Газовая топливная аппаратура автомобилей

Устройство автомобилей

Система питания двигателя от газобаллонной установки

Устройство и работа газобаллонных установок

Газобаллонные установки характеризуются тем, что топливо при любом агрегатном состоянии вытекает из баллонов под значительным давлением. Поэтому в этих системах питания нет насосов, перекачивающих и подающих топливо, но введен редуктор, который позволяет снижать давление газа до рабочего, которое должно быть примерно равно атмосферному давлению или несколько превышать его.

При работе на сжатом газе исходное давление в баллонах составляет 20 МПа и более, поэтому эту систему питания оснащают баллонами высокого давления. По мере расхода газа давление в баллонах снижается.

При работе на сжиженном газе давление в баллоне не превышает 1,6…2,0 МПа. Баллоны этих установок относятся к баллонам низкого давления. Давление в них изменяется только в зависимости от состава газовой смеси и от температуры окружающей среды.
При любом количестве жидкого газа в баллоне давление в нем всегда будет равно давлению насыщенных паров топлива для условий окружающей среды. Давление насыщенных паров основных компонентов сжиженного нефтяного газа (СНГ) пропана и бутана при изменении температуры от -40 до +40 ˚С изменяется от 0,12 до 1,7 и от 0,18 до 0,39 соответственно.

В обоих случаях в системе предусматривается фильтр для улавливания твердых частичек (окалины и др.) и теплообменник, размещаемый отдельно или в общем корпусе с редуктором. Для сжиженного газа теплообменник служит испарителем на выходе из баллона, а для сжатого – подогревателем.

Подогреватель необходим в системе сжатого газа, так как резкое снижение давления в процессе его расширения на выходе из баллона приводит к значительному понижению температуры, и при наличии влаги в газе может привести к ее замерзанию и нарушению нормальной работы системы вследствие закупоривания магистральных трубок льдом.
Для подогрева сжатого газа обычно используют тепло отработавших газов, пропускаемых через теплообменное устройство, а для подогрева сжиженного газа чаще всего используют жидкость из системы охлаждения двигателя.

Устройство и работа газобаллонной установки
для сжатого газа

Принципиальная схема газобаллонной установки для работы на сжатом газе показана на рис. 1.
Установка для грузового автомобиля с пятью баллонами, сгруппированными в две секции I и II, размещаемыми обычно под платформой кузова. Каждая секция снабжена соединительной арматурой 2 с трубками 3 и расходным вентилем 4, что позволяет расходовать из них газ порознь и одновременно.

Из баллонов 1 по трубкам 3 и через расходные вентили 4 газ поступает в подогреватель 6, в который через дозирующую шайбу 8 из приемной трубы 7 поступают горячие отработавшие газы. Далее через магистральный вентиль 9 и фильтр 10 газ проходит в одноступенчатый редуктор 11, где давление его снижается до 1,2 МПа, и через второй фильтр 12 в двухступенчатый редуктор 13 с понижением давления почти до атмосферного.

При работающем двигателе газ засасывается в карбюратор-смеситель, причем на режиме холостого хода по трубке 21 он поступает непосредственно в задроссельное пространство и впускной трубопровод 15, который связан трубкой 14 с разгрузочным (пусковым) устройством редуктора.

Система снабжена двумя манометрами: высокого давления 23, включаемого до магистрального вентиля, и низкого 22, фиксирующего давление первой ступени редуктора. По показаниям первого манометра судят о количестве газа в баллонах, а по показаниям второго – о работе редуктора.

Так как автомобильные газобаллонные установки всегда предусматривают возможность питания двигателя и традиционным топливом, то и в рассматриваемой схеме обеспечено питание как газовым топливом, вводимым форсункой 20 в проставку 17, т. е. в зону между диффузором карбюратора и дроссельной заслонкой, так и жидким, вводимым в диффузор распылителем 18. Баллоны наполняются газом через вентиль 5.

Устройство и работа газобаллонной установки
для сжиженого газа

На рисунке 2 приведена схема газобаллонной установки грузового автомобиля ГАЗ-53-07, работающего на сжиженном газе.
Из баллона 7 через расходные вентили 6 (для паровой фазы) или 12 (для жидкой фазы), магистральный вентиль 5 и расходные трубки сжиженный газ поступает в испаритель 4, подогреваемый жидкостью из системы охлаждения двигателя.
Далее газ в паровой фазе проходит через сетчатый фильтр 3 и двухступенчатый редуктор 2, откуда засасывается в газовый смеситель 15.
Пуск и прогрев двигателя осуществляется только на паровой фазе, которую отбирают из баллонов через вентиль 6.

Газовый баллон 7 емкостью 170 л размещается под грузовой платформой автомобиля. Заполняют его через вентиль 10 до уровня, фиксируемого с помощью контрольного вентиля 9, а текущий запас топлива оценивают по указателю уровня 11.
Баллон оснащен предохранительным клапаном 8, срабатывающим в случае превышения давления сверх допустимого, равного 1,6 МПа.

Магистральный вентиль 5 и контрольные манометры 13 и 14 размещают в кабине водителя на контрольном щитке.
Запас жидкого топлива рассчитывают на кратковременную работу двигателя и хранят в бензобаке 1, который используют в случае отказа газовой аппаратуры или для поездки до ближайшей заправочной газовой станции. С этой целью двигатель оснащают однокамерным карбюратором.

Таким образом, питание газового двигателя бензином может осуществляться с помощью обычного базового карбюратора-смесителя с газовой проставкой или отдельного карбюратора упрощенной конструкции.

Источник статьи: http://k-a-t.ru/dvs_pitanie/51-gaz_2/

Всё про газовое оборудование на авто (ГБО)

Газобаллонное оборудование, установленное на автомобиле, позволяет использовать в качестве топлива для двигателя не дорогой бензин, а дешевый газ. Именно ради экономии многие автовладельцы устанавливают газовое оборудование на свои авто. Но как понять, какое оборудование лучше и чем одно поколение ГБО отличается от другого?

Это и сложно и просто одновременно. Сложно – потому что ново и неизвестно, а просто – потому что ничего фантастически сложного в этом нет.

Кстати, на нашем сайте есть отличная статья об установке ГБО на автомобиль, в которой также подробно рассмотрен вопрос о порядке его регистрации в ГИБДД.

В данном материале мы рассмотрим следующие вопросы:

1. Устройство и принцип работы газового оборудования на автомобиле;
2. Эволюция поколений автомобильного газобаллонного оборудования: ГБО 1/2/3/4/5/6-го поколений;
3. Как выбрать газовое оборудование на авто и какое ГБО лучше?

А внизу страницы смотрите познавательно видео о плюсах и минусах установки в автомобиль газобаллонного оборудования.

Устройство и принцип работы газового оборудования на автомобиле

Цель данной статьи – поближе познакомиться с газобаллонным оборудованием для автомобилей. А лучший способ познакомиться с любым механизмом – это понять из чего он состоит, и как это работает.

Газовое оборудование для автомобилей первого поколения (подробней о поколениях ГБО читайте ниже по тексту) состояло полностью из механических узлов. А все комплекты газобаллонного оборудования, начиная со второго поколения, имеют две основные части: механическую и электрическую.

Одним из наиболее важных элементов ГБО в автомобиле является газовый баллон. Он может быть металлическим, металло-композитным или полностью композитным. В нём находится топливный газ – обычно это либо метан, либо пропан-бутан.

Метан – это сжатый природный газ, закачанный в баллоны под очень высоким давлением.

Пропан-бутан – это сжиженный нефтяной газ, состоящий из смеси газов пропана и бутана.

Газовые установки для метана и пропан-бутана практически одинаковые, различие между ними состоит в основном в баллонах.

• Баллоны для метана изготавливаются цилиндрической формы. Они тяжелее и толще пропановых, ведь газ в них находится под давлением 200 атмосфер.
• А в баллонах с пропаном давление всего 15 атмосфер, и он хранится в сжиженном состоянии.

Большинство легковых автомобилей оборудованы газобаллонным оборудованием, работающим именно на пропанобутановой смеси. Поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать устройство и принцип работы газового оборудования для авто на примере самого распространенного на сегодняшний день пропанобутанового ГБО 4-го поколения.

Пропанобутановые баллоны бывают двух видов: цилиндрические и тороидальные. Последние имеют круглую форму и предназначены для укладки в нишу под багажником вместо запасного колеса.

На баллоне для сжиженного газа установлена очень важная деталь – это мультиклапан. Он состоит из следующих основных частей:

• входной и выходной штуцеры;
• заправочный и расходный вентили;
• заборная трубка;
• поплавок уровня газа – связан с указателем уровня и автоматическим клапаном;
• автоматический клапан – при заполнении баллона до максимально допустимого уровня во время заправки (обычно до 80%) он перекрывает входной канал;
• указатель уровня газа в баллоне;
• предохранительный клапан – на случай превышения давления в баллоне (обычно настроен на 25 атмосфер);
• скоростной (расходный) клапан – на случай обрыва магистрали.

Входной штуцер через специальную трубку высокого давления (медную или пластиковую) соединяется с заправочным штуцером, который обычно устанавливают под задним бампером автомобиля либо врезают непосредственно в сам бампер.

Выходной штуцер мультиклапана также через трубку высокого давления соединяют в подкапотном пространстве с электромагнитным клапаном. Суть его работы очень проста:

1. По умолчанию электромагнитный клапан всегда закрыт, и двигатель работает на бензине;
2. При подаче электрического сигнала клапан открывается и переключает питание мотора с бензина на газ;
3. Когда мы переходим на бензин или глушим автомобиль, тогда клапан автоматически закрывается.

В электромагнитном клапане установлен фильтр очистки жидкостной фазы, так как газ находится ещё в жидком состоянии и под большим давлением то и фильтр ему нужен соответствующий.

Выходной штуцер электромагнитного клапана через трубку высокого давления подключается к газовому редуктору-испарителю. Это очень важный узел автомобильного газобаллонного оборудования, который выполняет сразу несколько функций. Внутри него происходят следующие процессы:

• На вход редуктора газ поступает в сжиженном состоянии и под высоким давлением;
• В редукторе он испаряется, и на выходе мы его получаем в газообразном состоянии и под низким давлением (около 1 атмосферы).
• Во время испарения газ очень сильно охлаждается, поэтому редуктор подключают к системе охлаждения двигателя, горячий антифриз из которой нагревает и редуктор, и газ до рабочей температуры.

Кроме того, газовый редуктор умеет изменять свою производительность. Делает он это в зависимости от давления во впускном коллекторе двигателя, с которым он соединен через вакуумную трубку.

Таким образом, на выходе из редуктора мы имеем газообразный пропан-бутан, который под низким давлением поступает через фильтр паровой фазы уже непосредственно на газовые форсунки. Форсунки – это то, через что газ впрыскивается непосредственно во впускной коллектор двигателя.

К коллектору газовые форсунки подключаются при помощи специальных штуцеров (ввёртышей). Эти штуцеры засверливаются во впускной коллектор как можно ближе к бензиновым форсункам, и через трубочки соединяются с газовыми форсунками.

Всё, о чем было написано выше, относится к механической части ГБО. Главным же узлом электрической части газобаллонного оборудования в автомобиле, от которого зависит правильная работа всей системы, является электронный блок управления (сокращенно – ЭБУ).

Блок управления – это компьютер, который управляет всей работой газобаллонного оборудования в автомобиле. Им оснащаются все современные комплекты автомобильного газового оборудования.

Суть работы блока управления ГБО 4-го поколения заключается в том, чтобы получить данные впрыска с бензиновых форсунок, затем рассчитать относительно них необходимый впрыск газа, и подать соответствующие импульсы на газовые форсунки.

Таким образом сохраняется логика управления и особенности работы автомобиля, заложенные разработчиком. Конечно, здесь не всё так просто и в электронных «мозгах» учитывается множество параметров, которые в реальном времени корректируются под особенности работы двигателя и его эксплуатации.

Эволюция поколений ГБО для автомобилей

Некоторые автолюбители ошибочно считают, что существует газовое оборудование, например, поколения «Евро-3» или «Евро-4». Но это не правильно. Такого понятия, как «ГБО Евро-4», нет.

«Евро-3», «Евро-4», «Евро-5» – это нормы токсичности выхлопных газов в Европе, и они не имеют никакого отношения к эволюции поколений автомобильного газобаллонного оборудования. На сегодняшний день существует шесть поколений газового оборудования для установки на автомобили.

ГБО 1-го поколения

Газовое оборудование первого поколения было самым примитивным по своему устройству. Оно устанавливалось на автомобили с карбюраторными двигателями, и на инжекторные моторы с подачей газа через впускной коллектор.

Дозировка газа в ГБО первого поколения производилась через регистр мощности (грубо говоря, через краник подачи), который был установлен на шланге, идущем к смесителю на впускном коллекторе.

ГБО 2-го поколения

Второе поколение газового оборудования на авто отличается от первого лишь тем, что вместо краника, регулирующегося механическим путем (того самого регистра мощности), в системе установлен шаговый двигатель. Он также регулирует подачу топлива, но уже в автоматическом режиме при помощи блока управления.

ГБО 2-го поколения имело широкую популярность, в основном его ставили на автомобили с моноинжекторными двигателями, в которых присутствовал лямбда-зонд, так как блок управления получал информацию для регулировки подачи газа именно с этого датчика.

Газобаллонное оборудование 2-го поколения, несмотря на его примитивность и низкий КПД, можно купить и установить на авто даже сейчас. Это связано с его низкой стоимость. Цены на ГБО 2-го поколения с установкой начинаются от 10 000 руб.

ГБО 3-го поколения

Газобаллонное оборудование третьего поколения было предназначено для авто с двигателями имеющими распределенный впрыск топлива. Регулировка подачи газа в нём осуществлялась таким же шаговым двигателем, как и в оборудовании 2-го поколения, но уже не в один общий коллектор, а в каждый цилиндр отдельно.

На рынках стран СНГ такое оборудование не продавалось в принципе. У нас оно встречается лишь на некоторых автомобилях 1990-х годов выпуска, пригнанных из-за границы, и комплектовавшихся ГБО на заводском конвейере.

ГБО 4-го поколения

Газовое оборудование 4-го поколения – это самое распространенное на сегодняшний день газобаллонное оборудование для автомобилей. Оно предназначено для установки на машины с инжекторным двигателем, имеющим распределенный впрыск топлива в цилиндры.

При установке ГБО 4-го поколения, на автомобиль параллельно штатному бензиновому инжектору ставится отдельный газовый инжектор, который состоит из блока управления, редуктора и газовых форсунок. Принцип его работы мы уже рассмотрели выше.

На рынке представлено множество моделей газового оборудования 4-го поколения, на которое цена комплекта с установкой колеблется в пределах 20-40 тыс. руб. (в зависимости от комплектации и производителя).

Стоимость ГБО 4-го поколения, конечно, выше чем второго, но зато его эксплуатационные характеристики (расход топлива, надежность, стоимость обслуживания) лучше на порядок. Поэтому мы рекомендуем устанавливать на автомобили газовое оборудование именно 4-го поколения.

ГБО 5-го поколения

Пятое поколение газового оборудования для авто отличается от 4-го жидкой подачей газа (пропана) в цилиндры, то есть газ не переходит из жидкого состояния в газообразное.

Работает такая система следующим образом:

• В газовом баллоне ГБО 5-го поколения установлен насос, как в бензобаке;
• Газ под давлением, нагнетаемым насосом, подается на рампу с форсунками;
• Форсунки впрыскивают жидкий газ непосредственно в коллектор.

Таким образом, в газовом оборудовании пятого поколения отсутствует газовый редуктор. Эта система предназначена для автомобилей, на которых невозможна установка ГБО 4-го поколения, либо если это бывает проблематично (например, сложно вывести подогрев газового редуктора).

Стоимость газобаллонного оборудования пятого поколения существенно выше 4-го, и с учетом установки достигает размеров 80-100 тыс. руб. Причем примерно две трети от стоимости оборудования – это цена топливного насоса, который к тому же довольно часто выходит из строя из-за высокого содержания примесей в газе.

ГБО 6-го поколения

В основе ГБО 6-го поколения также лежит принцип жидкой подачи газа, как и в 5-ом поколении, но уже не через отдельный газовый инжектор, а через штатную систему впрыска топлива автомобиля.

Для того чтобы осуществлять подачу жидкого газа, в топливопровод между двигателем и бензобаком автомобиля врезается специальный блок клапанов – селектор топлива. При помощи этого селектора и происходит переключение подачи топлива в систему: с бензина на газ, и наоборот.

Таким образом, в ГБО 6-го поколения отсутствует не только газовый редуктор, но и газовые форсунки. Подача газа осуществляется непосредственно форсунками инжектора двигателя.

Газовое оборудование 6-го поколения официально пока ещё не продается в России. Но многие специалисты считают, что стоимость такой системы будет еще выше, чем ГБО пятого поколения, так как селектор топлива – это уникальная запатентованная технология, которая дешевой точно не будет.

Какое ГБО для автомобиля выбрать лучше?

При выборе ГБО важно знать, что все узлы газового оборудования подбираются к каждому автомобилю индивидуально:

1. Баллоны, как правило, выбирают объемом не меньше, чем бензиновый бак в машине. Но обычно ставят баллон максимального размера, который влезает в посадочное место под запаску.
2. Мультиклапан, редуктор, газовые магистрали (трубки) выбираются в зависимости от мощности двигателя.
3. Газовые форсунки подбирают в зависимости от мощности, приходящейся на один цилиндр.

Желательно выбирать все узлы и комплектующие ГБО, сделанные одним производителем. Так вы существенно снизите риск возникновения проблем в дальнейшем при его эксплуатации.

Выбирая газобаллонное оборудование для авто, обязательно убедитесь в его качестве. Производителей хорошего автомобильного газового оборудования не так много. Например, хорошо себя зарекомендовали комплекты ГБО следующих марок:

• BRC (Италия – США)
• OMVL (Италия)
• Lovato (Италия)
• Prins (Нидерланды)
• Digitronic (Польша)

Однако сегодня довольно часто встречаются как комплекты никому не известных производителей откровенно низкого качества, так и множество подделок под оборудование известных брендов. Поэтому при выборе ГБО будьте предельно внимательны.

Если вы видите газовое оборудование с сомнительным названием, или продавец не может вам как-то рассказать про него точно, или установщик при настройке теряется и не может его долго подключить – это значит, что с ним что-то не то.

Также стоит отметить, что, на наш взгляд, качество работы ГБО примерно на две трети зависит от качества форсунок, поэтому на них экономить мы категорически НЕ рекомендуем.

Хорошее качественное газобаллонное оборудование, которое ввозится в страну через официальных дилеров или производителей, без проблем устанавливается на автомобиль и настраивается один, максимум два раза, после чего безотказно служит до очередного технического обслуживания.

В любом случае не торопитесь с выбором, и не торопитесь на месте. Если у вас возникли сомнения в том или ином оборудовании, езжайте домой, откройте интернет и поищите отзывы владельцев. Установка газового оборудования на автомобиль – это очень ответственное мероприятие, поэтому спешка тут совершенно ни к чему.

Видео: плюсы и минусы установки ГБО на авто

Источник статьи: http://unit-car.com/ustroystvo/42-vidy-gbo-dlya-avtomobilej.html