Грузовой автомобиль (газопоршневой двигатель), альтернативное топливо - Метан

В продолжение цикла зарисовок "альтернативное топливо Метан":

Гражданская авиация, альтернативное топливо - Метан

Грузовые автомобили и автобусы, альтернативное топливо - Метан (газодизельные двигатели)

Железнодорожный транспорт, альтернативное топливо - Метан 

Микротурбины против газопоршневых установок, альтернативное топливо - Метан

Вашему вниманию предлагается обзор седельного тягача Scania CNG от журнала "Аторевю". Это своего рода ответ на комментарий уважаемого BERES, но не от меня, а от автожурнала. Статья приведена не полностью. Полный текст доступен по ссылке.

ЭПИГРАФ

Чисто газовый ДВС давно создан и выпускается уже 30 лет такими фирмами как Даймлер (который Мерседес) и Фиат, и еще несколько десятков. у этих ребят уже до 20% авто снабжаются таким движками. Голландия почти вся так ездит, Иран - 90%, Китай до 20% грузового и общественного транспорта.  При октановом числе 120 - высокое сжатие, экономичность, САМАЯ высокая удельная мощность, экологичность. Дизель на газе - паллиатив, бессмысленный и беспощадный, потому что дизель на чистом газе невозможен. Нужно бодяжить газ с соляркой. (с) BERES

Автомобиль представленный на испытания

Автомобиль оснащен девятилитровым мотором работающим как бензиновый — по циклу Отто, с зажиганием от свечей, и питается исключительно природным метаном, сжатым до 200 атмосфер (он обозначается аббревиатурой CNG, compressed natural gas).

У предоставленной на тест машины мощность двигателя 340 л.с. (более мощных газовых версий у Скании пока нет), и восемь баллонов общей вместимостью в 824 л метана — что, как заявлено на презентации, сравнимо с 182 л дизтоплива. А вот даже у самого скромного в гамме дизельного аналога Scania P360 Griffin — 500-лит­ровый топливный бак! Впрочем, газовый тягач изначально предназначен для региональных перевозок по равнинной местности — в общем, для нетяжелой работы.

Вот только сам тягач оказался невероятно тяжелым, уже в прямом смысле. Судя по документам, он должен весить 6663 кг, но, когда мы загнали его на весы Дмитровского автополигона, оказалось, что снаряженная масса (причем без запаски и с наполовину пустыми баллонами) равна 8040 кг. Значит, полностью заправленный тягач будет весить примерно 8450 кг, почти на две тонны больше заявленного.

Даже сверхмощная Scania R730 с самой высокой кабиной и двигателем V8 легче: 8260 кг! Из испытанных нами в последние годы тягачей более увесистым оказался только MAN TGX, опять же со сверхмощным двигателем V8...

Бард Юрий Визбор пел: «Излишний вес — он словно бес, он цепко держит наши органы в осаде». А у тягача — ведет к увеличению расхода топлива и уменьшению массы груза.

Газовые баллоны - стальные, итальянские. Балоны расположенные под большими металлическими кожухами. В задней части кожухов — краны для перекрытия баллонов «в случае чего». Правда, подлезать к нижним кранам, расположенным в глубине, неудобно: для этого придется лечь на асфальт. Есть и «главный кран» — слева, между аккумуляторами и кожухом. Там же — откровенно неудачный манометр: мало того, что он находится в глубине и мелко оцифрован, так еще и показания не читаются из-за запотевшего стекла и налипающей снаружи грязи.

Основные особенности и нарекания связаны с «автоматом» Allison: из-за специфики работы двигателя сюда установили даже не роботизированную, а полностью автоматическую коробку передач — которой Scania обычно оснащает мусоровозы и пожарные машины, но не тягачи.

Селектор «автомата» в целом удобен, правда, при переходе из «N» в «D» я регулярно перескакивал на одно деление назад, в положение ручного ограничения диапазонов. Едешь, смотришь: обороты чересчур велики. Оказывается, я опять «перескочил» и вместо шести диапазонов в коробке включаются только пять.

Но и без того обороты выше привычных: при 90 км/ч — все 1600 об/мин. Оказывается, из-за особенностей силового агрегата сюда поставили главную передачу с безумным передаточным числом 5,25, почти как у карьерных самосвалов. Опять же, для сравнения: у дизельного аналога P360 Griffin главная передача равна 3,08.

Мы хотели сделать круг по «большой бетонке» (кольцо автодорог вокруг Мос­квы протяженностью примерно 550 км), но побоялись, что газа не хватит. Поэтому решили проложить маршрут мимо городов, где есть метановые заправки, — это все тот же Сергиев Посад, Орехово-Зуево и Коломна. Предварительно созвонились с этими АГНКС, удостоверились, что газ там есть, — и отправились в многочасовой путь.

Последнюю сотню километров автомобиль шел на круиз-контроле, с экономичной скоростью 70 км/ч, — благо трассы были пустыми. На АГНКС автомобиль вкатился в «красной зоне» топливомера, пройдя 627 км при средней скорости 55 км/ч.

Итак, наш тягач — повторим, без полуприцепа и груза — расходовал (при исправном газовом оборудовании, в том числе и на АГНКС) 31,6 м³ метана на 100 км пути, что примерно равно 430 руб./100 км. У аналогичного дизельного тягача в тех же условиях расход солярки составил бы примерно 20 л/100 км — а это уже 680 руб./100 км. Значит, газ выгоднее? Но на дизельном тягаче с 500-литровым баком мы бы прошли 2500 км — например, до Ижевска и обратно!

Более того, газовый грузовик дороже дизельных — и если у дорогущих рефрижераторов для Макдоналдса доплата «за метан» не столь ощутима (около 15%), то для тягачей она близка к критичной (около 40%). Судите сами: наиболее бюджетная дизельная Scania Griffin стоит около 6,1 млн рублей, а за каждый из трех пунктов метановой версии (газовый двигатель, газовое оборудование и коробку-«автомат») надо доплачивать по 800 тысяч. Значит, можно предположить, что тягач Scania CNG обойдется в 8,5 млн рублей!

Так что пока Scania CNG — экзотика, рассчитанная не столько на традиционных перевозчиков, сколько на закупки в рамках «газовых» и «экологических» программ.

Как бы то ни было, сканиевцы намерены активно продвигать в нашей стране метановые версии — только удешевив и модернизировав их. По нашей информации, дальнейшие экземпляры будут оснащены уже механическими или роботизированными КПП, а манометр перенесут в кабину. Еще бы инфраструктуру метановых заправок наладить...

По материалам "Авторевю", автор статьи Федор ЛАПШИН, фото автора и Степана ШУМАХЕРА

Много в статье написано о заправке, на которой пришлось заправлять автомобиль )) Представляют определенный интерес и комментарии к статье. Люди делятся собственным опытом эксплуатации автомобилей на метане.

В целом, на мой взгляд, статья показывает, почему существующие варианты газопоршневых двигателей ЯМЗ не находят применения на грузовых автомобилях. Возможно это "пока". Надеюсь на это. Ведь и нужно то, объединить г-на BERES (как я понимаю он автор современного патента на "адсорбционный аккумулятор"), разработчиков газопоршневых двигателей, автопроизводителей (ЯМЗ на МАЗах  и на Уралах), сертифицировать продукт, попутно создать инфраструктуру..... Ой... Замечтался.... 

Хочется заметить, что ни кто из читателей не обратил внимания на главный недостаток газопоршневого двигателя описанный (косвенно) в статье. Г-н.BERES тоже не хочет его замечать. Это малый крутящий момент этого тпа мотора. Именно поэтому, на мой взгляд, газопоршневые двигатели занимаются вырабатыванием электричества (на устоявшихся режимах), а газодизели возят грузы (про метан на "газелях" не говорим, мы про большегрузы). Именно поэтому эти моторы не конкуренты, даже не смотря на работы направленные на создание систем электронного управления, которые в итоге скатываются в борьбу за экономичность мотора....

Несколько слов про крутящий момент и термодинамические циклы

Давным-давно, двигатели работающие на термодинамическом цикле Дизеля были громоздки, технологии такими, какими они тогда могли быть ), а автомобили маленькими, миром правил цико Отто. Так было проще. 

Но, все уже тогда знали, что 

 ...максимальная теплота Q (площадь, заключенная внутри контура цикла), преобразуемая в полезную работу и, следовательно, максимальный термодинамический КПД имеет место в случае цикла Дизеля, минимальный – в случае цикла Отто.

Отсюда.

С увеличением тоннажа автомобилей и развитием технологий стало возможным сделать компактный и производительный дизельный мотор для большегрузного автомобиля. Возможность дизеля выдавать высокий крутящий момент на малых оборотах позволяла автосоставу трогаться с полной рагрузкой.

Апогеем советской школы автомобилестроения стал двигатель ЗИЛ-375.

ЗИЛ-375Я7, восьмицилиндровый, V-образный, четырехтактный, карбюраторный, верхнеклапанный

Рабочий объем цилиндров — 7л

Степень сжатия — 6,5

Максимальная мощность при 3200 об/мин — 180 л.с.

Максимальный крутящий момент при 1800 — 2000 об/мин — 47,5 кгс*м (465,8 Нм) "http://parm.mybb.ru/viewtopic.php?id=417"

Масса - около 360 кг

Его конкурент - Двигатель ЯМЗ-236A. Атмосферный шести(!) цилиндровый агрегат имеет максимальный крутящий момент 73 кгс*м (716 Нм)

Масса - 960 кг

То что ЗИЛ-375Я7 идеальный вариант на газификацию идея не новая. ) Высокая степень сжатия и т.п... Но автопоезда стали значительне тяжелее.... 

На сегодняшний день существует 12 семейств двигателей ЯМЗ и более 250 модификаций. Разные дизели ЯМЗ имеют рабочий объем от 11 до 26 литров и диапазон мощности от 150 до 800 л.с.

Т.о. автопоезд на двигателе цикла Отто (в т.ч. газопоршневом двигателе) это утопия. Статья это показывает. Только вспомогательные городской транспорт с грузоподъемностью до 5-7 тонн и малой максимальной скоростью (60-70 км/ч) из-за применяемых трансмиссий с высокими передаточными числами.

Мотор-колесо или "элетровоз" в автомобиле

Взможный выход - мотор колесо. Отсылка к МАЗу не случайна.

вот такой "тяговый модуль" с генератором и моторколесом уже работает с составе автопоезда грузоподъемностью 99 тонн. )

Вот туда, в эти сухопутные поезда, да с дизельной или уже с газодизельной "головой" и должен прийти метан. Ну а если не в такую гусеницу, то во что-то похожее по идеологии, но нормальной длинны.  

Идеологом же таких поездов был талантливый конструктор Михаил Степанович Высоцкий. 

Автор патента 1982 года и главный конструктор интереснейшего проекта

результатом которого и стал "маз на 99 тонн". Прочитать о проекте можно тут.

Так же у МАЗа есть и спортивная команда. И если у КАМАЗа в спорте газодизель, РБ нужно строить "спортивный грузовик с газопоршневым двигателем (и моторколесами)"!!! ) Они же уже были на МАЗ-7907!

....К главным техническим особенностям этого монстра можно отнести применение в качестве силовой установки газотурбинного двигателя (специально спроектированного и изготовленного варианта танкового двигателя ГТД-1250 - ГТД-1250А) мощностью 1250 л.с. и довольно сложной, но эффективной электротрансмиссии с 24 мотор-колесами..... 

Это и была бы "новая" технология.  

Взято отсюда. 

Пока же удел большегрузов на метане 

...экзотика, рассчитанная не столько на традиционных перевозчиков, сколько на закупки в рамках «газовых» и «экологических» программ. (с)