Постоянный рост цен на бензин вынуждает автовладельцев искать замену привычному топливу. Некоторые из автомобилистов, прельщённые доступной стоимостью природного газа и доверившись навязчивой рекламе, решаются на установку газобаллонного оборудования. Эти люди даже не подозревают, насколько иллюзорной оказывается на поверку ожидаемая экономия. Плохо, что некоторые водители, даже зная об имеющихся недостатках, продолжают упорствовать в своём заблуждении. Ещё хуже, что их точку зрения поддерживают персонажи, позиционирующие себя как специалисты.
Зная теорию, я представлял себе проблемы, возникающие при использовании природного газа в качестве топлива в автомобильных двигателях, и изначально не выражал восторгов по поводу подобных модернизаций. Однако после того как мне довелось лично столкнуться с последствиями подобной модернизации, наступило окончательное разочарование.
Странные симптомы
Ко мне обратился знакомый, ставший обладателем подержанного Opel Vectra B , собранного в Голландии и оборудованного заводским газобаллонным оборудованием. Автовладелец посетовал на трудности с холодным запуском двигателя. При этом даже после кратковременного прогрева мотора всё приходило в норму. Что любопытно, визит в сервисный центр для проведения обследования не дал результатов:
- Компьютерная диагностика неисправность не обнаружила.
- Топливо поступало без перебоев, и давление было в норме.
- Свечи работали, как положено, а искра разила наповал.
Не выявили на СТО и снижения компрессии в цилиндрах. Словом, никаких предпосылок для возникновения проблем с запуском не наблюдалось.
Восприняв это как вызов своей профессиональной компетентности, я предпринял попытку разобраться с проблемой. Хозяин техники, по понятным причинам, не горел желанием платить за разборку движка при отсутствии доказательств необходимости проведения сложного и дорогостоящего ремонта. Поначалу попытались ограничиться обычными методами диагностики, и замерили:
- Компрессию на горячем моторе – она оказалась в норме.
- Давление в системе смазки – к нему тоже не было никаких претензий.
- Компрессию на холодном движке. Ради этого машине дали постоять ночь в гараже.
Вот тут-то и обнаружилось, что у остывшего двигателя X20XEV компрессия во втором, третьем и четвёртом цилиндрах падает ниже 6 атмосфер, и только в одном, первом, чуть выше восьми.
Завернув свечи на место, мы, с грехом пополам, смогли запустить силовой агрегат. Тот поначалу немного троил, но затем стабилизировался и заработал нормально. Повторный замер показал нормальную компрессию во всех четырёх цилиндрах. Всё очевиднее становилось, что вскрытия головки блока не избежать, о чём и поставили в известность владельца техники. Пришли к соглашению, что ГБЦ снимаем, а дальше, в зависимости от обстоятельств, хозяин решает, имеет ли смысл заниматься дальнейшим ремонтом.
Вскрытие показало
Утром следующего дня головку блока демонтировали. Глазам присутствующих предстала удручающая картина. Вокруг свечных колодцев виднелись трещины, вроде тех, что показаны на рисунке №1 и помечены стрелочками 1 и 2.
Во втором, третьем и четвёртом цилиндрах трещины оказались сквозными, на всю глубину свечных колодцев. Когда мотор остывал, они расширялись, что приводило к падению компрессии. При нагреве ГБЦ, благодаря температурному расширению металла, края трещин смыкались, и компрессия приходила в норму. Понятно, что это не могло продолжаться до бесконечности. Рано или поздно головка разрушилась бы окончательно.
Но этим дело не ограничилось. Имелись и другие, не показанные на рисунке повреждения. Среди наиболее серьёзных:
- Прогорание и просадка клапанных сёдел.
- Сколы направляющих клапанов.
- Толстый слой нагара на всех компонентах камер сгорания.
Словом, у работавшего на газу мотора головка блока цилиндров оказалась убита в хлам, и ей требовалась замена. Возраст машины составлял 5 лет при пробеге менее 120 тыс. км. При нормальной эксплуатации ресурс двигателей X 20XEV превышает 300 тыс. км пробега.
Немного теории
Попробуем разобраться, почему возникают подобные повреждения. Внимательно изучим конструкцию ГБЦ в районе клапанного канала на примере рисунка №2.
Здесь изображены только основные, имеющие значения для обсуждаемой темы, детали и позиции:
1. Корпус головки блока цилиндров.
2. Направляющая клапана.
3. Седло клапанной тарелки.
4. Собственно клапан, в открытом положении.
5. Канал, по которому поступает топливная смесь или удаляются отработавшие газы (в зависимости от того, впускной клапан или выпускной).
6. Заполненные жидкостью каналы рубашки охлаждения.
7. Каналы подачи масла.
Подобная визуализация и приведённая ниже сравнительная таблица №1, в которой сведены основные характеристики пропана, бутана и бензина марки Аи-93 упростят понимание того, что происходит при работе двигателя на газу.
Обращаю ваше внимание, что теплота сгорания указана для стехиометрической горючей смеси. Под этим термином понимают смесь топлива и окислителя (в данном случае воздуха), в которой присутствует определённое количество окислителя, необходимое для полного сгорания горючего.
Почему возникают проблемы
Очевидных предпосылок для повышенного износа деталей ДВС нет. Теплота сгорания и температура горения у газовоздушной смеси даже несколько ниже, чем смеси бензина и воздуха. Но это только на первый взгляд. На самом деле:
- За один рабочий цикл в цилиндр поступает количество стехиометрической смеси, равное объёму цилиндра – ни больше, ни меньше. Исходя из имеющихся данных ясно, что для сгорания 1 кг пропана или бутана воздуха требуется больше, чем для сгорания бензина. И это значит, что работающие на газу ДВС потребляют обеднённую смесь и не развивают полную мощность.
- Мало того, что скорость распространения фронта пламени у пропана или бутана ниже, чем у бензина, так ещё и бедная смесь сгорает медленнее нормальной, а при достижении рабочей температуры двигателя начинает детонировать.
- Газы интенсивнее, чем бензин, растворяют смазку, смывая её со стенок цилиндров. Возникает эффект масляного голодания.
К моменту открытия выпускных клапанов газовоздушная смесь ещё продолжает гореть, и пламя вырывается на волю, способствуя дополнительному нагреву клапанных тарелок и сёдел, а также выпускного коллектора. Система охлаждения, спроектированная с учётом возможности эксплуатации ДВС на бензине, перестаёт справляться со своими обязанностями. Детали ГБЦ перегреваются.
В современных двигателях, где система зажигания управляется электроникой, ситуация усугубляется тем, что электронный блок управления (ЭБУ), получая сигналы от датчиков, стремится устранить детонацию, уменьшая угол опережения зажигания. И это значит, что газовоздушная смесь воспламеняется позже, а время её дожигания в системе выпуска увеличивается.
Предполагаемая и реальная экономия
Всё это становится причиной износа деталей и увеличения расхода топлива. Потребление горючего, при переводе двигателя на газ, возрастает не на 10%, как утверждают записные теоретики, а на 25% и более. Проведя простейшие расчёты с учётом актуальных цен на топливо в РФ, несложно прийти к заключению, что:
- Для автомобиля, работающего на бензине А-92, потребляющего 10 литров горючего на 100 км и проезжающего за год 20 тыс. км, ежегодные расходы на топливо составят 90 500 рублей.
- Для того же транспортного средства, заправляемого на заправках газом, потребление горючего возрастёт до 12,5 литров, расходы на топливо составят 73 750 рублей.
Итого за год экономия, при эксплуатации автомобиля на газу, достигнет 16 750 рублей за один год, а за 5 лет - 83 750 рублей. Кто-то, наверное, скажет – вот она, реальная польза! И будет прав для тех случаев, когда купив новую машину, владелец намерен сменить её через 4 – 5 лет. Но тем, у кого такой возможности нет, нужно иметь в виду, что, по истечении этого срока, расходы за ремонт двигателя, по самым скромным подсчётам, составят (в рублях):
- Покупка новой ГБЦ современного автомобильного двигателя (если это не ГАЗ или ВАЗ) обойдётся минимум в 50 000.
- Замена прокладок и уплотнений – 10 000.
- Собственно ремонтные работы – ещё порядка 15 – 25 000.
Всего не менее 75 тыс. рублей. В итоге ожидаемая экономия окажется минимальной. В худшем случае автовладелец окажется в минусе.
Заключение
В нашем случае, вместо новой головки блока цилиндров, за 15 тыс. руб. была приобретена бывшая в употреблении деталь, которую:
- Установили на плиту и проверили на плоскость.
- Отмыли от загрязнений.
- Привели в порядок, заменив и притерев три не внушающих доверия клапана.
- Опрессовали.
Всё это обошлось ещё в 8 тысяч рублей. Со всей мелочёвкой, ремонт, по кругу, обошёлся в 45 тысяч.
Потом были и другие моторы, детали которых пришли в негодность из-за эксплуатации на голубом топливе. Во всех случаях наблюдалась схожая картина. Но этот X 20XEV запомнился навсегда. И когда я слышу о том, что кто-то собирается перевести автомобиль на газ, я честно рассказываю о том, чем может обернуться подобное желание сэкономить. А делать окончательные выводы и решать, имеет ли смысл переходить с бензина на газ, каждый должен сам.
