Как заработать на газовом оборудовании? Часть первая

На сегодняшний день таких моторов всё больше и больше.

Гибридная система подачи топлива

Новая разработка инженеров автомобилестроения. В данной технологии объединены и MPI и FSI системы. На данных двигателях топливо впрыскивается и в коллектор и в камеру сгорания.

Эта технология получила достаточно широкое распространение на автомобилях японской марки TOYOTA.

И это очень неудобно для газовщиков и крайне не выгодно для владельца автомобиля. Можно использовать дешевую систему подачи топлива четвертого поколения, но форсунки установленные в коллекторе работают не во всём диапазоне нагрузок. Дополнительно, бензин будет расходоваться через форсунки высокого давления и для них придётся ставить дополнительное оборудование поколения 4+.

Всё это лирика, на практике придётся ставить шестое поколение и подавать газ в магистраль вместо бензина, но насколько терпеливо к этому отнесутся бензиновые форсунки высокого давления? Ведь прецеденты уже были.

Типы газового оборудования

Первое поколение газового оборудования

Принцип работы первого поколения основан на регулировании давления газа, поступающего из редуктора-испарителя и последующей дозировке количества подаваемого газа механически. Эти системы устанавливали на три типа автомобилей: карбюраторные, моновпрысковые и инжекторные.

В комплект газобаллонного оборудования первого поколения входили как с вакуумным, так и редуктора с электронным управлением.

1. Заправочное устройство

2. Газовый баллон

3. Мультиклапан

4. Магистральная трубка

5. Газовый клапан

6. Редуктор-испаритель

7. Газовый шланг

8. Тосольные шланги

9. Регулятор

10. Расход. Я не стал отображать проставку, смеситель или врезку в карбюратор.

Отличались редуктора системой безопасности. Вакуумный редуктор с помощью специальной мембраны перекрывал подачу газа. Редуктор соединялся со всасывающим коллектором шлангом. Когда двигатель запущен, с помощью разряжения мембрана прижималась к корпусу и освобождала место для рабочего хода основной мембраны. Когда двигатель останавливался, мембрана с помощью пружины возвращалась на своё место и подача газа прекращалась.

Давление в первой камере регулировалось одной пружиной, давление во второй, другой. Пружинки, клапанки, мембраны. Ой, как вспомнишь… Всё сделано грамотно, но всё основано на точности механических элементов. Если всё новое и рабочее, то настроить систему можно и на слух, но если редуктор уже «подустал», то нам поможет четырех компонентный газоанализатор Инфракар или подобный ему. Он покажет и качество смеси, и состояние двигателя.

Дозатор газа (Винт жадности)

Второе поколение газового оборудования

Системы второго поколения имеет в своем составе электрический редуктор и электронное дозирующее устройство, которое опирается на сигналы датчика содержания кислорода (лямбда-зонд) в выпускном коллекторе двигателя, датчика положения дроссельной заслонки (TPS – Throttle Position Sensor) и датчика частоты вращения коленвала (RPM). Газовый электронный блок управления (лямбда-контроллер) получает сигналы от указанных выше датчиков и поддерживает необходимый (стехиометрический) состав газо-воздушной смеси как на установившихся, так и на переходных режимах работы двигателя.

В отличии от первого поколения, во втором подстройка по смеси осуществляется постоянно, за этим следит электронный блок управления. В роли дозирующего устройства выступает шаговый мотор, установленный на шланге после редуктора. Он регулирует проходное отверстие.

Эти системы стали применять на инжекторных двигателях. Это первые попытки задействовать вычислительную технику в подаче газо-воздушной смеси.

Отключение подачи бензина осуществляется устройством под названием «Эмулятор форсунок». После получения сигнала о включении, устройство разрывает управляющий провод на бензиновую форсунку, чтобы не загорелся чек (лампочка на панели приборов ПРОВЕРЬТЕ ДВИГАТЕЛЬ). Также оно эмулирует наличие бензиновой форсунки с помощью катушки или сопротивления.

К минусам этой системы можно отнести её регулировку и точность подачи топлива. По-прежнему нужно было сбалансировать настройки и на редукторе-испарителе и дозатором на шланге. Шаговый дозатор быстро засорялся и переставал работать.

Настроить такую систему было тоже не просто. Настройщику пришлось отойти от традиционных регулировок с помощью одного только газоанализатора и научиться пользоваться ноутбуком.

Третье поколение газового оборудования

В системах газобаллонного оборудования третьего поколения электронный блок вместе с дозатором распределителем обеспечивает распределённый синхронный впрыск газа во впускной коллектор с помощью механических форсунок. Электронный блок опирается на сигналы датчика положения дроссельной заслонки (TPS), датчика содержания кислорода в выпускном коллекторе двигателя (лямбда-зонд), датчик частоты вращения коленвала (RPM), датчика абсолютного давления (MAP) и регулирует режим подачи газа.

В этой системе конструкторы заменили двухступенчатый редуктор на одноступенчатый. С помощью разрежения во впускном коллекторе и сопротивления пружины происходила регулировка подачи газа. Начиная с этого поколения все редуктора-испарители работают с постоянным, избыточным давлением.

Индивидуальная подача газа в каждый цилиндр осуществляется дозирующим устройством – газовым инжектором. Механические форсунки открываются за счет избыточного давления в магистрали подачи газа. Электронный блок ГБО третьего поколения создает собственные топливные карты и из-за особенностей конструкции шагового дозатора недостаточно оперативно корректирует состав газовоздушной смеси, но тем не менее, такие системы активно устанавливали автопроизводители. При правильном монтаже и периодическом обслуживании, форсунки могли проработать долгие годы.

Четвертое поколение газового оборудования

Эта система получила самое широкое распространение. Думаю, и по количеству продаж она превзошла все предыдущие системы подачи газа. Принцип работы: с помощью электромагнитных форсунок обеспечивается распределённый, последовательный или параллельный впрыска газа. Принцип действия этой системы отличается от предыдущих поколений более точной дозировкой топлива, так как подача топлива осуществляется рядом с бензиновой форсункой вблизи впускных клапанов.

Настоящим прорывом стали высокоточные форсунки. Некоторые образцы по скорости могли дать фору бензиновым. А они, между прочим, подавали горячий испаренный газ.

Много новых функций появилось в программном обеспечении. Некоторые производители научились подавать в камеру сгорания сразу два вида топлива и бензин, и газ. Это благоприятно сказывалось на качестве сгорания топливно-воздушной смеси. Смесь сгорала раньше, а, следовательно, меньше грела выпускные клапана.

Работа электромагнитных газовых форсунок корректируется при помощи газового блока управления (аналог штатного автомобильного электронного блока управления (ЭБУ). Газовый блок управления считывает сигналы сгенерированные бензиновым ЭБУ, идущие на бензиновые форсунки и на их основе производит расчет сигналов для управления газовыми форсунками. В расчете порции газа используются данные с датчиков: температуры газа, давления газа, температура редуктора, разряжение в коллекторе. Управление впрыском газа фактически осуществляется на основе сигналов, взятых с бензиновых форсунок. Блокировка подачи бензина осуществляется газовым блоком путем разрыва сигнала на бензиновой форсунке и эмуляции работы бензиновой форсунки с помощью сопротивления или катушки, для предотвращения образовании ошибки «Обрыв форсунки».

Для защиты газовых форсунок стали применять фильтра, отсеивающие тяжелые фракции и примеси в газе. Разновидности их огромны, бумажные, поролоновые, стекловолокно. С отстойником и без. Глаза разбегаются. Но лучшими по результатам теста признаются фильтра с отстойником хорошо зарекомендовавшие себя у таких производителей как LOVATO и POLETRON.

Отдельно стоит отметить, что переключатель теперь имеет только два положения: бензин и автомат. С бензином всё понятно, газовая система выключена и автомобиль заводится и работает только на бензине, а вот с автоматическим режимом интереснее. Нажимая на кнопку, водитель только изъявляет желание ехать на газе, всё остальное делает компьютер. Он определяет температуру редуктора-испарителя и по готовности открывает газовые клапана. Нагретый газ поступает к рампе с форсунками. Датчик температуры газа расскажет о качестве топлива. Датчик давления газа о наличии газа в системе. Датчик разрежения, соединенный с впускным коллектором, информирует о нагрузке на двигатель. Учитывая эти параметры газовый блок производит вычисление и начинает последовательный или каскадный переход на газ. Форсунка за форсункой с указанным интервалом система подменяет одно топливо другим совершенно незаметно для бензинового блока.

Газовое оборудование поколения 4+

Например, у BRC это оборудование называется Direct Injection. Это оборудование разработано специально для двигателей с непосредственным впрыском топлива. В виду конструктивной особенности двигателя бензин на холостых оборотах подается маленькой порцией непосредственно к свече зажигания. Подавать газ на холостых оборотах нецелесообразно и поэтому на холостом ходу мотор работает на бензине. Это неприятно для кошелька водителя, но это решение положительно влияет на экологию.

Газовый блок отличается от четвертого поколения принципом работы. Теперь он управляет и бензиновыми и газовыми форсунками одновременно. Для защиты бензиновых форсунок от перегрева, подача топлива через них не прекращается, а ограничивается. В итоге получается пропорция – 20% бензина и 80% газа.

Устанавливать такое оборудование одно удовольствие. Производитель предоставляет обширную техническую документацию, так называемую технологическую карту и прошивку. В технологической карте указаны места крепления элементов ГБО, перечень этих элементов, в общем всё, что необходимо для монтажа. Прошивка – это отдельная тема. Её подготавливают квалифицированные специалисты на специальном оборудовании. Полностью настроенная машина на стенде! Прошил контроллер и в путь! Машина готова.

Датчики, редуктор и форсунки ничем не отличаются от четвертого поколения. Изменения коснулись блока управления и проводки. В четвертом поколении необходимо было разорвать сигнальный провод на бензиновой форсунке и этого было достаточно, чтобы перекрыть подачу топлива. В новой проводке добавился еще силовой провод для управления бензиновой форсункой. Дело то не шуточное, управлять форсунками под давлением более 100 атм.

Пятое поколение газового оборудования

Отличительной особенностью пятого поколения автомобильного газобаллонного оборудования является то, что газ подается в цилиндры двигателя в жидком состоянии. Для этого система дополнительно оснащается газовым насосом, который заставляет циркулировать жидкий газ из баллона через систему топливных магистралей в рампу газовых форсунок и таким образом создает необходимое постоянное давление перед форсунками. Через клапан обратного давления газ возвращается в баллон. За основу взята технология подачи топлива Евро 3.

1. Заправочное устройство

2. Газовый баллон