Экотопливо для грузовика
Scania P280LB 6x2*4HNB работающая на сжиженном газе

На сжатом газе развозить продукцию для сети ресторанов «Макдональдс» будет Scania P280 полной массой под 26 т. Довольно экзотический автомобиль приобрела в России транспортная компания ООО «Рулог» – российское подразделение HAVI Logistics, глобального логистического оператора McDonalds. В соответствии с их корпоративными требованиями весь транспорт должен быть максимально экологичным и типовым вне зависимости от региона эксплуатации.

Немного новейшей истории

На самом деле газификация автотранспорта волнами уже приходила в столичный регион. На заре перестройки, когда в моде был свежий термин «хозрасчёт» и вовсю прививались новые методы хозяйствования, получилось так, что одно из предприятий, специализирующееся на перевозке хлеба, массово оснастило свой парк установками, работающими на метане. Вот только забыли о том, что в соответствии с требованиями безопасности, газовые автомобили должны храниться на открытой площадке. А согласно санитарным правилам «хлебовозки» могут стоять только в крытом гараже. Когнитивный диссонанс закончился грандиозным скандалом и сечением буйных голов.

Ещё одна массовая волна газификации накрыла Москву в конце 1999-го, когда в период с мая по ноябрь жидкое топливо (бензин и солярка) подорожали в пять раз! Но то было пришествие сжиженной пропан-бутановой смеси в старенькие карбюраторные двигатели. Инфраструктура автомобильных газовых наполнительных станций на тот момент оказалась совсем не готова к увеличению доли газового автотранспорта: очереди на заправку растягивались на 4–8 часов.

В новом веке один из парков в северной части Москвы довольно успешно массово эксплуатирует как абсолютно новые, так и весьма заслуженные автобусы.

Цикл Отто и конверсия Дизеля

Удивительно, но стратегия автомобилестроительного предприятия из шведского города Сёдертелье не предусматривает конкуренцию в сегменте полной массы менее 16 т, таких машин сегодня у марки Scania просто нет. Между тем наиболее часто используют альтернативное топливо в малом и среднем тоннаже, но сегодняшний автомобиль вместе с прицепом создаст 40-тонный автопоезд, отчего становится ещё интереснее. Итак, силовой агрегат метановой Scania P280LB 6x2*4HNB состоит из конвертированного 9-литрового пятицилиндрового рядного двигателя OC09G101 и гидромеханической автоматической КП Allison. На трансмиссии и ходовой части я остановлюсь позже, благо, они заслуживают внимания, но сначала самое интересное – двигатель.

В своей основе это довольно «старый», проверенный и хорошо себя зарекомендовавший мотор имеет чугунный блок цилиндров, традиционно для «Скании» раздельные головки с четырьмя клапанами на цилиндр. Распредвал расположен в блоке, для уравновешивания нечётного числа цилиндров применены два балансирных вала. Первое, что приходится конструктивно менять при переходе на газовое топливо, – 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.

Следующая задача – принудительное искровое воспламенение, так как двигатель теперь будет работать подобно бензиновому по циклу Отто. Об этом позаботятся три электронных блока управления двигателем, которые общаются между собой посредством CAN-шины. На каждый из блоков возложен свой функцио-нал: один обеспечивает обратную связь с автомобилем, задача второ-го – управление двигателем, третий отвечает за искровой поджиг рабочей смеси. Газ подаётся во впускной коллектор в зоне впускных клапанов при помощи двух форсунок. Свеча зажигания установлена вертикально в головке цилиндра, свечной колпачок интегрирован с индивидуальной катушкой зажигания – точь-в-точь как практически на любом сегодняшнем бензиновом моторе.

Топливная аппаратура и нейтрализация выхлопа

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 производится при помощи электронной дроссельной заслонки, получающей сигнал от электронной педали акселератора.

Такая система управления до боли знакома и успешно применяется на бензиновых движках уже довольно много лет. Внешние ощущения, когда стоишь рядом с работающим двигателем нашей новинки, двоякие. С одной стороны, никуда не делось характерное тарахтение дизеля, но звук стал значительно мягче, более шуршащим что ли. 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 случае автомобиль был укомплектован 280-сильным двигателем с уникальной, почти «электрической» характеристикой крутящего момента. Максимальное значение 1350 Н∙м достигается уже на холостых оборотах и остаётся стабильным до 1400 мин^-1. Добавьте к этому гидромеханическую трансмиссию Allison, подруливающий «ленивец» и задний гидроборт фургона. Согласитесь, трудно что-либо ещё пожелать для развозного грузовика!

Газовое хозяйство

Голубое топливо в уникальном развозном грузовике хранится в восьми баллонах, объёмом по 103 л каждый. Баллоны скомпонованы в два блока и закреплены на раме с левой и с правой стороны. Там же расположены предохранительные, сервисные и 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. Тысяча дм3 при давлении 200 бар и температуре окружающего воздуха +15 °С занимают 5 л объёма и эквивалентны 1,1 л дизельного топлива. При повышении температуры на 1° 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 километров. Стоимость голубого топлива в России сильно разнится по регионам и составляет от 8 до 15 рублей за кубометр. Если пересчитать стоимость километра пробега в рублёвом эквиваленте, то цифры получаются очень заманчивые, если бы и далеко не одно «но»…

Подводные рифы и мели

В результате сложной и продолжительной беседы со специалистами Scania, мы сошлись во мнении, что реальная экономия себестоимости перевозок в итоге не превысит 20% по отношению к традиционному дизелю, но мы не рассматривали такие нематериальные бонусы, как, например, чистота окружающей среды, ведь это возможно только при значительной доле подобных автомобилей в общем потоке. Ещё мы отодвинули в сторону дискуссию о запасах нефти и природного газа, 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 температура работы ГБЦ жёстче, зато бережём цилиндропоршневую группу. 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 километров. Это одни из дополнительных затрат. Ещё владельцу придётся раскошелиться на комплекс административных мер типа аттестации и поверки оборудования.

Следующая проблема – инфраструктура. По состоянию на февраль 2015 года 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 Подмосковья это не страшно. Словом, каким бы ни был очередной новый автомобиль, он так и остаётся прежде всего автомобилем. Как меня учили в МАДИ, автомобиль – это вечный набор компромиссов. Сегодняшний пример – очередное доказательство этого утверждения…

«Изюминка» ходовой и некоторые нюансы оборудования фургона

Поскольку сам грузовик немаленький, но работать ему предстоит с частыми манёврами на узких улицах, во дворах и на ограниченном пространстве - третья «ленивая» ось умеет подруливать. Для удобства водителя Scania P280LB 6x2*4HNB укомплектована автоматической гидромеханической 6-ступенчатой КП GA766R (Allison MD 3200) с двумя программами вождения и встроенным гидравлическим ретардером. Грузовой фургон разделён на несколько отсеков, в каждом из них постоянно поддерживается заданный температурный режим, компрессорная установка имеет автономный привод, но и может быть запитана от внешней электросети. В кабине водителя установлен модуль, который непрерывно контролирует температурный режим кузова и протоколирует все параметры. К выгрузке автомобиля и приёмке товара приступают только после снятия данных, подтверждающих заданные условия хранения и транспортировки груза.