Газомоторные седельные тягачи IVECO Stralis NP

Если на российских газовых заправочных станциях поспрашивать водителей, какое газовое оборудование установлено на их автомобиле или какие фирмы-производители газобаллонного оборудования они знают, то большинство так или иначе будет говорить об итальянских компаниях. Даже во времена СССР в Рязани и в белорусском Новогрудке – ​на двух основных заводах-производителях газовых редукторов, клапанов и баллонов для работы двигателей на пропане или метане, использовались именно итальянские лицензии и технологии. Lovato, Tartarini, Landi Renzo, BRC, Tomasetto, Bigas, Emer, Valtek, Matrix, Zavoli, OMVL – ​ и это далеко не полный список производителей ГБО из этой небольшой страны. Две-три итальянские фирмы обязательно будут упомянуты автомобилистами, планирующими установить газобаллонное оборудование, не говоря о тех, кто уже эксплуатирует автомобили на газовом топливе. Основное направление деятельности этих компаний – ​разработка и производство ГБО для бензиновых моторов практически любых марок автомобилей. То есть в конечном счете – ​переоборудование а/м. 
Между тем в Италии не только легковые автомобили (те же такси) или LCV и микроавтобусы ездят на газе, но и более серьезные коммерческие автомобили. Компания IVECO сейчас выпускает на своих заводах автомобили с ГБО, ориентированные на городские, междугородние и магистральные автоперевозки. И даже для работы на сравнительно небольшом бездорожье – ​понятно, что для Европы другого не нужно.
Газ – ​конечно же, метан, то есть природный газ. Такие машины обозначают буквами NP (​Natural Power), или в переводе «природная, естественная сила». Используют или CNG (сompressed natural gas), что в России означает «компримированный природный газ», КПГ, или LNG (liquid natural gas) – ​по-нашему, «сжиженный природный газ», СПГ. Кроме того, природный газ могут заменять биогазом, то есть метаном искусственного происхождения, сжиженным или сжатым, несколько другого состава попутных газов. Тогда в маркировке двигателя отдельно указывают «Bio».
Специально для работы на природном газе компания разработала несколько моторов. Самый маленький – ​трехлитровый FPT (FIAT Powertrain Technologies) F1C, который ставят на LCV-грузовики IVECO Daily полной массой от 3,5 до 7,2 тонны. В исполнении Евро‑6 при работе на сжатом природном газе он развивает 136 л.с/350 Н.м. То есть двигатель все же потерял в мощности по сравнению с дизельным аналогом. На другом фланге газовых двигателей FIAT Powertrain Technologies находятся моторы Cursor, которые ставят на IVECO Stralis NP различных модификаций, имеющих полную массу от 18 до 50 тонн. Собственно, это не один мотор, а три: Cursor 8 рабочим объемом 7,9 литра диапазоном мощности 270-330 л.с., Cursor 9 – ​8,7 литра, 400 л.с. и самый мощный, самый уважаемый в России – ​Cursor 13 объемом 12,9 литра и мощностью 460 л.с. Есть еще и 5,9-литровый мотор Tector 6 мощностью 204 л.с., которые устанавливают на среднетоннажные IVECO EuroCargo. Обладая столь широкой гаммой газовых двигателей, компания IVECO присутствует практически во всех сегментах европейского рынка коммерческих газовых автомобилей, причем в 25 странах Евросоюза.

Николаус Отто против Рудольфа Дизеля

Унификация деталей дизеля и газового мотора составляет около 80 и даже до 90 процентов, хотя их полностью переводят на цикл Отто: у них есть свечи и катушки зажигания, даже дроссельная заслонка. Степень сжатия не 16-17 единиц, как обычно на дизеле с турбонаддувом, а всего 11-12 – ​для этого изменяют поршни и камеру сгорания в их днище. Напомним, у метана или пропан-бутана октановое число выше 100, то есть степень сжатия нужна даже большая, чем под 98-й бензин. Алюминиевый сплав для поршня оказывается тоже нужен более жаропрочный, чем для дизеля, поэтому его легируют медью и никелем. На высоконагруженных моторах применяют составные поршни, где днище и бобышки поршневого пальца откованы воедино из жаропрочной стали, а алюминиевая юбка крепится к стальной части поршневым пальцем. Самый современный тренд – ​полностью стальные поршни с полимерным покрытием поверхностей трения. Но, по большому счету подобные стальные поршни известны уже лет 50… Полезным для газового мотора оказывается и охлаждение внутренней полости поршня струей масла, которое обычно применяют на моторах с турбонаддувом. Иногда поршни снабжают специальным каналом в районе днища для принудительного охлаждения маслом.
Блок цилиндров, коленвал, подшипники скольжения остаются унифицированы с дизелем. Из за того, что у газового двигателя нагрузки на поршень и палец уменьшаются, возможно применение более легкого шатуна и поршневого пальца меньшего диаметра. Головка блока может быть оригинальной, но клапаны, пружины будут все равно взаимозаменяемы с дизелем. Распредвал со специально настроенными «газовыми» фазами газораспределения. В головку блока, созданную специально для газового мотора свечи зажигания устанавливают с внешней стороны – ​так они вполне доступны для замены. Но часто свечи вкручивают на место установки форсунок у дизельной головки, через нержавеющую резьбовую втулку-проставку. В таком случае свечи могут находиться и под клапанной крышкой. Тогда, что бы добраться до свечей надо снять эту крышку. В некоторых двигателях для облегчения доступа к свечам применяют дизельную головку и оригинальную клапанную крышку с особыми колодцами. Это компромиссный вариант. На газовые моторы ставят специальные свечи зажигания: специалисты компании Bosch рекомендуют специальные жаропрочные свечи, с платино-иридиевыми электродами. У них значительно более длительный срок службы и  должно с запасом хватать на 30 тысяч километров пробега. К примеру, у Denso это свечи SK20R 5-G с резьбой М14х1,25 и шестигранником на 20,8 мм, то есть по размерам схожие с обычными свечами А‑17 от «Жигулей» или «москвичевской» А‑20. Электронное управление зажиганием и подача газа в двигатель схожи с современными системами обычного бензинового мотора. Есть типовой набор датчиков: положения распредвала и коленвала, положения дроссельной заслонки, если используется рециркуляция отработавших газов – ​то есть и  датчик клапана EGR. Часто на такие моторы ставят и датчик детонации, поэтому «звона» при езде в натяг не должно быть. Мировая тенденция для бензиновых моторов еще с начала 90-х годов – ​применение индивидуальных катушек зажигания для каждого цилиндра, отсутствие высоковольтного распределителя-«бегунка» и крышки. Все это идет на пользу и газовому двигателю. При степени сжатия 10-13 единиц у любого «бензинового» мотора растет давление внутри камеры сгорания и температура воспламенения смеси, увеличивается сопротивление искрового промежутка. У раздельных катушек меньше потери, выше мощность искры. Индивидуальные катушки зажигания или ставят на свечи, или монтируют на блоке, а к свечам подведены высоковольтные провода.
Газовую форсунку могут разместить и в диффузоре с дроссельной заслонкой на входе во впускной трубопровод, причем одну большую форсунку. Однако самый современный и оптимальный вариант – ​когда газовые форсунки с электронным управлением устанавливают на общую рампу. То есть это многоточечный, электронноуправляемый фазированный впрыск газа во впускной коллектор непосоредственно перед впускными клапанами. Число форсунок равно или числу цилиндров, или числу впускных клапанов. То есть на шестицилиндровом моторе может быть установлено 12 форсунок – ​обычно так делают на двигателях большого объема. Количество подаваемого газа зависит от количества воздуха, требуемого двигателю в данный момент. Есть лямбда-датчик, поэтому смесь стехиометрическая, наиболее экономичная.
Все современные дизели обязательно оснащены турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздухаю В газовым моторе все эти системы сохраняются. Благодаря турбине и интеркулеру двигатели в меньшей степени теряют мощность при работе на метане – ​несмотря на его низкую теплотворную способность, по сравнению с соляркой.
Важный момент – ​периодичность технического обслуживания и замена моторного масла. Причем использовать надо только специальное масло для газовых моторов с индексом CNG, с допуском компании – ​производителя автомобиля. К примеру, у Cummins это допуск CES 20074 и масло Valvoline Premium Blue GEO M‑74. Периодичность зависит от совершенства конструкции двигателя, его масляной системы – ​в частности, от наличия водомасляного теплообменника, от применяемого масла и его объема в двигателе. Это все задается заводом. Но периодичность замены моторного масла зависит и от условий эксплуатации автомобиля. На двигателях большого объема для автомобилей и автобусов, эксплуатирующихся в городских условиях, пробег до ТО составляет 15-25 тысяч километров, а для эксплуатации на междугородних перевозках – ​50-60 тысяч километров. Очень неплохо для грузовика или автобуса в России. Но у тягачей IVECO Stralis NP с мотором Cursor 13 сервисные интервалы в Европе – ​90 тыс. км. При эксплуатации газового двигателя надо учитывать, что масло в нем темнеет и загрязняется менее интенсивно. Однако контролировать только по этому показателю необходимость его замены не стоит, так как не отследить, что масло теряет вязкость и вырабатываются присадки.