Газобаллонные ЗИЛ и ГАЗ

Работы по созданию газовых двигателей и автомобилей ГАЗ-53-07 и ЗИЛ-138

Тема имела целью создание образцов современных газобаллонных автомобилей со специальными газовыми двигателями и унифицированной топливной аппаратурой, обладающих высокими эксплуатационными параметрами и обеспечивающих резкое снижение загрязнения воздушного бассейна городов и промышленных центров токсичными, дурнопахнущими и канцерогенными веществами, повышение моторесурса автомобильных двигателей, снижение расхода топлива, масла и общей стоимости эксплуатации автомобильного транспорта, а также рациональное использование топливных ресурсов страны.

Опытные работы по исследованию влияния химического состава различных смесей сжиженных углеводородных газов на показатели газовых двигателей и газобаллонных автомобилей проводились но хозяйственному договору с Министерством газовой промышленности. В процессе выполнения работы были выявлены весьма важные свойства отдельных компонентов сжиженного газа.

• Антидетонационная стойкость пропана повышается по мере снижения частоты вращения вала двигателя. Бензин и даже бутан показывали противоположную зависимость.
• Величина опережения зажигания по нагрузке аналогична избытку воздуха в газовоздушной смеси, из-за чего вакуумные корректоры угла опережения бензиновых двигателей, обеспечивающие при малых и средних нагрузках постоянное опережение, не обеспечивали оптимальных условий протекания рабочего процесса газового двигателя. Для проведения экспериментального исследования влияния химического состава сжиженного газа на показатели автомобильного газового двигателя создали специальную лабораторно-стендовую установку, провели испытания двигателя ЗИЛ-138 со степенями сжатия 7,88; 9,0 при работе на изобутане и со степенями сжатия 7,88; 9,0 и 10,0 на техническом пропане.

НАМИ совместно с Горьковским автомобильным заводом разработал газовый двигатель, газобаллонную установку и газовую топливоподающую аппаратуру газобаллонного автомобиля ГАЗ-53АЖ. Институт провел лабораторно-стендовые испытания базового двигателя ЗМЗ-53 и его газовых модификаций со степенями сжатия 6,7; 8,43 и 9,11, а также лабораторно-дорожные и пробеговые испытания на сжиженном газе опытного образца ГАЗ-53АЖ с двигателем со степенью сжатия 8,43. При испытаниях двигателя определялись не только мощность и топливная экономичность, но и токсичность отработавших газов.

Двигатель ЗМЗ-53 со степенью сжатия 6,7 при работе на бензине А-76 показывал максимальную мощность 119 л.с., а на сжиженном газе – 112 л.с. Но при степени сжатия 8,43 мощность возросла до 126,5 л.с. Увеличение степени сжатия до 9,1 дало незначительную прибавку мощности на 0,5 л.с.

На основе сравнительных испытаний автомобилей ЗИЛ-138 и ЗИЛ-130, ГАЗ-53-07 и ГАЗ-53А были установлены расходы сжиженного газа и бензина в кг/100 км, составляющие для ЗИЛ-138 – 22,8 кг/100 км; ЗИЛ-130 – 27,6 кг/100 км; ГАЗ-57-07 – 20 кг/100 км и ГАЗ-53А – 22,7 кг/100 км. В результате проведенных исследований было установлено, что разработанные НАМИ совместно с ГАЗ газовая модификация двигателя ГАЗ-53Ж со степенью сжатия 8,5, газобаллонная установка и газовая топливоподающая аппаратура, а также опытный образец газобаллонного автомобиля ГАЗ-53АЖ могут быть рекомендованы в качестве основы для изготовления опытной партии газобаллонных автомобилей, предназначенной для заводских и приемочных междуведомственных испытаний. Акт приёмки междуведомственной комиссией опытных образцов газобаллонных автомобилей ГАЗ-53-07 (ГАЗ-53АЖ) и ЗИЛ-138 с унифицированной газовой аппаратурой являлся завершающим техническим документом большого комплекса исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Приёмочные испытания газобаллонных ЗИЛ и ГАЗ

В конце сентября 1967 г. вышло Постановление ЦК КПСС и Совмина СССР № 910 «О мерах по развитию производства грузовых автомобилей и автопоездов в 1968–1970 гг.». В этом постановлении, а также в Приказе министра автомобильной промышленности № 392 от 2 ноября 1967 г. указывалось: «Закончить в 1967–1968 годах разработку и испытание опытных образцов газобаллонных автомобилей типа ЗИЛ и ГАЗ с унифицированной газовой аппаратурой и по результатам испытаний решить вопрос об организации производства таких автомобилей». Комиссией, созданной приказом по Министерству автомобильной промышленности № 39 от 26 февраля 1968 г. были проведены межведомственные приёмочные испытания указанных автомобилей. Решение комиссии утвердил 24 января 1969 г. заместитель министра автомобильной промышленности Н.И. Строкин. В решении отмечалось следующее.

• Техническая характеристика газобаллонных автомобилей ГАЗ-53-07 и ЗИЛ-138 соответствует ТУ и ТЗ.
• Динамические качества газобаллонных автомобилей ГАЗ-53-07 и ЗИЛ-138 практически не отличаются от динамических качеств базовых бензиновых автомобилей ГАЗ-53А и ЗИЛ-130.
• При лабораторно-стендовых испытаниях двигателей, лабораторно-дорожных и пробеговых испытаниях автомобилей отмечена более высокая топливная экономичность газобаллонных автомобилей ГАЗ-53-07 и ЗИЛ-138 по сравнению с базовыми бензиновыми автомобилями ГАЗ-53А и ЗИЛ-130.
• Унифицированное газобаллонное оборудование обеспечивает нормальную работу двигателей газобаллонных автомобилей ГАЗ-53-07 и ЗИЛ-138 на всех нагрузочных и скоростных режимах и надежно в эксплуатации. Провалов в работе двигателя не обнаружено.
• Состояние масла в двигателе после пробега автомобиля в 15 000 км свидетельствует о возможности значительного увеличения срока службы масла.
• Менее жесткая работа газового двигателя по сравнению с бензиновым, отсутствие детонации даже при перегрузках двигателя и меньшее нагарообразование заметно повышают долговечность двигателя.
• Более широкие пределы воспламеняемости газообразного топлива по сравнению с бензином и невозможность образования жидких пленок даже при низких температурах наружного воздуха.

Комиссия рекомендовала газобаллонные автомобили ГАЗ-53-07 и ЗИЛ-138 для постановки на производство.

Эксплуатацонные испытания

В 1969–1970 гг. институт проводил эксплуатационные испытания автомобиля ЗИЛ-138, переоборудованного в НАМИ для работы на сжиженном газе, и двух газобаллонных автомобилей ГАЗ-53-07, переданных автозаводом. Прототип автомобиля ЗИЛ-138 испытывался главным образом по шоссе, автомобили ГАЗ-53-07 передали в 52-ю автобазу Промтранса г. Москвы.

Для определения технического уровня новых газовых автомобилей было решено провести их сравнительные испытания с образцами зарубежных аналогов. Для этой цели были приобретены серийный газобаллонный автомобиль фирмы «Интернэшнл-Харвестер» (IH) модели СО-1800, оборудованный газовой аппаратурой фирмы «Сенчюри» (США), и отдельно комплект аппаратуры фирмы «Энсайн» (США). Для получения сравнительных данных по газовой аппаратуре провели испытания двигателя «Интернэшнл» V-345 и автомобиля IH СО-1800 с имеющимися тремя типами. Унифицированная аппаратура продемонстрировала немного меньшую мощность (152,5 л.с. против 155,8 л.с., показанной «Энсайн»), но наибольший крутящий момент (37,37 кгм против 36,78 кгм).

Испытания показали, что унифицированная газобаллонная аппаратура по своим характеристикам соответствует зарубежным аналогам.

Впоследствии бортовой (и шасси для спецавтомобилей) ЗИЛ-138 на газовом топливе широко эксплуатировался в СССР, со временем были разработаны его модификации: седельный тягач, самосвал, длиннобазный и многие другие.

ГАЗ-53-07 также успешно выпускался Горьковским автозаводом до 1984 г.