Газобаллонный ЗИЛ-130

Исходя из этого постановления, Московский автомобильный завод, подготавливая производство нового грузового автомобиля ЗИЛ-130 с бензиновым двигателем типа V8 мощностью 150 л.с., начал одновременно работы по созданию его газобаллонной модификации и его основного агрегата – специального газового двигателя. Работы по испытанию и доводке конструкции газовой модификации двигателя ЗИЛ-130, а также по созданию для нее топливоподающей аппаратуры были возложены по хозяйственному договору на НАМИ. Институт проводил данную работу в течение 1960–1961 гг. в содружестве с отделом главного конструктора (ОГК) ЗИЛ и конструкторского отдела Московского карбюраторного завода (МКЗ). Работа состояла из двух частей:

• создание и доводка конструкции двигателя и газовой топливоподающей аппаратуры;
• приемочные испытания двигателя.

Институт наметил осуществить форсировку двигателя путем повышения степени сжатия, применения рациональной конструкции газосмесительного устройства и устранения или уменьшения подогрева впускного трубопровода. Для этой цели были изготовлены:

• на ЗИЛе набор головок блока цилиндров с различными объемами камер сгорания, впускной трубопровод с уменьшенным подогревом горючей смеси и испаритель сжиженного газа разборной конструкции;
• в НАМИ и на МКЗ серия двухкамерных газовых смесителей.

Осуществление перечисленных мероприятий по форсировке создаваемого двигателя ЗИЛ-138 превращала его в специальный газовый мотор и исключала возможность нормальной работы на бензине. Для обеспечения кратковременной работы двигателя на бензине было решено установить на двигателе ЗИЛ-138 параллельно со смесителем небольшой карбюратор типа К-16, с которым двигатель развивал мощность в 150 л.с. Питание двигателя при работе на бензине должно было осуществляться из бензобака емкостью до 10 л, установленного под капотом двигателя.

Для работы двигателя ЗИЛ-138 на сжиженном пропан-бутановом газе предлагаемая топливоподающая аппаратура состояла из испарителя, двухступенчатого регулятора давления и газосмесительного устройства. Испаритель представлял собой устройство, в котором осуществлялось не только испарение жидкой фракции, но и нагрев паров до температуры, гарантирующей сохранение газообразного состояния после редуцирования его давления. Уже существующий испаритель двигателя ЗИС-166А совершенно не подходил для двигателя ЗИЛ-130 по монтажу и, кроме того, имел неразборную конструкцию, что оказалось неудобным в эксплуатации для проведения очистки от накипи.

Исходя из этого ОГК ЗИЛ создал для двигателя ЗИЛ-138 новый испаритель. К началу испытаний газового двигателя испаритель не был готов, и его заменили змеевиком из медной трубки, помещенной в цилиндрический кожух, через который циркулировала охлаждающая жидкость.

НАМИ представил на испытания газовые смесители НАМИ-ДС2 и НАМИ-ДС4, а МКЗ – газовый смеситель МКЗ-ГС1 и карбюратор К-16. Все смесители имели систему холостого хода. Газовый смеситель НАМИ-ДС4 имел периферийный ввод газа, обеспечивающий возможность использования всего проходного сечения диффузоров для воздуха. В смесителях НАМИ-ДС2 и ГС-1 ввод газа осуществлялся через две газовые форсунки. Опытный образец газового смесителя ГС-1 был представлен на испытания в НАМИ вместе с набором сменных форсунок и диффузоров, изготовленных из полимерного материала.

Испытания показали, что лучшие показатели автомобиля ЗИЛ-138 можно получить при применении двухкамерного газового смесителя. На основе проведенных испытаний разработан унифицированный смеситель ГС-250.

Для проведения экспериментально-исследовательских работ по созданию газового двигателя ЗИЛ-138 был получен с ЗИЛа двигатель ЗИЛ-130 № 36 с нормальной степенью сжатия и оборудованием, а также набор головок с повышенными степенями сжатия. После обкатки на бензине в течение 100 ч начался цикл испытаний двигателя на газе. Использовался модернизированный двухступенчатый редуктор МКЗ-НАМИ производства Рязанского завода автомобильной аппаратуры. Редуктор производился с 1959 г. С 1960 г. на заводе было освоено производство модернизированного редуктора, снабженного дозирующе-экономайзерным устройством. Испытания редуктора показали, что в его конструкцию требуется внести лишь незначительные изменения.

Двигатель испытывался на стенде Д-4 с гидравлическим тормозом. Компрессор, вентилятор, коробку передач и сцепление демонтировали. Двигатель испытывали с различной степенью сжатия: 6,5; 7,4; 8,1.

Ввиду наличия некоторой нестабильности в показаниях ранних образцов двигателей ЗИЛ предоставил НАМИ двигатель ЗИЛ-130 № 117. На двигатель установили головки блока со степенью сжатия 8,07 вместо 6,5.

На автомобиле ЗИЛ-138 применялся баллон для сжиженного газа той же размерности, что и на автомобилях ЗИС-156А и ЗИЛ-166А, имевшего расчетное давление 16 кг/cм², длину 1108 мм, диаметр 575 мм. Баллон с цилиндрической частью, изготовленный из стали толщиной 6 мм и днищами 8 мм, весил 130 кг с арматурой. Полная емкость баллона – 250 л, полезная – 225 л. Масса заполненного баллона – 255 кг.

В 1961 г. проводились работы по созданию, испытанию и доводке головного образца газобаллонного автомобиля ЗИЛ-138, созданного на автозаводе им. Лихачёва при участии НАМИ. Испытания и доводка конструкции газобаллонного автомобиля ЗИЛ-138 были возложены по хоздоговору на НАМИ. Для испытаний использовали новый автомобиль ЗИЛ-130 выпуска 1960 г., переоборудованный в экспериментальном цехе ЗИЛа. Баллон для сжиженного газа и его арматуру изготовил НАМИ.

Местом проведения лабораторно-дорожных работ служили Ленинградское и Минское шоссе. Испытания автомобиля с нагрузкой 4000 и 5500 кг проводились в июле, а с прицепом общей массой 5500 кг в октябре. Маршрут движения автомобиля установили следующий: Москва–Харьков–Ростов–Краснодар–Сочи–Сухуми–Тбилиси–Баку–Грозный–Крым–Одесса–Кишинёв–Львов–Киев–Орша–Минск–Москва. Общий пробег автомобиля за время испытаний составил 35 000 км, в том числе 11 122 км пробеговых испытаний по вышеуказанному маршруту.

Весь цикл лабораторно-стендовых испытаний проводился на сжиженном газе производства Московского нефтеперерабатывающего завода (г. Люберцы). Маршрут движения газобаллонного автомобиля составили таким образом, чтобы во время пробеговых испытаний были использованы сжиженные газы основных предприятий СССР, различающихся между собой по составу и свойствам. Нестабильность состава сжиженного газа и трудность получения для каждой партии газа данных по его свойствам не позволяли сделать пересчет его расхода. Средний эксплуатационный расход сжиженного газа составил 54,4 л/100 км по шоссе.

ЗИЛ-138 со специальным двигателем был рекомендован к постановке на производство. В 1962 г. рекомендовалось провести длительные эксплуатационные испытания с целью установления сроков службы масла, износа двигателя и сроков службы отдельных элементов газобаллонного оборудования.