Седельный тягач Scania CNG G340 LA 4x2 MNA на газомоторном топливе

У нас в стране к метановой альтернативе дизтопливу относятся по-разному. В ином регионе чуть ли не весь коммерческий пассажирский парк вовсю использует голубое топливо, вслед за автобусами тянутся и грузовики (яркий пример – Татарстан), а в соседнем районе просто негде заправиться. Но как бы там ни было, перспективы у природного газа на автомобильном транспорте есть. Тем интереснее было познакомиться с реальным, а не выставочным автомобилем. Не в Европе, а в Питере.

Не прокат и не лизинг

В ООО «Скания-Русь» на сегодняшний день существует направление «Scania Аренда», которое активно развивается с конца 2014 года, и уже более сотни единиц техники находится в эксплуатации. Эта программа разработана для клиентов, которым грузовая машина или автобус необходимы на краткосрочной основе для реализации их транспортной задачи. При такой схеме арендодатель, оставаясь собственником техники, обеспечивает решение всех административных и технических задач, арендатору остаётся лишь позаботиться о водителе, заправке топливом и… «Платоне».

Компания «Деловые линии» заинтересовалась этим проектом и взяла пробную партию тягачей в аренду сроком на 12 месяцев. По мнению перевозчика, грузопоток которого составляет до 4000 т ежедневно, здесь имеется перспектива сокращения расходов за счёт использования альтернативных и в то же время экологичных видов топлива.

Тягачи Scania, работающие на метане, согласно плану проекта позволят снизить затраты на топливо на 25–30% в денежном эквиваленте. Крупнейшие запасы природного газа в России значительно уменьшают себестоимость топлива: на сегодняшний день средняя розничная цена 1 м³ природного газа составляет 12 рублей. Поэтому при хороших перспективах развития системы АГНКС у газа есть шансы составить достойную конкуренцию традиционным видам топлива. Это была экономическая составляющая оригинальной бизнес-модели. Теперь перейдём к технической.

Альтернативная конвертация

Консервативная стратегия автомобилестроительного предприятия из шведского города Сёдертелье не предусматривает конкуренцию в сегменте полной массы менее 16 т. Между тем наиболее часто сегодня используют альтернативное топливо в малом и среднем тоннаже, но наш сегодняшний тягач вместе с полуприцепом создаст 40-тонный автопоезд, отчего становится ещё интереснее.

Что такое CNG G340 LA 4х2 MNA!

Из приведённого обозначения G340 LA 4x2 MNA следует, что это 340-сильный автомобиль 4х2, работающий на компримированном природном газе. Его назначение – магистральные перевозки (L). Тип кабины – средней высоты «G». Потом идёт обозначение расчётных условий работы техники: М – нормальные, Н – тяжёлые, Е – особо тяжёлые. Далее – маркировка высоты шасси. Сверху вниз последовательно: H, N, L, E. Завершает маркировку индекс конструкции подвесок: А – передняя рессорная, задняя на пневматике; В – все оси на пневматике; Z – все оси рессорные.

Итак, седельные тягачи Scania G 340 LA 4x2 MNA оснащены рядными 5-цилиндровыми двигателями, работающими на газомоторном топливе (метане) по соответствующим нормам Euro 6. Они способны развивать мощность в 340 л.с. при 1900 об/мин, будучи построенными на той же платформе, что и 9-литровые дизельные двигатели Scania. В своей основе это довольно «старый», проверенный и хорошо себя зарекомендовавший мотор имеет чугунный блок цилиндров, традиционно для этого производителя и раздельные головки цилиндров с четырьмя клапанами на цилиндр.

Распредвал расположен в блоке, для уравновешивания нечётного числа цилиндров применены два балансирных вала. В двигателях применяется электронное управление зажиганием и подачей газа с помощью трёх взаимодействующих блоков управления. Первый блок достался в наследство от дизеля и отвечает за электронику, которая сохранилась в неизменном виде и после конвертации мотора под газовое топливо. Второй блок обеспечивает работу искровой системы зажигания, традиционно состоящей из модуля зажигания, свечей и индивидуальных катушек зажигания на каждый цилиндр.

Свеча зажигания установлена вертикально в головке цилиндра, свечной колпачок интегрирован с индивидуальной катушкой зажигания – точь-в-точь как практически на любом сегодняшнем бензиновом моторе. Для борьбы с детонацией конструктивно снижена степень сжатия (для решения этой задачи здесь применили оригинальную шатунно-поршневую группу и специальные поршневые кольца, в итоге у конвертированного мотора этот параметр – 12,6:1) и переработан алгоритм работы системы рециркуляции отработавших газов. Газ подаётся во впускной коллектор в зоне впускных клапанов при помощи двух форсунок, говорят, что согласно «партнумеру» они взаимозаменяемы с форсунками непосредственного впрыска автомобилей Audi с двигателями большого рабочего объёма.

Для нейтрализации вредных выбросов по аналогии с бензиновыми моторами здесь служит трёхкомпонентный катализатор. Контроль за наличием несвязанного кислорода осуществляется при помощи двух датчиков кислорода (лямбда-зондов) на входе и выходе. Для подготовки топливовоздушной смеси во впускной магистрали появился датчик массового расхода воздуха. Регулировка частоты вращения коленчатого вала при принудительном воспламенении невозможна подачей топлива, и теперь производится при помощи электронной дроссельной заслонки с шаговым электродвигателем, получающей сигнал от электронной педали акселератора. Такая система управления до боли знакома и успешно применяется на бензиновых движках уже много лет.

Газовое хозяйство

В восьми баллонах объёмом по 103 л каждый хранится 824 л голубого топлива. Баллоны скомпонованы в единый блок и закреплены на раме с левой и правой стороны. Там же расположены предохранительные, сервисные, аварийные клапаны и центральный кран, перекрывающий подачу газа к силовому агрегату. Для водителя это нагромождение узлов не доставляет никаких неудобств. Контроль давления (читай наличия топлива) производится по обычному прибору на передней панели, а если стоянка автомобиля будет довольно длительная, то водителю рекомендуется лишь перекрыть один единственный кран. Заправочных фитингов предусмотрено одновременно два варианта: европейский NGV1 и в соответствии с ГОСТом ещё времён СССР.

Теперь о расходе и обслуживании. На заправке измеряют количество природного газа (CNG) в Nm³, в физике эта величина именуется «нормальный кубический метр», при этом ёмкость баллонов измеряют в литрах. При давлении 200 бар и температуре окружающего воздуха +15 °С 1000 дм³ занимают 5 л объёма и эквивалентны 1,1 л дизельного топлива. При повышении температуры на 1 градус давление возрастает на 1,5 бар. Аварийный клапан стравливает газ в атмосферу при повышении давления до 260 бар.

КПД газового двигателя немного ниже, чем у дизельного. По расчётам и данным испытаний Scania 824-литрового бортового запаса в баллонах, в зависимости от разных факторов, хватит примерно на 380–550 км. Вот только для достижения максимальной эффективности вырабатывать летучее топливо рекомендуется начинать непосредственно после заправки, а не мариновать автопоезд длительной стоянкой.

Всё очень гладко, если бы не…

Я очень долго «пытал» технический пул специалистов Scania, и они в итоге признались, что реальное снижение себестоимости перевозок по отношению к традиционному дизелю более чем на 20% маловероятно. Но не всё в этой жизни можно купить, как, например чистоту окружающей среды, в которой будут расти наши дети, но это вроде как лирика. Ещё мы отодвинули в сторону дискуссию о запасах нефти и природного газа и стоимости их добычи и транспортировки, а здесь явное преимущество на стороне газа.

Но сегодня на практике нас волнуют следующие аспекты эксплуатации. При работе двигателя на жидком топливе сёдла клапанов охлаждаются его (топлива) парами, но присутствие жидкого топлива смывает масляную плёнку со стенок цилиндров. На газе всё наоборот: условия и температуры работы ГБЦ жёстче, зато бережём цилиндропоршневую группу, кстати мягкость работы двигателя с искровым зажиганием обусловлена значительно меньшими ударными нагрузками на поршни и шатуны, чем при воспламенении от сжатия. Да и вероятность возникновения детонации на газовом топливе ниже.

Для компенсации вредных явлений и улучшения рабочих характеристик этому двигателю показано использование специального масла с пониженной зольностью и рядом специальных присадок. Интервал замены масла и срок службы свечей зажигания – 45 000 км, но на практике свечи меняют каждые 30 000 км. Я рассмотрел иридиевую свечу, снятую с газового движка после такого пробега: полная противоположность в сравнении с «сестрицей», трудившейся в бензиновом моторе.

Отсутствие металлосодержащих примесей в газовом топливе сохранили боковой электрод и изолятор в девственном состоянии: ни красноватого налёта, ни признаков пробоя, ни закопчённой ввёртной части, зато налицо выгорание и износ центрального электрода. Когда изучаешь изношенные «бензиновые» свечи, там в первую очередь страдает от пробоя изолятор и краснеет от ферроцена боковой электрод, изменяя сопротивление и провоцируя пробой.

Административные барьеры и инфраструктура

Седельные тягачи Scania CNG G340 LA 4x2 MNA, ставшие предметом моего пристального внимания, изготовлены сразу как газовые на заводе в Швеции и сертифицированы в РФ, владельцам не придётся обивать бюрократические пороги, чтобы оформить внесение изменений в конструкцию автомобиля. Это, безусловно, плюс. Но всё равно придётся раскошелиться на комплекс административных мер типа аттестации и поверки оборудования.

Следующая проблема – инфраструктура. Например, в Москве и области действует 8 АГНКС, большинство приходится на восток и юго-восток, а это означает наличие проблемы перепробега порожнего транспорта. Ещё что ограничивает применение сжатого газа в двигателях внутреннего сгорания – высота над уровнем моря. Эффективность существенно падает на отметке 1500 м, но для обширной Восточно-Европейской (читай Русской) равнины это не страшно…

Мягкая работа

Внешние ощущения, когда стоишь рядом с работающим двигателем нашей новинки, двоякие. С одной стороны практически исчезло характерное тарахтение дизеля, звук стал значительно мягче, более шуршащим что ли. Возможно, именно так на практике, а не теоретически-лабораторно, проявляет снижение ударных нагрузок на ЦПГ при принудительном воспламенении.

Если немного отступить от описания этого конкретного тягача, арендованного «Деловыми линиями», то стоит упомянуть ещё несколько фактов. Семейство газовых двигателей Scania OC09G имеет несколько настроек мощности (4 варианта от 280 до 340 л.с.) и сертифицировано под разные экологические стандарты: Euro 5, EEV, Euro 6. В нашем журнале мы уже описывали похожий газомоторный грузовик Scania P280LB 6x2*4 HNB, партию которых приобрела в России транспортная компания ООО «Рулог» – российское подразделение HAVI Logistics глобального логистического оператора McDonalds. По состоянию на июнь 2017 года максимальный пробег одного из автомобилей этого единовременного приплода составил 440 000 км – внушительная цифра…