Природный газ является самым экологичным ископаемым топливом. Использование природного газа в автомобилях позволяет снизить содержание в выхлопе углекислого газа на 25%, угарного газа на 75%. Основным компонентом природного газа выступает метан. Природный газ храниться под давлением 200 бар, поэтому другое его название – сжатый (компримированный) природный газ (Compressed Natural Gas, CNG). В настоящее время свыше 15 миллионов автомобилей в мире эксплуатируется на природном газе.
Другим преимуществом природного газа является его низкая цена (метан в 2-3 раза дешевле бензина). К недостаткам использования природного газа можно отнести падение мощности автомобиля (до 20% в зависимости от конструкции), неразвитая сеть заправочных станций в России, повышенный износ клапанов при работе двигателя на газе, высокая стоимость газобаллонного оборудования.
Отдельно необходимо сказать о безопасности автомобилей на природном газе. Исследования немецкого автомобильного клуба (ADAC) показали, что риск возникновения пожара при лобовом и боковом ударе транспортного средства не увеличивается. То есть при аварии автомобиль, работающий на природном газе, ведет себя как обычный автомобиль.
Различают следующие виды автомобилей на природном газе:
- серийные автомобили (выпущенные серийно на заводах автопроизводителей);
- модифицированные автомобили (переоборудованные на специализированных предприятиях).
Серийные автомобили на природном газе
Серийные автомобили на природном газе выпускаются в двух вариантах исполнения: двухтопливные (газ и бензин используются на равных правах, имеется возможность переключения режимов) и монотопливные (основное топливо газ, имеется аварийный бензобак, автоматическое переключение на бензин). Монотопливные автомобили лучше приспособлены для работы на природном газе, у них оптимальный расход топлива и низкий уровень вредных выбросов.
Для перевода на природный газ автопроизводители используют имеющиеся бензиновые двигатели (двигатели с искровым зажиганием). Наилучшим образом для перевода на газ приспособлены двигатели с турбонаддувом . Адаптация работы турбокомпрессора (большее сжатие, дополнительное давление наддува) позволяет добиться одинаковой для газа и бензина характеристики мощности и крутящего момента двигателя.
Особенностями сжатого природного газа являются повышенная детонационная стойкость (октановое число 130) и отсутствие смазывающих свойств, что приводит к повышенным нагрузкам на двигатель. Для противодействия перечисленным факторам в механическую часть двигателя вносятся различные изменения, повышающие прочность отдельных элементов и узлов (поршневых пальцев и колец, шатунных вкладышей, направляющих и седел клапанов). При необходимости повышается теплопроводность бензиновых форсунок, увеличивается производительность водяного и масляного насосов, заменяются свечи зажигания.
Серийные автомобили на природном газе предлагают большинство автопроизводителей, в том числе Audi, BMW, Citroen, Chevrolet, Fiat, Ford, Honda, Hyundai, Mercedes-Benz, Opel, Peugeot, Seat, Skoda, Toyota, Volkswagen, Volvo. Автомобили реализуются в регионах, где использование природного газа наиболее распространено. В нашей стране серийные автомобили на природном газе официально не продаются. Серийный автомобиль на природном газе с пробегом можно ввести в страну.
Модифицированные автомобили на природном газе
Теоретически все автомобили с бензиновым двигателем могут быть переоборудованы для работы на природном газе. Специализированные центры предлагают установку газобаллонного оборудования на природном газе от различных производителей. В результате вы получаете двухтопливный автомобиль, способный работать на газе и бензине. Ввиду высокой стоимости газобаллонное оборудование на природном газе устанавливается, в основном, на коммерческий транспорт (такси, автобус, грузовые автомобили), где оно быстрее окупается и позволяет получить существенную выгоду.
Газ номинального рабочего давления поступает в газовую распределительную магистраль и далее к клапанам подачи газа во впускном коллекторе. Клапан подачи газа (в некоторых источниках – газовая форсунка) представляет собой электромагнитный клапан. При подаче тока на катушку электромагнита, поднимается якорь и открывается дозирующее отверстие. Газ в импульсном режиме поступает во впускной коллектор и смешивается с воздухом. При отсутствии тока, пружина удерживает клапан в закрытом положении.
Электронная система управления подачей газа включает входные датчики, блок управления и исполнительные устройства. Для серийных автомобилей система управления подачей газа является расширением системы управления двигателем . Модифицированные автомобили имеют отдельную систему управления.
К входным датчикам относятся датчик давления в баллоне и датчик давления в газовой распределительной магистрали. Датчик давления в баллоне располагается на регуляторе давления. Он определяет запас газа в баллоне (баллонах) величину заправки газом, а также герметичность баллона (баллонов). Датчик давления в газовой распределительной магистрали определяет давление газа в контуре низкого давления, на основании которого определяется продолжительность открытия клапанов подачи газа.
Сигналы от датчиков поступают в электронный блок управления. В своей работе блок управления использует информацию от других датчиков систему управления двигателем: частоты вращения коленчатого вала , положения дроссельной заслонки , кислородного датчика и др. В соответствии с заложенным алгоритмом блок управления выполняет рад функций:
- управление впрыском газа (в зависимости от числа оборотов двигателя, нагрузки, качества и давления газа);
- лямбда-регулирование работы на газе (обеспечение работы на гомогенной смеси, адаптация качества газа);
- холодный пуск двигателя (при температуре воздуха ниже 10оС запуск двигателя производится на бензине);
- аварийный пуск двигателя (если в течение нескольких секунд не производится запуск на газе, производится запуск на бензине).
Перечисленные функции реализуются с помощью исполнительных устройств: клапанов подачи газа, запорных клапанов на баллонах, клапане высокого давления в регуляторе давления.
Машины производства ГАЗ модели «Газель» – один из самых популярных малотоннажных автомобилей в странах СНГ. В массовое производство данная машина и двигатель на Газель поступили еще в 1994 году и выпускаются по текущий день.
На протяжении всего срока производства и эксплуатации автомобиля, «Газель» претерпела множество различных изменений и модификаций, касающихся как внешнего вида и кузова, так и мотора. Также эта машина является неплохим вариантом для самостоятельного улучшения. Например, можно установить японский двигатель на газель, что повысит срок службы авто и значительно улучшит некоторые характеристики.
Среди значительных изменений во все время производства «Газели», автомобиль был значительно изменен два раза:
- В 2003 году было проведено изменение внешнего вида, которое значительно повлияло на дальнейший стиль кузова. Аппаратная составляющая не подвергалась глубоким модификациям.
- Более масштабную и серьезную модификацию мотор для Газели претерпел уже в 2010, где изменения затронули как принцип работы устройства, так и его характеристики. Кроме этого, к названию машины прибавили приставку «Бизнес». В таком виде данное авто производится и на 2016 год.
В основном данная машина является хорошим и дешевым вариантом для коммерческих поездок и перевозок, активно используется экспедиторами и службами почтовых перевозок.
Двигатель ЗМЗ 402
Самым распространенным мотором, которым могли похвастаться двигатели ГАЗ, был ЗМЗ 402. Выпускался он с начала 1980 и до 2006 года. Сейчас можно встретить исключительно в поддержанном виде.
Данный двигатель ГАЗ является самым распространенным, так как его производили более чем 20 лет, что позволяет с легкостью подыскивать нужные запчасти и проводить ремонт.
От своих предшественников в плане технических характеристик особенно ничем не отличается:
- Цилиндр мотора выполнен из алюминия, система питания карбюраторная.
- Максимальный объем двигателя – 2115 см. куб.
- Данный движок отличается достаточно большим потреблением топлива – до 14 литров на 100 км пробега по городу.
- Одним из главных преимуществ данного мотора является его универсальность, благодаря которой его можно использовать практически на всех машинах марки ГАЗ.
Поломки и проведение ремонта двигателя ЗМЗ 402
Несмотря на высокое качество и массовость в производстве мотора Газель ДВС, поломки в нем все-же имеют место быть. К таковым следует относить следующие неисправности:
- Одной из самых хрупких деталей в двигателе ЗМЗ 402 является сальник коленвала. Сделан он из обычной веревки, предварительно пропитанной в графитовой смазке. Предел прочности такой детали – до 2500 об/мин. Если превысить данный показатель, то сальник коленвала попросту начнет пропускать масло наружу. Для того чтобы избежать таких неприятных ситуаций с ЗМЗ 402, следует провести замену сальниковой набивки на более качественную, сделанную из прочного материала;
- Возможно появление ненормальной вибрации, неестественных звуков и подергиваний во время работы двигателя на холостом ходу. Такие признаки неисправности могут появиться в следствии износа карбюратора, так как его конструкция изначально кривая и является не самым лучшим решением, внедренным в двигатели на Газель. Из-за такой особенности в цилиндры мотора топливо подается неравномерными частями, что приводит к вышеописанной неисправности;
- Возникновение нездоровых звуков в моторе во время его работы. В основном владелец автомобиля с двигателем ГАЗ сталкивается с постукиванием в двигателе, что говорит о неисправной подаче топлива через клапан. Для того чтобы избегать подобных неприятностей, следует своевременно проводить регулировку зазоров клапанов. В основном данный автомобиль нуждается в уходе за движком после каждых 15 000 км пробега. Если стук возникает не из-за кривого клапана, то стоит обратить свое внимание на шатунные вкладыши или распределительный вал.
Благодаря широкому распространению, практически любая поломка ЗМЗ 402 может быть исправлена, достаточно узнать причину неисправности и провести качественный ремонт или замену поврежденной части. Именно поэтому двигатели на газель не часто полностью меняют из-за поломки.
Модификации ЗМЗ
Также существует большое количество модифицированных версий моторов ЗМЗ 402, которые массово производились и выпускались под одноименные автомобили.
К самым распространенным следует отнести следующие модификации:
- ЗМЗ 402.10
Именно эту модификацию чаще всего можно встретить у автомобилистов в нашей стране. Устанавливается она на Волгах и работает с 92 бензином;
- ЗМЗ 4022.10
Не самое лучшее инженерное решение для автомобилей с невысокой стоимостью, так как оно содержит в себе ряд сложных инженерных решений, таких как измененный карбюратор и улучшенный коленвал.
Такие нововведения должны были увеличить характеристики, экономичность, уменьшить токсичность двигателя ГАЗ. Но на деле получилось далеко не все так хорошо, не было ожидаемой экономичности, а вся конструкция требовала значительных доработок;
- ЗМЗ 4025.10
Особенных отличий от модели 402 не имеет, но разработан и используется для машин семейства «Газель».
Двигатель ЗМЗ 406
Это следующая ступень развития двигателей для «Газели», которая пришла на смену ЗМЗ 402.
Несмотря на небольшие отличия в цифрах между ними, данный мотор претерпел кардинальные изменения по сравнению с предшественником.
К главным отличиям следует отнести следующие изменения:
- изменение расположения распредвалов;
- 16-ти клапанный мотор;
- установлены гидрокомпенсаторы, что позволяет избежать постоянной необходимости в их регулировке;
- значительно улучшенный привод ГРМ, рабочий ресурс которой составляет 100.000 км пробега, но в большинстве случаев может выдерживать нагрузки и в два раза больше. Распределительный вал двигателя приводится во вращение шестернями с косыми зубьями. При этом на коленчатый вал насажена стальная шестерня, а на распределительный для обеспечения бесшумной работы - текстолитовая с чугунной ступицей.
Но несмотря на общее улучшение в конструкции и использование более надежных компонентов, данный двигатель ГАЗ имеет и ряд серьезных недостатков, из-за которых приходиться довольно часто контролировать гидронатяжители и состояние цепей.
В то же время сложно переоценить нововведения в производстве двигателей ГАЗ, особенно если сравнивать ЗАЗ 406 с классическим ЗАЗ 402.
Модификация ЗМЗ 406
Модификаций двигателя ЗМЗ 406 всего три:
- ЗМЗ 4061.10
Двигатель машины ГАЗ работает на 76-м бензине, имеет карбюраторный тип. На данный момент встречается редко, так как производился в меньших количествах, чем другие модификации и в наше время морально устарел;
- ЗМЗ 4062.10
Одна их самых распространенных модификаций мотора ЗАЗ. Используется данный двигатель Газели и на Волгах. Имеет инжекторный тип работы;
- ЗМЗ 4063.10
Одна из последних модификаций вышеупомянутого мотора, работающая на 92-м бензине. Данный двигатель ГАЗ работает на карбюраторной схеме.
Поломки ЗМЗ 406
Данный тип мотора может иметь следующие неисправности:
- несмотря на более крепкий материал, используемый для гидронатяжителей – металлические цепи, они также имеют некоторые минусы, с которыми водитель мог не сталкиваться при эксплуатации веревочной передачи. Цепи ГРМ на моторе могут со временем прозаклинивать. Такая неисправность приводит к возникновению нездорового шума, появляются колебания в работе движка, приводящие к разрушению башмака или перескакиванием цепи;
- перегрев двигателя ЗМЗ 406. Одна из часто встречающихся неисправностей, которая появляется при загрязненности радиатора или неисправной работе термостата. Стоит заменить охлаждающую жидкость на новую;
- из-за износа гидрокомпенсатора может возникнуть стук в двигателе. С такой неисправностью чаще всего сталкиваются владельцы ЗМЗ 406 и мотора ГАЗ 3307.
Также данная неисправность появляется при поломке шатунных вкладышей, поршней и поршневых пальцев.
Двигатель УМЗ 4216
УМЗ 4216 одна из самых современных модификаций моторов от данного производителя. Его хорошие спецификации и высокая надежность доказываются многими положительными отзывами среди автомобилистов.
Главным отличием от более старых моделей – это значительно увеличенный объем двигателя, улучшенные выпускные клапана, ставшие больше на 3 мм по сравнению с предыдущей моделью и инжекторный тип работы и подачи бензина.
Также на базе УМЗ 4216 была разработана серия двигателей Эвотек. Если сравнивать данный движок с ЗМЗ 402, то УМЗ 4216 имеет блоки значительно повышенной прочности, вместо мокрых гильз начали устанавливать сухие и тонкие аналоги, цилиндры стали больше в диаметре и теперь равняются 100 мм против 92мм, используемых на ЗМЗ 402.
Также на Ульяновском моторном заводе, где были произведены двигатели с аббревиатурой , собирают дизельный двигатель на Газель.
Основные поломки и неисправности с данным мотором особенно не отличаются от вышеописанных проблем для ряда других двигателей. Это обусловлено тем, что каких-либо глобальных отличий серии моторов от УМЗ нет, и они имеют схожее строение и принцип работы.
Для того чтобы двигатель ГАЗ работал как можно дольше, следует каждые 10 000 км пробега проверять и регулировать зазоры клапанов, что поможет избежать серьезных поломок. Такие же правила справедливы при ремонте и эксплуатации двигателя ГАЗ 3307, распространенного среди хозяйственных и государственных предприятий, имеющих в своем автопарке грузовые машины данного производителя.
При покупке коммерческого транспорта важно обращать внимание не только на грузоподъемность и прочие характеристики, но и на двигатель. «ГАЗель» является наиболее популярным малотоннажным коммерческим авто в России. Эта машина выпускается серийно с 1994 года. За это время на нее устанавливались разные силовые установки. О том, какой двигатель лучше на «ГАЗели», расскажем в нашей сегодняшней статье.
Разновидности силовых установок
Изначально на эти автомобили ставились агрегаты от Все они имеют рядное расположение цилиндров. С 1994 по 2003 год устанавливался на «ГАЗель» 402 двигатель (карбюратор). Какой лучше выбрать - рассмотрим позже. С выходом нового поколения «ГАЗелей» (это 2003 год), линейка двигателей пополнилась еще одним силовым агрегатом. Это мотор ЗМЗ-406.
Годом позже на «ГАЗель» стали устанавливать более модернизированный агрегат, получивший маркировку ЗМЗ-405. Какими особенностями обладают эти силовые агрегаты? Рассмотрим каждый из них по отдельности.
ЗМЗ-402
Это бензиновый четырёхцилиндровый мотор с карбюраторной системой питания. Являет собой доработанную версию двигателя ЗМЗ-24Д, который устанавливался на «Волги» во времена СССР. Мотор имеет мощность в 100 лошадиных сил при объеме цилиндров в 2,44 литра. Двигатель имеет по 2 клапана на цилиндр. Что говорят об этом моторе отзывы? Владельцы отмечают, что этот двигатель тяжело переносит нагрузки. ЗМЗ-402 не предназначен для коммерческого транспорта. Это легковой двигатель, что выдает низкий крутящий момент.
Среди прочих недостатков владельцы отмечают высокий риск перегрева. Ввиду того, что двигатель постоянно подвергается нагрузкам, греется блок и головка. Мотор обладает малым ресурсом (порядка 150 тысяч километров). Также двигатель требует регулярной настройки и чистки карбюратора. Что касается плюсов, ЗМЗ-402 имеет очень простую конструкцию и весьма ремонтопригодный. Стоимость капитального ремонта этого двигателя на порядок ниже, чем у современных аналогов. В плане расхода топлива этот агрегат самый прожорливый. Тема об экономичности 402-го мотора знакома автомобилистам со времен советских «Волг». Загруженная «ГАЗель» потребляет в городе не менее 19 литров на 100 километров. В зимнее время этот показатель может достигать 22-х. Использовать такую технику разумно только при условии установки ГБО.
ЗМЗ-406
Этот мотор при объеме в 2,3 литра развивает мощность в 145 лошадиных сил. Являет собой новую линейку агрегатов с 16-клапанным механизмом ГРМ. Однако привод газораспределительного механизма осуществляется по-прежнему цепью. Мотор имеет карбюраторную систему питания, но обладает высоким крутящим моментом, что так важно для коммерческого транспорта. Основные преимущества - более высокий ресурс и мощность.
Какой двигатель лучше на «ГАЗели»? Чтобы ответить на этот вопрос, следует выделить отрицательные стороны 406-го мотора. Среди недостатков отзывы отмечают сложность устройства ГРМ. В первую очередь это Элемент со временем растягивается и к 100 тысячам требует замены. Также в конструкции используется архаичная конструкция поршневых колец. Из-за этого наблюдается масложор и высокий расход топлива. «ГАЗель» с этим мотором тратит около 15-20 литров в зависимости от режима эксплуатации.
ЗМЗ-405
Это более усовершенствованный агрегат, построенный на базе 406-го мотора. Имеет более современный, инжекторный впрыск. При объеме в 2,5 литра развивает мощность в 152 лошадиных силы. Также в конструкции была изменена поршневая группа. Это сильно ощущается в разгоне.
Гораздо бодрее, нежели 406-й - говорят отзывы. Также этот агрегат отличается более умеренным «аппетитом». На 100 километров пути он потребляет от 16 до 18 литров топлива. Стоит учитывать, что этот параметр может отличаться, поскольку «ГАЗель» имеет разную высоту будки (парусность) и может перевозить грузы разного тоннажа.
Что доработано?
Отвечая на вопрос о том, какой двигатель лучше поставить на "ГАЗель", стоит рассмотреть технические доработки данного агрегата. В этом моторе были внесены небольшие конструктивные изменения. Так, инженеры доработали головку блока, исключив каналы системы холостого хода. Масса ГБЦ уменьшена на 1,3 килограмма. Если на 406-м двигателе использовалась безасбестовая прокладка ГБЦ, то на 405-м стоит двухслойная металлическая деталь. Она обеспечивает лучшее уплотнение каналов системы охлаждения, смазки и газовых стыков. Таким образом, инженерам удалось добиться наилучшей герметизации соединений в ответственных местах. Кстати, этот мотор стал первым в линейке, который официально соответствовал требованиям «Евро-3».
Что в итоге?
Итак, какой двигатель лучше - 402 или 406? «ГАЗель», укомплектованная первым двигателем, очень слабо набирает скорость и тяжело переносит нагрузки. Из-за этого мотор перегревается и расходует масло. Какой двигатель лучше на «ГАЗели»? Что касается 406-го мотора, то он является отличной альтернативой между 402-м и 405-м. Стоимость «ГАЗелей» с этим мотором на порядок ниже, чем с инжекторным агрегатом. При этом 406-й мотор имеет современный 16-клапанный механизм ГРМ и огромный потенциал для тюнинга. При желании его можно форсировать, заменив поршневую группу на Ульяновскую. Основной недостаток этого мотора - карбюратор. Сейчас очень мало специалистов, занимающихся их настройкой. А ведь карбюратор требует постоянного обслуживания и регулировки.
Если рассматривать, какой двигатель лучше - 405 или 406 для «ГАЗели», однозначным лидером будет ЗМЗ-405. Этот двигатель лишен прежних недостатков и требует меньшего обслуживания, поскольку оснащен инжекторным впрыском. У этого мотора меньший расход топлива и большой крутящий момент. 405-й мотор не перегревается при условии своевременной замены тосола и отличается высоким ресурсом. Практика показывает, что данный двигатель "выхаживает" до капремонта 300 тысяч километров. Однако стоимость «ГАЗелей» с этим мотором гораздо выше. Это, пожалуй, единственный недостаток данного двигателя. В остальном же ЗМЗ-405 является лидером в линейке бензиновых агрегатов. Если стоит вопрос о том, какой двигатель лучше поставить на «ГАЗель», то однозначно 405-й. Это самый надежный и выносливый силовой агрегат, который когда-либо устанавливался на данные автомобили.
Итак, мы выяснили, какой двигатель лучше на «ГАЗели».
Газовый двигатель – особый вид двигателя внутреннего сгорания, работающий на газообразном топливе, работающий по циклу Отто. Чаще всего газовые двигатели работаю на пропане, но есть и другие, работающие на попутных (нефтяных), сжиженном, доменных, генераторных и других видах газообразного топлива.
Цикл Отто – процесс описывающий термодинамическую работу ДВС, с воспламенение сжатой смеси с помощью стороннего источника энергии (свечи зажигания)
Принципиальное отличие газовых двигателей от бензиновых и дизельных в более высокой степени сжатия. Применение газа позволяет избежать излишнего износа деталей, так как процессы сгорания топливовоздушной смеси происходят более правильно, благодаря исходному (газообразному) состоянию топлива. Также газовые двигатели более экономичны, так как газ стоит дешевле нефти и легче добывается.
К несомненным преимуществам двигателей на газе стоит отнести безопасность и бездымность выхлопа, что делает их незаменимыми при использовании на погрузчиках в больших складах, а также под землей и на общественном транспорте
Сами по себе газовые двигатели редко выпускаются серийно, чаще всего они появляются после переделки традиционных ДВС, путем оборудования их специальным газовым оборудованием.
По большей части любой бензиновый ДВС может стать универсальным если поставить на него газовое оборудование. Любую машину Российского производства как правило легко переоборудовать на газ, при условии грамотного подхода.
Пи переоборудовании машины на газ в багажник
Но у таких газовых двигателей есть один существенный недостаток. Пи понижении температуры окружающего воздуха, давление в баллоне падает и автомобиль невозможно завести, поэтому чаще всего применяются гибридные установки – газ/бензин. Заводится машина с бензина, а затем переключается на газ.
Оборудование автомобиля газобаллонным оборудованием не займет много времени и производится во многих мастерских по всему миру.
1 – баллон 2 – мультиклапан 3 – газовая магистраль высокого давления 4 – выносное заправочное устройство 5 – газовый клапан 6 – редуктор-испаритель 7 – дозатор 8 – смеситель воздуха и газа 9 – бензиновый клапан 10 – переключатель видов топлива
Газель обрудованная ГБО
Однако не только бензиновый но дизельный двигатель можно перевести на газ, для этого дизель снабжается системой зажигания, поскольку при сильном сжатии газ не детонирует как дизельное топливо. Еще одним способом воспламенить топливо является впрыскивание вместе с газом в цилиндры еще ди дизельного топлива, в количестве примерно 40-50%.
Газовый двигатель , переоборудованный из дизельного наиболее полно раскрывает все плюсы использования газа, так как степень сжатия в дизелях намного выше, что позволяет добиться КПД в районе 30-45%.
В сумме переоборудование двигателей на газ достаточно дорогое удовольствие – от 500 до 1000 долларов за импортное оборудование, но при условии достаточно интенсивной езды, затраты на ГБО окупаются достаточно быстро, поскольку газ стоит примерно в два раза дешевле бензина или дизельного топлива.
