Что такое газодизельный двигатель и как он работает

Дизельный мотор на газу: особенности работы, преимущества и недостатки газодизеля

Как известно, более дешевое по цене газовое топливо позволяет существенно экономить денежные средства в процессе эксплуатации различных транспортных средств. Для этого достаточно установить на автомобиль ГБО.

Что касается дизельных моторов, еще несколько лет назад перевести на газ дизельные двигатели не представлялось возможным или такие работы предполагали большую сложность. Однако сегодня ситуация в корне изменилась. Далее мы поговорим о том, как переводят дизельный двигатель на газ, что такое газодизель, а также какие плюсы и минусы имеет данное решение.

Об автомобильном ГБО

Газобаллонное оборудование должно обеспечивать безопасность хранения, подачи и работоспособности ДВС на газе. Для автомобилей используется метан в сжатом состоянии, и пропан-бутан в сжиженном.

При установки на машину газа, основной вид топлива также может использоваться. Интересно заметить, что заводская система питания не изменяется при монтаже ГБО. Авто лишь дополняется специальным оборудованием под газ.

Владельцев автомобилей устраивает, что машина может работать на обоих видах горючего, как с раздельной, так и с одновременной подачей. Сжигание подаваемого горючего происходит также, как и при работе авто на бензине.

Заправка газом

Первые работы над созданием двигателя внутреннего сгорания на базе газовых смесей велись под руководством известного инженера Отто в Германии. На то время, первичная основа его функционирования состояла в заблаговременном сильном сжатии смеси горючего вещества в пиковой точке нахождения поршня.

И только после полутора десятка лет упорных и непростых исследований и переработок, инженеру все же удалось собрать инновационный экономичный двигатель. КПД данной модели приравнивался к показателю 15%. Этот двигатель уже был четырехтактным, и рабочий цикл происходил как следствие четырех ходов поршня.

Агрегаты современных моделей подобного принципа приводятся в движение на природном либо попутном видах газа, а также на пропан-бутане сжиженного вида или доменном газе. Преимущественно, подобные установки имеют положительные стороны, заключающиеся в меньшей степени стирания ключевых деталей и элементов. Это достигается благодаря получению оптимальной комбинации сжигающей субстанции и правильного ее сгорания. Плюс ко всему, отработанные газы фактически не содержат токсичных добавок.

КПД агрегатов нового поколения на данном виде топлива уже равно приблизительно 42 %. Широкое использование они получили в секторе производства сырья для нефтяной и газовой промышленности. Кроме того, ее применяют в приводных аппаратах на газоперекачивающих сооружениях. Начиная с недавнего времени, они перестали быть новшеством и в колесных транспортных средствах.

В отличие от современных моделей, первый двигатель Отто характеризовался достаточно низким количеством оборотов и был через чур массивным. Как только обороты вала увеличивались до 180 об/мин, часто наблюдались неполадки в его работе. Кроме этого, золотник подвергался слишком быстрому износу. Емкостью для хранения газа служил большой бак, поэтому монтаж его на средства передвижения был практически невозможным. Но его начали широко применять на заводах и фабриках разной специализации.

Принцип работы газовых двигателей

Система питания газовых двигателей внутреннего сгорания, предназначенная для установки на автомобили представляет собой дозирующую систему, использующую вместо бензина сжиженный газ. Ее комплектация предусматривает:

1. Баллон для топлива, который может иметь различную форму. 2. Переключатель с разных топливных жидкостей, установленный в автомобильном салоне. 3. Редуктор-испаритель, выполняет функцию подогрева и испарения сжиженного топлива. 4.

Электромагнитный газовый клапан – перекрывает поступление топлива, когда автомобиль не находится в движении. 5. Электромагнитный бензиновый клапан — перекрывает поступление бензина, когда агрегат работает на газе. 6. Устройство для заправки.

Специальный клапан, не позволяющий случится утечке газа.

Принцип работы такого оборудования не отличается от нюансов работы бензиновой установки. На начальной стадии, сжиженный газ, через топливные трубки, проходят в клапанный фильтр. Здесь происходит предварительная фильтрация и очищение от всех видов тяжелых веществ и смол. И только, когда газ чистый, он поступает в испарительный редуктор, где давление снижается до уровня 1 атмосферы. Есть специальный дозатор, через который газ поступает в смеситель.

В установках для инжекторных агрегатов не предусмотрен монтаж бензинового клапана. Вместо него используют эмулятор форсунок.

Типы газовых установок

Как известно, есть две широко используемых разновидности газовых установок:

1. для метана (сжатого газа); 2. для пропан-бутана (сжиженного газа).

Они различаются разве в способе накопления и сбережения топливной смеси. В двух видах оборудования установлены баллоны. Вот только для метана необходимы толстостенные емкости, рассчитанные на высокое давление, достигающее показателя 200 кГс. Они более габаритны, чем баллоны с тонкими стенками для пропан-бутана, рассчитанные на давление всего до 10 кГс.

Вопрос точной настройки оборудования актуален для всех видов топливных смесей. Слаженная работа всех узлов позволяет повысить ресурс двигателя. Вот только есть важное различие параметров сгорания газа и бензина. Газ известен большей детонационной стойкостью, чем у бензина с самым высоким октановым числом. Вообще-то для улучшения работы на газовом топливе неплохо бы уменьшить камеру сгорания и тем самым увеличить степень сжатия. Но тогда мотор уже не сможет нормально работать на бензине.

Современные разработки автомобильных систем подачи горючего предусматривают две варианта установки газового оборудования:

1. Классическая схема предусматривает собой подачу газа напрямую в карбюратор или инжектор. 2. Последовательная схема позволяет топливу подаваться в форсунки, находящиеся на уровне, параллельном с бензиновыми силовыми агрегатами.

Первый принцип подачи популярен, как более экономичный. К его преимуществам относится несложная установка на автомобиль. Правда, существует один важный нюанс – во время перехода между режимами потребления разных видов топлива, смесь выходит неудовлетворительного качества. Как результат, некоторые части двигателя подвергаются быстрому износу. Специалисты поэтому и утверждают, что последовательная схема хоть и требует больше затрат, но характеризуется высшим качеством подачи газового топлива.

Список литературы

1. И.А. Куликов, Е.В. Яблоков, А.А. Бердников, С.Н. Казанцев дизель, работающий по газодизельному циклу / URL https:// elibrary.ru/download/elibrary_21813920_30110146.pdf/ (дата обращения: 22.12.2017).
2. Лопатин О.П. эффективные регулировочные характеристики газодизеля/ URL https:// elibrary.ru/download/elibrary/ Год: 2015 Страницы: 37-39

Завершение формирования электронного архива по направлению «Науки о Земле и энергетика»

• 23 ноября 2020

Электронное периодическое издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), свидетельство о регистрации СМИ — ЭЛ № ФС77-41429 от 23.07.2010 г.

Соучредители СМИ: Долганов А.А., Майоров Е.В.

Метан на дизельный двигатель

Если вас не оставляют мысли полностью избавиться от дизельного подмешивания – вам предстоит воплотить в «жизнь» вашего авто два модернизационных этапа:

• понизить показатель сжатия в моторе;
• смонтировать и ввести в строй устройство автоматического искроподжига.

Тогда ваш двигатель будет работать чисто на метане – как «метанобусы» и гибридные легковушки в режиме «бензин/газ». Обратно вернуть движок в режим потребления ДТ возможно, провернув эти же работы в обратной последовательности.

Дело в том, что ДТ воспламеняется при температуре от 300 градусов. Метану же требуется не менее 650. Степень сжатия паров дизельного горючего слишком велика, чтобы пары метановоздушной смеси эффективно поджигались — и сгорали без остатка. К тому же при повышенной степени сжатия метан будет детонировать. Мотор станет сильно и часто «чихать», разбивая поршни и клапаны. Двигатель в лучшем случае сломается и заглохнет, в худшем – всё закончится взрывом камеры сгорания, что основательно разворотит мотор. Для дизеля показатель сжатия – в среднем в 18 раз, для метана – 14. Это существенное различие, которое игнорировать нельзя, если вы хотите на долгие годы сохранить исправный и работоспособный движок.

Цена метана на дизельный двигатель

ГБО возможно поставить на легковые авто, грузовики, тягачи и автобусы. Однако для «легковушки» это невыгодно. Дело в том, что ГБО подкапотной части стоит не ниже 70 тыс. руб., плюс стоимость баллона – 30 тыс. руб. Поэтому ГБО оправдывает себя в компаниях, владеющих несколькими и более автомобилями грузового и пассажирского назначения (автобазы дальнобойщиков, ПАТПы городского и междугородного сообщения и т. д.).

Варианты установки ГБО на дизель

Воспламенение топлива, в дизельном двигателе, происходит в камере сгорания за счёт впрыска его под давлением в сжатый воздух.

Поэтому в настоящее время используется два технических решения, позволяющие поставить обычное газовое оборудование на любой дизельный двигатель. Разница между ними принципиальная:

• Полная переделка мотора под систему электрического/искрового зажигания (доработка ЦПГ, ГРМ, ГБЦ, изменение степени сжатия из-за возможной детонации), где газ будет воспламеняться от бензиновых свечей. Технические изменения будут безвозвратными и полностью исключат возможность использования Д/Т. Это очень дорогое изменение, которое потребует не только привлечения высокооплачиваемых профессионалов, но и проведения сложных инженерных расчётов. На частном транспорте такое делается крайне редко. Наиболее удачные примеры – только заводского производства газовых моторов (КамАЗ, Скания, ЯМЗ, Ивеко), которые работают только на метане.

Тягач Ивеко на газу

Также существуют заводские модели газодизелей на метане. Например VOLVO (Вольво) FH/FM и КамАЗ 5490 NEO с силовой установкой Mercedes-Benz. Но такие машины пока не получили широкого применения.

Грузовики с заводским газодизелем

Принцип работы газодизельного двигателя

Переход на газовое топливо осуществляется при помощи переключателя из салона авто после прогрева мотора, либо автоматически. Управляется процесс подачи газа электронным блоком управления ГБО установки.

Газ на дизельный двигатель подаётся дозированно с помощью форсунок во впускной коллектор. Откуда смешиваясь с воздухом, на такте впуска, он поступает в цилиндры через впускные клапаны. Затем в сжатую поршнем газовоздушную смесь (такт сжатия) распыляется дизельное топливо, где из-за давления и температуры происходит взрыв. Д/т здесь выступает как запал, так как температура возгорания газа выше солярки и сам он не может воспламениться.

Установка ГБО на дизельный двигатель грузового автомобиля

Монтаж и пусконаладка ГБО на дизельный двигатель грузовика заключается в следующем.

1. Снимите старый редуктор. На его место поставьте новый – для метана или пропана, в зависимости от того вида газотоплива, что будет использоваться на данном грузовом авто.
2. Смонтируйте линию подачи охлаждающей жидкости для нагревания редуктора.
3. Заведите трубопроводы для подачи газа на каждом из цилиндров.
4. Демонтируйте защитный кожух и снимите свечи зажигания. Установите новые свечи взамен старых, уменьшив зазор для искры на каждой из новых свечей.
5. Перераспределите провода, соединяющие основные функциональные узлы.
6. Установите жгуты проводов: топливный, управляющий и сигнальный. Топливный присоединяется к форсункам, сигнальный – разводится по датчикам, управляющий – заводится на приборную панель в салоне авто. Все они подключаются к контроллеру. Не перепутайте разные пары проводов от разных датчиков – все они должны быть перемаркированы.
7. Проведите электропитание ко всем электронным узлам системы.
8. Установите переключатель режимов газа и бензина. Лучше всего переключатель соединить через провода, проложенные через щиток двигателя.
9. Установите воздухофльтр и закройте его с помощью защитной крышки.

Выполнив монтаж, произведите настройку и опробуйте систему. Двигатель грузовика должен работать чётко при потреблении газа. Если вы заметили перебои, изменение числа оборотов в секунду без вашего участие, нечёткую работу стартера – рекомендуется проверить параметры сжатия газовоздушной или газодизельной смеси, изменив, например, давление газа на выходе редуктора. Для этого редуктор необходимо подстроить таким образом, чтобы он не создавал ни недостаточное, ни избыточное давление. Показатели сжатия дизельного топлива и газа можно уточнить либо из инструкции, либо у специалистов, устанавливающих ГБО на грузовики и легковые авто.

Нажмите, чтобы оценить этот пост!
[Total: 1 Average: 5]