Сайт о внедорожниках УАЗ, ГАЗ, SUV, CUV, кроссоверах, вездеходах

Инжекторные системы подачи газового топлива в ГБО автомобилей, устройство и принцип работы.

Газовые системы подачи газового топлива в ГБО автомобилей могут оснащаться так называемыми инжекторными системами подачи газа. В отличие от энжекционных устройств — редукторов низкого давления, которыми газ подается при давлении, близком к атмосферному, в полость карбюратора над дроссельной заслонкой инжекторные устройства подают газ во впускной коллектор под значительно большим давлением (0,1-0,2 МПа).

Инжекторные системы подачи газового топлива в ГБО автомобилей, устройство и принцип работы.

Дозирование газа осуществляется за счет изменения времени возвратно-поступательного движения специального газового клапана — инжектора. По принципу управления подачей газа инжекторные системы подачи газа в ГБО аналогичны системам впрыска бензина. Инжекторные системы могут устанавливаться как на карбюраторные, так и на инжекторные бензиновые автомобили.

Газовым инжектором управляет сигнал, поступающий от электронного блока. В свою очередь электронный блок получает информацию о работе двигателя (о частоте вращения двигателя — от катушки зажигания, о составе смеси — от зонда). Помимо этого информация о нагрузке на двигатель поступает на дифференциальный редуктор в виде разрежения во впускном коллекторе.

Разрежение также косвенно дает информацию о расходе воздуха, поступающего в двигатель. Таким образом, дифференциальный редуктор совместно с инжектором также участвует в управлении подачей газа в двигатель. Газ из баллона поступает сначала в испаритель и затем в дифференциальный редуктор.

Схема инжекторной системы дозирования газового топлива в ГБО автомобилей.

Мембрана дифференциального редуктора выполнена из резинометаллического материала. Работой редуктора управляет разрежение из впускного коллектора двигателя, поступающее в штуцер для отвода разряжения. Изменения разрежения во впускном коллекторе автоматически отслеживается дифференциальным редуктором, который, в свою очередь, корректирует подачу топлива.

Газ поступает в редуктор через штуцер. Давление газа регулируется за счет перемещения клапана на втулке. Втулка находится под воздействием разрежения, передаваемого на мембрану, усилия пружины и, с другой стороны — давления газа, которое оказывает усилие на мембрану.

Давление газа понижается до заданного уровня (0,1-0,2 МПа) в полости низкого давления, после чего газ поступает к инжектору через штуцер. Регулировка давления выполняется вращением заглушки с которой предварительно снимают колпачок.

Газовый инжектор в инжекторных системах подачи газового топлива в ГБО автомобилей.

Газовый инжектор это быстродействующий электромагнитный клапан, который по сигналу от электронного блока открывается, и через него проходит доза топлива (газа). Открытие и закрытие клапана происходит синхронно с вращением коленчатого вала за счет воздействия магнитных сил сердечника на якорь. Электромагнитный инжектор обеспечивает открытие отверстия для прохода топлива за 0,6 мс и закрытие за 2,0 мс и позволяет работать с частотой до 250 Гц.

Подача газа из инжектора производится непосредственно во впускной коллектор, что препятствует загрязнению карбюратора, улучшает наполнение цилиндров, снижает риск «обратного хлопка» в инжекторных автомобилях. Электронный блок управляет системой таким образом, что при остановке двигателя немедленно прекращается подача газа.

При включении зажигания газовый клапан кратковременно открывается, выдавая необходимую для запуска порцию газового топлива. При неработающем двигателе и включенном зажигании газовый клапан закрыт.

Электронный блок управления в инжекторных системах подачи газового топлива в ГБО автомобилей.

Электронный блок управления предназначен для обработки сигналов, поступающих с датчиков оборотов (катушки), температуры и зонда, и управления работой газового клапана и газового инжектора. В электронном блоке размещены электронные схемы управления инжектором, газовым и бензиновым клапанами. При настройке электронного блока управления на автомобиле используется специальный тестер. Электронный блок управления устанавливается в салоне автомобиля.

Пульт управления и переключения режимов «Бензин» — «Газ».

Пульт управления предназначен для переключения режимов «Бензин» — «Газ» и регулировки длительности открытия форсунки. На переднюю панель блока выведены ручка потенциометра «тонкой» подстройки, переключатель «Бензин» — «Газ» и обеспечен доступ к разъему тестера и потенциометрам установки времени открытия инжектора.

Испаритель в инжекторных системах подачи газового топлива в ГБО автомобилей.

Испаритель предназначен для подогрева газа с помощью охлаждающей жидкости двигателя и испарения жидкой фазы пропан-бутановой смеси. Его подсоединение аналогично подсоединению редуктора низкого давления.

По материалам книги «Установка и эксплуатация газобаллонного оборудования автомобилей».
Ю.В. Панов.

Из чего состоит и как работает оборудование

ГБО 2 поколения (пропановое или метановое) применяется в автомобилях с моторами инжекторного и карбюраторного типа. Такое оборудование лучше всего подходит на машины до 3-го экологического класса (Евро 0,1,2). Начиная с евро 3 рациональнее устанавливать 4-ое поколение ГБО.

Устройство на карбюраторе

Комплект второго поколения включает:

• клапан заправочный; с мультиклапаном и датчиком уровня;
• заправочная, расходная магистрали; с фильтром грубой очистки (бывает выносной фильтр с электромагнитным клапан подачи газа);
• кнопка выбора типа топлива;
• дозатор газовой смеси (регистр мощности);
• устройство смешивания газа с воздухом (смеситель);
• электромагнитный клапан, перекрывающий доступ бензина в силовой агрегат при переводе его на газ.

Принцип работы оборудования 2-го поколения на карбюраторном двигателе следующий:

Запуск и прогрев двигателя происходит на бензине. Далее клавиша переводится в нейтральное положение для выработки топлива из поплавковой камеры карбюратора. Тем самым, в работу включается электромагнитный клапан, который перекрывает подачу бензина.

После чего переключатель ставится в положение подачи газа, активировав газовый клапан. Так газ, находящийся в баллоне в жидком состоянии, через мультиклапан и магистральный трубопровод поступает к редуктору. На этой стадии смесь проходит предварительную грубую очистку.

При прогреве редуктора от охлаждающей жидкости ДВС, сжиженный газ преобразуется в пар. В парообразной фазе топливо, проходя через регистр мощности, смешивается с воздухом в карбюраторе.

Для этого в системе ГБО 2 поколения на карбюратор устанавливается смеситель для впрыска (проставка) или газовые врезки.

Затем готовая газовая смесь, попадая через впускной коллектор и клапаны ГБЦ, воспламеняется посредством искры в камере сгорания цилиндра двигателя.

Для обратного перехода к базовому топливу кнопка ГБО переводится в положение работы на бензине, минуя нейтральную позицию.

Схема на двигателях с инжектором

Здесь комплектация отличается несколькими составными элементами:

1. кнопка именно для инжекторной системы, но бывают и универсальные;
2. перед дроссельной заслонкой ставится смеситель с механизмом против хлопков;
3. эмулятор бензиновых форсунок;
4. эмулятор лямбда-зонда (требуется установка не на всех машинах).

Радикальных отличий в принципах работы обеих схем газового оборудования нет. Основные изменения внесены в конструкцию ГБО, по причине наличия в автомобиле с инжектором форсунок для подачи топлива (или моно инжектор – одна форсунка на все цилиндры). Которые контролируются штатным блоком управления двигателя (ЭБУ).

Переход двигателя на газ может осуществляться в полуавтоматическом режиме (среднее положение тумблера). Пока двигатель не наберет заданного количества об/мин (1500-2000), в камеру сгорания подается бензин. Затем автоматически происходит переключение на газ.

Эмулятор форсунок нужен для отключения бензиновых инжекторов, также он подаёт сигнал контроллеру (ЭБУ) имитируя их работу. За счёт этого блок управления, не выводит ошибку («check engine») о неработающих форсунках, путём сигнализации на панели приборов.

Эмулятор лямбда-зонда (датчик кислорода) блокирует вывод блоком управления ДВС ложной ошибки о бедной смеси топлива. Преимущества датчика:

• облегчает настройку ГБО за счёт вывода индикации качества смеси (бедная зелёный цвет, богатая красный);
• уменьшает расход газа в среднем на 7-10%;
• позволяет обнаружить реальные ошибки в работе двигателя.

Из-за возможных неисправностей в системе зажигания (пропуски искры) или газораспределительном механизме, в двигателе происходят хлопки. Причиной тому является воспламенение топлива во впускном коллекторе, это может привести к его разрыву.

Если на двигателе стоит пластиковый коллектор, рекомендуется установка 4-го поколения оборудования. Либо замена впуска на металлический.

ГБО второго поколения оснащается «антихлопковым» клапаном, который установлен в смесителе газа или может быть ещё дополнительный в корпусе воздушного фильтра.

Приобрести и установить данную систему стоит в следующих случаях:

• Если автомобиль активно эксплуатируется, и пробег достигает 3 – 4 тысячи км за год. В таком случае цена ГБО 3 поколения на инжектор окупится достаточно быстро, и принесет существенную выгоду владельцу авто в будущем.
• Если транспортное средство бывшее в употреблении, с пробегом от 300 тыс. км. Монтаж газобалонного комплекта дает возможность снизить нагрузку на основные детали ДВС (свечи, поршни, гильзы, клапаны), и, соответственно, продлить срок работы мотора.
• Если машина употребляет большое количество топлива.
• Если водитель ответственно относится к экологической ситуации – усовершенствованная технология очистки газа в данной модификации оснащения соответствует нормам токсичности до Евро 2, и позволяет уменьшить количество вредных выбросов.

Газобаллонное оборудование. Схема ГБО автомобиля

ГБО 1 поколения
Механические системы с вакуумным управлением, которые устанавливают на бензиновые карбюраторные автомобили.

ГБО 2 поколения
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.

ГБО 3 поколения
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.

ГБО 4 поколения
Системы распределенного последовательного впрыска газа с электромагнитными форсунками, которые управляются более совершенным электронным блоком. Как и в системе предыдущего поколения, газовые форсунки устанавливаются на коллекторе непосредственно у впускного клапана каждого цилиндра.

Основные компоненты газобаллонного оборудования

	Редуктор-испаритель служит для подогрева смеси пропан-бутана, ее испарения и снижения давления до величины, близкой к атмосферному давлению.
	Газовый редуктор разработан для малолитражных автомобилей с объемом двигателя до 1,6 л. Благодаря своей компактности легко помещается в подкапотном пространстве автомобиля. Может иметь вакуумное либо электронное управление.
	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. 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 сжиженного нефтяного газа. Встречаются баллоны цилиндрические и торроидальные (для ниши под ‘запаску’). По правилам техники безопасности заполняются не более, чем на 80% от полного объема.

Как работает и схема ГБО

Схема ГБО 3 поколения: 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.

Установка ГБО третьего поколения на инжекторные автомобили отличается тем, что вместо бензоклапана для отсечения подачи бензина используется эмулятор форсунок. Когда подается газ, этот эмулятор имитирует работу бензиновых форсунок, чтобы штатный компьютер не перешел в аварийный режим. По этой же причине нужно устанавливать эмулятор лямбда-зонда.

Особенности установки и работы с ГБО

Перед установкой ГБО, у вас должна быть абсолютно исправна система зажигания — свечи, высоковольтные провода, наконечники свечей, катушки зажигания. После установки ГБО должна быть проведена регулировка редуктора и подачи газа по специальным приборам.

Если у вас инжекторный автомобиль, то обязательно должна быть произведена коррекция угла опережения зажигания. Следует знать, что для бензина и газа разные кривые угла опережения зажигания, и просто поднятие его не даст необходимого эффекта. Для этого необходимо в контроллер управления системой зажигания устанавливать программу, в которой все это учтено, ну а самым правильным вариантом будет установка двухрежимной программы ‘газ-бензин’, автоматически переключающейся в зависимости от того, на чем работает двигатель.

При постоянной работе на газе закоксовываются топливные форсунки, в результате работа на бензине становится отвратительной. Так что необходимо периодически производить промывку форсунок инжектора.

ГБО 2

Второй тип, не сильно отличался от первого. Здесь решили модернизировать запорный клапан в редукторе – теперь он не вакуумный, а электромагнитный, что реально было просто прорывом. Теперь можно не выходя из салона выбирать вид топлива специальной кнопкой, запирается либо бензин, либо газ – удобно. Также большим плюсом можно отметить холодный «старт» – электромагнитный клапан, теперь пускает небольшое количество газа в систему перед пуском, что облегчает запуск холодного двигателя.

Критические отличия кроются в том, что теперь появилась возможность использования этой системы на инжектором двигателе, это либо моновпрыск, либо первые поколения распределенного впрыска.

Почему автомобиль на газу не заводится после простоя

Автомобили, которые оборудованы газовыми баллонами, очень часто дают сбои при холодном запуске двигателя. Как правило, это возникает, когда машиной долго не пользуются и она простаивает в гараже. Когда владелец приходит и пытается завести автомобиль, ничего не получается.

Практика показывает, что между длительностью простоя и запуском двигателя есть прямая связь. Рассмотрим, почему автомобиль на газовом оборудовании может не заводиться и что предпринимать в подобном случае.

Диагностика и причины. Каждый автовладелец может провести диагностику самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов. Для этого необходимо:

• Завести двигатель и дать ему поработать пару минут.
• Заглушить мотор и открыть капот.
• Найти трубочку, которая ведет от газового редуктора во впускной коллектор.
• Отсоединить вакуумный канал и поместить в стаканчик с водой.
• Если на поверхности воды заметны газовые шарики, это означает, что нужно менять прокладки.

Если машина долго стояла в гараже, а во время диагностики в воде обнаружен газ, проблема решается только ремонтом, который не требует больших затрат.

Если автомобиль очень тяжело завести после простоя, это может говорить о наличии газа в системе. Он может находиться внутри впускного коллектора, а это мешает запуску двигателя. Газ начинает перемешиваться с топливом. Среди причин. фильтр и шланги.

Как восстановить редуктор самостоятельно. Наличие воздуха в трубках говорит о том, что пора заменить прокладки. Для этого нужно:

• Открыть багажник и закрутить кран газового баллона.
• Завести двигатель, оставить его на холостом ходу до тех пор, пока газ не выработается полностью.
• Вынуть газовый редуктор, отсоединить шланги и открутить болты.
• Заменить прокладки, клапана и остальные детали.

Под крышкой редуктора расположена пружина, которая действует на мембрану и на газ. Когда пружина сжата, проход газа закрыт. Когда снимается вакуумная трубка, давление газа возрастает, а двигатель не может осуществлять нормальную работу. Форсунки не смогут выполнять свои функции.

Возникают случаи, когда клапан в редукторе не может закрыть газ из-за загрязнения. Клапан можно легко снять и почистить:

• Для чистки используется ватная палочка и керосин.
• После очищения нужно установить клапан обратно, а сверху надеть электрическую катушку. Она создает электромагнитный импульс.
• Прикрутить катушку сверху и открыть баллон.

Итог. Автомобили с газовым оборудованием очень сложно заводятся после длительного простоя. Обычно причина заключается в поломке или загрязнении редуктора.

Настройка чувствительности редуктора

Это последний этап нашей регулировки. Для выполнения данного действия первым делом необходимо открутить винт чувствительности и после стабилизирования оборотов закрутить его обратно на 1 оборот. Далее резким нажатием на педаль газа проверяем нашу регулировку — приемистость ДВС должна быть хорошей.

Теперь настраиваем дозатор. Здесь вам понадобится помощник, который, нажимая на акселератор, установит обороты ДВС в пределах 3-3.5 тысяч в минуту.

Настройка дозатора начинается с вращения винта. Найдя пороговую точку (при которой меняются обороты двигателя внутреннего сгорания), данная деталь выворачивается обратно на ¾ оборота. Таким образом, для 2-секционного дозатора регулируется I камера. Для того чтобы отрегулировать вторую, произведите аналогичное действие (при этом винт выворачивается на ¼ оборота). Подобным образом производится также регулировка ГБО 2-го поколения.

В газовых редукторах, которые имеют возможность регулировки первой степени необходимо установить еще на холостых оборотах давление при помощи внешнего манометра. Его значения должны колебаться в пределах от 0.39 до 0.42 кгс на квадратный сантиметр. После этого настройка холостого хода повторяется заново (так же как и чувствительность редуктора).

Как в завершении происходит на ГБО 2 поколения регулировка? Последняя операция включает в себя настройку винта чувствительности. Что с ним необходимо сделать? Для этого, нажимая на педаль акселератора, закрутите на ¼ оборота винт чувствительности. Данная операция повторяется до тех пор, пока не появится заметный провал оборотов. После этого винт чувствительности выкручивается на ½ оборота. На данном этапе регулировку газобаллонного оборудования можно считать завершенной.