Тягач Volvo FH с двигателем, работающем на сжатом метане

Информация

• Природный газ – это не только метан. В зависимости от газового месторождения в природном газе может быть от 70 до 98 процентов метана. А кроме него в состав природного газа могут входить более тяжелые углеводороды — этан, пропан, бутан, а также водород, сероводород, азот и инертные газы. Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Чтобы облегчить определение утечки газа, в него в небольшом количестве добавляют одоранты – вещества, имеющие резкий неприятный запах. Чаще всего применяется этилмеркаптан. Плотность природного газа – от 0,68 до 0,85 кг/м3, он легче воздуха в 1,8 раза, поэтому при утечке поднимается вверх. Температура самовозгорания 650° C; взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом – от 5% до 15% объема; удельная теплота сгорания 28-46 МДж/м3; октановое число при использовании в двигателях внутреннего сгорания 105-130 единиц.
• Интересно, что газодизельный цикл применялся и в СССР: в середине 80-х годов серийно выпускались КАМАЗы, но метан использовался в газообразном, сжатом состоянии, а в управлении, естественно, обходились без электроники.
• В конце 2014 года Постановлением Правительства России были утверждены правила предоставления субсидий на закупку газомоторных автобусов и техники для нужд ЖКХ. По мнению Минэнерго России, стимулирование расширения исполь­зования газомоторного топлива к 2030 г. приведет к увеличению производства автомобилей, использующих газомоторное топливо, до 3,8 млн единиц, количества газозаправочных станций – до 8,4 тыс. единиц. Все это позволит создать более 58,9 тыс. дополнительных рабочих мест, а также сократить выбросы загрязняющих веществ.
  В число пилотных регионов проекта вошел Татарстан, где интенсивно реализуется проект перевода автотранспортных средств на газомоторное топливо. По словам генерального директора «КАМАЗа» Сергея Когогина, компания сегодня обладает достаточным потенциалом для того, чтобы помочь перевести на газ не менее 50% общественного транспорта. В качестве топлива на ГБА производства ПАО «КАМАЗ» используется сжатый природный газ, использование которого позволяет значительно снизить количество токсичных веществ в выхлопных газах – до уровня стандартов Евро-4, Евро-5.
• Газ как автомобильное топливо имеет не менее продолжительную историю, чем бензин. Заставить же двигатель грузовика работать на солярке удалось только в 20-х годах прошлого столетия. На грузовиках Volvo дизели собственного производства появились лишь в конце 40-х годов, зато в 1933 году шведы начали применять многотопливный двигатель инженера Хессельмана, который мог работать на бензине, спирте, генераторном газе и низкосортных маслах. Однако для настройки мотора на определенный вид топлива приходилось менять систему питания и даже поршни.
• При всех достоинствах метана как моторного топлива в России у него есть существенный недостаток: слабо разветвленная сеть заправочных газокомпрессорных станций. Поэтому, к примеру, питерская компания «Сторк», специализирующаяся на поставках в РФ автобусов, работающих на сжатом метане, предложила своим клиентам-перевозчикам особый автопоезд – седельный тягач с газовым двигателем и передвижную АГНКС контейнерного типа, которую можно смонтировать на любом полуприцепе-контейнеровозе. Тем самым, к примеру, районное пассажирское автопредприятие может самостоятельно и мобильно обеспечить заправку метаном своих автобусов практически днем и ночью, в нескольких точках района, на нескольких маршрутах. Кроме того, появляется возможность осуществлять продажу газа «на сторону» – другим автоперевозчикам и владельцам индивидуального автотранспорта, с двигателями, работающими на сжатом метане. А при двух-трех аналогичных газозаправочных станциях в областном или районном городе можно перевести на метан и муниципальный коммунальный автотранспорт, тем самым не только сохранить и улучшить местную экологию, но и уменьшить бюджетные расходы. Выгодна эксплуатация «метановых» двигателей и на самосвалах, причем это может быть как автопоезд с тягачом и самосвальным полуприцепом, так и обычный самосвал. В Татарстане уже около 10 лет используют в строительстве самосвалы КАМАЗ, работающие на сжатом метане. Еще одно перспективное направление – магистральные межрегиональные перевозки грузов с использованием тягачей с «метановыми» моторами, но на фиксированном маршруте. Это может быть Москва–Санкт-Петербург, Москва–Нижний Новгород, Москва–Краснодар, то есть на плече 500-1000 километров, но с обязательной возможностью дозаправиться на трассе.
• Года четыре назад нас пригласили в Швецию, на презентацию грузовиков Volvo, работающих на различных видах топлива, в том числе – на альтернативных. У одного из грузовиков Volvo FH двигатель был переведен на диметилэфир. Это был мотор семейства D13, но в данном случае с маркировкой D13B440DME, 440 л. с./2200 Н.м при 1000-1400 об/мин. Второй автомобиль был Volvo FE Hybrid с гибридной установкой: 7-литровый дизель с двумя настройками мощности: 300 л. с./1160 Н.м или 340 л. с./1300 Н.м. Плюс трехфазный электродвигатель мощностью 120 кВт, или 163 л. с., который запитывается от литий-ионных аккумуляторных батарей. Суммарно получается 463 или 503 лошадиных силы. Третий грузовик – Volvo FM, работающий по газодизельному циклу, но на сжиженном природном газе. Сжиженный газ подается под давлением 16 бар и через газовые форсунки с электронным управлением впрыскивается во впускной трубопровод перед впускным клапаном на такте впуска. Метан мгновенно переходит в газообразное состояние, смешивается с воздухом. Воспламенение газовоздушной смеси происходило от сжатия, при впрыске в камеру сгорания дизтоплива. Три четверти от необходимого топлива составлял метан, а оставшаяся четверть – солярка, и это соотношение также менялось. Метан-дизельный Volvo FM был с двигателем D13С с приставкой «Gas»: 460 л. с./2300 Н.м. Получается, главное отличие того Volvo FM от нынешнего Volvo FH – в расположении газовых форсунок и в баллоне-термосе. Давно известно, что метан переходит из газообразного состояния в жидкое при температуре минус 82° С. Поэтому приходится понижать температуру хранения до минус 100-140 градусов.
  Тогда в Европе другого «метанового» тягача для автопоезда полной массой 40 тонн, кроме как Volvo, не было. А все потому, что у конкурентов не было конвертированных моторов большого объема. А также благодаря тому, что у газового Volvo FM сжиженный газ хранится в баллоне-термосе. Тем самым удалось обеспечить приемлемый запас хода в 500 километров. Емкость резервуара под сжиженный метан – 280 литров. С учетом необходимой для баллонов с любым сжиженным газом паровой подушки полезная емкость составляет 246 литров. Огромный термос все равно через несколько суток теряет закачанный вместе с газом холод. Температура растет, увеличивается давление – тогда избыток метана автоматически стравливается через выведенную выше крыши трубку. Под дизтопливо был отведен 330-литровый бак. Аналогичные газодизельные тягачи Volvo в составе автопоезда на протяжении нескольких последних лет испытывала шведская транспортная компания Gоtene Kyltransport. Отзывы – самые положительные. Шведы утверждали, что экологически чистый грузовик окупится за два-четыре года именно благодаря экономии на топливе, потому перевозчикам не нужны льготы и преференции от правительства. Первые 100 таких Volvo FM планировалось отправить перевозчикам Голландии, Великобритании и Швеции, где наиболее развита инфраструктура производства и реализации сжиженного метана. Затем планировалось выпустить еще 400 таких грузовиков. Созданием сети заправок сжиженным метаном в Швеции занимается шведская компания Fordongas. В Европе планируют строить газовые заправки на основных магистралях для обеспечения межрегиональных перевозок.
  В 2011 году автомобили для теста были представлены журналистам с 75% загрузкой. В движении все же чувствовалась некоторая потеря той тяговитости, которая обычно присуща чистопородному дизельному двигателю. Но совсем немного и скорее всего это просто казалось. Такое впечатление складывалось из-за отсутствия возможности сравнить на одном и том же маршруте этот газодизельный тягач с обычным.