Без автомобиля современную цивилизацию представить себе просто невозможно – сегодня это самый распространенный вид как личного. Так и общественного транспорта. Но автомобили несут в нашу жизнь не только мобильность и комфорт. Автомобильный транспорт стал сегодня основным источником загрязнения воздуха в большинстве крупных городов мира. Поэтому неудивительно, что экологические требования к топливу и работе двигателя «железного коня» год от года ужесточаются.
Еще одна устойчивая тенденция последних лет – постоянный рост цен на бензин и дизельное топливо. Все это в совокупности подталкивает производителей и самих владельцев авто к переводу автомобилей на газообразные виды топлив. А также - к поиску способов снизить расход топлива.
Идея, с которой выступили сотрудники Института катализа СО РАН, довольно проста. Известно, что в городских условиях двигатель транспортного средства продолжительное время работает на малых и средних нагрузках, сопровождающихся при этом “пережогом” топлива и значительными выбросами вредных продуктов сгорания. Если в этот момент переводить работу двигателя на так называемый обедненные топливные смеси, то можно заметно снизить и расход топлива, и выбросы в атмосферу.
Кстати, работу в этом направлении ведут не только в Новосибирске, схожими исследованиями занимаются научные центры ряда ведущих мировых автомобильных концернов. Но сказать, насколько они продвинулись в данном направлении трудно: коммерческая тайна в этой области охраняется не хуже иных военных секретов.
Но, хотя пути решения, вероятно, у каждой группы разработчиков свои – сложности им приходится преодолевать одни и те же. Известно, что «минусы» часто являются продолжением «плюсов». Так было и в случае с обедненной топливной смесью (потому и более экономичной) – главная проблема: как обеспечить устойчивую работу двигателя без существенной потери мощности. Но ученым ИК СО РАН удалось решить эту задачу. О том, как это удалось сделать и какие перспективы у этого направления в нашей стране, рассказывает руководитель группы разработчиков, д.т.н. Валерий Кириллов.
– Решить проблему можно было, добавив к топливу водород. Но использовать в одной машине две топливных системы неудобно. Да и мест, где можно «заправиться» водородом тоже не так много. Поэтому мы пошли по пути получения водородосодержащей смеси из основного топлива непосредственно на борту автомобиля во время работы двигателя. Нами был создан и добавляет к основному топливу.
– Вся работа проходила в стенах Института катализа?
– Конечно, нет. Это результат кооперации нескольких научных учреждений. Мы создали катализаторы, обеспечивающие необходимую химическую реакцию в сложных условиях. А сами генераторы разрабатывались в сотрудничестве с Российским федеральным ядерным центром РФЯЦ ВНИИЭФ (Саров), система управления в кооперации с ОАО “Газомотор – Р”, г. Рыбинск, проведение испытаний осуществлялось на стендах ОАО Заволжский моторный завод (г. Заволжье) и в Центральном научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте «НАМИ» (Москва).
– Насколько известно, схожие работы вели многие зарубежные исследователи. В чем новизна Вашей разработки?
– Да, работы велись, но не всегда успешно. В США еще в прошлом веке были осуществлены испытания автомобиля “Шевроле” с двигателем, оснащенным дополнительно генератором синтез-газа. Но поскольку им не удалось создать эффективные катализаторы для его работы и решить еще ряд технических проблем, массового применения эта технология так и не получила. Другие зарубежные разработки ориентировались на применение т.н. гайтанового топлива (смесь 80% природного газа и 20% водорода). Но поскольку состав гайтанового топлива нельзя изменять в зависимости от режимов работы двигателя, то преимущества добавления водорода значительно уменьшаются. И в 2010 году фирма «Westport» – разработчик этого метода – объявила о прекращении работы в этом направлении. Ведут работы немецкие автоконцерны, ряд проектов финансируется министерством энергетики (США). Но пока они не делали открытых заявлений о серьезных прорывах в этой области. Поэтому мы можем говорить, что нашли принципиально новое решение этой задачи.
– Насколько далеко Вам удалось продвинуться в практическом воплощении этой технологии?
– Мы прошли практически все этапы разработки и внедрения технологии. Сначала – провели стендовые испытания. Они показали, помимо экономии топлива, резкое снижение (в 7-8 раз) выбросов оксидов азота и заметное снижение содержания СО2 в выхлопных газах. То есть, транспорт оборудованный таким генератором, становится не только экономичным, но и экологичным. Затем перешли к испытаниям на автомобилях. Генераторы были установлены на два автомобиля ГАЗ#2310 (“Соболь”). Причем, система, смонтированная в моторном отсеке автомобилей, позволяла отрабатывать режимы работы двигателя для нескольких вариантов состава топлива: только на бензине; только на природном газе; только на синтез-газе и в первых двух вариантах с добавками синтез-газа.
Для проведения полномасштабных дорожных испытаний бортового ГВГ было принято предложение ОАО «Газпром» принять участие в 2008 г. в пробеге “Голубой коридор” по маршруту В. Новгород–Санкт-Петербург–В. Новгород–Тверь–Москва–Московская область. Общая протяженность трассы составила 2235 км. В 2009 г. Автомобиль «Баргузин», оборудованный такой же системой, принял участие в очередном автопробеге, организованном ОАО «Газпром», по маршруту Москва–Сочи–Москва (4630 км).
Там подтвердились результаты стендовых испытаний. Затраты на 100 км пробега в ценах на топливо на момент пробега (июнь 2009 г.) при переходе с бензина на природный газ снизились в 3.28 раза, а при использовании природного газа с добавками синтез-газа – в 3.83 раза.
– Ваша система испытывалась только на отечественных автомобилях?
– Дело в том, что для проведения испытаний, монтажа системы, необходим полный доступ к электронной системе транспортного средства. Зарубежные производители по понятным причинам такого доступа не дают, поэтому работали только с нашими автомобилями. Но, когда в 2009 году мы представили нашу разработку на международной выставке в Ганновере, она вызвала немалый интерес у иностранцев. К сожалению, развернуться сотрудничеству тогда помешал начавшийся мировой экономический кризис.
– Испытания прошли, а промышленное производство пока не началось. Почему?
– Сначала отечественный «автопром» просто был в глубоком кризисе, заводам было не до внедрений. А сегодня почти все крупные заводы являются совместными предприятиями с зарубежными концернами. Их иностранные партнеры заинтересованы во внедрении собственных технологий, «заточенных» под их модельный ряд и существующие на Западе производства. Поэтому интерес наша технология вызывает только у небольших предприятий, ориентированных на штучное производство. Сейчас, например, большую активность проявляет губернатор Нижегородской области Валерий Шанцев. Его администрация намерена реализовать программу по оборудованию части областного автобусного парка («ПАЗ») нашими генераторами, решив таким образом задачу удешевления пассажирских перевозок.
– Если говорить о возможных сферах применения бортовых генераторов, то это…
– Прежде всего городской транспорт(автобусы и небольшие грузовики). Во первых, именно у них получается оптимально соотношение стоимости генератора и расходов на топливо. Цена нашего прибора сегодня колеблется в районе 1-2 тысяч долларов и соответственно расходы окупаются за год-полтора. А во-вторых, у них «места под капотом» больше и генератор установить намного проще. Сама технология, повторю, полностью готова, есть соответствующие договоренности с РФЯЦ ВНИИЭФ и Газомотор -Р о возможном налаживании производства. Нет пока пакета заказов. Но думаю вскоре ситуация изменится. У нас в стране природный газ как топливо для транспорта стал серьезно рассматриваться только в последние годы. Движение в этом направлении началось. А бортовые генераторы лучше всего использовать с этим видом топлива. Да и экологические нормативы становятся все строже. Так что, будущее у нашей технологии есть.
Георгий Батухтин
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии