КамАЗ на метане: принцип работы газодизельного двигателя, расход топлива и масла, отзывы владельцев грузовиков на газу

Как работает

Из-за повышенного октанового числа у газового топлива использование штатного двигателя недопустимо. Для работы на чистом метане требуется новый двигатель, что удорожает автомобиль. Поэтому газовый КамАЗ оснащается специально доработанной стандартной силовой установкой. Двигатели имеют головку блока другой конструкции, что снижает степень сжатия до 12. Изменениям подлежит поршневая группа и клапаны, так как температура сгорания газовой смеси выше.

Принцип работы двигателя основан на воспламенении газовоздушной смеси искрой от свечи зажигания, которая установлена ​​вместо форсунки. Подача газа осуществляется системой многоточечного впрыска во впускной коллектор. Форсунки расположены близко к впускным отверстиям цилиндров, что обеспечивает однородность смеси и снижает выбросы выхлопных газов. Подача топлива и зажигание управляются электронным контроллером.

Альтернативный вариант основан на смешивании жидкого дизельного топлива с газом в необходимой пропорции.

Запуск силовой установки возможен только на дизеле. Затем газ подается через специальный редукционный клапан, который снижает давление. После этого газ поступал в смеситель, в котором образовывалась рабочая смесь. В конструкции устройства имелся регулятор скорости, а также был установлен ограничитель объема подаваемой горючей смеси.

Рабочая смесь сжималась в цилиндре. Для воспламенения используется небольшая доза дизельного топлива. Момент подачи дозы рассчитывается таким образом, чтобы она воспламенилась раньше объема газа. После вспышки дизеля начинается горение смеси метана и воздуха. Такая компоновка с газовым двигателем позволяла работать на жидком и газообразном топливе. Но дизайн не был разработан.

Ранние и опытные варианты машин оснащались баллонной установкой, расположенной за кабиной или на раме. Затем была предусмотрена установка 8 цилиндров параллельно раме. Контейнеры устанавливаются симметрично продольной оси автомобиля на специальные защитные держатели. Это комбинированная компоновка: часть баков установлена ​​за кабиной, а часть – под грузовой платформой или самосвальным кузовом. Все баллоны соединены трубопроводами с предохранительными клапанами и клапанами.

Газовая установка на дизель – способы и преимущества

Расходы на топливо неумолимо растут, поэтому каждый автолюбитель ищет разные способы сэкономить. Первое, что приходит в голову, это установка ГБО.

Как правило, владельцы дизельных автомобилей сразу отвергают эту идею. Но на самом деле в продаже есть ГБО для дизеля.

Историческая сводка

Основной проблемой для желающих установить газовое оборудование на дизель является способ воспламенения топливно-воздушной смеси в камере сгорания двигателя.

В дизельных агрегатах воспламенение топлива происходит в результате высокого давления, таков принцип работы этих двигателей. А вот газ и бензин не загораются в результате сильного сжатия.

Решение проблемы нашли советские специалисты.

Специалисты разработали способ работы силового агрегата, работающего на газе, который использует для воспламенения небольшое количество дизельного топлива. Примечательно, что первые такие установки появились на серийных автомобилях КамАЗ.

Принцип работы

В баллоны подается около 75% необходимого объема газа. Когда возникает необходимость поджечь топливо, через форсунку подается примерно 20-30 процентов дизтоплива.

Так как бензин имеет октановое число ок. 100-110 такое решение гарантирует стабильную работу двигателя.

Как оказалось, такие газовые установки для дизеля продлевали срок службы силового агрегата в 1,5-2 раза.

Специалисты в СССР, придумавшие этот вариант газодизеля, добились экономии в 30-40% (учитывалось и дополнительное обслуживание).

Однако в начале 1990-х такая разработка оказалась невостребованной. Во многом популяризации этого метода мешало низкое качество отечественной техники.

Собственно, именно на КамАЗе появился первый дизель на газу.

Современные методы установки газового оборудования на дизельные движки

На сегодняшний день существует два основных варианта использования газового оборудования с дизельными двигателями.

1. Серьезная перенастройка двигателя для полноценной работы с ГБО. Так как метан имеет октановое число 120, а степень сжатия дизеля очень высокая, это число снижается до 12:1-14:1. В противном случае двигатель может быть поврежден. Отметим также, что газ воспламеняется при температуре около 700°С, а для дизеля вполне достаточно 320-350°С. В результате газ не может воспламениться от высокого давления. Для решения этой проблемы на дизеле устанавливается такое же зажигание, как и на бензиновых агрегатах. Конечно, в дальнейшем вы не сможете вернуть двигатель в исходное состояние.
2. Применение газодизельных систем. Так как этот способ является самым распространенным и популярным, мы решили более подробно описать его преимущества.

Силовые установки Евро класса

Модель Евро 0 можно считать родоначальником двигателей КАМАЗ 740 серии. Это очень надежное устройство с хорошими техническими характеристиками, высокой надежностью и долговечностью. Однако двигатель КАМАЗ не соответствовал классам экологической безопасности, и в этом был его главный недостаток.

Силовая установка КАМАЗ (Евро 0)

Модель электростанции	740-210	740-260
Мощность, л.с	210	260
Коленчатый вал, частота вращения	2600
Крутящий момент, Нм	667	765
Цилиндры, детали, расположение	8,В
Цилиндр, Ø/поршень, ход поршня и т.д.	120/120
Двигатель, объем, л.	10,85
Топливная смесь, степень сжатия	17	16,5
Цилиндры, работа	1,5,4,2,6,3,7,8
Коленчатый вал, направление вращения	верно
Двигатель, масса, брутто, кг.	750	780
Система смазки, л.	26	28
Система охлаждения, л.	18

Силовые установки КАМАЗ Евро 2 были более современными и доработанными по сравнению с предыдущим классом. На тот момент они отвечали всем требованиям, предъявляемым к устройствам с точки зрения экологической безопасности.

Силовая установка КАМАЗ (Евро 2)

Модель электростанции	740,31-240	740,30-260	740,51-320	740,50-360
Мощность, л.с	240	260	320	360
Коленчатый вал, частота вращения	2200
Крутящий момент, Нм	980	1078	1020	1147
Цилиндры, детали, расположение	8,В
Цилиндр, Ø/поршень, ход поршня и т.д.	120/120	120/130
Двигатель, объем, л.	10,85	10,85	11,76	11,76
Топливная смесь, степень сжатия	16	16,5	16,5	16,5
Цилиндры, работа	1,5,4,2,6,3,7,8
Вращение коленчатого вала	верно
Двигатель, масса, брутто, кг.	760	885	885	885
Система смазки, л.	26	28	28	28
Система охлаждения, л.	18

Силовая установка КАМАЗ Евро 3 была переходным звеном между Евро 2 и Евро 4. Более современными и популярными двигателями являются агрегаты модификации Евро 4.

Силовые установки КАМАЗ (Евро 4)

Модель установки	740,70-280	740.71.320	740,72-360	740,73-400	740,74-420	740,75-440
Цилиндры, детали, расположение	8,В
Цилиндр, Ø / поршень, ход и т д	120/130
ДВС, объем, л.	11,76
Коэффициент сжатия	16,8
Мощность, л.с	280	280	320	360	400	420/440
Коленчатый вал, частота вращения	1900 г
Крутящий момент, Нм	1177	1177	1373	1570	1766	1864/2060
ДВС, вес, нетто, кг.	870
Размер: ДхШхВ, мм.	1260×930×1045

Кроме того, на автомобили КАМАЗ устанавливались силовые установки иностранного производства. По характеристикам они ничем не уступали нашим двигателям, но имели существенный недостаток в цене — были дороже. Устройства зарекомендовали себя как надежное, долговечное, мощное оборудование, достойное внимания пользователя.

Все двигатели серии 740 имеют схожий принцип работы. Особенности включают в себя:

• Блок цилиндров – основная часть двигателя, выполненная по принципу единого блока, к нему крепится все навесное оборудование;
• Коленчатый вал расположен в центре установки, имеет значительный сдвиг в нижнюю часть двигателя. Под коленчатым валом находится картер, в котором находится масло. Объем масла в двигателе составляет приблизительно 26 или 28 литров.
• Что касается клапанов — их 16, по два клапана на цилиндр.

Ремонт двигателя КАМАЗ 740 необходимо проводить в специализированных мастерских. Дело в том, что обслуживание дизельных силовых установок осложнено функциями самих двигателей и представляет собой непростую задачу.

Единственное, что можно сделать своими руками, не нанеся значительных повреждений при отсутствии специальных видов инструмента, это заменить масло и охлаждающую жидкость.

Виды топлива, которые может потреблять дизель на газу

Перевод двигателя на двухтопливную систему возможен только для определенного типа газа. Либо это будет метан, либо пропан-бутановая смесь.

Производить метановое дизельное топливо дороже, но оно будет более экономичным, чем пропановая версия. К тому же метан дешевле. При добавлении пропана в дизтопливо вклад в общий расход топлива не превысит 30-50%. Но долю потребления метанового компонента можно увеличить до 80%. Все зависит от режима работы двигателя внутреннего сгорания, который учитывает:

• скорость автомобиля;
• сезон (лето, зима);
• нагрузка на транспортное средство;
• местность (горы, равнины);
• давление и температура газа;
• дизель с турбонаддувом или нет.

Читайте также: БелАЗ‑75710 — полный обзор — журнал За рулем

Технические характеристики

Основные характеристики двигателя семейства КамАЗ-840:

• диаметр цилиндра — 120 мм;
• ход поршня — 130 мм;
• рабочий объем – 11760 см³;
• мощность — 300 л.с при 1900 об/мин;
• крутящий момент – 1225 Н/м при 1200-1400 об/мин;
• степень сжатия — 12;
• расход топлива – 25-30 м³ газа на 100 км пробега;
• стандарт токсичности — Евро-4.

Некоторые модификации грузовика КамАЗ оснащены импортными дизельными двигателями, адаптированными для работы на метане. Двигатели соответствуют нормам Евро-5. Завод выпускает тестовые модели автомобилей с двигателем Mercedes Benz, которые могут работать как на чистом дизельном топливе, так и на смеси дизельного топлива и метана.

Подача газа осуществляется в баллонах, расположенных за кабиной (емкостью 80 литров) и на раме (объемом 100 литров). Стандартная комплектация предусматривает установку 9 малых и 7 больших баков емкостью 1420 литров. Суммарный запас метана, сжатого до давления 200 атм, составляет 284 м³.

Система работы грузовой техники на метане

Метан, необходимый для работы автомобиля, находится в специальных цельнотянутых стальных баллонах. Они крепятся на раму и прячутся в специально отведенном месте. Давление в баллоне не должно превышать 25 атмосфер.

К баллонам крепится дополнительный клапан, необходимый для заправки автомобилей и допуска метана в топливную систему. Клапан является основной частью транспорта СУГ, он обеспечивает безопасность при использовании.

Клапан также может быть дополнительно оснащен предохранительным клапаном (уничтожает метан при высоком давлении, например при повышении допустимой температуры), заглушкой из легкоплавкого металла (не даст баллону взорваться, выпустив газ в атмосферу в случае огня). Однако наличие этих элементов может быть установлено по желанию клиентов.

Из общей магистрали газ поступает в теплообменник, входящий в систему жидкостного охлаждения; после прогрева двигателя метан начинает нагреваться до температуры ≈75 °С. Далее метан поступает на основной фильтр, затем на двухступенчатую редукцию газа. Там давление метана на выработку снижается.

Затем метан поступает в смеситель. Тут же происходит смешение двух газов (воздуха и метана). Устройство газовых смесителей намного проще строения дизельных моделей, где соединяются разные элементы.

На автомобилях с газовым двигателем бензобак и топливный насос сохранены. Среди популярных метановых моделей выделяется седельный тягач Камаз 65116.

Перевозка грузов, длина или габариты которых превышают длину транспорта, перевозки материалов для строительства, продуктов питания между предприятиями, расположенными в городах-миллионниках, может осуществляться данной моделью газового баллона.

Объем цилиндра: 1020 литров. В него поместится 204 м3 СПГ мощностью 200 атм.

Формулы расчета

Для определения окупаемости и выгоды от ГБО необходимо узнать, сколько в день нужно эксплуатировать автомобиль с оборудованием и без него. Формулы расчета будут зависеть от вида исходного топлива, ведь метан заменяет 40% дизельного топлива, а бензин – 100%.

Расчет для авто на дизтопливе

Начнем с КАМАЗ-4308-Н3:

• 25л * 40% = 10 л или 12 м 3 будет расход метана на 100 км
• 25 л * 60% = 15 л будет расход дизеля на 100 км
• 12 м 3 * 12,5 р.(стоимость метана)=150 р.
• 15 л * 35 р.(стоимость дизеля) = 525 с.
• 150 руб. + 525 руб. = 675 р на 100 км ГДТ
• 675 руб * 4,4 (суточный пробег) = 2970 руб/день вы потратите на газ дизель

Без ГБО ежедневные расходы составят 25 л * 35 руб * 4,4 = 3850 руб.

Расчет для авто на бензине

Название автомобиля	Расход метана на 100 км	Стоимость метана в сутки	Стоимость бензина в сутки
Хендай Соната	8 м3	8 м3 * 12,5 р.* 4 = 400 р.	8 л * 35 р.* 4 = 1120 р.
ПАЗ-32050Р	25 м3	25 м3 * 12,5 р. * 5,69 = 1778 р.	25 л * 35 р. * 5,69 = 4979 руб
Расчеты несколько отличаются, так как расход пропана увеличивается на 15%.
Газель	20 л+15%=23 л	23 л * 17,5 р.* 3 = 1207,5 р.	20 л * 35 р.* 3 = 2100 р.
Хендай Солярис	10 л+15%=11,5 л	11,5 л * 17,5 руб * 5 = 1006,25 руб	10 л * 35 руб * 5 = 1750 руб

Главные характеристики газобаллонного КАМАЗа

Двигатель здесь представлен моделью 820.60. Параметры автомобиля: 7300X2500X2845 мм. Модель оснащена блокировкой дифференциала между мостом и блокировкой промежуточного колеса, установлено пружинное освещение.

Плюсы и минусы Камазов на метане

Основные преимущества КАМАЗ на метане:

• низкий расход топлива;
• бесшумная работа двигателя;
• экологически чистый вид топлива;
• уменьшить выбросы углекислого газа в окружающую среду;
• на газомоторной технике меньше затрат на запчасти;
• в качестве топлива используется метан, это самый безопасный вид топлива.

Основные недостатки Камаза на метане:

• возможные неисправности в холодное время года;
• небезопасное оборудование в аварийных ситуациях.

Специфика, плюсы и минусы

Машины на метане уже давно не новы. В последнее время на КАМАЗе и по всей стране эта тема обсуждается особенно активно. В рамках этого проекта автогигант провел научную конференцию для потребителей газомоторного топлива.

Именно там автомобильные гении делились своим опытом использования, а покупатели оценивались и выбирали для себя наиболее подходящие предложения.

Каждый автомобиль, работающий на метане, экономит 2-4 миллиона рублей в год, и, несмотря на более высокую закупочную цену, газобаллонные автомобили окупаются гораздо быстрее, чем дизельные.

Выпускаемые автомобили, работающие на природном газе, соответствуют всем экологическим нормам, в них значительно снижен уровень шума и дыма. Следующая цель – переход на жидкий метан. Компания уже выпускает самосвалы, работающие уже на сжиженном газе.

Производство газового двигателя началось три года назад. Производство машин, особенно с газовым двигателем, позволит не только обновить устаревающий парк коммунальной техники, но и значительно улучшит экологическую ситуацию. Ведь выхлоп газов чище, и по нормам в соответствии с мировыми стандартами.

Кроме того, бензиновый двигатель дешевле в эксплуатации. Само производство газовых двигателей не уступает по качеству компаниям-конкурентам, к тому же оно дешевле, что делает его еще более востребованным. Еще одним преимуществом является то, что желающие получат субсидию в бюджет при покупке техники, работающей на газомоторном топливе.

Потребители очень часто спрашивают, что отличает идентичные, на первый взгляд, пропан и бутан? Первый компонент намного тяжелее воздуха.

Он опускается, в случае протечки, если транспортное средство находится в зоне ремонта, нижняя часть отсека будет заполнена газом. Возможна вероятность взрыва.

Наверх поднимается другой газ, метан, потому что он легче воздуха. Метан является природным элементом. По мнению ученых, запасы никогда не иссякнут. Развитие газомоторной техники началось именно по этой причине, а техника будущего будет работать исключительно на метане.

Основные плюсы такого транспорта

Новые грузовики КамАЗ

1. Экономит деньги на топливе в несколько раз;
2. Работа двигателя практически не слышна;
3. Выхлопные газы и ядовитые вещества больше не будут загрязнять окружающую среду;
4. Деньги, которые приходилось платить за выбросы во внешний мир, экономятся в 4 раза;
5. Значительная экономия на дополнительных покупках, дорогостоящие каталитические системы и мочевина больше не нужны;
6. В качестве топлива будет использоваться метан. Позиционирует себя как самое безопасное топливо для двигателей по сравнению с другими, менее экологичными аналогами.

Многие покупатели сомневаются, что газовая установка безопасна для их автомобиля. Это самая главная отрицательная черта такого оборудования, по мнению покупателей. Насколько безопасно быть пользователем автомобиля с газовым баллоном вместо дизеля?

Это совершенно безвредно. Баллоны перед установкой тщательно проверяются на прочность. Учитывается рабочее давление каждого цилиндра и этот коэффициент утраивается. Кроме того, баллоны подвергаются обстрелу, попыткам их поджечь или сбрасываются с многоэтажек.

Компании не известны случаи, когда с цилиндром что-то не так. Внутреннее металлическое покрытие и пластиковые оплетки защищают его от любых ударов.

Клапаны расположены в верхней части бака и автоматически открываются и закрываются при движении автомобиля.

Еще одним недостатком считается то, что газовая установка не будет исправно работать даже зимой. Каждая модель КАМАЗ имеет встроенный предпусковой подогреватель, который также работает на метане. Кроме того, необходимо учитывать центральную систему смазки, которой можно управлять автономно или механически.

КамАЗ на метане: принцип работы двигателя, расход топлива на 100 км, отзывы

Природный газ, используемый в качестве моторного топлива, обладает высокой детонационной стойкостью и снижает вредные выбросы. Двигатели с искровым и компрессионным зажиганием могут работать на газообразном топливе. Разработка КамАЗа на метане началась в 1984 году, было выпущено несколько небольших серий. С распадом СССР сборка такой техники прекратилась. В 2015 году в производственной программе завода появились новые модификации грузовиков, оснащенных газодизельными двигателями.