Российские автобусы на газе — все подробности
Основной проблемой в развитии российского автомобильного транспорта, работающего на природном газе, является отсутствие развитой сети газонаполнительных станций (АГНКС). С другой стороны, владельцы существующих газовых заправок говорят, что автозаводы выпускают мало автомобилей, работающих на метане, и потому АГНКС простаивают. Получается классическая задача – что первично, яйцо или курица? В таких условиях количество газовых заправок и количество автомобилей с ГБО будет увеличиваться примерно в тех же пропорциях, что существуют сейчас.
Подробнее об этом и не только читайте на сайте журнала «Рейс».
Сколько АГНКС в России?
Автопоезда в России вынуждены ходить по так называемым «газовым коридорам», выстраивая тысячекилометровые маршруты так, чтобы оставался запас хода по топливу. Фактически, ездят от одной газовой колонки до другой. Сейчас метановых заправок в стране около 540, они есть практически в каждом областном центре, а также в большинстве крупнейших районных городов. И здесь складывается несколько другая, более позитивная ситуация для газобаллонных автомобилей, работающих на коротком плече. Это шасси грузовиков с различными надстройками коммунального назначения, автомобили, работающие на стройках, развозные «среднетоннажники», обслуживающие торговые центры и, конечно же, городские и пригородные автобусы.
Такого количества метановых АГНКС очень мало для России, но еще меньше газонаполнительных станций для заправки автомобилей сжиженным природным газом (СПГ/LNG). Их всего шестнадцать. В Москве, в Коломне Московской области, две в Ленинградской области: в Кингисеппе и в Петергофе, построенная еще в советские времена. Недавно открыли еще одну под сжиженный метан в Шушарах. Еще западнее есть криоАГНКС в Калининграде. АГНКС под сжиженный природный газ открыты в Тверской области, в Конаковском районе, в Тульской области, в Веневском районе. Восточнее – в Набережных Челнах, Уфе, Челябинске, Сатке и в Копейске Челябинской области, а также в Каслинском районе, в Первоуральске и городе Сухой Лог Свердловской области.
Выгодно ли возить на газе?
Есть два немаловажных положительных фактора при эксплуатации автотранспорта на метане. Первый – природный газ почти в три раза дешевле бензина или дизтоплива: средние цены колеблются в диапазоне 14-16 рублей за кубометр сжатого метана, притом что стоимость бензина не меньше 45 рублей за литр. Второй – газ невозможно украсть… В городах к этим двум факторам надо приплюсовать третий – экологичность такого вида моторного топлива. А есть еще и четвертый: государственные субсидии на приобретение газобаллонных автомобилей. Если говорить о ЛИАЗах, то субсидия на покупку автобуса, работающего на СПГ/LNG, составляет 2,8 млн рублей, тогда как за автобус, работающий на сжатом природном газе, субсидия составляет 960 тыс. руб. При этом, заметьте, цена проездного билета для пассажира остается такой же, что и на автобусе с дизельным двигателем.
Ярославские газовые двигатели
Наиболее активно выпуском газобаллонных автобусов занимаются два российских автобусных завода –Ликинский и Павловский. В первую очередь этому способствует то, что на автобусы устанавливают ярославские дизели серии ЯМЗ‑530, конвертированные для работы на природном газе. Эти моторы выпускают с осени 2016 года. ЯМЗ‑534 CNG и ЯМЗ‑536 CNG существуют в нескольких модификациях как по настройкам мощности, так и по вариантам адаптации к различным транспортным средствам. Основные потребители газовых двигателей семейства ЯМЗ‑530: Горьковский автозавод, ПАЗ, ЛИАЗ, АЗ «Урал» и Курганский автобусный завод (КАвЗ). Диапазон мощности этих двух двигателей от 150 до 312 л. с. У «четверки» три исполнения и две настройки: ЯМЗ‑53414 имеет 170 л. с. и 590 Н·м при 1200-1600 об/мин, у ЯМЗ‑53424 и ЯМЗ‑53444 мощность составляет 150 л. с., момент 493 Н·м при тех же оборотах. У «шестерок» тоже три версии: ЯМЗ‑53604, ЯМЗ‑53624 и ЯМЗ‑53644. Самый мощный – первый мотор, 312 л. с. и 1220 Н·м. Вторая настройка – 285 л. с. и 1130 Н·м, у третьего – 258 л. с. и 1080 Н·м. Величина крутящего момента на газовом моторе относительно дизеля не изменяется. Поэтому нет необходимости в корректировке чисел трансмиссии автомобиля и, в частности, главной передачи, то есть редуктора ведущего моста.
Газовые версии моторов ЯМЗ‑530 полностью перевели на цикл Отто: у них есть свечи и катушки зажигания, даже дроссельная заслонка. Степень сжатия не 16-17 единиц, как обычно на дизеле с турбонаддувом, а всего 12. Для этого изменили камеру сгорания в поршнях. Напомним, у метана или пропан-бутана октановое число выше 100, то есть степень сжатия нужна даже большая, чем под 98-й бензин. Алюминиевый сплав для поршней применяется более жаропрочный, чем для дизеля, поэтому его легируют медью и никелем. Кроме того, поршни газового мотора снабжены специальным каналом для принудительного охлаждения маслом. Такие «хитрые» поршни освоила костромская «Мотордеталь» с использованием лицензий концерна Kolbenschmidt.
По сравнению с дизельными версиями у газовых моторов ЯМЗ‑530 унификация составляет около 85 процентов. Значит, особых проблем с запчастями нет. Заявленный ресурс дизельных «четверок» — не менее 700 тысяч километров, для «шестерок» – свыше 900 тысяч. Газовые моторы должны иметь тот же пробег до капремонта. Периодичность замены масла для газовых ЯМЗ составляет 15 000 км. Основное требование для моторного масла газового двигателя – низкое содержание золы, менее 1 %. Код API должен быть не ниже CI4.
С левой стороны – моторный отсек дизельного ЛИАЗа, с правой – отсек ЛИАЗа LNG, на сжиженном метане. Наибольшие изменения в правой стороне отсека, где установлены газовые редуктор и испарители. А за стенкой находится сам криобак:
Где размещать баллоны под сжатый или сжиженный метан?
Обычно для бортового грузовика или фургона на его шасси их размещают по бокам лонжеронов рамы и в заднем свесе. У седельного тягача место для баллонов могут выделить и за кабиной. Для автобуса вариантов размещения баллонов всего два: или под «юбкой» кузова, или на крыше. На ЛИАЗ‑5292.67 CNG и на ПАЗ «Вектор Next 8.8» CNG баллоны установлены на крыше в передней части кузова. Сбоку машины выглядят «горбатыми». Применяются баллоны «тип 3», то есть не стальные «тип 1» и не стеклопластиковые со стальной вставкой «тип 2». Баллоны «тип 3» металлокомпозитные с алюминиевой вставкой, усиленной оплеткой из базальтового волокна, пропитанной эпоксидной смолой. Баллоны «тип 3» более легкие, рассчитаны на давление 200-250 бар. По объему в любом случае стараются обеспечить запас хода автобуса от 400 до 600 километров.
Чаще всего у каждого баллона существует свой расходный вентиль. Его можно перекрыть, что удобно при ремонте или ТО. И есть общий магистральный вентиль – с него начинается и им заканчивается рабочий день водителя газобаллонного автомобиля.