ГБО или газобаллонное оборудование - устройства, которые устанавливаются на машину и позволяют использовать газ в качестве топлива. Использование газового оборудования на автомобиле позволяет снизить затраты на бензин и увеличить ресурс двигателя, сократить ремонты, а также снизить количество вредных выбросов. При ежедневных перемещениях в районе 100 км установка ГБО на авто окупается в течение 3 - 4 месяцев.
ЧТО ТАКОЕ ГБО
Многие автолюбители слышали о ГБО, но не знают расшифровки этого сокращенного названия. А все просто: так называют систему устройств, подающих газ из баллона в двигатель, то есть газобаллонное оборудование. Данная конструкция монтируется как вспомогательная, и ее наличие позволяет переключаться с бензина на газ. Рассмотрим схематически, что входит в состав этого самого ГБО в машине. Если максимально упростить перечисление: баллон, газовые трубопроводы и приборы, которые обеспечивают правильную подачу газа. Первый важный прибор на магистрали «баллон–мотор» – испаритель.
Он необходим для того, чтобы превратить сжиженный (жидкий) пропан в газообразное состояние при помощи тосола из системы охлаждения двигателя. За счет разницы температур газ испаряется и уже в таком виде попадает в газовый редуктор. Какую роль играет редуктор? Самую важную: помогает подавать газ в нужном количестве и контролирует давление. Последний отрезок трубопровода ведет к смесителю или рампе с форсунками (в зависимости от поколения ГБО). В системе предусмотрен газовый фильтр, ведь попадание механических частиц в цилиндры двигателя внутреннего сгорания недопустимо.
Также подсоединены манометры для контроля давления в баллоне и редукторе. В инжекторных машинах газобаллонное оборудование управляется отдельным электронным блоком. От него в салон выводится кнопка «газ/бензин». Это значит, что если установлено ГБО, штатная система питания также остается, и в любое время можно переключиться на бензин.
ИСТОРИЯ ГАЗОБАЛЛОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Пионером в газобаллонном оборудовании является Италия. Более 50 лет назад небольшие семейные компании на севере Италии начали осваивать производство компонентов для перевода бензиновых автомобилей на газ. Италия и по сей день является основным поставщиком газового оборудования на автомобили и новых газовых технологий.
В последнее время эту эстафету активно подхватили такие страны как Польша, особенно в области электроники, Турция, Китай и Литва. Помимо Италии, которая сегодня является страной с самым большим распространением газового оборудования на авто, много автомобилей с ГБО евро также появилась в Польше, России, Украине — Milano Ukraine, в странах Южной Америки, Индии, Китае и Австралии. Во многих из этих стран автопроизводители непосредственно на конвейере производят либо полностью газовые, либо двухтопливные (например, бензин и газ) автомобили.
Принцип работы ГБО
Газовое оборудование на авто работает на различных формах газа: сжиженной и газообразной. Чаще для работы используют сжиженный газ - пропано-бутановую смесь. Реже - сжатый природный газ (метан). Метановых заправок мало, поэтому баллоны со сжатым газом не пользуются популярностью. Как работает система ГБО? Газ поступает из баллона через фильтр к редуктору. Поскольку в баллоне он находится под давлением (около 16 атм), то по трубе он движется самотёком. Попадая в редуктор, сжиженный газ преобразовывается в пар - испаряется. Для этого редуктор снижает его давление и подогревает. Во время работы двигателя, для подогрева жидкого газа используется тепло от работы мотора. После редуктора пары газа проходят ещё через один фильтр и поступают в смеситель.
Во многих системах ГБО поступление в смеситель происходит через форсунки. Их количество соответствует количеству цилиндров - поршней. А их открытием руководит электронный блок управления. Подавая команды на форсунки, блок управления регулирует количество впрыскиваний и количество газа, которое поступает в камеру сгорания. Запуск двигателя и первые 20 - 30 секунд работы происходят на бензине. Как только редуктор прогреется, система управления газовым оборудованием автоматически включает подачу газа и его впрыскивание в систему сгорания.
При этом подача бензина автоматически выключается. Обратный переход на бензин происходит при снижении давления в трубах газа, то есть, когда газ в баллоне заканчивается. Кроме того, в системе управления есть возможность ручного переключения режимов «бензин - газ». Описанный принцип работы является схемой для сжиженного пропано-бутанового топлива. Для природного газа (метана) используется другая схема. Поскольку он является газом, то поступает сразу к газовым инжекторам и далее - в камеру сгорания без фильтра и редуктора.
Регистрация газового оборудования
Газовое оборудование необходимо регистрировать документально в соответствующих службах. Это утверждение справедливо и сильно ограничивает возможность установить ГБО своими руками. Дело в том, что для регистрации ГБО в Автоинспекции нужно предъявлять специальный сертификат и лицензию на право заниматься работами по установке такого газового оборудования. Получается, что самостоятельные вмешательства в конструкцию автомобиля недопустимы.
Среди автолюбителей не раз поднимался вопрос о том, что автомобиль с установленной, но не имеющей регистрации газовой системой питания, не может пройти ТО. Такие машины с ГБО отказываются ставить на учет или снимать с учета в ГАИ. Проблемы возникнут, но только при отсутствии соответствующих документов на установленное ГБО. Документы на ГБО на законных основаниях могут попросить также на газовой заправке, хотя на практике этого не возникает.
Сложности связаны с тем, что установка любых систем, а с 4-го поколения и выше особенно, потребует существенного переоборудования автомобиля. Для ГБО-4 нужно сверлить отверстия во впускном коллекторе для газовых форсунок, необходимо резать проводку к бензиновым форсункам, осуществлять подключение к датчикам автомобиля и т.д
Поколения ГБО
ГБО является технической системой, которая развивается и модернизируется. Поэтому на сегодня существуют 6 поколений газобаллонного оборудования. Они отличаются принципом подачи газа и способом отключения подачи бензина. На заметку: по большому счёту, все системы ГБО можно разделить на 3 основные группы и промежуточные гибридные типы между ними. Три основных системы ГБО - это: для карбюраторного (механического) впрыскивания топлива; для инжекторного распределённого впрыскивания; для непосредственного впрыскивания топлива в двигатель. Опишем шесть поколений оборудования - их действие и отличия. ГБО-1 - система с механическими блоками, которые устанавливают исключительно на карбюраторные двигатели. Их редуктор впрыскивает газ через форсунки при низком давлении внутри смесителя. Поэтому получил название «вакуумного».
Эта система имеет много недостатков и нареканий, не редки возгорания; ГБО-2 - система для карбюраторных и простых инжекторных двигателей, но модернизирована электромагнитным редуктором. Это позволило организовать подачу газа, он при различных значениях давления в смесителе, сделало более лёгким запуск двигателя, возможным «холодный» старт. Электромагнитный редуктор также дал возможность руководить выбором топлива кнопкой из салона авто; ГБО-3 - система для инжекторных двигателей, в которых редуктор оснащён контроллерами и работает в полностью автоматическом режиме. Он считывает показания датчика кислорода в выхлопных газах и по ним регулирует состав газовой смеси. Также редуктор имеет датчик температуры, который позволяет ему включаться только после прогрева. Ещё одно усовершенствование ГБО-3 - это эмуляторы форсунок. Они имитируют работу бензиновых форсунок, чтобы электронный блок не перевёл двигатель в аварийный режим. Эмуляторы форсунок убрали необходимость встраивать в систему отдельный бензиновый клапан. Системы газового оборудования первых поколений считаются устаревшими.
Среди трёх других наибольшую популярность получило ГБО-4, благодаря оптимальному сочетанию цены и качества его работы. Именно его предпочитают устанавливать большинство водителей. ГБО-4 - система для инжекторных двигателей. Усовершенствованием ГБО-4 являются газовые форсунки. Они берут на себя функцию впрыскивания газа в смеситель-коллектор. И избавляют редуктор от необходимости нагнетать давление для впрыскивания газа в смеситель. Количество форсунок соответствует количеству поршней-цилиндров. На каждой форсунке установлен контроллер, который руководит её работой - определяет количество впрыскиваемого газа и частоту впрыскивания. Здесь нет эмуляторов бензина, их функцию выполняет сам электронный блок. Он, блок управления, приостанавливает работу бензиновых форсунок и запускает газовые. При этом бензиновый блок продолжает работать без впрыскиваний бензина. ГБО четвёртого и последующих поколений являются системами периодической (циклической, фазовой) подачи топлива (газа). Такая подача позволила снизить расход сжиженного топлива.
ГБО последующих поколений, 5-го и 6-го, не работают на газообразном метане, поскольку используют исключительно сжиженный газ. В их конструкции сжиженное топливо поступает в камеру сгорания в жидком виде, минуя фазу парообразования. ГБО-5 - газ впрыскивается в виде жидкости, что получило название «жидкого впрыска». Его подают в камеру встроенные в баллон топливные насосы (аналогично системе подачи бензина). Для подачи жидкого топлива насос нагнетает давление до 5 атм. Для постоянного нагнетания давления в системе работает редуктор давления. Небольшое повышение давления предупреждает испарение жидкого газа при нагреве от работающего двигателя. Эта система легко заводится без бензина, без необходимости прогревать двигатель на бензине. Они также отличаются сниженным расходом газа и увеличенной мощностью. Редуктора-испарителя в ГБО-5 нет; ГБО-6 ставят на двигатели с непосредственным впрыском. Использует сжиженный газ. Система ГБО-6 состоит из бака, который подключается к магистрали подачи бензинового топлива. ГБО-5 и 6 - самые дорогие варианты установки газового оборудования на авто.
Особенности установки
Что учесть при установке газобаллонного оборудования на автомобиль? Редуктор - устройство, которое займёт место под капотом. Поэтому необходимо оптимально подобрать ему местоположение. Оно должно быть доступно для обслуживания - периодической замены фильтров. Крепить редуктор необходимо на раме автомобиля, его нельзя крепить на двигателе, по причине вибраций. Шланги для подведения тосола не должны быть выгнуты или заломлены. Шланги тосола подключаются к системе параллельно.
Тогда редуктору и радиатору печки тосол будет подаваться в равных количествах. Рядом с газовым баллоном не должно быть горячего глушителя и не должно быть вибрирующих деталей кузова. Форсунки газа располагаются как можно ближе к форсункам бензина. Смесь должна быть как можно ближе к свече - это гарантирует стабильность её горения. Однако установка ГБО требует профессиональных знаний, поэтому данный раздел - скорее помощь для контроля работ по установке газобаллонного оборудования на ваш автомобиль.
БЕЗОПАСНОСТЬ ГБО
Слово «газ» само по себе несет некую опасность, поэтому производители газовых систем уделяют огромное внимание безопасности своих систем.
Арматура газового баллона оборудована пожарным, аварийным и электромагнитными клапанами, а также клапаном, перекрывающим поток газа, в случае обрыва газовой магистрали. Под капотом автомобиля газобаллонная электроника моментально перекрывает подачу газа, в случае использования бензина или остановки двигателя машины.
Все компоненты ГБО проходят обязательную сертификацию и многочисленные испытания, подтверждающие их безопасность. Стандарты безопасности для газобаллонного оборудования на авто, устанавливаемых на вторичном рынке абсолютно идентичны стандартам газовых автомобилей, производимых автопроизводителями. Установив ГБО на авто, Вы можете быть уверены, что защищены так же, как и владелец газового автомобиля с установленным газовым оборудованием непосредственно на конвейере.
Существуют некоторые мнения об опасности использования газового оборудования на автомобиле. На самом деле – это не более, чем миф.
Преимущества ГБО
Газовое оборудование для автомобилей экономичнее, чем работа бензинового или дизельного двигателя. Оно сокращает расходы топлива и продлевает жизнь двигателя. Приведём описание основных преимуществ машин «на газу»: Машина с ГБО может передвигаться как на газу, так и на бензине. Сокращаются расходы на топливо. Улучшается качество езды машины: движется мягче, без рывков, стартует и разгоняется быстрее. Сокращается количество вредных выбросов. Это происходит благодаря более полному сжиганию топлива. Смесь пропана и бутана отличается высоким октановым числом (до 108), благодаря чему прогорает почти полностью, не оставляя выхлопных газов или других выбросов. На заметку: по данным проведенных исследований, процент сокращения вредных выбросов для карбюраторного двигателя составляет 2/3 или 70%. Для дизельного - половина или 52%. Так же к преимуществам ГБО можно отнести: увеличение ресурса работы двигателя, благодаря бережному отношению к мотору, боле полному сгоранию топлива, меньшему количеству нагара на цилиндрах; увеличение пробега машины без дозаправки; вместо одного бензинового бака в машине - два бака с двумя видами топлива. Перечисленные выше достоинства присущи системам ГБО, установленным в лицензированных проверенных мастерских, с использованием качественного сертифицированного оборудования. Также важно после установки ГБО своевременно делать технические обслуживание и менять фильтры. А именно - каждые 10 - 15 тыс. км. На заметку: первый после установки ГБО осмотр надо пройти раньше - уже через 1,5 тыс. км.
Недостатки ГБО
Существенные денежные траты на установку газовое оборудование на автомобиль. Его стоимость составляет несколько десятков тысяч. Кроме того, необходимо оформить установку дополнительного оборудования в ГИБДД, что также потребует затрат денег и времени. Снижение количества свободного места - актуально для автомобилей с небольшим багажником. Однако этот недостаток можно сделать неактуальным, если использовать выносную модель газового баллона, которая крепится снаружи корпуса и не занимает пространства внутри багажника, салона. Увеличение количества техосмотров и оплаты на их проведение. Повышенные требования к соблюдению техники безопасности - газ опаснее бензина. Установка нового оборудования аннулирует гарантии производителя. Поэтому она не всегда целесообразна для нового автомобиля на заводской гарантии.
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ГАЗОБАЛЛОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА АВТО
В настоящее время помимо традиционного и инжекторного газобаллонного оборудования на авто появились новые направления развития. Это дизельные газовые системы, так называемые газодизели. Иначе говоря — использование газа на дизельных автомобилях.
В таких системах ГБО газ подается в двигатель одновременно с подачей основного топлива — дизеля. Использование газодизельного оборудования позволяет существенно снизить затраты на топливо, особенно это актуально для использования на магистральных тягачах.
Вторым современным направлением является использование газа на бензиновых автомобилях с прямым впрыском бензина. На данных современных автомобилях бензиновые форсунки установлены непосредственно в камеру сгорания двигателя. ГБО под прямой впрыск, которое может быть установлено на данные машины, также использует одновременную подачу газа и бензина.
Еще одним современным направлением является углубление связей между газовыми и автомобильными системами управления. Современное газобаллонное оборудование умеет общаться со штатными автомобильными контроллерами через системы передача данных по определенным протоколам, что позволяет информировать водителя, например, через бортовой компьютер о возникших неполадках или сбоях в работе газобаллонного оборудования.
Газовую топливную аппаратуру или газобаллонное оборудование ГБО можно устанавливать на любой модели легковых автомобилей оснащенных карбюраторными двигателями или двигателями с системой впрыска топлива и электронным управлением. Если их конструкция позволяет разместить цилиндрический или тороидальный баллон с газом для газобаллонного оборудования.
Устройство газобаллонного оборудования ГБО на автомобиле, узлы и детали, места установки, принцип действия.
Конструктивные решения комплектующих устройств газобаллонного отличаются большим разнообразием в зависимости от типов двигателей, для которых они предназначены, и от заводов-изготовителей, их производящих. Газовое оборудование автомобиля размещают в трех местах: в моторном отсеке, салоне и багажном отсеке. В моторном отсеке автомобиля устанавливают:
– Редуктор-испаритель газа.
– Смеситель.
– Электромагнитный газовый клапан.
– Электромагнитный бензиновый клапан.
В салоне автомобиля на приборной панели устанавливают.
– Переключатель видов топлива «Газ – Бензин» с блоком индикации режимов «Газ – Бензин» и количества топлива в газовом баллоне.
– Предохранитель.
В багажном отсеке автомобиля устанавливают.
– Газовый баллон с запорно-предохранительной арматурой.
– Выносное заправочное устройство.
На некоторых моделях систем газобаллонного оборудования ГБО устанавливают дозирующее устройство, предназначенное для подачи определенного количества газа, соответствующего режиму работы двигателя, кроме холостого хода, а также вилку-тройник с регулирующим винтом или винтами.
Это стальной резервуар, предназначенный для хранения сжиженного нефтяного газа при температуре от минус 40 до плюс 45 градусов. На легковом автомобиле он крепится в отделении или в нише для запасного колеса, а на малотоннажных автомобилях – на . Газовый баллон имеет цилиндрическую или тороидальную форму. Различные объемы и геометрические размеры позволяют выбрать оптимальный вариант размещения баллона в багажнике автомобиля.
Баллон снабжен вентиляционной коробкой с герметически закрывающейся крышкой. Под крышкой расположены заправочный и расходный вентили, шкала со стрелкой, показывающей уровень газа в баллоне, заправочная чашка.
В некоторых конструкциях газобаллонного оборудования для заправки газового баллона необходимо:
– Открыть крышку вентиляционной коробки.
– Закрыть расходный вентиль.
– Ввернуть в заправочную чашку переходник.
– Подключить к переходнику заправочный пистолет.
– Открыть заправочный вентиль на газовом баллоне.
– Открыть кран заправочного пистолета.
После того, как баллон на 80–85 % заполнится газом (в баллоне срабатывает отсекающий клапан, при этом слышен характерный щелчок), указанные операции проделывают в обратном порядке. В дальнейшем, если автомобиль хранится вне закрытых помещений (уличное хранение), расходный вентиль можно не закрывать.
Устанавливают на унифицированном фланце газового баллона с использованием прокладки, обеспечивающей герметичность соединения. Он является приемным устройством при заполнении баллона сжиженным нефтяным газом и обеспечивает подачу последнего в магистраль газопровода. Блок включает в себя входной штуцер и заправочный вентиль с обратным клапаном, расходный штуцер и расходные вентили жидкой и паровой фаз, ограничительный механизм уровня заправки баллона (мультиклапан).
Блок закрыт герметичным кожухом, надежно отделяющим его содержимое от внутреннего объема автомобиля. Вентиляция внутреннего пространства кожуха осуществляется через дренажную трубку, выведенную за пределы кузова автомобиля. Сжиженным газом баллон заправляют через заправочный вентиль (3). Газ поступает в баллон, преодолевая усилия шарика (2), находящегося под действием пружины.
Баллон наполняется газом, и поплавок (11) поднимается. Автоматический клапан (9) отсекает поступление газа в баллон. Шарик (2) перекрывает обратный выход газа из баллона. Из баллона газ поступает в магистраль по трубке забора газа (10), отжимая шарик скоростного клапана (4) через расходный вентиль (13).
В обычных условиях работы расходный и заправочный вентили находятся в открытом положении. Их закрывают при постановке автомобиля на длительную стоянку, в случае утечки газа, а также при неисправностях, обслуживании и ремонте газовой аппаратуры. В случае нагрева баллона свыше 45 градусов открывается предохранительный клапан (1), чтобы понизить давление газа.
Контрольная стрелка (7) по шкале (8) указывает количество газа в баллоне. Указатель уровня топлива может выводиться на переключатель вида топлива в салон автомобиля. Стрелка приводится в действие магнитом, вмонтированным в мультиклапан (9). Она вместе со шкалой защищена прозрачной крышкой (6). Максимально допустимый объем заправляемого газа предварительно устанавливается винтами (12).
Предназначенное для заправки газового баллона, крепится на кронштейне (7) гайкой (8) под задним бампером легкового автомобиля. Оно подсоединяется к заправочному трубопроводу через штуцер (10). Заправочный пистолет газовой колонки присоединяется к корпусу (3) с уплотняющей резиновой прокладкой (2). Газ, поступающий под давлением, открывает клапан (6) и заполняет газовый баллон. После окончания заправки клапан герметично закрывается.
Газопровод проходи под полом автомобиля вдали от выхлопных труб. От соприкосновения с деталями он защищен хлорвиниловыми или резиновыми трубками. Трубопроводы закрепляют на кузове автомобиля специальными скобами при помощи саморезов с интервалом не более 800 мм. Газопровод высокого давления на всем протяжении от баллона до электромагнитного клапана газа и от него до редуктора-испарителя выполнен из меди или из нержавеющей стали с заводской развальцовкой.
Если газопровод изготовлен из стали, то его присоединение к узлам аппаратуры осуществляется при помощи упорной накидной гайки. Такое соединение допускает многократную разборку, но при затяжке необходимо избегать чрезмерных усилий во избежание отрыва донышка накидной гайки. На концах трубопровода предусматривают компенсационные кольца. Трубку изгибают с образованием кольца диаметром 50–80 мм, что предохраняет трубопровод от поломки под действием вибрации.
Герметичность газопровода высокого давления обеспечивает ниппельное соединение типа конусная муфта. Такое соединение включает в себя трубопровод (3), конусную муфту (1), упорную гайку (2) и присоединяемую деталь (штуцер). Герметичность достигается за счет конусной муфты (1), изготавливаемой из латуни. Такое соединение допускает многократную разборку с заменой конусной муфты новой. Муфта должна плотно сидеть на трубке на расстоянии 2–3 мм от ее торца.
В трубопроводах низкого давления для соединения газового редуктора со смесителем используют резиновые шланги из бензомаслостойкой резины. Шланговые соединения на штуцерах крепятся винтовыми хомутами.
Устанавливают с целью исполнения команд, которые управляют подачей бензина или газа в системах питания автомобилей, оборудованных аппаратурой. В отдельных случаях клапаны конструктивно объединяют с фильтрами, которые очищают поступающее в систему топливо.
Электромагнитный газовый клапан.
Служит для открытия канала подачи газа в редуктор и его перекрытия при работе на бензине. Управляется дистанционно из салона автомобиля посредством переключателя «Газ» – «Бензин». Фильтры не требуют регулярного обслуживания: достаточно промывки или замены. В некоторых конструкциях очищать следует каждые 30 000 километров пробега автомобиля. При включенном зажигании и установке переключателя в положение «Газ» клапан открывается, и газ по трубопроводу высокого давления поступает в редуктор-испаритель. При включенном зажигании клапан находится в положении «Закрыт».
Электромагнитный бензиновый клапан.
Служит для открытия (закрытия) канала подачи бензина в карбюратор, одновременно перекрывается подача газа. В нижней части клапана предусмотрен винт (кран) для механического (ручного) открывания клапана. В случае выхода из строя электронного блока управления газовым оборудованием этот винт следует ввернуть в клапан (или повернуть кран), чтобы можно было продолжить движение.
Клапаны в газовой магистрали отличаются от клапанов, установленных в бензопроводе, только конструкцией входного и выходного штуцеров, предназначенных для присоединения металлических трубок подвода газа.
Электромагнитный клапан прерывания или возобновления подачи газа или бензина.
Электромагнитный клапан прерывания или возобновления подачи газа или имеет повышенную надежность, потребляет мало тока (не более 0,7 А) и срабатывает при низком напряжении, мощность катушки электромагнита составляет 4 Вт. Фильтр клапана не требует регулярного обслуживания, промывки или замены. Газовым фильтром может служить постоянный магнит, установленный на входе в электромагнитный газовый клапан.
Газовые электромагнитные клапаны с фильтром управляются от переключателя вида топлива. Они предназначены для перекрытия подачи газа при работе двигателя на бензине, перекрытия подачи газа при выключенном зажигании и для фильтрации газа. Электромагнитный бензиновый клапан отключает подачу бензина при работе двигателя на газе.
Устанавливать электромагнитный бензиновый клапан следует в таком месте, чтобы отрезок бензопровода между ним и бензонасосом был как можно короче. Дело в том, что при работе на бензине на этом участке сохраняется постоянный уровень бензина, поддерживаемый бензонасосом. Бензин может сильно нагреваться, вызывая нежелательное повышение давления в шланге. И чем он короче, тем более безопасен.
По той же причине необходимо особое внимание уделять надежной герметизации соединений между бензонасосом и электромагнитным бензиновым клапаном. Клапан всегда закрыт. Он служит для дистанционного управления подачи топлива. На корпусе клапана есть ручной привод в виде ручки или вентиля. Ручным управлением пользуются во время подкачки бензонасосом бензина в в холодное время года, после длительной стоянки автомобиля и в случае отказа электромагнита.
При этом ручку или вентиль переводят в положение «Открыто». После подкачки бензина ручку или вентиль ставят в положение «Закрыто» – это их постоянное положение, а переключатель вида топлива в салоне в положение «Бензин». Если этого не сделать, то двигатель будет одновременно работать и на бензине, и на газе. В этом случае не поможет даже отключение дистанционного переключателя вида топлива, а это недопустимо.
Газовый редуктор-испаритель для газобаллонного оборудования ГБО на автомобиле.
Предназначен для превращения жидкой фазы газа в паровую и подачи паровой фазы в смеситель. Через каждые 1500–2000 километров пробега (на горячем двигателе) следует отвернуть пробку (винт), находящуюся в нижней части редуктора, и слить конденсат (маслянистый отстой). Редукторы-испарители играют важную роль в работе газобаллонного оборудования, поэтому им следует уделить особое внимание.
Газовые редукторы, устанавливаемые на автомобилях имеют одинаковое назначение. Они служат для автоматического снижения давления газа в системе питания до заданного уровня при постоянно изменяющемся давлении газа, зависящем от его количества и температуры окружающей среды.
Газовый редуктор должен обеспечивать на выходе требуемые характеристики состояния газа в широком диапазоне температур , при переходе с одного режима работы двигателя на другой. Он должен автоматически перекрывать подачу газа при выключенном двигателе.
По материалам книги «Автомобильные газовые топливные системы».
Владимир Золотницкий.
Повышение ценника на АЗС на бензин и дизельное топливо вынуждает автомобилистов задумываться о способах экономии на поездках. Одним из решений дано проблемы является использование различных альтернатив жидкому топливу. Приходится изучать устройство ГБО 4 поколения, чтобы перевести своего железного коня на потребление газа.
Производители в нашей стране и за рубежом предлагают потребителям пятое поколение ГБО, однако, автолюбители отдают предпочтение проверенной временем системе предыдущей версии. Это связано не только с дороговизной более новой системы, но и с ее ремонтопригодностью, обкатанностью в разных ситуациях.
Основной задачей использования газобаллонного оборудования является подача смеси газообразного топлива и воздуха в рабочие цилиндры ДВС.
Современная газовая установка 4 поколения может быть установлена на различные типы транспорта:
- легковой автомобиль;
- грузовики;
- микроавтобусы;
- общественный транспорт;
- коммерческие авто и пр.
На рынке можно обнаружить два основных типа систем:
- Компримированная (КПГ). Используется сжатый природный газ (метан CH 4).
- На сжиженном нефтяном газе (ГСН). В комплектах применяют по отдельности или смеси из пропана и бутана (C 3 H 8 и C 4 H 6 соответственно).
Принято считать, что более опасным окажется метан. Даже небольшое количество этого химического вещества способно у человека вызвать быстрое отравление, слепоту, удушье и пр. Молекула газа мельче, чем у ГСН, поэтому для нее требуется более толстостенные и высокогерметичные газопроводы, емкости и пр.
Основные принципы работы
Так как работает ГБО 4 поколения в комбинированном режиме топливо+газ и в монотопливном цикле (исключительно бензин или исключительно газ), то автомобилисты могут самостоятельно выбирать предпочтительный вариант езды в конкретный момент. Эта особенности делает систему весьма популярной среди автовладельцев легковушек.
Имеется также режим автоматического переключения между типами топлива. Конструкторы разработали довольно небольшую по габаритам панель управления. В ней присутствует светодиодная подсветка, где по индикаторам можно узнать о количестве топлива в емкостях .
Зачастую монтаж панели осуществляется с левой стороны около рулевой колонки. Эта зона эргономична для комфортных манипуляций.
Использование индикаторов
Инженеры предусмотрели на панели 4-го поколения ряд из 4 зеленых индикаторов, завершающийся одним красным огоньком. Данный элемент был перенесен и в 5-е поколение.
Ориентироваться в сигналах просто. Следует лишь учитывать важные факторы:
- один горящий зеленый огонек соответствует примерно 10 л газа;
- десятилитровой порции газового топлива хватает на 200 км пути в среднем;
- загоревшаяся красная лампа свидетельствует об ограничении запаса хода в 40-70 км;
- при горящем красном светодиоде стоит отправиться на заправку поскорей.
Присутствует отдельный красный светодиод, который либо потух, либо функционирует в моргающем режиме. В первом случае – авто работает на газу. При моргании ДВС сжигает только бензин и ожидается автоматическое переключение на газ.
Загорается красный светодиод при старте, когда машина потребляет бензин. После выхода в рабочий температурный режим спустя некоторое время происходит переход на сжиженное топливо.
Стоит учитывать, что когда газовое оборудование 4 поколения имеет возможность работы в комбинированных режимах, то это свидетельствует о повышенной надежности системы и о дополнительной надежности двигателя. Немаловажным фактором служит удлиненный пробег транспорта, обеспечиваемый благодаря заправленным нескольким типам топлива .
Актуальным газовый транспорт является для небольших населенных пунктов, где присутствует риск заправки некачественным топливом или АЗС располагаются достаточно далеко. Сами автовладельцы признают, что машины с газовыми аппаратами мало угоняют. Достаточно водителю изъять коммутатор и авто не заведется ни на бензине, ни на газе.
Когда в машине присутствует мотор с достаточно дорогой системой впрыска, включающей катализатор, то внедрение ГБО позитивно отразится на расходе и объективно продлит эксплуатационный период катализатора.
Важно знать, что газовые установки 4-го поколения актуально монтировать на автомобили, удовлетворяющие нормам экологичности не ниже Евро-3 по вредным выбросам, так как там присутствует импульсный тип впрыска для смеси топлива и воздуха, выполняемый по командам контроллера обособленного управленческого блока.
ЭБУ считывает и формирует данные процессора, отправляя управленческие импульсы. Последние помогают открывать форсунки для впрыска газа и блокируют аналогичные форсунки для поступления бензина. Опирается система на определенный тип данных, к которым относятся:
- текущая температура, которую имеет редуктор;
- актуальное газовое давление;
- температура поступаемого газа.
Во время эксплуатации уровень давления газа может существенно понижаться. В подобной ситуации газобаллонное оборудование в автоматическом режиме будет закрывать и блокировать работу газовых форсунок, а параллельно открывать и давать работу бензиновым аналогам.
Схематическая работа ГБО и его устройство
Обязательными атрибутами газобаллонного комплекта являются составляющие:
- мультиклапан;
- емкость для хранения сжиженного газа;
- модуль для подготовки и впрыска топливной смеси в цилиндры.
Монтаж мультиклапана осуществляется на горловую часть баллона. Его используют для обеспечения заправки емкости и для контроля расхода топлива при газопотребляемом цикле. Мультиклапан состоит из элементов:
- расходный клапан (выпускной);
- заправочный клапан (впускной);
- аварийный клапан (используется для быстрого сброса давления);
- аналоговый индикатор наполненности емкости;
- заправочный отвод для топлива.
Необходимость аварийного клапана заключается в том, что он помогает перекрывать выходной канал, если газовый расход резко возрастает. Такой фактор проявляется, например, когда повреждаются отводные трубопроводы на двигатель.
Модуль подготовки и распределения газа обладает следующей конструкцией:
- Топливная рампа с рабочими жиклерами.
- Очистные фильтры.
- Редуктор.
Для пропановых конструкций применяют одноступенчатые редукторы, а для метановых систем актуальны двухступенчатые аналоги. Благодаря данному узлу осуществляется перевод топлива из жидкой фазы в газообразную. Дополнительной функцией двухступенчатых моделей служит понижение выходного давления.
Стартовать моторам, имеющим смешанные топливные системы, предпочтительней на бензине, чтобы снизить влияние детонации. Использовать для этого можно и газ, но делать это стоит лишь в экстренных ситуациях.
Частый старт на газу способен приводить в негодность редукторы. Встроенная в них диафрагма получает высокие перегрузки при заводе мотора из-за высокого давления. После пуска на бензине повышается рабочая температура, и автоматика переводит работу на газ. Пониженное давление вынуждает автоматику переводиться на жидкое топливо, при этом водителю подается звуковой сигнал.
Работа четвертого поколения ГБО не допускает во входном канале хлопков, появляющихся в системах, некачественно синхронизируемых с мехподачей. Это позволяет снизить риски работы на ДВС с пластиковыми коллекторами.
После монтажных работ потребуется обеспечить качественную настройку зажигания. Это связано с тем, что у газа существенно выше октановое число, при сравнении с бензином. Газовый блок нуждается в более раннем зажигании, что отражается в большем угле опережения.
Стоит учитывать, что существенно улучшить работу ГБО позволяет использование специальных свечей зажигания. Однако, и на классических СЗ ДВС будет работать. Настройка при этом выполняется за счет внедрения электронных вариаторов.
Система 4-го поколения позволяет осуществлять модернизацию и тюнинг. Для этого задействуют чип-тюнинг мотора. Благодаря оптимизации удается сбалансировать температурный рабочий режим, при котором будет автопереключение подач топлива.
Позитивные характеристики
К преимуществам ГБО 4-го поколения по сравнению с более ранними модификациями относятся факторы:
- формируется максимальная мощность благодаря четкой дозации топлива и оптимальным пропорциям смесеобразования;
- устраняются рывки ДВС, работа происходит плавно без лишнего трения и исключены хлопки, характерные для предшествующего поколения;
- сгорания топлива происходит в большей мере, что приводит к повышению экологичности, соответствию нормам Евро 3/4, при минимальной потере мощности на 1+2%;
- конструкторы позаботились о внедрении уникальных разъемов, которые не перепутаешь при монтаже, что упрощает и ускоряет сборку;
- благодаря аппаратной диагностики и программному сопряжению 4-е поколение отлично устанавливается на современные авто.
В любом городе легко найти мастеров, которые помогут с настройкой и решениями технических вопросов с данным оборудованием. Ценник на него доступен большинству пользователей.
При работе могут ухудшаться рабочие показатели ДВС по следующим причинам:
- сломался редуктор;
- сбились настройки дозатора или редуктора;
- фильтр эксплуатировался долго и забился, что привело к снижению подачи топлива;
- в зимней период понижена температура газовой смеси.
Стоит учесть, что в холодное время мотор может потреблять переобагащенную смесь. Происходит это из-за сниженной температуры.
Редуктор ГБО осуществляет преобразование газа из жидкого состояния в газообразное, а также поддерживает необходимое выходное давление. В редукторе ГБО имеется датчик температуры охлаждающей жидкости и газовый фильтр. Для преобразования газа из жидкого состояния в газообразное редуктор подключается к системе охлаждения двигателя. Редуктор впрысковой газовой системы меняет выходное давление газа в зависимости от давления во впускном коллекторе двигателя автомобиля.
2 
Фильтр ГБО очищает газ от посторонних примесей. Стоит отметить, что фильтр ГБО нужно менять вовремя, т.к. от этого во многом зависит срок эксплуатации газобаллонного оборудования. Также, фильтр Ловато совмещает в себе датчики давления и температуры газа.
3 
Форсунки ГБО предназначены для впрыска газа в двигатель. Современные газовые форсунки – это высоко точные и быстрые устройства, специально разработанные для подачи газообразного топлива в двигатель автомобиля. Чем быстрее форсунки ГБО, тем точнее подача топлива. Вот почему в линейке газовых форсунок Lovato имеются несколько классов форсунок ГБО, подходящих ко всем типам автомобильных двигателей.
4 
Переключатель типа топлива необходим для переключения с газа на бензин и наоборот. К тому же, он отображает остаточное количество газового топлива при помощи световой индикации.
5 
Электронный блок управления (ЭБУ) – это мозг всей газовой системы. Он собирает всю необходимую информацию с различных датчиков и определяет количество подачи газа в двигатель. ЭБУ подключается к штатному блоку управления подачей бензина в автомобиле. Анализируя полученную информацию от штатного блока и газовых датчиков ЭБУ формирует сигналы для управления газовыми форсунками.
6 
Заправочное устройство предназначено для заправки баллона газом и содержит обратный клапан, предотвращающий выход газа. Есть несколько вариантов установки ВЗУ: При установке газобаллонного оборудования на автомобиль самым распространенным способом является установка ВЗУ в лючек бензобака, рядом с горловиной бензобака. Таким образом, сохраняется традиционное место заправки, ВЗУ защищено от внешних факторов и визуально скрыто. Еще один способ – установка врезного ВЗУ в бампер или в крыло автомобиля. Такой метод используется по желанию владельца авто или при отсутствии возможности установить ВЗУ в лючек бензобака. Третий вариант – подвесное ВЗУ. Такой вариант используется при размещении ВЗУ, например, рядом с фаркопом, либо при установке на грузовые автомобили.
7 
Мультиклапан ГБО устанавливается в горловину баллона и является важнейшим элементом безопасности ГБО. Он содержит в себе несколько компонентов, отвечающих за безопасность газового оборудования, и выполняет следующие функции: - предотвращает обратный выход газа из баллона; - контролирует уровень подачи газа, и, в аварийной ситуации, прекращает подачу газа, например, если произошел обрыв газовой магистрали; - не позволяет заполнить газом баллон до предела, в связи с тем, что при нагреве газ имеет свойство расширяться; - предотвращает повышение давления внутри баллона выше допустимого значения; - при условии, что мультиклапан оборудован электромагнитным клапаном (электоклапан ГБО), перекрывает подачу газа при работе автомобиля на бензине, когда автомобиль находится в выключенном состоянии или двигатель остановлен; - информирует об оставшемся количестве газа.
8 
Баллон ГБО служит для хранения газового топлива. Существует 2 основных типа баллонов – тороидальные и цилиндрические. Тороидальные (тор) бывают внутреннего и внешнего исполнения. Внутренний вариант устанавливается вместо запасного колеса в багажник, а внешний ставится под днище автомобиля, тоже вместо «запаски». Стоит отметить, что тороидальные баллоны ГБО являются наиболее популярными, т.к. их использование не сокращает багажного пространства. Отсутствие, же, запасного колеса легко решается, к примеру, с помощью аэрозолей для ремонта проколов колес. Цилиндрические баллоны ГБО используют, чаще всего, для большей вместимости объема газа, т.к. если сопоставить одинаковые по цене тороидальный и цилиндрический, то второй будет больше по объему. При использовании цилиндрического баллона приходится жертвовать пространством багажного отделения. Цилиндрический варианты являются основными для грузовых автомобилей. Что касается безопасности ГБО, то оба типа газобаллонов исполнены из прочного металла, толщиной до 4-х мм и способны выдерживать давление, в несколько раз превышающее состояние баллона во время полной заправки. Каждое изделие проходит испытания на заводе изготовителе. По-праву, можно сказать, что баллон ГБО является самым крепким элементом Вашего автомобиля.
В данной статье поговорим про газобаллонное оборудование для автомобиля, рассмотрим классификацию и схему установки ГБО, из чего состоит и как работает.
Классификация ГБО по поколениям
1 поколение
Механические системы с вакуумным управлением, которые устанавливают на бензиновые карбюраторные автомобили.2 поколение
Механические системы, дополненные электронным дозирующим устройством, работающим по принципу обратной связи с датчиком содержания кислорода (лямбда-зонд). Они устанавливаются на автомобили, оснащенные инжекторным двигателем и катализатором .3 поколение
Системы, обеспечивающие распределенный синхронный впрыск газа с дозатором-распределителем, который управляется электронным блоком. Газ подается во впускной коллектор с помощью механических форсунок, которые открываются за счет избыточного давления в магистрали подачи газа.Согласно нынешним законам, ставить на машину разрешается систему не ниже четвертого поколения.
4 поколение
Системы распределенного последовательного впрыска газа с электромагнитными форсунками, которые управляются более совершенным электронным блоком. Отличаются тем, что газ подается непосредственно во впускной коллектор через специальные газовые форсунки. Они управляются собственным электронным блоком управления, который синхронизирует свою работу со штатным контроллером и одновременно выполняет функции эмулятора.Такая система популярна на рынке из-за дешевизны и быстрой установки. Она может взаимодействовать со штатным блоком управления мотором через диагностический разъем OBD-2, и тогда точность регулировки становиться выше. На двигатели с непосредственным впрыском топлива устанавливают систему ГБО 4+, которая завязана на работу с блоком управления двигателем. Это обусловлено конструкцией двигателя, когда в камеру сгорания поддается бензин для её охлаждения.
5 поколение
Главное отличие в том, что газ поступает в коллектор не в испаренном состоянии, а в жидком. Это позволяет точнее дозировать подачу топлива и повышает экономичность. Данная система малочувствительна к резким изменениям температуры и обеспечивает пуск мотора на газе даже зимой. При изготовлении оборудования 5-го поколения используется элементная база, которая принципиально отличается от предыдущих. Одним из таких отличий является, устанавливаемый насос, благодаря которому на газовые форсунки подается жидкий газ.Новая конструкция не требует применения редуктора-испарителя. Вместо него устанавливается регулятор давления, обеспечивающий постоянное давления газа в магистрали, которое на 5 бар выше, чем в баллонах. Благодаря такому уровню рабочего давления, тепло, генерируемое двигателем, не вызывает образование пара в трубках.
6 поколение
Также как и предыдущая система, система 6 поколения впрыскивает топливо в жидком состоянии, но через штатные форсунки двигателя. Зимой также можно запустить мотор на газе. Данная система самая совершенная из-за полной интеграции двух топливных систем. Но и дорогая, поэтому используется на практике редко.Основные компоненты
Редуктор-испаритель служит для подогрева смеси пропан-бутана, ее испарения и снижения давления до величины, близкой к атмосферному давлению.Газовый редуктор служит для снижения давления газа и переводе его из жидкого состояния в газообразное. Для этого необходим обогрев редуктора жидкостью из системы охлаждения. Может иметь вакуумное либо электронное управление. На всех редукторах производится регулировка давления газа специальным винтом.
Электромагнитный газовый клапан служит для перекрытия газовой магистрали при стоянке или работе двигателя на бензине. Снабжен фильтром для очистки топливной смеси.
Электромагнитный бензиновый клапан в карбюраторных автомобилях отсекает подачу бензина при работе двигателя на газу. В инжекторных автомобилях его функции выполняет эмулятор форсунок.
Переключатель видов топлива - устанавливается в салоне автомобиля и предназначен для перевода двигателя с одного вида топлива на другой с места водителя без остановки двигателя. Встречаются переключатели, на которых с помощью светодиодов показывается уровень газа в баллоне.
Мультиклапан монтируется на горловину баллона. Включает в себя заправочный и расходный клапана, указатель уровня газа и заборную трубку. Специальный скоростной клапан перекрывает утечку газа при аварийном повреждении газовой магистрали.
Венткоробка крепится на горловину баллона. Внутри нее помещается мультиклапан. В случае утечки газа из баллона венткоробка отводит его пары из багажного отделения наружу.
Емкость для газа. Встречаются баллоны цилиндрические и торроидальные (для ниши под "запаску"). По правилам техники безопасности заполняются не более, чем на 80% от полного объема. Различают баллоны 4 поколений: первого типа - полностью стальные; второго - из легированной стали с композитной обмоткой); третьего - алюминиевый сосуд с композитной обмоткой) и четвертого типа - самые современные и долговечные - из композитных материалов. Именно последние являются самыми дорогими, но и самыми легкими.
Как работает и схема ГБО
Схема ГБО: 1 - баллон 2 - мультиклапан 3 - газовая магистраль высокого давления 4 - выносное заправочное устройство 5 - газовый клапан 6 - редуктор-испаритель 7 - дозатор 8 - смеситель воздуха и газа 9 - бензиновый клапан 10 - переключатель видов топлива
Сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан) под давлением поступает из баллона
(1) в газовую магистраль высокого давления
(3). Расход газа из баллона происходит посредством мультиклапана
(2), через который также осуществляется заправка с помощью выносного заправочного устройства
(4). По магистрали газ в жидкой фазе попадает в газовый клапан-фильтр
(5), который очищает газ от взвесей и смолистых отложений и перекрывает подачу газа при выключении зажигания или при переходе на бензин.Далее очищенный газ по трубопроводу поступает в редуктор-испаритель (6), где давление газа понижается с шестнадцати атмосфер до одной. Интенсивно испаряясь, газ охлаждает редуктор, поэтому последний присоединяется к системе водяного охлаждения двигателя. Циркуляция тосола позволяет избежать обмерзания редуктора и его мембран. Под действием разряжения, создаваемого во впускном коллекторе работающего двигателя, газ из редуктора по шлангу низкого давления через дозатор (7) поступает в смеситель (8), установленный между воздушным фильтром и дроссельными заслонками карбюратора. Иногда вместо установки смесителя производится непосредственная врезка газовых штуцеров в карбюратор.
Управление режимами работы осуществляется с помощью переключателя видов топлива (10), установленного на панели приборов. При выборе позиции "ГАЗ" переключатель открывает электромагнитный газовый клапан (5) и отключает электромагнитный бензиновый клапан (9). И, наоборот, при переходе с газа на бензин, переключатель закрывает газовый клапан и открывает бензиновый. С помощью светодиодов переключатель позволяет контролировать, какое топливо используется в данный момент.
Следует знать, что установка ГБО на автомобиль должна официально оформляться в ГИБДД и контролирующих органах. Если этого не сделано, то инспектор может выписать штраф на 500 рублей или предупреждение за эксплуатацию машины, в которую были внесены изменения без разрешения. На практике, 90 процентов водителей даже не знают, что надо оформлять машину с ГБО.
Loading...