Из всех способов снижения расходов на топливо перевод ДВС на газ остается одним из самых притягательных мечтаний. Низкая цена, высокое октановое число, чистое и полное сгорание, огромные запасы топлива…
К тому же газ метан легко получить – для многих производств он является побочным продуктом, который необходимо утилизировать. Более тяжелые пропан и бутан тоже приходится утилизировать, ведь они побочный продукт при добыче нефти, а ее пока что требуется очень и очень много. Вот только оказалось, что сжигать газ в двигателе внутреннего сгорания не так-то просто.
Почему газ?
Наверное, вы знаете, что первые ДВС работали на газовой смеси, но на транспорте двигатели внутреннего сгорания появились только после того, как было изобретено замечательное устройство – карбюратор. Оно позволяло создать топливовоздушную смесь с нужным соотношением топлива и воздуха, и вот уже автомобили на бензине завоевали планету. Сейчас расскажем вам, чем хороши машины на газу, но почему при этом их так мало… И почему больше не становится.
Первые топливные кризисы семидесятых годов XX века заставили людей во множестве стран начать поиски альтернативного топлива для двигателей. Бразилия нашла решение в использовании спирта, Франция начала активно внедрять дизельные двигатели, а в СССР взялись за газобалонные автомобили, причем всерьез. Впрочем, и в некоторых других странах пытались решить технологические проблемы газового питания, но плановая экономика брала масштабами. По всей стране строились заправки для сжиженного и сжатого газа, автомобильная промышленность освоила десятки моделей машин, предназначенных для эксплуатации на газу.
Правда, в основном это были именно грузовые автомобили и шасси малой и средней грузоподъемности, например, ЗиЛ-138 или ГАЗ 53-19 и 53-27. Выпуск этих машин исчислялся десятками тысяч экземпляров, и они позволяли реально экономить на бензине, ведь карбюраторные V8 этих машин "кушали" его немало.
За и против
Помимо экономии на топливе, газовое оборудование позволяло серьезно очистить выхлоп. Несмотря на несовершенство систем газового питания, машины на сжатом газу (метане) обеспечивали чистоту выхлопа почти на уровне современных авто. А работающие на сжиженном все равно имели заметно более чистый выхлоп, чем бензиновые, за счет лучшего испарения и качества сгорания топливовоздушной смеси. К тому же газ не растворяет масляную пленку на стенках цилиндра даже при обогащенной смеси и холодных пусках, не образует твердых частиц при сгорании, хорошо поджигается при переобогащении смеси.
Разумеется, очевидные минусы у такого решения были. Во-первых, при работе на газу мощность низкооборотных бензиновых моторов заметно снижалась. Во-вторых, запас хода уменьшался минимум вдвое, а у машин на сжатом газе еще и снижалась грузоподъемность – масса баллонов составляла больше тонны. И к тому же увеличения долголетия моторов, как это описывалось в тогдашних учебниках для автотранспортных техникумов, не происходило. Прогорали клапаны, прокладки ГБЦ, периодически "стреляло" во впуск, повреждая топливную аппаратуру.
Распространение ГБО в мире
Как бы то ни было, в масштабах страны экономия была существенная и попытки внедрения ГБО свернули только после развала СССР. Но по популяции газобалонных машин РФ занимала лидирующие позиции в мире, хотя уже не за счет грузовиков, а за счет внедрения газового питания на "легковушки". Задел сохранился и по сей день, хотя лидерство безнадежно утрачено.
Подводные камни
После прочтения рекламного листка установщиков ГБО кажется, что это самое лучше решение. Газовый баллон можно поставить вместо "запаски", которой все равно пользуются крайне редко. Цена газа составляет меньше половины стоимости бензина. Октановое число – около 105 единиц, и форсированные моторы это оценят. Да еще вроде как выбросы уменьшаются, масло в моторе служит дольше. В общем, при таком наборе достоинств даже странно, что газ дешевле бензина.
Чего в рекламе не рассказано, так это того, почему производители машин не выпускают их газовые версии массово. И почему двигатели немецких машин с газобалонным оборудованием сильно отличаются от более массовых бензиновых.
На самом деле сложностей при переводе двигателя на газовое питание более чем достаточно. И проблем хватает по всем фронтам, от пожарной безопасности до нюансов износа двигателя.
Риск взрыва
С безопасностью все достаточно просто. Газовый баллон высокого давления – штука достаточно прочная, и даже если его повредить, метан довольно быстро рассеется в атмосфере – он легче воздуха. Вот только если баллон нагреть (например, если загорится колесо), то пиши пропало. Как взрываются газовые баллоны, вы, наверное, видели в новостях.
Баллоны низкого давления, для пропан-бутановой смеси, которые стоят на 90% всех газобалонных машин, совсем не так прочны, лишь немногим прочнее обычного бензобака. Гвоздиком их не пробить, но при аварии они ломаются легко. А смесь нефтяных газов в них тяжелее воздуха, и потому рассеивается крайне неохотно, создавая концентрацию, достаточную для возгорания. К тому же, поджечь смесь воздуха и газа легче, чем бензиновую, достаточно самой слабой искры. И даже если баллон не поврежден, все равно есть риск утечек газа, и особенно опасны именно системы со сжиженным газом.
Учитывая, что ставят такие системы "на коленке", то качество сборки может колебаться от отвратительного до удовлетворительного. В большинстве газобалонных машин пахнет газом – это означает, что постоянно есть небольшая утечка. А при любых авариях риск утечки и возгорания возрастает кратно.
Влияние на мотор
Экономия на топливе – штука замечательная. Но надо учитывать, что расходы на машину – это не только бензин. Любую машину необходимо обслуживать, и автомобиль с газобалонным питанием требует особого обслуживания топливной аппаратуры. Более того, незаводская установка без должного документирования – это потенциальные проблемы в ближайшем будущем. Если что-то засбоит в моторе, то даже профессиональный мастер не разберется, что там такого наворотили.
Помимо вопросов, связанных с поломками системы управления, есть вопросы и к надежности работы самого "железа" мотора. О большей тепловой нагрузке на мотор при работе на газовом топливе знали давно. Газ имеет очень малую скрытую теплоту испарения, а значит почти не охлаждает топливную смесь, в отличие от бензина и спирта. Таким образом, растет температура головки блока цилиндров, впускных клапанов и поршней.
К тому же газ не смывает отложения на впускных клапанах, и там понемногу нарастает "шуба" из масляного нагара из системы вентиляции картера, как и на моторах с непосредственным впрыском. А выпускные клапаны так вообще в зоне повышенного риска, ибо октановое число топлива очень велико, а степень сжатия нельзя значительно увеличить из-за необходимости сохранения возможности работы не бензине – все же газовые заправки пока встречаются значительно реже, чем бензиновые. Из-за этого растет EGT – температура выхлопных газов, а значит и температура всей выпускной системы, включая клапаны, коллекторы, лямбда-сенсоры и катализаторы. И что из этого не выдержит первым – вопрос сложный.
К тому же бензин содержит немного маслянистых фракций и смазывает клапаны, что улучшает условия их работы. А газ, даже при прямом впрыске жидкой фазой, сделать этого не может. Кроме того, зазоры клапанов и работа гидрокомпенсаторов (если они есть) рассчитаны на определенную температуру. А значит при изменении условий сгорания возможно неплотное закрытие клапана, ухудшение теплопередачи в паре "клапан – седло клапана" и еще более резкий рост температуры клапанов с риском детонации, несмотря на высокое октановое число газового топлива.
На многих моторах использование газа ухудшает и смазку верхней части цилиндра, что выражается в быстром формировании кольцевой выработки и ухудшении пусковых качеств. Дело тут в сочетании нескольких сложно учитываемых факторов – повышения температуры и расширения поршня из-за отсутствия охлаждения бензином, неимения разжижения и "размытия" масляной пленки в зоне остановки верхнего компрессионного кольца в ВМТ и отсутствия смазки бензином.
Завод против гаража
Как видите, проблем хватает. Производители знают о них, и двигатели для работы на газу в заводском исполнении сильно отличаются от "обычных". Так, список переделок в моторе VW 1.4 TSI ЕА111 "под газ" очень значительный, он включает в себя другую ГБЦ, иные клапаны, новые поршни и даже шатуны и вкладыши, масляный насос с большим давлением масла и перекалиброванный на меньшую температуру термостат. Такой мотор, скорее всего, имеет ресурс не меньший, чем у бензинового собрата.
Но что из этого могут сделать в мастерской, которая кустарно устанавливает систему газового питания, изготовленную малым тиражом и толком даже не тестированную на подобном моторе? Максимум – сменить термостат и поставить систему дополнительной подачи смазки во впуск. А впрыск воды или метанола почти наверняка отнесут к "крутому тюнингу", а вовсе не к разумной для мотора с ГБО предосторожности.
Что в итоге?
Вот и получается, что машина с ГБО – откровенно неудачный вариант для покупки на вторичном рынке, от нее нужно просто бежать как от огня. Во-первых, ГБО ставят те, кто много ездит, а значит у нее большой пробег. Во-вторых, те, кто склонен максимально экономить, но не хочет вложить лишней копейки при покупке и эксплуатации.
И, конечно же, износ даже при одинаковом пробеге окажется больше, чем у машины с полностью штатной системой питания, ведь вся эта кустарщина даже при эксплуатации на бензине большую часть времени будет негативно влиять на точность и "безглючность" работы бортовых систем. Правда, поставить ее самостоятельно, возможно, не такая уж плохая идея. Особенно если точно знать, чего нужно опасаться и чего можно достичь.
