Работа двигателя на сжатой газовой смеси привлекает умеренной себестоимостью километра и чистым выхлопом. В сервисном цехе я ежедневно наблюдаю, как владельцы седанов, фургонов и грузовых микроавтобусов переходят на пропан-бутан, поэтому собрал проверенный алгоритм с акцентом на практику.
Физика топлива
Пропан-бутановая смесь (СУГ, LPG) хранится под давлением 8-12 бар, кипит при −42 °C, образуя пар с октановым числом 105-110. Высокая детонационная стойкость допускает степенную степень сжатия до 11,5 без риска калильного зажигания. Теплотворная способность газа ниже бензиновой приблизительно на 12 %, поэтому удельный расход растёт пропорционально, зато в выхлопе почти отсутствуют сажа и бензапирен. Плотность паров втрое ниже плотности воздуха, значит утечка стелется по асфальту — такой «газовый туман» улавливается щелочным индикатором и убирается принудительной вентиляцией.
Компоновка оборудования
Сердце системы — редуктор-испаритель, переводящий жидкое топливо в пар при 30-40 °C. Для наддувных двигателей беру двухступенчатый редуктор с внешним датчиком давления, выдерживающим 1,5 бар наддува. Магистраль высокого давления формируют штуцерированные медные трубки диаметром 6 мм, медь устойчива к нулевой кривизне, не растрескивается при −50 °C. Коррозионная защита — лужение оловом и термоусадка с клеевым слоем. Фильтр паровой фазы ставлю после редуктора, перед рампой форсунок, внутри — тканый кокосовый элемент, улавливающий масляные фракции, отсюда срок службы до 15 000 км. Баллон выбираю тороидальный, вписывающийся вместо запасного колеса, со скорлупой из перлитовой стали 34CrMo4, рассчитанной на 30 бар. Мультиклапан класса А оснащён скоростным клапаном, отсекающим поток при аудитируемой аварии — внутри стоит шар, запирающий канал при разнице давлений свыше 5 бар.
Алгоритм переоборудования
1. Диагностика бензиновой системы. Я запускаю эндоскоп в камеры сгорания, проверяю равномерность нагара, тестирую компрессию, убеждаясь, что пятая-шестая атмо-миллисекунда форсунок укладывается в диапазон паспортного графика.
2. Подбор оборудования. Составляют тепловой баланс двигателя, умножаю объём цилиндра на удельный тепловой поток, получаю пиковую потребность в паровой фазе. По таблице производителя нахожу редуктор с запасом 15 %. Далее — рампа форсунок с латунным сердечником и шагом подачи 2,2 мс при 1 бар.
3. Монтаж. креплю редуктор на водяной контур двигателя, внутри которого точка отбора охлаждающей жидкости располагается между теплообменником печки и головкой блока, чтобы исключить кавитацию. Газовые форсунки врезают во впускной коллектор под углом 30 ° к потоку, длину шлангов выравниваю миллиметр к миллиметру для одинаковой задержки импульса. Над крылом ставлю проходной разъём с IP68, чтобы проводка не набирала влагу.
4. Электрика. ЭБУ пятого поколения получает сигнал с датчика распредвала, оборотов, дроссельной заслонки и лямбда-сенсора. Провода обжимать наконечниками из оловянно-медного сплава, сверху термоусадка с клеем. Минус беру на блоке цилиндров, иначе возникнет блуждающий потенциал.
5. Калибровка. Прогреваю двигатель до 92 °C, переключаюсь на газ, вывожу лямбду в узкую полку 0,9-1,0 V, обучаю карту коррекции на холостом, 2500 об/мин и 4000 об/мин, удерживая нагрузку шасси-динамометра в 25 %, 50 % и 80 %. Зона отсечки получают обогащение +4 %, чтобы исключить прожог выпускных клапанов.
6. Герметичность. Опускаю автомобиль на яму, обрабатываю соединения мыльным раствором с индикатором фенолфталеин: при утечке образуются пурпурные пузыри. Давление пробное — 24 бар, держу его 30 минут, ни один пузырь не появляется.
7. Документы. Снимки установки, акт поверки баллона, сертификаты ECE R67-01 прикладываю к заявке, направляемой в филиал ГИБДД. После инспекции номер баллона вписывают в СТС.
Эксплуатация и обслуживание
Через 1000 км выполняю первичную подтяжку штуцеров динамометрическим ключом — момент 18 Н·м для резьбы М12 ×1. После 10 000 км фильтр жидкой фазы меняется, внутри новому элементу прописана адсорбция углеводородов 0,12 г/см². Каждые 12 месяцев редуктор разбирается, мембрана из эпихлоргидрин-каучука проверяется на микротрещины под микроскопом с увеличением ×40. Срок службы баллона — 10 лет, затем гидроиспытание 45 бар в водяной ванне.
Расходы и экономика
Расчёт коснётся седана класса С с двигателем 1,6 л, пробегом 25 000 км в год. Установка, включая работу, обходится в 56 000 ₽. Разница в цене топлива — 24 ₽/л (АИ-95 — 51 ₽, СУГ — 27 ₽). При расходе бензина 8 л/100 км и газа 9 л/100 км годовая экономия равна 48 000 ₽. Окупаемость — 14 месяцев. Далее владелец выходит на «газовую» маржу 4 ₽ на каждый километр.
Безопасность
Пропан-бутан обладает «тяжёлым» темпераментом: молярная масса 44 г/моль обеспечивает стелящийся характер облака, что особенно серьёзно в подземном паркинге. Поэтому клапан-сапун баллона выводится за габарит кузова, низ багажника герметизируется полиуретановым герметиком толщиной 4 мм. Наддувная версия двигателя оснащается манометром в салоне с оцифровкой до одного декапаскаля, чтобы водитель контролировал давление сразу после запуска.
Редкие неисправности
Сводит газ в жидкую фазу в коллекторе — «резкий иней». Причина — потерян циркуляционный поток антифриза через редуктор. Решение — установка байпаса с термоклапаном, открывающимся при 60 °C.
Турбулентный свист при быстром сбросе газа — эффект Гартмана, возникающий, когда выходное сопло форсунки меньше расчётного на 0,2 мм. Сверлю канал калиброванным бором, возвращаю номинал.
Обратное пламя — результат позднего зажигания плюс слабый седельный пояс клапана пламегасителя. Ставлю клапан с рабочим углом 45°, пламя тушится на расстоянии 22 мм.
Экологический итог
Содержание угарного газа в выхлопе снижается до 0,12 %, а несгоревших углеводородов — до 80 ppm. Для мегаполиса означенное значение приближает легковой автомобиль к норме EURO 6, причём без дорогостоящей селективной каталитической нейтрализации.
Перевод на пропан-бутан ложится на плечи инженера, электрика и диагноста. При соблюдении описанного регламента двигатель работает мягко, стартует в мороз, а владелец получает солидный экономический и экологический бонус.
