Переход на пропан-бутан: взгляд инженера

Перевод топливной системы на пропан-бутан всегда начинаю с оценки здоровья двигателя. Компрессия, состояние свечей, масло, давление топлива — эти параметры свидетельствуют, готов ли узел принять иной энергоноситель. Горелое масло, невнятная компрессия или флуктуации давления сразу направляют мотор на лечение, иначе газовый комплект всего лишь подчеркнёт дефекты.

Подготовка автомобиля

После диагностики уточняю геометрию багажника и подкапотного пространства. Баллон подбираю так, чтобы не задрать центр тяжести: цилиндрический резервуар лучше ложится вдоль спинки заднего сиденья, «тор» прячется в нише запаски. Стальную ёмкость беру при бюджете и редких поездках, композитную — когда важен вес. Снаряжённый композитный баллон весит на треть меньше, а при разгерметизации мягко «дышит», не разлетается на осколки.

Выбор оборудования

Редуктор-испаритель выбираю по тепловому запасу: килокалории охлаждающей жидкости должны уверенно испарять пропан-бутан при −20 °C на холостых. На практике двигателю объёмом 2,0 л хватает редуктора 120 кВт, турбированному мотору беру минимум 150 кВт. Форсунки оцениваю по скорости открытия: чем короче импульс, тем точнее дозировка. Под давлением 1,2 бар предпочтение отдам пьезоэлектрическому клапану — ресурс до 350 млн циклов.

Магистраль выполняю медной трубкой диаметром 8 мм с никелевым напылением, шланг высокого давления тестирую гидроиспытанием при 45 бар, хотя рабочие 16 бар. На входе в магистраль ставлю мультиклапан с термопредохранителем 120 °C и клапаном избыточного давления 27 бар. Эти элементы укрощают «бойкое» топливо во время пожара и перегрева.

Установка начинается с монтажа кронштейна редуктора на силовой стенке. Кронштейн из стали 3 мм с порошковой покраской держит 15 кг под вибрацией. Теплообмен подключаю параллельно печке, соблюдая направление потока. Просверливать блок под штуцер не рискую: беру латунный тройник со ступенчатым внутренним каналом, чтобы не тормозить антифриз. Под газовые форсунки фрезерую во впускном коллекторе седла на одинаковом расстоянии от камер сгорания — разница длин более 5 см съест равномерность смеси.

Монтаж баллона завершаю крутящим моментом 50 Н·м на высокопрочных болтах М10 класс 10.9. После стыковки шлангов калибрую систему утечек: 20-минутное выдерживание при 16 бар с падением манометра не выше 0,1 бар подтверждает герметичность. Если стрелка дёргается, в ход идёт пенообразователь и тепловизор, между патрубком и хомутом бывает зазор в несколько микрон — газ ищет мельчайший путь.

Калибровка и эксплуатация

Первый пуск на бензине. Ожидаю 40 °C в редукторе, затем щёлкаю тумблер. Блок управления переключается по алгоритму «расход-время»: при 1500 об/мин и прогреве до 55 °C газ берёт эстафету. Лямбда-коррекция обнуляется, после чего выполняю автокоррекцию по инжекторам. Карта по оборотам и нагрузке заполняется за 5-километровый пробег. Диапазон коррекции оставляю в пределах ±5 %, тогда расход пропан-бутан-смеси равняется бензиновому с учётом теплотворной разницы.

После настройки выдаю декларацию соответствия, протокол опрессовки, сертификат баллона, паспорт ГБО. По техническому регламенту ЕЭК ООН R115 пакет документов вносится в электронный ПТС через аккредитованную лабораториюрию.

Уделяю внимание свечам зажигания. Пропан-бутан имеет октановое число 106, фронт пламени движется медленнее, поэтому зазор увеличиваю до 0,9 мм, центральный электрод беру из иридия — реактоген провоцирует устойчивую искру при бедной смеси. Катушки зажигания работают подвижно, без перегрева на высоких оборотах благодаря сниженной детонационной нагрузке.

Заправка и безопасность

На заправке прошу операторов придерживать кнопку на разъёме до автоматического щелчка — игольчатый клапан EuroNozzle фиксируется резьбовым кольцом с витоном. Обмерзание стыка низкотемпературным сжиженным газом устраняю силиконовой смазкой Molykote 111, она не растворяется пропаном и не даёт резине растрескаться.

После 10 000 км вскрываю фильтр тонкой очистки. Синтетический целлюлозный картридж ловит парафины, серу, оксиды, избыточная наполняемость ведёт к отставанию штока форсунки, импульс датчика холла увеличивается до 3 мс, что заметно на диагностике.

Распространённый вопрос — снижение мощности. На практике разница не превышает 5 %, а летняя смесь C₃H₈/C₄H₁₀ с фракцией пропана 60 % даёт ровную тягу. Для компенсации сокращаю передаточное число главной пары на 0,02 или прошиваю ЭБУ с опережением зажигания +4°.

Физика процесса

При 20 °C давление пара пропан-бутана достигает 8 бар. Испарение отнимает тепло у редуктора, поэтому антифриз прогоняется со скоростью 7 л/мин. Энтальпия испарения 356 кДж/кг требует добротного теплопереноса, иначе редуктор покроется инеем. Для резервирования ставлю электронагреватель 300 Вт, запитанный через реле уровня топлива: при пустом баллоне нагрев отключается во иизбежание перегрева.

Срок службы

Стальной баллон работает 10 лет до переаттестации. Композит проверяют ультразвуковым дефектоскопом через 5 лет: волна 5 МГц отражается от полости, дефектоскопист фиксирует сигнал и вводит коэффициент Беризинского для композитных слоёв.

Газовые форсунки переживают 120 000 км при топливе класса F-B-P согласно ISO 15500-9. На 80 000 км регулирую натяжение пружины в плунжере — микрометрический винт с шагом 0,05 мм возвращает импульс к паспортным 2,2 мс.

Финал

После перехода на пропан-бутан я фиксирую экономию топлива около 40 % в денежном выражении, ресурс масла удлиняется в полтора раза за счёт чистого сгорания, а октановая стабильность позволяет экспериментировать с тюнингом без страха детонации. Разумный подход, инженерная скрупулёзность и регулярный сервис превращают газовое питание в надёжного союзника мотора.