Текст: Николай Марков
Фото: Николай Марков, Мария Маркова
Отношение к автомобилям с газобаллонным оборудованием в нашей стране неоднозначное, и многие люди «газоходы» недолюбливают. Мол, техника на сжиженном пропане (СНГ, он же LPG) чуть что, горит, словно спичка. А сжатый метан (КПГ, он же CNG) – это бомба замедленного действия: если баллон «бахнет» – разнесет всё на десяток метров вокруг. Ну, тогда для любителей подобных страшилок у меня есть шикарная новость: в России сертифицирован первый отечественный автомобиль на новом для нас виде газового топлива – сжиженном метане (СПГ, он же LNG). Им стал городской низкопольный автобус ЛиАЗ-529267-72-30. Уже можно начинать сочинять байки про жуткие обморожения, которые могут произойти с его пассажирами при разгерметизации баллона, ведь температура хранения СПГ – минус 162 градуса. А пока кто-то будет бурно фантазировать на эту тему, мы отправимся на Ликинский автобусный завод, чтобы лично познакомиться с новой машиной поближе.
Помните, как выглядят привычные газобаллонные ЛиАЗы – те, что работают на сжатом газе? В передней части крыши у них возвышается здоровенный горб, под которым скрывается батарея цилиндрических баллонов. А вот о новом LNG-ЛиАЗе с первого взгляда и не скажешь, что он газовый. На самом деле, нужно просто знать, куда смотреть. Например, у него нет последнего окошка на правой стороне, сразу после задней двери: вместо него сделан открывающийся люк. А из крыши в этом же месте торчит металлическая трубка – к ней мы еще вернемся позже.
Есть характерные отличия и в салоне. У любого «низкопольника» серии ЛиАЗ-5292 слева от задней двери есть закуток, где обособленно стоят два сиденья. Но у LNG-автобуса сразу после двери – глухая стенка:
Как несложно догадаться, пространство в заднем правом углу кузова понадобилось именно для размещения криогенного газового баллона, произведенного китайской фирмой Zhangjiagang CIMC Sanctum Cryogenic Equipment Co. Что, уже на первом же слове язык сломать можно? Тогда достаточно просто сказать CIMC: все, кто в теме, сразу поймут. Выбору партнера тут удивляться не стоит: как и в электронике, китайцы в сфере ГБО для сжиженного метана уже играют первые роли, производя автомобильных LNG-баллонов больше всех в мире. Будучи смонтированным на автобус, криогенный баллон выглядит вот так:
Построен он по технологиям космической промышленности и представляет собой термос: два сосуда, разделенных экранно-вакуумной изоляцией. Баллон способен вместить 375 литров или 121 кг сжиженного метана, который хранится там при сверхнизкой температуре (–162 С). Это количество газа позволяет автобусу пройти более 300 км в условиях городского движения. А знаете, сколько стоит полная заправка такого баллона? Не дороже, чем заправить «ГАЗель NEXT»: всего 3267 рублей! Вот после таких цифр сразу начинаешь понимать, за что многие другие люди (не те, которых мы упоминали в начале статьи!) газобаллонные автомобили любят. Да потому что по стоимости километра пробега им сегодня равных нет!
А вот это – арматурный щиток, на котором расположены сразу два заправочных штуцера: наливной и паровой. Почему два? СПГ внутри криогенного бака находится сразу в двух агрегатных состояниях: жидкость подпирается сверху паровой подушкой под давлением 1,0-1,2 МПа. Насос в заправочной колонке подает сжиженный газ через наливной штуцер под давлением около 1 МПа. И чтобы он вообще смог попасть в баллон, колонка параллельно производит через паровой штуцер отбор газа из паровой подушки. Тем самым давление внутри сосуда снижается примерно до 0,8 МПа, делая возможным заливку свежей порции «жидкаря». В дальнейшем в процессе нормальной эксплуатации для поддержания стабильных показателей температуры и давления внутри баллона в двигатель подается газ то из жидкой фракции, то из паровой подушки. Выбор режимов подачи осуществляется автоматически с помощью экономайзера. А что, если с «нормальной эксплуатацией» не заладилось? Если по какой-то причине автобус встанет на прикол, то СПГ начнет нагреваться: температура будет расти на 3-5 градусов, давление – на 0,1 МПа в сутки. И вот тогда по прошествии нескольких дней в дело вступит та самая трубка на крыше, о которой мы говорили раньше:
Чтобы избыточное давление не разорвало баллон, в системе предусмотрены три аварийных клапана, первый из которых сработает при 1,9 МПа. Открывшись, по той самой трубке он выпустит небольшое количество пара в атмосферу. Мгновенно нагревшись, пар растворится в окружающем воздухе. Показатели же температуры и давления внутри баллона еще на несколько дней придут в норму. Кстати, во время заводских испытаний этот ЛиАЗ оставили с заправленным наполовину баллоном на полтора месяца. Периодически открывался клапан, происходил сброс пара. Однако спустя 44 дня машина спокойно смогла продолжить работу, поскольку количество жидкой фракции в баллоне уменьшилось несущественно. Правда, перед первым пуском мотора после столь длительной стоянки обязательно нужно произвести дегазацию паровой подушки, то есть вручную выпустить еще часть пара.
Дело в том, что при длительной стоянке в паровой подушке скапливается большая концентрация легкого этана, который при попадании в цилиндры вызовет детонацию. После этого за счет остатков жидкой фракции можно будет спокойно доехать до заправки и заполнить баллон. Альтернатива процедуре дегазации – дозаправка перед запуском свежей порцией СПГ из передвижной АГЗС.
Теперь переместимся в моторный отсек. В его левой части смонтирован тот же самый двигатель, что и у собратьев, работающих на КПГ: серийный 285-сильный ЯМЗ-53624 с искровым зажиганием. Отличия – только в датчиках и настройках блока управления да немного переделанной впускной магистрали (вместо гофры применена гладкая металлическая труба, перенесен на новое место воздушный фильтр, усовершенствован воздухозаборник на крыше). Левее двигателя, вдоль боковой стенки кузова, точно так же установлены радиатор с вентилятором. А с правой стороны моторного отсека «окружающий пейзаж» совсем другой. В глаза сразу бросаются два блестящих цилиндра: это испаритель и ресивер.
В испарителе происходит регазификация – процесс превращения метана в свое нормальное газообразное агрегатное состояние. Для подогрева газа к испарителю подведен антифриз из самой горячей точки двигателя. Паровая фракция проходит внутри испарителя по двум прямым трубкам, а жидкая фракция подается из баллона в более длинную спиральную трубку, подвергаясь более длительному нагреву. Далее газ накапливается в ресивере, проходит регулятор давления и подается к форсункам. В конечном итоге, к цилиндрам двигателя метан приходит под давлением 0,5 МПа, имея температуру около +30 ОС.
Что еще интересного есть в новом автобусе? Новая система питания заставила ввести некоторые изменения в конструкцию виртуальной «комбинации приборов». На индикаторе уровня топлива появилась пиктограмма «LNG», а на схеме автобуса теперь отражается всего один баллон вместо прежней «батареи». А еще газовый ЛиАЗ получил обновленный салон, только что поставленный на конвейер – с новыми скатами крыши, новыми наддверными коробами с открывающимися люками, более мягкими и удобными сиденьями. Прежде такой интерьер успели получить только 100 автобусов, построенных для С-Петербурга. Еще одно новшество последнего времени – модернизированная система кондиционирования с равномерным распределением холодного воздуха по салону внутри скатов крыши. Эти и другие особенности нового автобуса можно разглядеть в прилагаемой ниже фотогалерее:
Ну, а напоследок предлагаю вернуться к вопросу о безопасности автобуса, работающего на СПГ. Криогенный баллон проходит практически такие же серьезные проверки при сертификации, как и баллон для сжатого газа: его жгут, бьют, роняют, обстреливают… При этом давление внутри СПГ-баллона почти в 12 раз ниже, чем в баллоне с КПГ. Струю газа, вырывающуюся из разорванной трубки в СПГ-системе, можно закрыть рукой в защитной рукавице – вреда человеку она не причинит. А струя сжатого газа просто отрежет пальцы: тут, как говорится, без комментариев. Так что для водителя (оператора) такая технология, безусловно, намного безопаснее, чем КПГ.
Километр пробега у ЛиАЗов на СПГ и КПГ обходится примерно в одну и ту же сумму (очень низкую в сравнении с затратами на солярку!), и запас хода сопоставим. Но автобус на СПГ сам по себе более легкий, и центр тяжести у него расположен существенно ниже. Так что единственным плюсом автобусов на КПГ на сегодняшний день видится только возможность заправлять их на уже сформированной сети АГНКС, имеющихся в большинстве крупных городов. Вот только этот плюс, судя по всему, быстро растворится, поскольку уже в течение ближайшего года «НОВАТЭК» обещает сформировать в стране сеть из нескольких десятков СПГ-заправок. Собственные планы в этом же направлении есть и у ГАЗПРОМа. Да и создание небольших стационарных или передвижных заправочных комплексов в автопарках и непосредственно на местах эксплуатации техники на СПГ наверняка будет иметь место. Благо, организация такой заправки влечет за собой намного меньше бюрократического геморроя в сравнении с АГНКС, а единственная требуемая инфраструктура – электросеть напряжением 380 вольт.
Что касается цены ЛиАЗа, работающего на СПГ, то она сопоставима со стоимостью аналогичного автобуса, работающего на КПГ. Но при этом Минпромторг дает на покупку автобуса на СПГ субсидию в размере 2,8 млн. руб., тогда как за автобус на КПГ размер скидки составляет «всего» 960 тыс. руб. Почти два миллиона разницы – это серьезно… Так что немудрено, что Группа ГАЗ считает СПГ очень перспективной темой и планирует расширять линейку автобусов такого типа. Видимо, следом на рынок выйдет ПАЗ Вектор NEXT на СПГ. А что же касается ЛиАЗа, которому посвящен данный пост, то он к настоящему времени уже прибыл на тестовую эксплуатацию в Челябинск. Если все пройдет без эксцессов, туда же в конце года уйдет первая партия таких же серийных машин.