Газомоторное топливо: хорошо забытое старое
В истории автомобилестроения есть малоизвестный факт: первым двигателем внутреннего сгорания был двигатель на газе. Еще в 1801 году француз Филипп Лебон, изобретатель «светильного» газа, применявшегося в основном для освещения улиц и зданий, предложил использовать свое изобретение в качестве топлива для двигателя внутреннего сгорания.
Спустя приличное время, в 1858 году, бельгиец Жан Жозеф Этьен Ленуар создает первую рабочую модель ДВС на «светильном» газу.
Через несколько лет появляются первые пассажирские экипажи, движимые газом, начинается серийное производство моторов во Франции и Германии.
Применяется газ и в авиации: в 1872 году четырехцилиндровый двигатель Ленуара устанавливается на дирижабль, причем в качестве резервуара выступала оболочка самого воздушного судна. В 1876 году немец Николаус Отто разрабатывает более производительный четырехтактный газовый двигатель, который быстро завоевывает популярность.
.jpg)
«Гиппомобиль» Этьена Ленуара с газовым двигателем
Но первый этап истории газового двигателя был недолгим. Его вытеснил созданный в 1880-е годы двигатель, работавший на бензине. «Добил» газовое двигателестроение мотор Рудольфа Дизеля, изобретенный в 1893 году. На пару десятков лет газ в качестве моторного топлива уходит с авансцены.
О газе вспоминают тогда, когда ощущается острая нехватка топлива из нефти – в годы Первой мировой войны. Со временем в странах Европы газомоторные автомобили набирают популярность, разрабатываются новые стальные баллоны, строятся газозаправочные станции. Лидерами здесь снова выступают Франция и Германия.
В 1920-е годы автомобили на газе приходят и в СССР. Здесь создаются машины, оснащенные газогенераторами, в которых газ производится непосредственно в автомобиле, а топливом служат дерево, торф, уголь. В 1935 году газогенераторные автомобили ЗИС-5 и ГАЗ-АА совершили испытательный пробег Москва – Ленинград – Москва. Впрочем, такой вид двигателей был очень громоздким и мог устанавливаться только на грузовые машины.
.jpg)
Автомобиль, переоборудованный под использование природного газа. Париж, 1945 год
Следующий подъем интереса к газовой теме случился в годы Великой Отечественной войны, когда все нефтепродукты уходили на нужды фронта. В 1946 году состоялся масштабный автопробег газомоторной техники по маршруту Берлин – Киев – Москва в составе 18 автомобилей, из которых, правда, отечественных было всего пять: уже знакомые нам грузовики ЗИС-5 и ГАЗ-АА, работавшие на разных видах газа.
Во время энергетического кризиса 1970-х годов газомоторное оборудование переживает очередной взлет. Согласно аналитике, к 1980 году в мире с помощью природного газа передвигалось уже около 400 тыс. автомобилей. В 1981 году в Советском Союзе принимается госпрограмма по развитию газобаллонного транспорта, начинается его серийное производство на заводах ЗИЛ, ГАЗ и КАМАЗ.
Расцвет газомоторной техники пришелся на 1980-е – моторам на газе находили применение и на земле, и в небе. Позже газомоторное топливо немного сдало свои позиции, но в последние годы уверенно набирает популярность. Это связано, в первую очередь, со стратегией низкоуглеродного развития, а в нынешних условиях позволяет и частично компенсировать сокращение экспорта природного газа ростом внутреннего потребления.
Например, как подсчитали в КАМАЗе, замещение только 10% дизельных магистральных тягачей газомоторными обеспечивает годовое потребление в 3,5 млрд кубических метров природного газа. Сегодня КАМАЗ массово производит автомобили и автобусы, использующие природный газ. Об истории газификации автотранспорта, а также успехах челнинского автогиганта в этой сфере – в нашем материале.
Современный этап эволюции газомоторного автотранспорта связан с тенденцией снижения вредного воздействия на окружающую среду и с экономией ресурсов. Как бы ни очищались бензин и дизельное топливо в процессе применения, все равно при использовании газа, особенно природного, вредный выхлоп получается значительно меньше.
Два основных газа, которые применяются в газомоторной технике, − это пропан-бутан и метан. Первый – продукт нефтепереработки, а значит, при всех плюсах относительно бензина, все же не самый экологичный вариант. А вот природный газ метан практически не создает вредных выбросов. Россия обладает крупнейшими запасами природного газа в мире, его цена сравнительно низка, поэтому метан считается наиболее перспективным видом топлива в стране. Кроме того, ресурс заводского двигателя на газе в 1,3-1,5 раза выше, чем у его бензинового собрата.
.jpg)
Пропан-бутан хранится в жидком виде под давлением 16 атм, а метан – в газообразном виде под высоким давлением – до 200 атм. Соответственно, для машин на метане нужны более прочные и тяжелые баллоны. До недавнего времени позволить себе такие баллоны могли только водители грузовиков и автобусов, но сегодня выпускаются более компактные емкости для метана, которые можно установить на легковые модели и даже мотоциклы. Кроме того, существуют двухтопливные автомобили − бензиново-газовые и газодизельные, которые могут использовать как газ, так и бензин или дизель.
Сегодня в России газ в качестве топлива используют около 250 тыс. автомобилей, и эта цифра будет только расти. Правительство способствует переводу транспорта с бензина на природный метан, субсидируя примерно половину общей стоимости работ по смене топливной схемы. Это касается и легковых, и грузовых автомобилей.
Газовая тема для КАМАЗа – крупнейшего производителя грузовой техники в стране – не нова. Серийный выпуск газодизельных машин, работавших на смеси жидкого топлива и газа, начался здесь в 1986 году. Газобаллонным оборудованием оснащались модели КАМАЗ-53208, КАМАЗ-53218, КАМАЗ-54118 и КАМАЗ-55118. В 1992 году на заводе открылся новый корпус газодизельных машин, рассчитанный на выпуск 25 тыс. единиц в год.
Новый виток истории газовых «КАМАЗов» начался уже в 2000-е годы. В 2015 году запускается новый корпус газовых автомобилей. На газ переходят не только челнинские тягачи и самосвалы, но и автобусы, и спортивные машины КАМАЗа. Заключаются крупные соглашения с «Газпромом», другими компаниями и регионами на поставку газомоторной техники.
Сегодня для КАМАЗа газомоторная техника уже стала привычным серийным продуктом. Предприятие производит модельный ряд, практически полностью эквивалентный дизельному, серийно выпускается газовый 12-литровый двигатель, готовится к выпуску рядный 13-литровый двигатель нового поколения Р6 мощностью 450 л. с. Парк автомобилей и автобусов на природном газе, изготовленных на КАМАЗе, превысил 17 тысяч.
В ближайших планах компании – вывести на рынок в конце 2023 года наиболее востребованные газомоторные магистральные тягачи КАМАЗ-54901 и транспортные автомобили КАМАЗ-65657 и КАМАЗ-65658. Разработка и освоение дизельных и газовых моделей новейшего поколения К5 (тягачи премиум-сегмента) ведется одновременно. Дочернее предприятие НЕФАЗ выпускает несколько моделей газовых автобусов, в 2024 году планируется начать производство сочлененного автобуса особо большого класса на газе.
За прошедшие годы газомоторная программа КАМАЗа подтвердила свою состоятельность. По словам директора по газомоторной технике КАМАЗа Евгения Пронина, помимо решения задач по улучшению экологии и снижению транспортных затрат, использование газового топлива на транспорте позволяет обеспечить существенный рост внутреннего потребления природного газа.
Источник: госкорпорация Ростех