Провал газодизельной практики

Есть в курсе “СМС” задание “Задумать 3 эксперимента по практикам как объектам 1го класса”. Я тут опишу свой неудачный опыт, который можно засчитать за 3 эксперимента.

Пытались начать новое направление в бизнесе. Теперь я знаю, что это “поставить практику”. Практику перевода автомобиля с дизельным двигателем на битопливный режим работы.

По итогу стало ясно, что не одну, а паззл практик: а) доработка топливной и двигательной подсистемб) доработка компоновочных решений тележки транспортного средствав) обучение водителей новым режимам ездыг) обучение инженеров техобслуживания проблемам нового узла и способам их устраненияд) и другихПочему эксперимент и был обречен на провал.

Это не значит, что практика зряшная. Очень даже в ходу. Но нам для воплощения в виде бизнеса пока неподъемная.
Общие выводы:

  • полезно сделать системное разбиение системы, связанной с новой практикой, чтобы увидеть практики выше и ниже уровнями, а также практики по цепочке создания. Дьявол часто скрывается именно там
  • спасают профильные форумы-чаты. А там ссылки на классическую и свежую литературу, из которой станут понятны объекты внимания. Пока практика незнакома - и потому особенно желанна - самые проблемные штуки вообще не попадают в сферу внимания
  • попрощаться с идеей, что один инженер даже с толковыми рабочими руками охватит новую инженерную практику. Увы, не влезает вся инженерная сложность в одну голову
  • опасаемся смежного обучения, когда новая практика тянет новую практику у клиента. В итоге переучить кучу народа придется не только внутри фирмы, но и “за периметром”

ЧТО ТАКОЕ ГАЗОДИЗЕЛЬ

Всем привычны автомобили, которые заправляют бензином или дизелем. В двухтопливном газодизельном режиме в двигатель подают два топлива: поджигающее смесь дизельное и замещающее исходный дизель газовое топливо. Дизель на старте играет роль воспламенителя газовоздушной топливной смеси.В нашей стране газ метан стоит кратно дешевле дизеля. И потому для коммерческих автопарков кажется разумной гипотеза снизить затраты на топливо. Для этого дизельный двигатель надо “подшаманить”, перевести в битопливный режим работы.

Схема работы двухтопливного газодизельного двигателя

Предпринимательский спойлер: гипотеза рабочая. Сложно, но можно.Менеджерский спойлер: проекты такие делают. Оборудование водится. С сотрудниками трудности, но решаемые.

Сходу кажется, что главный смысл - в повышении КПД работы двигателя либо на худой конец экономической эффективности работы. Вроде бы требуется лишь годный тулинг по достижению нужного КПД. И обойти того, что кто предложит практику для самого дизельного двигателя, скажем, что-то снизит расход топлива.
Пришло время понять, какое же решение хотим предложить клиенту. Нужен инженер!!!

НАМ НУЖЕН ИНЖЕНЕР!

Опыт подсказывал, что такие сложные вещи реализовывать без профильного инженера в команде нельзя. Но кого искать? Мы же, предприниматели и менеджеры, сами толком не знаем тему, оттого и поиск затруднён.
Повезло, наткнулись на больших спецов в теме. А у них - телеграмм-канал, где не только отчёты проведенных работ, а осмысленная повестка по инженерной части
Но беда! Книжки-то почти все на английском, особенно свежие, и Гугл-переводчик не спасает. Приведу пример с годами издания:

  • Г.Р. Рикардо “Быстроходные двигатели внутреннего сгорания” (1960 г.)
  • Возницкий И.В. и др. “Рабочие процессы судовых дизелей” (1979 г.)
  • FREDRIK KÖNIGSSON “Advancing the Limits of Dual Fuel Combustion” (2012 г. Отличный обзор, даёт понимание:
    • ДВС как таковой
      • особенности монотопливого и битопливного ДВС
    • различные варианты топлива для ДВС
    • обзор литературы по проблемам битопливных двигателей, причем весьма приличный. Материалы - с середины 90х вплоть до 2012 года, когда был составлен обзор
    • описание тестового битопливного газодизельного ДВС, который подвергали различным уровням нагрузки с различными коэффициентами замещения
  • Hua Zhao “Advanced direct injection combustion engine technologies and development” (2015)
  • Matthias Hagedorn  “LNG Engines: Specifications and Economics” (2021)
  • Ghazi a. Karim "Dual-Fuel Diesel engines” (2020)

Вроде бы импортные материалы свежее, но по утверждениям ребят в теме, только по советским книгам можно понять смысл сложных физических процессов.

Однако не самому же эти книжки читать. Стали перебирать кандидатов. Из примечательного:

  • кандидат, который занимался газотурбинными энергетическими установками, помогал предприятиям экономить. Хорошо понимал в экономике и даже в базовой физике процессов, но плохо понимал что такое ДВС и с чем его едят в автомобиле. И понимать не хотел
  • кандидат, который проектировал перспективные двигатели для карьерной техники. Готов делать исследовательскую работу, привычную ему работу КБ. Задорого! Это же соль инженерной земли. Но совсем не готов делать работу методическую-технологическую и организовать manufacturing.
  • кандидат “от сохи”, который занимался ремонтом двигателей и имел некоторый опыт работы с ГБО. Сдулся, когда пришла задача вписать газодизельное решение в грузовик, который нам любезно согласился дать на тест клиент. Ведь ГД включает в себя не только подкапотную часть, связанную с двигателем, но и требует решить вопрос с компоновкой газовых баллонов.
    • Живой пример, как важно “компоновочное описание” - потому что с одной стороны тягача газовые баллоны не влазят. С другой влазят, но ставить туда нельзя, т.к. меняется баланс нагрузок на ось. Можно за кабину - но это надо варить раму; а это уже сопромат, и выход в еще одну незнакомую практику.

ЧТО ТАКОЕ ГАЗОДИЗЕЛЬ НА САМОМ ДЕЛЕ

Как театр начинается с вешалки, так газодизель начинается с форсунок впрыска. С ростом степень замещения, газодизельный двигатель становится похож на чисто газовый, и сразу встают вопросы смазки газовых, читай газодизельных, двигателей. Выясняется, что моторное масло для монтопливных газовых двигателей специфическое и стоит дороже обычного, а рекомендованные межсервисные интервалы - выше. Как быть, брать масло для газовых или прилаживать привычное?

Часто задаваемый от клиентов вопрос: как выявить и устранить повреждения поршней?

В итоге понятно: инженер требуется ну очень системный. Чтобы понимал в физических процессах, происходящих в топливной системе и двигателе (уровень -1), и в устройстве и требованиях к современному автомобилю (уровень +1).

То есть двигаться пришлось бы вниз по стеку: доучивать человека системной инженерии. И еще ниже по стеку: доучивать техническому английскому. Потом вверх по стеку, доучивать его прикладным нюансам. И похоже, не одного человека.

По визитке одного немца можно понять всю сложность системных уровней, которые нам предстояло бы освоить:

  • Development Engineer <роль среди многих, занятых двигателями>
    • Commercial and Large Engines <оргзвено про разные двигатели>
      • Engineering and Technology Powertrain Systems <оргзвено про силовые агрегаты>
        • AVL List Gmbh <компания>

А СТАНКИ?

Это только дисциплина, а речь же еще о технологии. Проблема в том, что для погружения в тему требовался стенд. Который надо было либо собирать по частям из ошметков старых грузовых автомобилей. А это считай отдельный инженерный проект. Либо покупать подержанный тягач, чтобы ставить эксперименты - и понимать, что тягачи различаются значительно, и одним “стендом” может не обойтись. Несколько млн. руб.

Кроме того, много поставщиков подкапотного оборудования. Прежде всего ECU, электронного блока управления подачей смеси. Один лучше другого по рекламе, и значит купить придется разные, да сделать тестовые монтажи и погонять на режимах. Это еще пару млн. руб. на круг.

ЕСТЬ НЮАНС(ы)

Ладно бы, разобрались с инженером. Газодизельный авто ОЧЕНЬ чувствителен к работе педали акселератора, то есть к манере вождения. Водителя тоже надо учить пользоваться новой технологией!

В конечном итоге заказчика интересует не КПД двигателя, а высокоуровненый показатель “рублей затрат на км пробега автомобиля”. В котором КПД двигателя стоит в ряду с полными затратами на переоборудование смежных систем автомобиля, на постановку практики нового техобслуживания, на увеличенный по времени интервал заправки газового топлива и т.п.

Выяснилось: то кажется новой практикой для нас, для мира уже вполне привычная технология. Уже есть штуки покруче, чем “запальная доза солярки зажигает газовоздушную смесь...”. HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition). Во входной коллектор впрыскивается смесь топлив различной реакционной способности. Меняя соотношения топлив, меняют точку зажигания смеси. То есть в принципе без солярки процесс  работает. По мнению авторов, перспективы гигантские: скажем, КПД планируется даже больше, чем у исходного двигателя. Я специально выделил жирным объекты внимания - вот с чем пришлось бы возиться нашему системному инженеру.

Мы сдались, когда крупный заказчик потребовал детальную инженерную презентацию. С такими вот вопросами:

  1. Чем отличаются зимний и летний режим работы двигателя? Чем это регулируется, какой принцип лежит в основе изменения настроек подачи битопливной смеси?
  2. Неоднократно свидетельствуют о выходе из строя двигателей. Какие причины бывают и как предложенное решение нивелирует эти риски?
  3. Известны случаи, когда чисто дизельный расход рос, что перекрывало эффект экономии битопливного режима. В битопливном режиме сохранится ли в неизменной виде базовый моно-дизельный режим работы? Каким образом наше решение это обеспечивает?

НЕСЧАСТЬЕ ПОМОГЛО

Опыт показывает, что новый бизнес - читай, набор новых практик - ставится 3 года. В первый год всё идет не так, во второй год - так, но зря, без прибыли. Только на третий год появляется устойчивая прибыль. В случае со столь сложной инженерной практикой даже 3 года казались неоправданным оптимизмом. Поэтому решили “отложить на годик”. А тут февральские события еще сильнее сократили горизонт планирования.

Ведь и без этих сложностей с дизелем переводим массу бензиновых машин на газ и отлично зарабатываем. Перефразировав старую хохму: если можешь не ставить новые практики - не ставь новые практики!