Прямой впрыск для двигателей, работающих на сжатом природном газе (метане): больше эффективности, больше удовольствия от вождения

Соблюдение строгих стандартов по выбросам

Даже сейчас есть много веских причин, чтобы выбрать двигатель, работающий на газовом топливе. Использование сжатого природного газа в легковых автомобилях обходится недорого, при этом показатели выбросов в окружающую среду таких автомобилей являются низкими (и, следовательно, во многих странах налог на транспортное средство ниже). Но это альтернативное топливо имеет еще больше возможностей: сжатый природный газ, который в основном состоит из метана, химический состав которого позволяет автомобилям, работающим этом топливе производить гораздо меньше CO2. В сочетании с изменениями в двигателе, экономия может составить 33% по сравнению с аналогичным бензиновым двигателем.  

К 2020 году в Евросоюзе новым транспортным средствам будет разрешено производить в среднем не более 95 г СО2 на километр. К 2025 году этот допустимый предел может быть еще ниже. Двигатели, работающие на метане, способны удовлетворить эти строгие стандарты по выбросам, и не только благодаря меньшему количеству СО2. Показатели выбросов твердых частиц в двигателях с непосредственным впрыском сжатого газа также значительно ниже, чем в бензиновых или дизельных аналогах. 

Системы непосредственного впрыска газа: курс на будущее!

Современные автомобили, работающие на сжатом природном газе, как правило, двухвалентны, то есть работают и на бензине, и на газе. Двигатели этих автомобилей укомплектованы системой впрыска бензина, а во время работы на метане эти автомобили используют дополнительную топливную систему. «Проблема такой ситуации в том, что ни процесс сгорания, ни показатели КПД, ни образование выбросов не могут быть оптимизированы. Метан, как и бензин, нужно впрыскивать непосредственно в камеру сгорания, – говорит д-р Андреас Биркефельд, руководитель проекта Direct4Gas в Robert Bosch GmbH. – Поскольку метан и бензин работают по-разному при прямом впрыске, важно оптимизировать процесс сгорания для метана». 

В проекте Direct4Gas исследователи и инженеры разрабатывают систему непосредственного впрыска, способную быть особенно надежной, герметичной и прочной, и дозировать точное количество газового топлива для впрыска. Модификации самого двигателя сведены к минимуму, так что промышленность может продолжать использовать те же компоненты, что и для бензиновых двигателей. Команда проекта комплектует экспериментальные газовые двигатели недавно разработанным клапаном впрыска высокого давления. Систему предполагается тестировать в лаборатории и непосредственно на транспортных средствах. Исследователи также изучают образование топливно-воздушной смеси, процесс управления зажиганием и образование токсичных газов. По мнению инженеров, непосредственный впрыск способен на 60% увеличить крутящий момент при низких оборотах двигателя. Это сделало бы двигатели на метане в будущем значительно динамичнее.

Подготовка к производству

Долгосрочная цель консорциума поставщиков автомобильных компонентов и автопроизводителей – это создание условий, при которых технология сможет выйти на рынок. Проект Direct4Gas является важным шагом на пути к этой цели. Компания Robert Bosch GmbH возглавляет этот консорциум. Партнерами проекта выступают Daimler AG и Штутгартский научно-исследовательский институт автомобильной техники и двигателей (FKFS). Компания AG & Co. KG является ассоциированным партнером. После резолюции Бундестага, в рамках инициативы «Повышение эффективности трансмиссии транспортного средства», Федеральное министерство экономики и энергетики на проект Direct4Gas выделило 3,8 млн евро. Проект будет работать с 2015 до января 2017 года.