Автомобили на газовом топливе: голубая мечта

ИСТОРИЯ

Русский механик Матвей Хотинский в своей книге 1862 года «История машин, пароходов и паровозов» отметил: «Любое изобретение, опережающее требование практики, должно остаться без применения до тех пор, пока в нем не возникнет неотложная нужда».

На протяжении более чем 200 лет, практически до середины ХIХ века, изобретатели пытались использовать в двигателе внутреннего сгорания все, что может гореть, однако лишь бельгийцу Этьену Ленуару удалось создать первый коммерчески удачный мотор на светильном газе. Широкого применения на автомобилях двигатель Ленуара так и не получил, поскольку подоспело время более совершенного мотора на жидком топливе конструкции Августа Отто, а изобретение Рудольфа Дизеля и вовсе поставило крест на газовых механизмах во всех областях применения механических приводов. И только в середине тридцатых годов прошлого века газ стал в Европе альтернативой традиционному моторному топливу. Так, к 1940 году в Германии на метане работало уже около 40 тыс. грузовиков. Не сильно отставали от нее Дания, Румыния, Норвегия, Швеция и Италия.

Расцвет газового автотранспорта в нашей стране пришелся на 1980-е. Моторам, работающим на газе, нашли применение и в авиации, на железной дороге, в оборонке. С распадом Союза газовомоторная тема подрастеряла свою актуальность. Надеюсь, что временно.

ДВА КАПИТАНА

Пропан-бутан и метан – вечные спутники-соперники в деле газификации автомобиля. Первый получают из нефти и сконденсированных нефтяных попутных газов. Чтобы эта смесь оставалась жидкой, ее хранят под давлением 16 атм. Метан – основной компонент природного газа, который практически не оставляет вредных продуктов сгорания и оттого более экологичен, чем пропан-бутан. В жидкую фазу метан переходит только при температурах около –160°С, поэтому его хранят в газообразном виде под очень высоким давлением – до 200 атм. Обычный стальной баллон, рассчитанный на такое давление, весит примерно 100 кг, вот почему раньше в нашей стране на этом топливе ездил только пассажирский и грузовой автотранспорт (такие емкости надо было где-то размещать!). В последнее время появились более легкие баллоны различной формы из металлопластика, что позволяет перевести на метан легковые авто и даже мотоциклы.

Установить газобаллонное оборудование (ГБО) в автомобиль стоит денег: пропан-бутановый комплект в специализированной фирме потянет на 22–25 тысяч рублей. Перевести авто на метан обойдется вдвое дороже. К сожалению, не все сервисы, выполняющие такую работу, имеют сертификат. Аукнуться это может при прохождении ГТО и других регистрационных действиях с машиной (приказ МВД № 1240 «Об утверждении нормативных правовых актов, регламентирующих деятельность Государственной инспекции безопасности дорожного движения МВД РФ по техническому надзору»). Заводская газовая модификация дороже автомобиля с традиционным бензиновым или дизельным мотором в среднем на 200–240 тысяч рублей. За эти деньги владелец получает оптимально настроенный двигатель, баллоны специальной формы, которые не крадут полезное пространство багажного отсека, должное техническое обслуживание и дилерскую гарантию.

КАК И ПОЧЕМ

Если мощность двигателя, работающего на бензине, принять за 100%, то на газе он выдаст примерно 90%. Зато какая экономия на топливе! Кубометр метана стоит в среднем 8 рублей против 18 рублей за литр бензина А92. Стоимость пропан-бутана примерно такая же. Газ не содержит вредных примесей, например свинца и серы, которые разрушают каталитический нейтрализатор и лямбда-зонд. Он легко смешивается с воздухом и равномерно наполняет цилиндры однородной смесью; двигатель работает ровно, не образуя нагара на поршнях, клапанах и свечах зажигания. Наконец, газ, поступающий в двигатель, не смывает масляную пленку со стенок цилиндров и не разбавляет масло в картере. Весомое «но»: чтобы избежать вредных аспектов и получить положительный эффект, мотор надо серьезно доработать; еще лучше, если он изначально спроектирован для работы на газе. Одной установкой ГБО здесь не обойдешься. Таково мнение всех автопроизводителей.

Многие иностранные автопроизводители имеют в своей гамме газовые модификации своих моделей, включая даже люкс-седаны, и метану сейчас уделяется большее внимание, нежели смеси пропана и бутана. Стоит отметить, что к 2020 году в соответствии с решением Европейской экономической комиссии ООН доля автомобилей на природном газе в странах объединенной Европы должна увеличиться до 10% (сегодня она составляет менее 1%), а в нашей стране аналогичной программы пока нет.

МАРШ В «КОРИДОР»!

Идею масштабной газификации авторанспорта проводит в жизнь ОАО «Газпром», которое организует специализированные автопробеги по стране, демонстрируя отечественную и зарубежную технику в действии. В один из таких вояжей, названный «Голубым коридором», экологически чистые машины отправились весной, пройдя колонной от Ростова до Сочи. В путешествие по югу страны отправились КамАЗы, ИВЕКО, автобусы ГолАЗ и НефАЗ. Наряду с тяжелой артиллерией была и легкая кавалерия: «Волга», «Опель», «Мерседес» и «Фольксваген». К месту старта машины выдвинулись из Москвы, что позволило автору облачиться в шкуру рядового жителя мегаполиса, путешествующего к морю на газифицированном авто. В качестве последнего выступил «Пассат TSI EcoFuel» – газовая версия популярной модели концерна «Фольксваген» (ЗР, 2009, № 5).

В трех баллонах умещается 21 кг газа (зарубежные иномарки измеряют запас газа именно в килограммах, тогда как наши – в кубометрах), и еще 30 л бензина хранится в бензобаке. Такого запаса топлива хватает на 900 км пробега, из которых 450 км приходится на газ. По данным бортового компьютера, на 100 км пробега автомобиль расходовал всего 4,5 кг газа, выбрасывая в атмосферу 123 г/км СО2! Это очень немного для машины класса «Пассата», которая при этом могла разогнаться до 210 км/ч! Разумеется, цифру на дорогах общего пользования мы не проверяли, но, судя по динамике, она машине вполне по плечу.

По ощущениям и не сказать, что управляешь газовым автомобилем. Впрочем, есть одна неприятная особенность: чтобы заправить метаном «Фольксваген» или любую другую иномарку, нужен переходник от евроразъема к российскому заправочному пистолету. Потеряешь его – придется толкать машину руками, если израсходуется и бензиновый резерв. Поэтому столь драгоценный аксессуар я хранил в кармане куртки, благо он невелик.

Но основная причина непопулярности этих машин (помимо их большей стоимости) – слабо развитая инфраструктура. Да-да, речь о заправках. С метаном дела обстоят плачевно: на всю (!) страну всего 221 АГНКС, из них 191 принадлежит ОАО «ГАЗПРОМ». Не все, кстати, работают круглосуточно – проверено на себе! Скажем, первая после Москвы АГНКС на пути в Сочи находится в 25 км от основной трассы, в Новомосковске. Построены станции еще в советское время и находятся, как правило, в промзонах, самостоятельно отыскать которые нелегко. Принцип «заправлюсь, когда будет удобно», в таких обстоятельствах не работает.

Метановые АГНКС, расположенные непосредственно на трассе, встретились лишь две, обе в Краснодарском крае. В Новороссийске метана нет вообще, под Воронежем и перед Туапсе экологическая колонна пользовалась услугами мобильного автогазозаправщика с госномерами Адыгеи (!). Выходит, до Черного моря доехать на экологически чистом метане практически невозможно. На пропан-бутане еще туда-сюда, но все равно непрерывно вычислять в уме, на сколько километров хватит газа, – занятие не для отпуска. Да и в 12-миллионной Москве всего три заправочные станции с природным газом, при том что в Западной Европе подавляющее большинство автозаправочных комплексов располагают всеми видами горючего (пропан-бутан, метан, бензин и дизельное топливо).

Столь малое количество станций традиционно объясняется монополией в этой области. Если коротко, позиция «Газпрома» такова: вначале автомобили, работающие на метане, затем под них вся инфраструктура. Автопроизводители твердят обратное: постройте газостанции, и мы начем выпускать соответствующие авто. Спор этот ведется еще со времен Советского Союза, однако конструктивного решения до сих пор нет, что еще раз подтвердил нынешний автопробег.

Но люди тянутся к «голубому огоньку» – это чувствовалось при встречах с рядовыми автомобилистами. Те, кто раскусил все преимущества езды на газе, уже не хотят возвращаться к бензину или солярке. Особенно водители небольших грузовиков и коммерсанты на «газелях».

В общем, договаривайтесь, господа производители-эксплуатанты-газовики-поставщики топлива! А сам газ, как в Европе, должен стать предметом государственной программы. Неотложная нужда уже возникла.

Мотор-прародитель

Двигатель Ленуара вобрал в себя многое из других изобретений того времени, о которых сам изобретатель говорил так: «Машина Ленуара использует поршень Стрита, цилиндры, как у двигателя Лебона, зажигание электрической искрой, как у машины де Риваца, но двигатель засасывает газ и воздух в пространство между поршнем и цилиндром без опасного предварительного смешивания, требующего использования насоса, – это, собственно, и является предметом патентной защиты». Двигатель развивал мощность около 5 л.с., продано более 500 экземпляров.

На заводе или в сервисе?

Газ в ДВС «попадает» двумя путями: непосредственно на автозаводе или в специализированном сервисе. При послепродажной установке ГБО штатные узлы и детали изменению не подвергаются, газовая аппаратура служит дополнением, что позволяет ездить на двух видах топлива – газе и бензине. Газ из герметичного баллона под давлением поступает в редуктор, где испаряется и уже в газообразном виде (так называемая паровая фаза) поступает в смеситель через дозатор или газовые форсунки в инжекторе. Настройки сугубо индивидуальны, а потому говорить о соответствии каждого переделанного в условиях мастерской мотора стандарту Евро III можно лишь с большой натяжкой.

До лидеров далеко

Перевод транспорта на новые виды топлива, удовлетворяющие стандартам Евро V и Евро VI, предусмотрен концепцией долгосрочного социально-экономического развития РФ. К 2015 году возможности сети заправок природным газом в стране должны возрасти до 693 млн. м³ в год. К этому же сроку ОАО «Газпром» должно выпустить 90 автогазозаправщиков для труднодоступных территорий страны. Россия сегодня на 12-м месте в мире по количеству машин, работающих на природном газе.