Volkswagen Цифровой журнал

МЫСЛИТЬ ШИРЕ

третий столп.

Газ – это топливо будущего: экологически устойчивый, недорогой и пригодный для ежедневного использования. Для Volkswagen это достаточное основание, чтобы расширить ассортимент своих моделей TGI. Предлагаем репортаж о прошлом, настоящем и будущем газомобиля.

Текст Кай Донке
Фото C3 Visual Lab

Раньше все было проще: на автозаправке можно было купить дизельное топливо, обычный или высокосортный бензин, и все. А сегодня?

Помимо различных марок дизельного топлива водителю предлагается E10, Super, Super Plus, биоэтанол и другие разновидности бензина, как Ultimate, Extra, Performance. Все чаще и чаще на заправках можно увидеть природный газ. У этого вида топлива большой потенциал и, соответственно, хорошие перспективы.
Эра природного газа в качестве автомобильного топлива только сейчас полноценно вступает в свои права. Ведь за последнее время он из горючего для нишевых автомобилей превратился в полноценный и широко распространенный вид топлива со своими существенными преимуществами. Концерн Volkswagen еще с 2002 года старается оптимизировать свои автомобили и двигатели под газовый привод.


«Поскольку при сгорании природного газа выделяется примерно на 25 % меньше углекислого газа, то автомобили на газе являются хорошей,

 

экологичной альтернативой», – объясняет доктор Хайнц-Якоб Нойсер, член правления Volkswagen и руководитель подразделения разработки двигателей.
Природный газ (международное обозначение CNG / Compressed Natural Gas – СПГ / сжатый природный газ), не следует путать с «автомобильным газом» (LPG / Liquefied Petrol Gas – СНГ / сжиженный нефтяной газ), который представляет собой побочный продукт добычи или переработки нефти. Для систем LPG требуются лишь незначительные технические изменения, но энергетическая ценность этого топлива в два раза ниже, чем у CNG, при этом расход газа примерно на 20 % выше, чем у бензиновых автомобилей, а выбросы CO2 лишь незначительно ниже, чем на бензиновом двигателе. А вот природный газ – наряду с водородом и электроэнергией – в ЕС рассматривается в качестве «альтернативного» источника энергии.

От нишевой роли к серийному производству.

Автомобили марки Volkswagen с газовым приводом сначала создавались в качестве нишевых. Ситуация поменялась с выпуском модели Golf IV: на первых порах анализировалось, в какие модели лучше всего интегрировать газовые баки – сначала их устанавливали в салоне автомобиля. Положительное восприятие первого газомоторного автомобиля Golf (компания Volkswagen R GmbH изготовила несколько тысяч таких машин) мотивировало разработчиков к расширению концепции газового привода. Благодаря введению платформы PQ35 была создана возможность установки газовых баков в Touran и Caddy. Для экономии места это было сделано под кузовом автомобиля. «С того времени мы начали рассматривать газовый привод с самых начальных этапов проектировки автомобилей», – объясняет Йенс Арик Альмкерманн, руководитель подразделения Volkswagen по разработке систем подачи газомоторного топлива. Где лучше всего устанавливать газовые баки, не сокращая полезный объем салона автомобиля? На какие особые требования обращать внимание при оснащении моделей газовыми двигателями?

Рынок газа в Германии

Разработка проводилась в двух направлениях. В то время как автоконструкторы занимались размещением газового бака, разработчики двигателей оптимизировали агрегаты для работы на природном газе.

При необходимости – бензин.

В принципе природный газ можно применять с любым двигателем внутреннего сгорания. Правда для обеспечения водителям полного потенциала мощности в любой ситуации и для гарантии долговечности двигателя требуются некоторые технические изменения. Природный газ отличается более низким соотношением углерода к водороду. С одной стороны, это значит, что при его сгорании высвобождается на 25 % меньше CO2, что хорошо для окружающей среды. С другой стороны, более высокое октановое число обеспечивает более ранний момент зажигания, в результате чего возрастает нагрузка на детали.

Поэтому разработчики оптимизировали привод клапанов, поршни и кривошипно-шатунный механизм, а также газотурбинный наддув и катализатор, и дополнили систему некоторыми специальными деталями, такими как, регулятор давления газа, впускной газовый клапан и датчики. Также было изменено устройство управления, поскольку оно должно управлять как работой на газе, так и на бензине, потому что все модели Volkswagen на газе «бивалентны», то есть, могут работать как на газе, так и на бензине. При необходимости устройство незаметно для водителя переключается с одного вида топлива на другое – при очень низких температурах двигатель начинает работать на бензине, а после нагревания впускных газовых клапанов переходит на газ. Если же газовый бак пуст, то автомобиль опять переключается на бензин.

Два типа баков.

Газовый бак: еще один ключевой элемент этой системы. Для размещения запаса топлива требуются специальные газобаки под давлением, ведь природный газ закачивается при давлении 200 бар. На выбор предлагаются два типа, стенки которых изготавливаются либо из стали, либо из композитного материала на основе угле - /стеклопластиков. «Стальные баки могут изготовляться с более тонкими стенками, но они имеют больший вес, – объясняет господин Альмкерманн. – Поскольку мы стремимся к облегченным конструкциям, то придаем большое значение композитным материалам, правда, экономия веса достигается путем незначительного уменьшения объема бака». К бакам применяются самые высокие требования безопасности. Все баки, разработанные концерном Volkswagen, до поступления в серийное производство проходят многоуровневую программу испытаний.

На какое расстояние хватает одного евро*?

Особое преимущество природного газа в плане экологической устойчивости заключается не только в низком уровне CO2 в выхлопных газах, но и в том, что его сгорание происходит практически без образования твердых частиц. И в плане снабжения заправочных станций газ – оптимальный вариант: газопроводы есть в любом уголке страны. Не нужно создавать отдельную инфраструктуру, достаточно лишь установить подходящие раздаточные колонки. К тому же, теоретически природный газ можно производить везде в Европе. Так, например, благодаря используемому в концерне Volkswagen методу Power-to-Gas, разработанному Audi, его добывают на основе возобновляемых видов энергии, то есть, из ветровой и солнечной энергии путем электролиза водорода.

В результате метанизации CO2 из биогазовых установок возникает природный газ. Этот процесс можно выполнять практически везде. На стадии испытания были достигнуты хорошие результаты, правда, в настоящее время этот метод еще слишком дорогостоящий. Если газомоторный автомобиль заправлять биометаном, изготовляемым из отходов сельхозпроизводства или биоотходов, то выброс CO2 уменьшается на 97 %, а это – непревзойденный результат. «Газовые приводы предоставляют нам, разработчикам, две очень привлекательные перспективы: при помощи мощных двигателей мы можем увеличивать удовольствие от вождения и в то же время снижать уровень выхлопов, что уменьшает нагрузку на окружающую среду. Какими еще методами можно достичь такого сочетания?», – объясняет Йенс Арик Альмкерманн.

Высокая рыночная зрелость.

Помимо экологичности успеху этой технологии также способствуют низкие эксплуатационные расходы: по сравнению с ДВС при аналогичном пройденном расстоянии стоимость природного газа в два раза ниже. Во-первых, природный газ значительно дешевле жидкого топлива, во-вторых, расход природного газа в килограммах меньше, чем расход дизельного или бензинового топлива в литрах. Кроме того, владельцы газомоторных автомобилей пользуются налоговыми льготами. Поэтому за последние несколько лет количество зарегистрированных газовых автомобилей значительно увеличилось: «Сбыт газомоторных автомобилей за последние годы значительно возрос. В 2013 году продажи одной лишь марки Volkswagen в этом сегменте возросли на 50 % по сравнению с предыдущим годом, – заявляет Хайнц-Якоб Нойсер. – 100 000 газовых автомобилей в Германии – для нас это хороший показатель».

Выброс CO2

эквивалент CO2 в г/км

Регистрация новых автомобилей в Германии

по категориям


Решающую роль играет также преодоление следующего взаимосвязанного комплекса проблем: пока на рынке не было достаточного количества газомоторных автомобилей, газовая промышленность не спешила инвестировать в повсеместное размещение газовых заправок. А покупатели без соответствующей инфраструктуры не решались на покупку газовых автомобилей. Теперь эта дилемма решена: число газовых заправок и количество зарегистрированных газовых автомобилей растут параллельно.

 

TSI, TDI, TGI.
Тот факт, что водители Volkswagen все чаще выбирают газовые автомобили, связан с расширением ассортимента продукции: благодаря новой модульной платформе с поперечным расположением двигателя Volkswagen наметил направление своего развития в будущем. В принципе автомобили с данным типом платформы обладают необходимым пространством для установки газового бака. Если в 2012 году рынок предлагал всего 14 газовых автомобилей различных производителей, то в 2014 году это число возросло до 24, а теперь рассматривается возможность перехода на газовый привод уже 40 моделей одной лишь марки Volkswagen – причем во всех классах автомобилей.

Страны с самыми высокими запасами природного газа
в миллиардах кубометров

 

«В настоящее время газомоторные двигатели, исходя из потребностей клиентов, производятся, главным образом, в нижнем и среднем сегменте мощности, от eco up! с рабочим объемом 1,0 л и мощностью 50 кВт до 1,4-литровых двигателей Twincharger мощностью 110 кВт», – объясняет Йенс Арик Альмкерманн.
Концерн Volkswagen уже давно включил газомоторные двигатели в свою стратегию развития. Специальные модели стали серийными, а в их названии теперь вместо EcoFuel значится сокращение TGI. Помимо TSI для бензиновых и TDI для дизельных автомобилей TGI представляет собой третий несущий столп в секторе двигателей внутреннего сгорания. Множество различных моделей, которые в скором будущем появятся на рынке, только усилят успех бренда.

Volkswagen на природном газе:

eco up!

Располагая 1,0-литровым двигателем мощностью 50 кВт, эта модель идеально подходит для движения в городе. Запас газа 11 кг позволяет преодолевать до 380 км, а запас бензина 10 л обеспечивает дополнительные 220 км хода. Расход топлива составляет 2,9 кг CNG/100 км, а выброс CO2 – 79 г/км.

 

Golf TGI BlueMotion

 

Благодаря конструкции на основе модульной платформы с поперечным расположением двигателя Golf является единственным автомобилем в мире, который можно оснащать всеми видами приводов. Работающий на газе Golf TGI BlueMotion с 1,4-литровым двигателем мощностью 81 кВт демонстрирует лучший пробег, чем бензиновый автомобиль с 1,2-литровым двигателем мощностью 77 кВт. 15 кг природного газа и 50 л бензина позволяют преодолевать 420 км (CNG) и 940 км (в смешанном режиме). Расход топлива составляет 3,5 кг CNG/100 км, выброс CO2 – 94 г/км.

 

Golf Variant TGI BlueMotion

Предлагает аналогичные показатели пробега, обеспечивая при этом лучшую транспортировочную вместимость, а вместе с ней – разнообразие применения.

 

Touran TGI BlueMotion

Этот минивэн располагает двигателем 1,4 л/110 кВт, баки вмещают 24 кг природного газа (18 кг в 7-местной модели) и обеспечивают запас хода 510 км и, соответственно, 380 км в режиме работы на газе (CNG). 11-литровый бензиновый бак позволяет преодолевать дополнительные 170 км. Расход топлива составляет 4,7 кг CNG/100 км, выброс CO2 – 128 г/км.

 

 

Дополнительную информацию ищите на сайте