В Набережных Челнах началось серийное производство седельных тягачей КАМАЗ‑5490 в газодизельном исполнении. Такой тягач, не теряя мощности, позволяет снизить себестоимость перевозок за счет меньшего расхода топлива и наносит меньше вреда экологии.
Мировая проблема ухудшения экологии заставляет производителей автотранспорта разрабатывать новые двигатели, искать новые источники энергии для их работы. Причем у каждого поколения людей свои проблемы с экологией. Известно, что в конце 19 века городские власти Лондона были озабочены чистотой улиц – так много было конных экипажей и повозок. И хотя самый продвинутый тренд последних лет – разработка электромобилей, все же их массовое внедрение в нашу жизнь – дело не одного десятилетия. Найти полноценную замену дизельному двигателю на коммерческом грузовике очень сложно. И даже скандалы типа «дизельгейт» не в состоянии испортить его репутацию. Обратите внимание – эти «дизельгейты» оказались связаны с легковыми автомобилями, но не с грузовиками. Дело в том, что на коммерческом автомобиле, в отличие от легкового, все же проще разместить полноценную и эффективную систему нейтрализации отработавших газов. И производители грузовиков максимально используют эту возможность.
Конечно же, просто перевернула сознание перевозчиков презентация автопоезда с электрическим седельным тягачом Tesla Semi, прошедшая в Америке в ноябре 2017 года. Но Tesla есть Tesla: с размахом показали отлично организованное шоу и при этом строго дозировали конкретику по важнейшим компонентам – аккумуляторам и электромоторам. Разработки электромобилей ведутся и в России: у «Группы ГАЗ», на КАМАЗе и, конечно же, на «АВТОВАЗе». Так же как и разработки «беспилотников» – все для того, чтобы быть в тренде, не отставать от компаний с мировым именем. Но на российских автомобилях более реалистично внедрение современных систем безопасности, мониторинга и телематики – облегчающих работу водителя, а не систем, заменяющих его. А в качестве топлива – использование сжатого природного газа. И надо понимать, что так же, как и во всем мире, внедрять газ на автотранспорте заставляет не трогательная забота об окружающей среде, а элементарный расчет и выгода. Разработка, приобретение и эксплуатация газобаллонных автомобилей везде субсидируется государством. А кроме того, сжатый природный газ повсеместно, минимум в два раза, дешевле дизтоплива.
На КАМАЗе первая разработка автомобиля с ГБО относится к началу 80-х годов. А уже с 1987 года, пусть малыми, но все же сериями, в Набережных Челнах производились газобаллонные бортовые КАМАЗ‑53218, самосвалы «55118» и седельные тягачи «54118». Цифра «8» в индексе тогда указывала на использование сжатого природного газа в качестве топлива. На грузовиках стоял модернизированный атмосферный мотор КАМАЗ‑7409.10 объемом 10,85 литра, который работал по газодизельному циклу. В середине 80-х годов в СССР в очередной раз пытались перевести часть автотранспорта на газовое топливо и газобаллонные автомобили просто навязывали перевозчикам, хотя у них тогда и не было никакого выбора. Для конвертации дизелей использовали разработанную в начале 80-х годов топливную систему ГД-НАМИ, которую адаптировали и к двигателям КАМАЗ, и к ЯМЗ, а также к тракторным моторам. Примечательно, что газодизель КАМАЗ‑7409.10, работающий на смеси дизтоплива и сжатого природного газа, имел ту же мощность при тех же оборотах, что и «чистый» дизель: 210 л. с. при 2550 об/мин.
Разрабатывались и «камазовские» моторы с турбонаддувом в газодизельной версии – у них обеспечивались лучшие характеристики. Но с развалом СССР, уже в начале 90-х, вся газобаллонная тема как-то медленно сошла на нет вместе с резко сократившимся количеством метановых заправок.
Однако к началу 2000-х годов в Набережных Челнах подготовили новую версию газовых двигателей. Опять-таки, они были ориентированы на применение метана, но работали уже по циклу Отто – чудно было видеть вроде бы обычный «камазовский» мотор, где вместо форсунок вкручены свечи зажигания и к ним идут высоковольтные провода от катушек. Сейчас на основе разработок тех лет серийно выпускают целую линейку газовых двигателей КАМАЗ‑820 мощностью от 240 до 300 л. с., унифицированных с «длинноходными» моторами V8, 120х130 мм увеличенного до 11,76 литра объема. Эти двигатели имеют степень сжатия 12 единиц. Самый мощный мотор КАМАЗ‑820.74-300 развивает 300 л. с. при 1900 об/мин и крутящий момент 1400 Н.м при 1300 об/мин. Газовые моторы устанавливают на трехосные грузовики: на бортовой КАМАЗ‑65117, седельный тягач «65116» и самосвал «65115». На принадлежность к автомобилям с ГБО указывают дополнительные две цифры в индексе: «30», «32» или «34».
А летом 2017 года совершенно неожиданным стало появление на российском рынке флагманского седельного тягача КАМАЗ‑5490 именно в газобаллонном исполнении.
И это оказалась не просто пара выставочных автомобилей, а серия, причем некоторые перевозчики начали массово обновлять свой парк тягачами КАМАЗ именно в таком исполнении. В спецификациях автозавода он называется KAMAZ‑5490-891-S 5 (4х2) с газодизельной системой питания. Как оказалось, новый газобаллонный автомобиль успешно конкурирует на российском рынке с газовыми версиями седельных тягачей Scania и Volvo FH, просто на порядок опережая их в объемах поставок перевозчикам. У «шведов» в России это машины для опытной эксплуатации, для прощупывания рынка и демонстрации возможностей, а КАМАЗы с ГБО уже берут десятками и даже сотнями, зарабатывают с их помощью деньги. Сказывается достаточно демократичная цена на КАМАЗ-5490-S 5 и в целом позитивное отношение к тягачам нового семейства. Можно предположить, что газодизельные КАМАЗ‑5490 хорошо пойдут на экспорт – здесь положительно сказывается то, что применяется мотор уровня Евро‑5. Наверняка будут поставки в страны-республики бывшего СССР, в Латинскую Америку, во Вьетнам, на Ближний Восток.
Казалось бы, логично использовать на КАМАЗ‑5490 с ГБО «восьмерку» с искровым зажиганием, но увеличенной настройкой мощности до 380-400 л.с. Собственно, такие моторы, но в дизельном исполнении, с электронноуправляемой топливной системой Common Rail, производства Bosch должны были дополнять линейку двигателей для нового семейства: КАМАЗ‑740.64-420 мощностью 420 л. с., КАМАЗ‑740.73-400 Евро‑4 или 400-сильный мотор КАМАЗ‑740.735-400 Евро‑5. Помнится, именно мотор КАМАЗ‑740.735-400 стоял на одном из самых первых самосвалов КАМАЗ‑6580 – полноприводном 6х6 КАМАЗ‑65802 во время тест-драйва в 2014 году. Эти же двигатели стояли на предсерийных тягачах КАМАЗ‑5490. Но для первой версии газового тягача все же оставили уже ставшую привычной нашим перевозчикам рядную «шестерку» Mercedes-Benz OM 457 LA объемом 11,97 л. Эти дизели выпускают в Германии с 1997 года, на моторном заводе концерна Daimler AG в Мангейме – тогда это был мотор еще уровня Евро‑2. Из трех возможных настроек мощности и крутящего момента у OM 457 – 354 л. с. при 1900 об/мин и 1850 Н.м при 1100 оборотов; 401 л. с./2000 Н.м и 428 л.с./2100 Н.м – на КАМАЗ‑5490 используют максимальную и среднюю настройку. Но у газобаллонного тягача только одна настройка: 401 л. с./2000 Н.м. И насколько нам известно, газовой версии этих моторов ранее не существовало. А в России для конвертирования OM 457 на метан применили тот самый универсальный процесс «ГД-НАМИ». Тем более что применение современной электроники в топливной аппаратуре, в сравнении с механическими ТНВД и вакуумными газовыми редукторами, позволяет провести переоборудование дизеля изящнее и более эффективно. На OM 457 LA применяется топливная система PLD. Это индивидуальные для каждого цилиндра электронно-управляемые мини-ТНВД с короткой и потому жесткой трубкой, форсунка – тоже с электронной начинкой. Такая же топливная аппаратура применяется и на V-образных «мерседесовских» моторах ОМ501 и ОМ502. Двигатели OM 457 LA поставляются в Россию в исполнении Евро‑5, с фирменной технологией BlueTec, то есть с применением раствора мочевины AdBlue.
Если вспомнить те газодизельные КАМАЗы из эпохи 80-х годов, то там применялась полностью отечественная газовая аппаратура. Удивительно, но в те времена практически один и тот же газовый редуктор низкого давления ставили и на КАМАЗ, и на такси «Волга» ГАЗ‑2417. Всю аппаратуру делали в Рязани, в основе ее – итальянская лицензия. Сейчас на КАМАЗ‑5490-S 5 тоже применяется итальянская аппаратура – фирмы EMER, которая входит в пятерку крупнейших производителей компонентов для ГБО в мире. В частности, ее используют в Германии, США и Канаде, применяют Volvo, Cummins, Caterpillar и другие производители газовых двигателей. EMER входит в состав итало-канадской компании Westport. Этой фирме принадлежат известные бренды по производству газобаллонного оборудования: OMVL и Valtek. Westport сотрудничает с «Группой «ГАЗ» по газовому двигателю для метановой версии «ГАЗели-Бизнес». Кроме того, в России газовое оборудование Westport/ EMER поставляется на Ликинский автобусный завод, на ПАЗ. И что особенно важно в России, газовое оборудование жизнеспособно при морозах до 40 градусов!
Каких-то существенных изменений в самом двигателе OM 457 нет. Газовые форсунки установлены не во впускном коллекторе, максимально близко к впускным клапанам, как это бывает на газовых двигателях других производителей, а на входе во впускной трубопровод. Здесь, видимо, сказывается желание добиться унификации с обычным мотором OM 457 – иначе пришлось бы заказывать специальный коллектор… Причем установлена не одна огромная газовая электромагнитная форсунка, а шесть сравнительно небольших, которые синхронизированы с порядком работы двигателя. Там же, на коллекторе, смонтирована особая дроссельная заслонка с электронным управлением и расходомером. Количество подаваемого газа зависит от количества воздуха, требуемого двигателю в данный момент. Есть лямбда-датчик, поэтому смесь стехиометрическая, наиболее экономичная. Всей дозировкой газа занимается особый электронный блок управления, который увязан в работе с обычным блоком управления. Сигнал сначала идет на газовый ЭБУ, а потом – на «соляровый». Обычно автоматический переход с метана на солярку и обратно, весь процесс замещения топлива, проходит настолько плавно, что водитель этого не замечает. Для перехода на комбинированный, газодизельный режим питания двигателя водителю нужно всего лишь нажать на соответствующую кнопку на панели приборов. Судя по спецификации, на газодизельный КАМАЗ‑5490-S 5 среднее соотношение следующее: 55 % дизтоплива и 45 % метана, то есть вполне сопоставимо с газодизельным Volvo FH, который поставляют в Россию. Если пересчитать, то, с учетом разницы в цене, солярка – 40-41 рублей за литр и метан – 16,5-18 рублей за куб., то с этой «дельты» и получается экономия. По утверждению специалистов «КАМАЗа», перевозчик экономит 2,5 рубля на каждом километре пробега автопоезда. Если годовой пробег составляет около 200 тыс. км, значит, только на одном автомобиле можно сэкономить около полумиллиона рублей.
Но для любого автомобиля, и тем более для дальнобойного тягача, важен запас хода по топливу. На тягаче КАМАЗ‑5490-S 5 с левой стороны смонтирован 400-литровый бак для дизтоплива, а газовые баллоны устанавливают на правой стороне рамы. Их четыре, по 80 литров каждый, итого 320 литров, но это просто геометрический объем, и газ там находится при давлении 200 бар, это почти 200 кг/см2. А при атмосферном давлении эти 320 литров эквивалентны 64 м3 метана. Куб метана можно грубо приравнять к литру солярки.
Есть другая, тоже приблизительная формула пересчета: 1литр дизтоплива эквивалентен 4,75 литра газа при давлении 200 бар. То есть получается еще «67 литров виртуальной солярки». Немного. Однако это при любом раскладе более 1000 км пробега (если не все 1500 км!) на одной заправке. Между тем в Челнах выпускают газобаллонный самосвал КАМАЗ‑6520-33, на нем установлено девять 80-литровых баллонов за кабиной и четыре 100-литровых слева на раме, их общий объем составляет 1120 литров. Но на нем стоит конвертированный дизель V8 с искровым зажиганием, и у него альтернативы метану нет – на бензине он не работает. А газодизельный КАМАЗ‑5490-S 5 фактически битопливный, и он никогда не встанет у обочины «пустым». Между тем при более тщательной компоновке на тягаче можно разместить газовые баллоны большей емкости. Сейчас явно мешает 95-литровый резервуар-куб для раствора мочевины, который расположен на правом лонжероне, перед баллонами. Мотор-то уровня Евро‑5, и применение AdBlue никто не отменял… Если сделать резервуар более хитрой формы, расположить его внутри рамы или за кабиной, сверху рамы, и уменьшить объем литров до 50 (зачем так много мочевины газодизелю?), то вполне реально разместить 100-110 литровые баллоны. Тем более что емкости для газа – отечественные, их делают в Ижевске, в компании «Реал Шторм». На выходе очень высокотехнологичная продукция – алюминиевые баллоны с композитной стеклопластиковой оболочкой, и номенклатура очень широкая. Наверняка можно изготовить и специальные баллоны для КАМАЗ‑5490- S 5. Еще один вариант добавить запаса хода по метану – применять баллоны с увеличенным до 300 бар рабочим давлением. Напомним, полностью стальные газовые баллоны называются «тип 1», а полностью композитные – «тип 4». Баллоны «тип 2» и «тип 3» – компромисс между сталью и пластиком.
Обычно на каждом баллоне установлен расходный электромагнитный клапан, который в аварийном режиме можно открыть или закрыть вручную. Так же работает и магистральный газовый клапан. Контролировать степень заправки газом можно по манометру, смонтированному рядом с магистральным клапаном, то есть рядом с баллонами. Но в кабине есть индикатор с четырьмя светодиодами, по ним и в движении легко контролировать остаток метана.