Тягач Volvo FH с двигателем, работающем на сжатом метане

Нефть на мировом рынке дешевеет, вместе с ней дешевеет и природный газ. Уже появилась шутка, что сланцевая революция ушла в глубокое подполье – на ближайшее время теряется смысл искать альтернативные виды топлива. Однако и на этом фоне газомоторное топливо в два раза (и даже больше!) дешевле солярки. Уменьшить долю затрат на горючее при перевозках, получить льготы от правительства, да еще и сохранить экологию родной страны позволяют газобаллонные автомобили.
Чуть меньше года назад нам довелось познакомиться с газобаллонной версией грузовиков Scania, а теперь появилась возможность сесть за руль седельного тягача Volvo FH, тоже работающего на сжатом метане. У российского представительства Volvo Trucks есть несколько таких тягачей, которые отдают перевозчикам для тестов. Кроме того, с помощью эксплуатации этих грузовиков шведы косвенно отслеживают те изменения в ситуации с газомоторным топливом, которые реально происходят в России. Год-два назад газовыми тягачами были Volvo FH прежнего, пятого поколения, а теперь это уже новый FH, который на российский рынок выводят под собственным именем Volvo FH SuperNova. Причем эти автомобили могут быть собраны и на российском заводе Volvo Group в Калуге. Однако не только седельные тягачи флагманской серии FH шведы готовы перевести на CNG (сompressed natural gas, что означает «компримированный природный газ»), но и более демократичные по цене Volvo FM. И Volvo FH, и Volvo FM оснащаются одинаковыми двигателями D13С, адаптированными для работы на сжатом метане, а по характеристикам тягачи ничем не отличаются от собратьев с дизелями.

Процент замещения

Оказывается, у Volvo и Scania совершенно по разному конвертированы дизели под газ. У Scania применяются пятицилиндровые моторы OC09 объемом 9,3 литра мощностью 280 л. с./ 1350 Н.м или 340 л. с./1600 Н.м. Эти моторы работают по циклу Отто, то есть они с воспламенением от искрового зажигания: есть свечи и высоковольтные катушки. А солярка используется только для работы отопителя-автономки. Сам мотор переделан очень серьезно.
Однако на Volvo FH установлен практически обычный 12,7-литровый двигатель D13С настройкой мощности 460 л. с. и моментом 2300 Н.м, работающим по газодизельному циклу. Как говорится, бог с ним, с разным объемом и разной мощностью. Но почему эти издавна жестко конкурирующие между собой шведские фирмы применяют разные циклы? Чем один цикл лучше другого?
Все дело в назначении автомобиля. У Scania трехосные P280 6x2HNB и P340 6x2HNB, а также седельные тягачи P340 LA4x2MNA – развозные грузовики, ориентированные на работу в городе или пригороде. То есть больше привычные к толчее в пробках. А Volvo FH – магистральный грузовик. Хотя у Volvo Trucks есть чисто газовые двигатели, работающие по циклу Отто, но их тоже используют на развозных перевозках – на Volvo FE. Причем иногда применяют и покупной мотор – Cummins.
Напомним, что такое газодизельный цикл. Сжатый газ под давлением, через дополнительные газовые форсунки с электронным управлением, впрыскивается во впускной трубопровод именно на такте впуска. Метан смешивается с воздухом и поступает через впускные клапаны в определенный цилиндр двигателя. В конце такта сжатия, для воспламенения полученной газовоздушной смеси, в камеру сгорания впрыскивается дизтопливо. То есть совмещены основополагающие принципы двух циклов: внешнее смесеобразование от цикла Отто и воспламенение топливовоздушной смеси от сжатия – в соответствии с заветами Рудольфа Дизеля.
У Volvo эта система называется Dual-Fuel (двухтопливная), и это название запатентовано. От российских специалистов Volvo я впервые услышал термин «замещение одного вида топлива другим». Именно замещение, а не просто прекращение подачи газа. Процесс образования метановоздушной смеси у современного газодизельного двигателя более сложный, чем элементарное открытие-закрытие какого-то крана. Нужно такое же тонкое регулирование подачи газа, как и изменение цикловой подачи дизтоплива. Эта задача и возложена на электронику. То есть на определенных режимах, в основном с ростом оборотов, у двигателя Volvo D13C (или с ростом нагрузки) солярка интенсивно замещается газом, а с уменьшением оборотов – доля газа тоже уменьшается. Максимальный процент газа – 75, оставшиеся 25% – дизтопливо. Но в среднем при движении по магистрали получается соотношение 60/40. Если пересчитать, с учетом разницы в цене солярки – 35 рублей за литр и метан – 14 или 16 рублей за куб. С этой разницы и получается экономия. На холостом ходу мотор работает только на дизтопливе, поэтому нет никакого выигрыша при стоянии в пробках. Газодизельному тягачу Volvo FH нужен простор и скорость.