двигатели. Все дело в том, что бензиновый и дизельный агрегаты очень сильно различаются по принципам воспламенения топлива, а также по степени сжатия.

За исключением обучения заправочному газу, который немного отличается от заправки топливом, все остальное одинаково. Автомобиль всегда начинается с бензина, но автоматически переключается на газ, когда хладагент достигает определенной температуры. Это так, что испаритель газифицирует резервуарный газовый колодец. Как только двигатель работает на газе, мы не заметим ничего другого, кроме небольшой потери мощности. Но настолько маленький, что ни один глаз не может его заметить. Потому что единственным инструментом измерения мощности, который у большинства людей есть, является их задница: с ним замечает, что автомобиль «тянет» или «не тянет».

Бензиновый – поджигает топливо при помощи специальных устройств, свечей зажигания. А степень сжатия у него примерно 10:1 – 12:1

Дизельный – поджигает топливо благодаря большой степени сжатия в цилиндрах, здесь она около 18:1 – 22:1, у него нету свечей зажигания.


Выполнение цикла от двигателя с использованием биогаза в качестве топлива. Из-за роста цен на нефть интенсификация исследований альтернативных видов топлива. В Бразилии имеется большая биогаза от анаэробного переваривания отходов в сельской местности, городских отходов на полигонах и систем очистки сточных вод в городских центрах. Во-первых, использовались три вида топлива: бензин, биогаз и природный газ, используя системы, имеющиеся в продаже для этих видов топлива, для сравнения с другими тестами.

Затем проводились испытания различных комбинаций точки воспламенения, газового смесителя и степени сжатия. Ключевые слова: энергия, биомасса, стационарный двигатель, генератор. Рост цен на нефть увеличивает поиск альтернативных видов топлива. В Бразилии существует большая доступность биогаза от анаэробного переваривания в сельской местности, городских отходов на полигонах и очистки муниципальной канализации. В этой работе мы оценили динамику крутящего момента и мощности. Сначала было проведено испытание бензином, биогазом и природным газом, используя коммерческие системы для этого топлива, используя сравнения для других испытаний.

Если применение газобаллонного оборудования в бензиновых агрегатах не вызывает сложностей (как с установкой так и с эксплуатацией), газ также поджигается свечами, а его октановое число корректируется (если взять пятое поколение). То дизель это совершенно другая история, здесь смесь загорается от давления, но с газом такой фокус не проходит. И причин здесь масса.

Сложности эксплуатации ГБО на дизеле

Причин всего три:

  • Температура самовоспламенения дизеля 380 – 390 градусов Цельсия, а вот газа (будь то метан или пропан), около 700 градусов
  • Соответственно газообразное топливо нужно поджигать. Но в дизеле нет свечей!
  • Октановое чисто дизеля меньше чем у газа, 50 – 60 против 110 – 120 единиц. Чтобы мотор не пошел в «разнос», нужно снизить либо октановое число, либо степень сжатия


Как видите реализация достаточно сложная, однако на данный момент времени найдено всего два решения которые позволяют использование газа на дизельном агрегате.

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.

Сколько стоит оборудование и установка

Если взять вариант с полной переделкой (думаю, она мало кому интересна, но отметить стоит), стоимость может зашкаливать. Долго искал цены, но на нескольких сайтах есть информация, что от 3000 Евро! Очень не дешево.

Второй вариант с Dual Fuel , дешевле, но цены также кусаются, около 1000 – 1200 Евро, или 68000 – 80000 рублей. Но плюсы здесь в том, что можно ездить как полностью на дизельном топливе, так и на комбинированном режиме.

Целесообразность установки

Как мы знаем дизельные агрегаты итак достаточно экономичные, стоит ли отдавать 80000 чтобы ставить Dual Fuel? Какая выгода?

Выгода есть, но не такая большая как с бензиновым вариантом.


Допустим, что у нас расход дизеля 10 литров на 100 км, если взять средние цены это 35 рублей – литр, то есть 350 рублей – 100 км, без газа.

Стоимость газа у нас 16 рублей (берем пропан), он заместит около 50% жидкого топлива. То есть получается (16 Х 5 = 80 р) и (35 Х 5 = 175 р) = 255 р., разница 95 руб со 100 км, с 1000 – 950 рублей.

Конечно, если вы передвигаетесь много, то целесообразность – КОНЕЧНО ЖЕ ЕСТЬ! Однако для легкового частного автомобиля, с пробегом в 1000 – 1500 км в месяц, окупаемость оборудования наступит через 60 – 70 месяцев, тут как я считаю нужно очень сильно думать.

Сейчас видео версия смотрим.

На этом заканчиваю, думаю моя статья была вам полезна, искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.