Экопроекты автогиганта: газовый двигатель для автомобилей и автобусов

журнал "Промышленная и экологическая безопасность", март 2013

Проблемы охраны окружающей среды и сокращения мировых запасов нефти привели во всем мире к повышению интереса к альтернативным видам моторного топлива. По мере того, как растет общественный интерес к улучшению качества воздуха, ужесточаются законодательные требования в отношении выбросов вредных веществ с отработавшими газами двигателей, шумности транспорта больших городов. Среди имеющихся альтернативных топлив природный газ является наиболее перспективным, так как мировые запасы его довольно значительны и он обладает потенциальной способностью обеспечивать наименьшие выбросы токсичных веществ и высокие технико-экономические показатели двигателя.

ОАО КАМАЗ является активным участником борьбы за улучшение экологии окружающей среды, реализуя эти цели в своей выпускаемой продукции. Одним из важнейших направлений в этой области является разработка и производство автомобилей с двигателями на альтернативном топливе – природном газе.

Опытно-конструкторские работы по созданию двигателей, автомобилей, автобусов, энергетических установок, работающих на сжатом природном газе, проводятся на автогиганте с 1999 года. В настоящее время завод серийно выпускает автотранспортные средства с газовыми двигателями, соответствующими экологическому классу 4.

Следует отметить общие преимущества и особенности газового двигателя КАМАЗ:

1. Улучшение экологии за счет отсутствия выбросов сажи в продуктах сгорания и снижение шумности при работе из-за более мягкого сгорания при пониженной степени сжатия;

2. Отсутствие смыва масла со стенок гильзы цилиндра, нагарообразования, закоксовывания колец и, как следствие, уменьшенный износ цилиндро-поршневой группы;

3. Газовая аппаратура на двигателе проще, дешевле, чем прецизионная  дизельная. Следовательно, на лицо уменьшение расходов на обслуживание.

4. Высокая степень унификации  конструкции газовых двигателей их с дизельными модификациями.

5.  За счёт  снижения затрат на топливо существенно сокращается окупаемость автомобиля и уменьшаются затраты на перевозки.

Газовый двигатель КАМАЗ разработан на базе дизельного двигателя размерностью 120х130 с турбонаддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Отличительной особенностью газового двигателя КАМАЗ является распределенная фазированная подача газа во впускной тракт каждого цилиндра, что позволяет, при необходимости, корректировать состав топливовоздушной смеси индивидуально для каждого цилиндра с целью получения минимальных выбросов вредных веществ.

Газовый двигатель КАМАЗ-820.74-300, участвовавший в выставке 100 товаров России, разработан и изготавливается для установки на автомобильные тягачи, используемые в составе автопоездов, одиночные автомобили и автобусы, поставляемые на внутренний рынок, на экспорт и по заказам силовых структур РФ с умеренным или тропическим климатом.

Двигатель 820.74-300 по уровню выбросов вредных веществ с отработавшими газами соответствует требованиям Правил 49-04 ЕЭК ООН (уровень Евро-4). На двигатель установлена электронная система управления двигателем, обеспечивающая защиту двигателя при возникновении нештатных ситуаций в его работе, безопасность двигателя, выдачу предупреждающих сигналов на дисплей при возникновении неисправностей элементов системы управления. ЭСУД обеспечивает управление двигателем в зависимости от положения органа управления выработкой оптимизированных по расходу газа и токсичности отработавших газов законов подачи газа, а также позволяет выполнение многих функций автомобильных систем.

Масса не заправленного смазкой двигателя комплектации 820.74-1000400 составляет 885 кг.

Основные технические характеристики  двигателя КАМАЗ-820.74 приведены в таблице:

Модель	820.74-300
Число и расположение цилиндров	V8
Диаметр цилиндра х ход поршня, мм	120 х 130
Рабочий объем, л	11,76
Степень сжатия	12,0
Система наддува	ТКР + ОНВ
Вид топлива	Компримированный природный газ по ГОСТ 27577
Номинальная мощность, л.с. при частоте вращения коленчатого вала, мин-1	300 1900
Максимальный крутящий момент, кгс×м при частоте вращения коленчатого вала, мин-1	125 1200…1400
Минимальный уд. расход топлива, г/л.с.×ч	154
Расход масла на угар, % от расхода топлива	0,14
Экологический уровень	экологический класс 4

Предельная температура надежного запуска холодного двигателя  -45 градусов Цельсия.

Ресурс до первого капитального ремонта установленных на изделия двигателей должен быть не менее 800000 км пробега изделия.

Гарантийные обязательства на двигатели, поставляемые потребителям, устанавливаются в контрактах на поставку.

Размещенные в автобусе баллоны общей ёмкостью 990 литров позволяют вместить 200 м³ природного газа, которого достаточно для пробега 430 километров на одной заправке.

В настоящее время автобусы НЕФАЗ с газовыми двигателями эксплуатируются в городах Набережные Челны, Екатеринбург, Краснодар. Результаты использования природного газа на автомобильном транспорте демонстрирует не только экономию традиционного топлива, но и снижение загрязнения внешней среды, что особенно актуально для крупных городов. Вложение денег в покупку автобуса с газовым двигателем более выгодно и с точки зрения себестоимости перевозки пассажиров.