В конце XX века все большее количество автомобилей комплектовалось дизельными двигателями, которые являются более экономичными, чем бензиновые. Но не так давно выяснилось, что несмотря на существование систем нейтрализации отработавших газов в дизельных двигателях вредные выбросы в разы превышают допустимые нормы и заявленные показатели. В связи с этим в ряде стран вводятся запреты на использование автомобилей с дизелями в крупных городах.
Существенно улучшить экологические показатели дизельных двигателей можно благодаря замене жидкого моторного топлива на альтернативное газовое прежде всего на природный газ (метан).
На кафедре теоретической и промышленной теплотехники под руководством проф. Г.Б.Варламова совместно с производственно-коммерческой фирмой "АвтоГазГлобал" (генеральный директор М.И.Яковенко) разрабатываются и внедряются газодизельные системы питания, предназначенные для переоборудования дизелей грузовых автомобилей и тракторов в газодизели в условиях автотранспортных предприятий.
Газодизель - это двухтопливный двигатель, к цилиндрам которого подается газовоздушная смесь, что зажигается небольшой, так называемой "зажигательной дозой" дизельного топлива, которое впрыскивается через штатные форсунки дизеля. Преимуществами газодизеля является их универсальность, то есть возможность работы как по газодизельному, так и по дизельному циклу; снижение на 60 ... 70% эксплуатационных расходов за счет замещения дизельного топлива более дешевым газом; высокий эффективный коэффициент полезного действия; снижение в 2-3 раза дымности отработанных газов; относительная простота переоборудования дизелей в газодизели, находящихся в эксплуатации.
Одна из последних разработок - универсальная система питания с микропроцессорным управлением для конвертации автомобильных и стационарных дизелей, серийно изготавливаемых, в газодизели.
Переход к газодизельному рабочему процессу с системой, что предлагается, не требует конструктивных или технологических изменений базовой модели дизеля. Двигатель становится универсальным - сохраняет возможность полноценной работы по газодизельному и дизельному циклам. Такое преобразование может осуществляться как на моторных заводах по изготовлению дизелей, так и в условиях эксплуатации. Для этого устанавливают дополнительное оборудование, к которому и относится разработанная универсальная микропроцессорная система питания газодизельного двигателя.
Использование такой системы питания и регулирования двигателя внутреннего сгорания (ДВС) существенно улучшает энергетические и экологические показатели ДВС и приводит их в соответствие с современными международными требованиями. Универсальность базовой схемы системы заключается в возможности ее легкой адаптации (путем уточнения программы микроконтроллера) для эффективной работы в составе конкретного дизельного двигателя. Применение электронного микропроцессорного блока позволяет реализовать гибкое распределительное и фазное (что совпадает с периодом впуска) впрыска газа по цилиндрам двигателя; обеспечивает автоматическое регулирование частоты вращения при работе по газодизельному циклу и необходимую коррекцию воспалительной дозы дизельного топлива в зависимости от частоты вращения, нагрузки и теплового состояния двигателя. Такая гибридная система питания позволяет экономить до 75 ... 80% дизельного топлива за счет соответствующего замещения его газом. Годовой экономический эффект от ее внедрения, например, только на одном самосвале БелАЗ-75405 (30 т) составляет 250 ... 350 тыс. грн, а срок окупаемости не превышает 6 месяцев.
При поддержке спонсора - ООО "Логистическая компания Оболонь" и непосредственно начальника автохозяйства О.В.Петрова, что любезно предоставили и подготовили грузовой автомобиль ГАЗ-3309 для испытаний разработанной системы (на фото), проведено исследование автомобиля на стенде тяговых свойств автомобилей (мод. 4819 ВМ) с опытным образцом газодизельной системы питания в профильном институте Министерства инфраструктуры Украины - ГП "ГосавтотрансНИИпроект". Полученные результаты полностью подтвердили предварительные расчеты экологических и энергетических показателей дизеля при переходе на газодизельный режим работы.
Получено заключение технической экспертизы и разрешение на применение разработанной газодизельной системы питания на транспортных средствах в Украине.
П.О.Барабаш, к.т.н., доц., В.Г.Петренко, к.т.н., с.н.с., А.С.Соломаха, к.т.н., ассист.