З усіх способів зниження витрат на паливо переклад ДВС на газ залишається одним з найпривабливіших мрій. Низька ціна, високе октанове число, чисте і повне згоряння, величезні запаси палива... До того ж газ метан легко отримати – для багатьох виробництв він є побічним продуктом, який необхідно утилізувати. Більш важкі пропан і бутан теж доводиться утилізувати, адже вони побічний продукт при видобутку нафти, а її поки що потрібно дуже і дуже багато. От тільки виявилося, що спалювати газ у двигуні внутрішнього згоряння не так-то просто.
Чому газ?
Напевно, ви знаєте, що перші ДВС працювали на газовій суміші, але на транспорті двигуни внутрішнього згоряння з'явилися тільки після того, як було винайдено чудовий пристрій – карбюратор. Воно дозволяло створити паливоповітряну суміш з потрібним співвідношення палива і повітря, і ось уже автомобілі на бензині завоювали планету. Зараз розкажемо вам, чим хороші машини на газу, але чому при цьому їх так мало... І чому більше не стає.
Перші паливні кризи сімдесятих років XX століття змусили людей у безлічі країн почати пошуки альтернативного палива для двигунів. Бразилія знайшла вирішення у використанні спирту, Франція почала активно впроваджувати дизельні двигуни, а в СРСР взялися за газобалонні автомобілі, причому серйозно. Втім, і в деяких інших країнах намагалися вирішити технологічні проблеми газового живлення, але планова економіка брала масштабами. По всій країні будувалися заправки для зрідженого та стисненого газу, автомобільна промисловість освоїла десятки моделей машин, призначених для експлуатації на газу.
Правда, в основному це були саме вантажні автомобілі та шасі малої і середньої вантажопідйомності, наприклад, Зіл-138 або ГАЗ 53-19 і 53-27. Випуск цих машин обчислювався десятками тисяч примірників, і вони дозволяли реально економити на бензині, адже карбюраторні V8 цих машин "їли" його чимало.
За і проти
Крім економії на паливі, газове обладнання дозволяло серйозно очистити вихлоп. Незважаючи на недосконалість систем газового живлення, машини на стислому газі (метані) забезпечували чистоту вихлопу майже на рівні сучасних авто. А працюють на зрідженому все одно мали помітно більш чистий вихлоп, ніж бензинові, за рахунок кращого випаровування і якості згоряння паливоповітряної суміші. До того ж газ не розчиняє масляну плівку на стінках циліндра навіть при збагаченій суміші і холодних пусках, не утворює твердих частинок при згорянні, добре підпалюється при переобогащении суміші.
Зрозуміло, очевидні мінуси такого рішення були. По-перше, при роботі на газу потужність низькообертових бензинових моторів помітно знижувалася. По-друге, запас ходу зменшувався мінімум удвічі, а у машин на стиснутому газі ще і знижувалася вантажопідйомність – маса балонів становила більше тонни. І до того ж збільшення довголіття моторів, як це описувалося в тогочасних підручниках для автотранспортних технікумів, не відбувалося. Прогорали клапани, прокладки ГБЦ, періодично "стріляло" під впуск, пошкоджуючи паливну апаратуру.
Поширення ГБО у світі
Як би те ні було, у масштабах країни економія була істотна і спроби впровадження ГБО згорнули тільки після розвалу СРСР. Але за популяції газобалонних машин РФ займала лідируючі позиції в світі, хоча вже не за рахунок вантажівок, а за рахунок впровадження газового живлення на "легковика". Зачепив зберігся і донині, хоча лідерство безнадійно втрачено.
Підводні камені
Після прочитання рекламного листка установників ГБО здається, що це найкраще рішення. Газовий балон можна поставити замість "запаски", якій все одно користуються вкрай рідко. Ціна газу становить менше половини вартості бензину. Октанове число – близько 105 одиниць, і форсовані двигуни це оцінять. Та ще ніби як викиди зменшуються, масло в моторі служить довше. Загалом, при такому наборі переваг навіть дивно, що газ дешевше бензину.
Чого в рекламі не розказано, так це того, чому виробники машин не випускають їх газові версії масово. І чому двигуни німецьких машин з газобалонним обладнанням сильно відрізняються від більш масових бензинових.
Насправді труднощів при перекладі двигуна на газове харчування більш ніж достатньо. І проблем вистачає на всіх фронтах, від пожежної безпеки до нюансів зносу двигуна.
Ризик вибуху
З безпекою все досить просто. Газовий балон високого тиску – штука досить міцна, і навіть якщо його пошкодити, метан досить швидко розсіється в атмосфері – він легший за повітря. От тільки якщо балон нагріти (наприклад, якщо загориться колесо), то пиши пропало. Як вибухають газові балони, ви, напевно, бачили в новинах.
Балони низького тиску, для пропан-бутанової суміші, які стоять на 90% всіх газобалонних машин, зовсім не так міцні, лише трохи міцніше звичайного бензобака. Цвяшком їх не пробити, але при аварії вони легко ламаються. А суміш нафтових газів у них важче повітря, і тому розсіюється вкрай неохоче, створюючи концентрацію, достатню для загоряння. До того ж, підпалити суміш повітря і газу легше, ніж бензинову, досить слабкої іскри. І навіть якщо балон не пошкоджений, все одно є ризик витоку газу, і особливо небезпечні саме системи зі скрапленим газом.
Враховуючи, що ставлять такі системи "на коліні", то якість збірки може коливатися від огидного до задовільного. У більшості газобалонних машин пахне газом – це означає, що постійно є невеликий витік. А при будь-яких аваріях ризик витоки та займання зростає кратно.
Вплив на мотор
Економія на паливі – штука чудова. Але треба враховувати, що витрати на машину – це не тільки бензин. Будь-яку машину необхідно обслуговувати, і автомобіль з газобалонним харчуванням вимагає особливого обслуговування паливної апаратури. Більш того, незаводська встановлення без належного документування – це потенційні проблеми в найближчому майбутньому. Якщо що-то засбоит в моторі, то навіть професійний майстер не розбереться, що там такого накрутили.
Крім питань, пов'язаних з поломками системи управління, є питання і до надійності роботи самого "заліза" мотора. Про більшої теплової навантаженні на двигун при роботі на газовому паливі знали давно. Газ має дуже малу приховану теплоту випаровування, а значить майже не охолоджує паливну суміш, на відміну від бензину і спирту. Таким чином, зростає температура головки блоку циліндрів, впускних клапанів і поршнів.
До того ж газ не змиває відкладення на впускних клапанах, і там потроху наростає "шуба" з масляного нагару з системи вентиляції картера, як і на моторах з безпосереднім уприскуванням. А випускні клапани так взагалі в зоні підвищеного ризику, бо октанове число палива дуже велике, а ступінь стиснення можна значно збільшити за необхідності збереження можливості роботи не бензині – все ж газові заправки поки зустрічаються значно рідше, ніж бензинові. З-за цього зростає EGT – температура вихлопних газів, а значить, і температура всієї випускної системи, включаючи клапани, колектори, лямбда-сенсори і каталізатори. І що з цього не витримає першим – питання складне.
До того ж бензин містить трохи маслянистих фракцій і змащує клапани, що покращує умови їх роботи. А газ, навіть при прямому впорскуванні рідкою фазою, зробити цього не може. Крім того, зазори клапанів і робота гідрокомпенсаторів (якщо вони є) розраховані на визначену температуру. А значить при зміні умов згоряння можливо нещільне закриття клапана, погіршення теплопередачі в парі "клапан – сідло клапана" і ще більш різке зростання температури клапанів з ризиком детонації, незважаючи на високе октанове число газового палива.
На багатьох моторах використання газу погіршує і змащення верхній частині циліндра, що виражається у швидкому формуванні кільцевої вироблення і погіршення пускових якостей. Справа тут в поєднанні декількох складно враховуються факторів – підвищення температури та розширення поршня з-за відсутності охолодження бензином, брак розрідження і "розмиття" масляної плівки в зоні зупинки верхнього компресійного кільця в ВМТ і відсутність мастила бензином.
Завод проти гаража
Як бачите, проблем вистачає. Виробники знають про них, і двигуни для роботи на газу в заводському виконанні сильно відрізняються від "звичайних". Так, список переробок в моторі VW 1.4 TSI ЕА111 під газ" дуже значний, він включає в себе іншу ГБЦ, інші клапани, нові поршні і навіть шатуни і вкладиші, масляний насос з великим тиском масла і перекалиброванний на меншу температуру термостат. Такий мотор, швидше за все, має ресурс не менший, ніж у бензинового побратима.
Але що з цього можуть зробити в майстерні, яка кустарно встановлює систему газового живлення, виготовлену малим тиражем і толком навіть не тестированную на такому моторі? Максимум – змінити термостат і поставити систему додаткової подачі мастила у впуск. А впорскування води або метанолу майже напевно віднесуть до "крутому тюнінгу", а зовсім не до розумної для мотора з ГБО обережності.
Що в підсумку?
Ось і виходить, що машина з ГБО – відверто невдалий варіант для покупки на вторинному ринку, від неї треба просто бігти, як від вогню. По-перше, ГБО ставлять ті, хто багато їздить, а значить у неї великий пробіг. По-друге, ті, хто схильний максимально економити, але не хоче вкласти зайвої копійки при купівлі та експлуатації.
І, звичайно ж, знос навіть при однаковому пробігу виявиться більше, ніж у машини з повністю штатною системою харчування, адже вся ця кустарщина навіть при експлуатації на бензині велику частину часу буде негативно впливати на точність і "безглючною" роботи бортових систем. Правда, поставити її самостійно, можливо, не така вже й погана ідея. Особливо якщо точно знати, чого потрібно побоюватися і чого можна досягти.
