Газодизельные режим работы дизельного двигателя существенно отличается в зависимости от газа, используемого как основное топливо.
Метановому газодизелю свойственны большой коэффициент замещения газовым топливом дизельного, малая склонность к детонации, пропановый газодизель из-за большой склонности к детонации, имеет меньшее замещение. Метановый газодизель более «любит» повышенные обороты, пропановый газодизель обладает очень хорошим моментом на малых оборотах ( да же лучшим чем в чисто дизельном режиме ).
Такие отличия в работе метанового и пропанового газодизеля объясняются физическими свойствами газов метана и пропана. Метаново-воздушные смеси более тяжело загораются ( температура самовозгорания 600 С и 470 С ) и горят медленее ( 0.6 м/c ), чем пропановые ( 0.8 м/c ). Давление развиваемое при горении метаново-воздушной смеси меньше, чем при горении пропаново-воздушной ( примерно на 10-15% ). Октановое число метана выше чем у СУГа.
( 110 ед и 95 ед ).
Таким образом, пропан является газовым топливом более плохого качества, чем метан, являясь так же и более дорогим топливом. При одинаковой стоимости за литр, теплосодержание на 1 рубль у пропана примерно на 15% меньше ( 50 МДж/кг и 40 МДж/кг ).
Однако с точки зрения удобства эксплуатации пропан имеет огромные преимущества перед метаном. Так количество АГЗС в России приближается к 5000, а АГНКС всего 270. На единицу объема баллонов пропан обеспечивает пробег примерно в 5 раз больший, чем метан, а стоимость баллонов на пропан примерно в 10 раз ниже.
Мы решили совместить достоинства обоих газовых топлив в едином газодизельном цикле.
Причем динамические нагрузки ( разгон, движение в горку ) должны осуществляться в основном на метане, а условно постоянные нагрузки при равномерном движении за счет пропана. Нами было доработано наше фирменное программное обеспечение mdi для обеспечения одновременной работы 3-х независимых калибровочных карт — метановой, прпановой и дизельной.
Тесты проводились на нашем служебном автомобиле Газель NEXT ( база 6 м, высокая будка «евротент» ) с двигателем CUMMINS ISF 2.8 , газодизельный контроллер — TRIOL N ( с доработками ).
Место тестов — Киевское шоссе, скорость движения 90 км/ч. , загрузка примерно 1,2 тонны. В дизельном режиме Газель потребила — 14,5 литров на 100 км пробега, в комбинированном газодизельном 4,7 л ДТ ( замещение 67 % )+ 5 нм3 метана и примерно 7 литров пропана. Длительность теста — 150 км.
С финансовой точки зрения 100 км пробега в дизельном режиме обошлись в ( 35,5 руд за 1 литр ДТ. ) — 507,5 рублей , а комбинированном газодизельном ( 16 руб за нм3 метан и 14.50 руб за нм3 пропан ) — 348 рублей, экономия на 100 км составила — 160 рублей ( 31% ) или 1,6 руб. на 1 км. пробега.
Дальность пробега в комбинированном газодизельном режиме составила — 450 км. В дальнейшем мы собираемся перекалибровать систему в сторону увеличения потребления пропана за счет метана с целью выйти на дальность пробега в комбинированном газодизельном режиме — 600 км.
Выводы: В первые в мире, был реализован комбинированный газодизельный режим с одновременной подачей метана и пропана. Показано, что соотношение топлив может настраивается в широких пределах в зависимости от желаемой дальности пробега в газодизельном режиме и ожидаемого экономического результата.