Автопоезд на фотографии, который я водил в Швеции, необычен по нашим меркам: его длина — традиционные для скандинавов 24 м, высота — не менее впечатляющие 4,5 м (не под каждым мостом пройдет). Но главное, в сверкающем «бочонке» под кузовом — сжиженный метан, в придачу к которому в мотор еще и впрыскивают солярку! А зачем это делают, сейчас разберемся.
Грузовиками, которые могут заправляться газом, никого не удивишь. Но чтобы метан был не сжатым, а сжиженным и подавался в мотор вместе с дизтопливом?
Для начала определимся с терминами. LPG (liquefied petroleum gas) — это сжиженный пропан, CNG (compressed natural gas) — сжатый метан, а вот LNG (liquefied natural gas) тоже метан, однако сжиженный и изначально охлажденный до минус 162 градусов по Цельсию.
Его преимущество в том, что сжиженного газа можно взять на борт больше, чем сжатого, а значит, и запас хода выше — почти в три раза. Компания IVECO, которая первой из «большой семерки» европейских производителей представила чисто газовый тягач Stralis NP, подсчитала: если запас хода «сжатой» версии не превышает 570 км, «смешанной» (на одном борту бак CNG, на другом LNG) — 1080 км, то на сжиженном метане автопоезд проедет уже до 1600 км, что сравнимо с дизельными аналогами. Тогда я испытал Stralis NP c LNG на немецких автобанах — и подтверждаю: судя по борткомпьютеру, у автопоезда полной массой около 33 т топлива должно хватить хоть и не на 1600 км, но на добрых 1400.
Внешние отличия газового тягача Stralis — буквы NP в индексе и емкости для метана на раме
Конечно, хлеба без корок не бывает: «криогенный» тягач дороже дизельного, его техобслуживание тоже, заправки вообще стоят сумасшедших денег (полтора миллиона евро, по нашей информации!), и их инфраструктура крайне слаба. Но больше всего их в Испании, Нидерландах и Великобритании (около 20 в каждой из стран), в Швеции — всего шесть, в Германии три, а в Дании и большинстве стран Восточной Европы вообще по нулям. Совсем негусто.
По данным Volvo Trucks на июнь 2018 года
Как бы то ни было, тягачи на LNG предлагает не только IVECO, но и Scania, а вот вольвовцы пошли своим путем: их машины ездят, повторим, одновременно на сжиженном метане и на дизтопливе.
И если традиционные газовые моторы работают подобно бензиновым, с воспламенением от свечей зажигания, то у Volvo это обычный дизель с воспламенением от сжатия — только с некоторыми техническими отличиями.
Подача топлива происходит так. В криогенной емкости на борту газ хранится при температуре примерно от минус 130 до минус 140 градусов и низком давлении, до десяти бар, но на выходе из «бочонка» его сжимают до 300 бар — и в таком виде он попадает сперва в небольшой цилиндр-хранилище, где поддерживаются постоянные объем и температура, а оттуда уже — в мотор. Поскольку газ в дизельном двигателе от сжатия не воспламеняется, прямо перед подачей метана впрыскивают (через те же форсунки, только специальные) микродозу дизтоплива: смесь состоит из 90—95% газа и 5—10% солярки. В цилиндре происходит бабах, поршень идет вниз — ну а дальше все как в любом учебнике по устройству автомобилей.
У этого решения есть несколько явных преимуществ. Первое — вольвовцам не пришлось тратиться на создание отдельного газового мотора, достаточно было лишь слегка переделать существующий дизель (наверняка потому и был выбран такой путь).
Второе — если газ в емкостях закончится или испарится в атмосферу после долгой стоянки (подробнее об этом чуть позже), можно будет ехать на солярке. Наконец, заявлено, что в отличие от чисто газовых версий характеристики такого двигателя аналогичны «дизельным».
А поскольку шведы помешаны на безопасности, они уделили ей особое внимание: устраивали обычный и боковой краш-тесты, подогревали емкость на открытом пламени, на ходу переворачивали машину, проверяя, не разгерметизируется ли система. Даже если это произойдет, обещано, что ничего страшного не будет, поскольку метан испарится в атмосферу. Для пущей наглядности вольвовцы устраивают «школьные опыты» — например, доливают дымящийся от мороза метан в воду и затем пьют из этого стакана, доказывая, что газ не смешивается с водой.
Если в стакан с водой долить сжиженный метан, с водой ничего не произойдет
Сами криобаки — американской марки Westport. Здесь очень толстые двойные стенки, а между ними вакуум: заявлено, что 22 мм вакуумной прослойки равнозначны девяти метрам строительной термоизоляции.
Но ведь газ, нагреваясь, все же потихоньку выходит в атмосферу через предохранительный клапан? Конечно, и чем выше давление и меньше метана в баке, тем скорее содержимое начнет улетучиваться. Скажем, при наполовину заполненном «бочонке» и давлении в нем десять бар метан станет выходить наружу уже через три дня, если же давление будет минимальным, четыре бара, — через неделю.
Тут-то и должен помочь бак с соляркой: на ней машина сможет доехать до газонаполнительной станции (если таковая, конечно, окажется не в соседней стране).
С правой стороны — небольшой бак для солярки и емкость с мочевиной
Ну а как ведет себя такой Volvo FH? Я водил по дорогам шведского полигона и автопоезд, тягач которого оснащен обычным дизелем, и газодизель — с точки зрения водителя никакой разницы! Даже в уровне шума. Есть, конечно, нарекания к рулевому управлению самого FH, но сейчас не об этом.
Этот Volvo FH оснащен обычным дизелем
Если газовый IVECO Stralis NP разгонялся с ленцой, а его крутящий момент немного ниже, чем у дизельного аналога, то здесь момент такой же, как у дизеля, только в меньшем диапазоне оборотов. А поскольку газодизели оснащают стандартным «роботом» I-Shift, то на трассе, когда электроника считает это возможным, коробка сама переходит в нейтраль для экономии топлива.
Вот только обещанный запас хода у Volvo FH LNG ощутимо скромнее, чем у аналогичного IVECO, и понятно почему: газовый «бочонок» тут всего один, а по другую сторону рамы — баки с соляркой и мочевиной! Так что сорокатонный газодизельный автопоезд, по расчетам производителя, сможет проехать без дозаправки всего от 555 км (при емкости на 115 кг газа) до тысячи (если в бак помещается 205 кг метана). При этом газ заправляй, солярку и мочевину доливай... Что-то уж больно компромиссным получилось решение, не находите?
А эти Volvo FH LNG — газодизельные
Когда материал готовился к печати, наши немецкие коллеги запустили по магистральному маршруту два сорокатонных автопоезда с дизельным и газодизельным тягачами Volvo FH и получили вот что.
Средний расход дизельной машины — 31,2 л/100 км, газодизельной — 23,2 кг/100 км. Если умножить последнее число на 1,35 (коэффициент перевода килограммов сжиженного метана в литры дизтоплива), получатся практически те же самые 31,2 л/100 км, но — за другие деньги, поскольку газ дешевле: в Германии около евро за килограмм против 1,3 евро за литр солярки. Вдобавок надо учесть, что газодизель сжигает еще и солярку, однако расходует на 20% меньше мочевины, чем дизельный вариант.
В итоге немцы подсчитали, что при годовом пробеге 120 тысяч километров затраты на топливо и мочевину у газодизельного тягача будут примерно на 13 тысяч евро меньше.
Вот только сам он дороже обычного FH на 45 тысяч евро (135 тысяч евро против 90), а в Германии с учетом субсидии — на 33 тысячи. Отобьется ли эта сумма за предполагаемые три — три с половиной года? За сколько потом удастся продать бэушный тягач? Как будет развиваться инфраструктура заправок? Как изменится цена на топливо?
Да и вообще, есть ли смысл во всех этих экспериментах, если и обычные европейские дизели отвечают нормам Евро-6? Конечно, газодизель выбрасывает в воздух меньше углекислого газа, но это вряд ли волнует среднестатистического перевозчика. Ему бы прибыль получить и с газовой аппаратурой на ремонт не попасть!
Тем временем российское подразделение Volvo собирается завезти газодизельный тягач и к нам, поскольку Газпром планирует строить на крупных трассах криоАЗС для заправки LNG. Первую станцию уже сооружают около Окуловки на платной трассе М11 Москва — Санкт-Петербург, а церемонию, посвященную началу ее строительства, приурочили к осеннему пробегу газовых машин из Китая в Питер. На российской территории их заправляли сжиженным метаном из цистерн, которые ехали вместе с колонной...
Ну а о том, как создавали газодизельные грузовики и автобусы в СССР, — читайте здесь.
