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.

Устройство и схема работы ГБО

Описание и назначение основных элементов. Принцип работы устройства и схема газобаллонной установки.

• Основные элементы
• Принцип работы
• Схема установки

Схема газобаллонного оборудования наиболее распостраненного четвертого поколения

Основные элементы

Редуктор-испаритель. Элемент системы, предназначенный для подогрева пропанобутановой смеси. Он контролирует испарение, уменьшает давление до атмосферного. Конструкционно газовый редуктор представляет собой механизм, состоящий из нескольких последовательно соединенных камер. Друг от друга они разделены клапанами.

Клапан электромагнитный для газа. Механизм предназначен для блокировки топливного трубопровода. Это нужно в период простоя двигателя, после его переключения на автомобильный бензин. Клапан дополнительно оснащен фильтром очистки топлива.

Клапан электромагнитный для бензина. Этот механизм прекращает подачу автомобильного бензина в карбюраторных моторах, когда они функционируют на газовой смеси. Газовый блок управления исполняет аналогичную задачу в инжекторах.

Переключатель автомобильного топлива. Этот механизм обустраивают в салоне транспортного средства. Переключатели могут отличаться конструктивно. Некоторые варианты имеют подсветку, индикаторную шкалу, которая показывает, сколько в баллоне осталось газовой смеси.

Мультиклапан. Механизм располагается на горловине баллона. В его конструкции предусмотрены следующие клапана: скоростной, расходный, заправочный. Дополнительно мультиклапан оснащен заборной трубкой, измерителем уровня топливной смеси. Клапан скоростной при поломке трубопровода предупреждает газовую течь.

Венткамера. Этот компонент системы также расположен на горловине баллона. В коробку помещают мультиклапан. Основная функция этого элемента – отвод наружу газовых паров при возникновении в багажнике газовой течи.

Газовый баллон (специальная емкость для содержания сжиженного газа). Он может иметь торроидальную или цилиндрическую форму. Первый вариант предоставляет возможность размещать емкость с газом в нише, предназначенной для хранения запасного колеса. Согласно правилам техники безопасности при эксплуатации баллонов с газом емкость заполняется газовой смесью всего на 80% от ее максимальной вместимости.

Разбор деталей комплекта газобаллонного оборудования четвертого поколения: как выглядят детали устройства, зачем они нужны и как все работает

Принцип работы

Необходимо отметить, питание газовой смесью, исполнение всей газобаллонной системы предыдущих поколений значительно проще, чем конструкция бензиновой системы подачи топливной смеси.

Перевод транспортного средства для работы на газобаллонном оборудовании, его соответствующее переустройство выглядит таким образом. Предварительно в багажном, грузовом отделении, под днищем машины, на раме монтируют специальную емкость, предназначенную для заполнения газом. В двигательном отсеке (подкапотное пространство) устанавливают редуктор-испаритель, дополнительные устройства, функции которых связаны с подачей в мотор газовой смеси, и механизмы регулировки топлива.

Баллоны заправляются жидкой смесью пропана-бутана. Если давление соответствует атмосферному, топливо имеет газообразное состояние. Если давление выше атмосферного, газ преобразуется в жидкое топливо, которое при бытовых температурах может испаряться. Поэтому под сжиженный газ используются только герметичные емкости. Давление в них может составлять 2-16 атмосфер.

Газовые пары формируют давление, благодаря которому они подаются в газовый трубопровод повышенного давления. Заправка газового баллона и подача из него топлива в магистраль производится через мультиклапан. Для выполнения заправки дополнительно применяется специальное выносное приспособление.

Сжиженная газовая смесь направляется по трубопроводу и проходит через газовый клапан с фильтровальным элементом. Такая дополнительная фильтрация позволяет эффективнее очищать топливо от смолистых соединений, прочих примесей. Это устройство также предназначено для блокировки подачи газовой смеси при отключении зажигания, переключении рабочего режима двигателя на автомобильный бензин.

После фильтрации топливная смесь направляется в редуктор. Здесь давление газовой смеси падает до показателя, составляющего примерно 1 атмосферу. Снижение давления способствует испарению жидкой газовой смеси. При прохождении данного процесса редуктор активно охлаждается. Именно по данной причине его соединяют с системой охлаждения автомобильного двигателя. Подогретая охлаждающая жидкость в результате циркуляции по системе не дает редуктору обмерзать. В холодный период года рекомендуется производить запуск автомобильным бензином, а уже после предварительного прогрева двигателя стоит переводить его рабочий режим на газобаллонное оборудование. Данное требование предполагает выход мотора на рабочий температурный режим, а также подогрев охлаждающей жидкости до необходимой температуры.

После редуктора уже парообразный газ направляется в цилиндры мотора. В ГБ системе отсутствует деталь, схожая функционально с бензонасосом. Газовая смесь содержится в баллоне под определенным давлением, и поступает в редуктор автономно, дополнительная подкачка для этого не требуется. Благодаря этому система ГБО по конструкции значительно проще. А способность газа преобразовываться из жидкости в пар при изменении показателей температуры, давления еще больше сокращает количество элементов конструкции ГБО установок.

Специальный переключатель, установленный в автомобильном салоне, позволяет переключаться с бензина на газ и обратно. После выключения зажигания переключатель занимает нейтральное положение. Газобаллонное оборудование может быть наделено дополнительно функцией отключения подачи газовой смеси, если в автомобильном двигателе отсутствует искра.

Схема установки

1. Емкость с газом (баллон)
2. Мультиклапан
3. Топливный трубопровод высокого давления
4. Заправочное выносное приспособление
5. Клапан для газа
6. Редуктор-испаритель
7. Дозатор топливной смеси
8. Клапан для бензина
9. Топливный переключатель

По схеме подачи топлива ГБ оборудование условно подразделяется на поколения. Например, рассмотрим ранние системы, проанализируем их рабочий алгоритм. Пропанобутановая смесь в сжиженном состоянии, содержащаяся под определенным давлением в специализированной емкости, подается в трубопровод повышенного давления через специальный мультиклапан, фиксирующий расход топлива. С помощью этого клапана и выносного заправочного приспособления производится заправка. Далее сжиженный газ по трубопроводу проходит через газовый клапан, дополнительно оснащенный фильтрующим элементом, где осуществляется его очистка от различных примесей, смолистых соединений. Этот механизм системы при выключенном зажигании, переключении рабочего режима двигателя на автобензин перекрывает подачу газовой смеси.

Далее по трубопроводу чистый газ перемещается на редуктор, где его давление уменьшается до атмосферного. В результате этой процедуры газовая смесь начинает интенсивно испаряться. В коллекторе работающего мотора образуется разряжение, что предоставляет возможность газовой смеси пройти по рукаву пониженного давления. Дальше газ направляется через дозатор в топливный смеситель, который размещен между дросселем, воздушным фильтром. На карбюраторных моторах может использоваться газовый штуцер.

Нужный вид топлива для работы двигателя включается топливным переключателем из автомобильного салона, который размещен на панели. При включении режима «газ» переключатель активизирует открытие газового клапана, одновременно перекрывается бензиновый клапан. При переключении рабочего режима автомобильного двигателя на бензин, соответственно перекрывается газовый клапан. Благодаря предусмотренной для переключателя подсветке всегда можно посмотреть, на каком топливе работает мотор.

Сертифицированный мультибрендовый центр по установке, обслуживанию и ремонту газового оборудования:

Газобаллонное оборудование в автомобиле: описание и особенности применения

Сжиженный или природный газ довольно часто используется водителями в качестве топлива для автомобилей. Это значительно дешевле бензина и дизеля. Но его использование требует установки специального газобаллонного оборудования (ГБО) на авто.

1. Что такое ГБО в автомобиле
2. Какой газ используется
3. Описание поколений
4. Безопасность
5. Из чего состоит газобаллонное оборудование
6. Как работает
7. Плюсы и минусы
8. Типичные неисправности и симптомы
9. Масло и фильтры для двигателей на газе
10. Полезное видео

Что такое ГБО в автомобиле

ГБО – это газовое баллонное оборудование, позволяющее использовать сжиженный или природный газ на автомобиле вместо или вместе с бензином. В основном применяется на транспортных средствах, использующихся для коммерческой деятельности с большими пробегами (перевозки, такси, корпоративные парки). Реже ГБО используется на частных автомобилях из-за долгой окупаемости.

Газовое оборудование дублирует работу штатной топливной системы, не мешая обычной работе мотора

Сжиженный и природный газ для автомобилей сейчас дешевле примерно в два раза чем бензин. Несмотря на увеличенный расход топлива на газе, денежная экономия может составить около 40% в сравнении с заправкой традиционным топливом. Также газ значительно экологичнее, по сравнению с другими видами топлива. Он выделяет меньше CO2 и вредных твердых частиц.

ГБО устанавливается для любых автомобилей с ДВС и может быть разных поколений. Газобаллонное оборудование полностью дублирует систему подачи топлива, что также увеличивает отказоустойчивость машины. В комплект оборудования входит:

• баллон для газа;
• топливная магистраль;
• редуктор, совмещенный с испарителем (подогревателем);
• клапан переключения с бензина на газ;
• электронный блок управления (для старших версий);
• система впрыска топлива.

В зависимости от поколения комплект может отличаться.

Редуктор используется для преобразования жидкого газа в пар при помощи испарителя (на первом поколении испаритель мог быть отдельным элементом), а также для стабилизации давления.

Какой газ используется

Чаще всего используется сжиженный газ (его еще называют СУГ – сжиженный углеводородный газ). Сжиженный газ изготавливают посредством превращения газа в жидкость под воздействием низкой температуры и высокого давления, что позволяет легко хранить его в металлических или композитных баллонах с давлением до 16 атмосфер.

СУГ изготавливается из:

• Пропана технического или автомобильного;
• Смеси пропан-бутана;
• Бутана технического.

Метановые баллоны обычно занимают больше места, и они значительно тяжелее. Природный газ хранится при давлении до 200 атмосфер, что требует более прочных баллонов с толстыми стенками

Также используется ГБО для метана (природного газа). Природный газ не сжижают, а сжимают, и давление в баллоне может подниматься до 200 атмосфер. Кроме разницы в давлении принципиальных отличий нет.

Описание поколений

Всего существует шесть поколений ГБО. В России наиболее часто встречается второго и четвертого. Системы первого и второго поколения ГБО используют моновпрыск топлива. То есть, газ подается во впускной коллектор перед дроссельной заслонкой. Если автомобиль инжекторный, то дополнительно устанавливается эмулятор работы бензиновых форсунок.

Редуктор второго поколения

В третьей генерации добавилась система для распределенной подачи газа по цилиндрам. Отличается частичным управлением электроникой на основе показаний датчика кислорода. Четвертое поколение ГБО для автомобилей получило собственный электронный блок управления, а также распределенную систему впрыска топлива. Система может использоваться для пропан-бутана и для метана. Вся разница в редукторе, давлении газа, баллонах и нескольких мелких деталях.

Редуктор четвертого поколения. На фото видна крышка фильтра грубой очистки

Пятое поколение самое технологичное и обладает высоким КПД. Мощность двигателя практически не теряется. В пятом и шестом поколении произошли кардинальные изменения в сравнении с предыдущими версиями. В ГБО используют газ в жидком виде. В системе отсутствует редуктор. В баллонах устанавливается топливный насос как в обычном бензобаке, а жидкий газ подается непосредственно в цилиндры. Шестая версия от пятой отличается тем, что врезается в штатную топливную систему автомобиля. Используются одни и те же форсунки для газа и бензина.

Безопасность

Несмотря на большое количество заблуждений, слухов и домыслов, современное ГБО, при правильной установке, не опаснее обычного бензина. Хотя стоит уточнить, что природный и сжиженный газ – это взрывоопасные вещества. При утечке в системе есть риск собрать в закрытом помещении критическую массу смеси воздуха с газом, что создаст потенциальную опасность. Тем не менее, газ обладает резким запахом, и даже самая маленькая утечка легко обнаруживается. Кроме того, многие производители выпускают CNG версии (с ГБО) автомобилей уже с завода.

Из чего состоит газобаллонное оборудование

Каждая версия системы газобаллонного оборудования имеет баллон и топливную магистраль. Но в зависимости от поколения комплект ГБО для автомобиля может отличаться:

• Первое – редуктор с вакуумным клапаном подачи газа в карбюратор.
• Второе – редуктор с электронным клапаном и регулировкой подачи топлива.
• Третье – редуктор и распределенная подача газа во впускной коллектор.
• Четвертое – редуктор, форсунки (инжекторная система), электронный блок управления.
• Пятое – топливный насос, ЭБУ, форсунки с непосредственным впрыском топлива в цилиндры.
• Шестое – насос, отдельный ЭБУ.

Фотография топливного насоса в баллоне пятого поколения

Как работает

Вплоть до третьего поколения ГБО включалось вручную, с помощью специального переключателя в салоне автомобиля. Начиная с четвертой генерации газобаллонное оборудование имеет автоматический режим включения. Автомобиль самостоятельно переходит на газ при прогретом моторе, а также самостоятельно переключается на бензин при высоких оборотах (обычно выше 6 000 об/мин) или при недостаточном количестве газа в баллоне.

Для автомобиля не существует разницы между бензином и газом. Смешивание топлива происходит одинаково, как и режим работы самого мотора

Плюсы и минусы

Кроме заметного снижения расходов на заправку топливом, газ более экологичный. В выхлопе находится меньше углекислого газа и твердых частиц. Еще одним преимуществом является дополнительная топливная система. Это значительно увеличивает запас хода при полной заправке. Также появляется возможность по собственному выбору использовать то или иное топливо, а также увеличивается максимальный запас хода на полностью заправленных баках и баллонах.

Комплект ГБО четвертого поколения

Разумеется, существует и несколько минусов ГБО:

• Баллон для газа занимает много места.
• Окупаемость для личного автомобиля с небольшими пробегами может занять много времени.
• Требуется регистрация оборудования.
• Может уменьшиться мощность мотора при работе на газе.

Типичные неисправности и симптомы

Газовое оборудование для автомобилей достаточно надежное. Тем не менее иногда возникают неполадки.

Самые частые из неисправностей:

• Неработающий указатель газа – изначально имеет малую точность. Можно ремонтировать, можно оставить как есть.
• Дергается автомобиль – на первом и втором поколении может означать закончившийся газ в баллоне. На более старших версиях необходимо тестировать оборудование на СТО.
• Проблемы с системой охлаждения двигателя – редуктор ГБО подключается к штатной магистрали охлаждающей жидкости. Из-за этого может возникнуть воздушная пробка или другие проблемы.
• Значительное падение мощности или большой расход газа – неправильная настройка ГБО.
• Запах газа – утечка в системе или проблемы с выхлопной системой. В любом случае требуется диагностика и ремонт.
• Плохо работает мотор на высоких оборотах – возможно, требуется замена фильтров грубой (небольшой фильтр в редукторе) и тонкой очистки (фильтр похож на бензиновый и стоит на газовой трубке после редуктора).

Масло и фильтры для двигателей на газе

В Сети есть множество заблуждений по поводу особенностей обслуживания двигателя при установке ГБО. Какое-либо специальное моторное масло для газового двигателя не требуется. Кроме того, для мотора подходят обычные свечи зажигания, рекомендуемые производителем.

Комплект ГБО второго поколения

Тем не менее, газовое оборудование требовательно к качеству и чистоте воздушного фильтра, а также к регулярности замены фильтров грубой и тонкой очистки. Замену воздушного фильтра необходимо проводить чаще, а топливные фильтры нужно менять по регламенту от производителя ГБО.

Полезное видео

Ознакомьтесь с дополнительной информацией о работе ГБО и его поколениях на видео ниже:

Газовое оборудование позволяет хорошо экономить. Но время окупаемости может значительно растянуться, если автомобиль используется редко с небольшими пробегами. Современные системы ГБО не снижают мощность мотора и не увеличивают расход топлива. Перед установкой следует посчитать будущую экономию и определить целесообразность этого действия.

Источник Источник http://k-a-t.ru/dvs_pitanie/51-gaz_2/
Источник Источник http://www.agts-spb.ru/i/ustroistvo-i-shema-gbo/
Источник Источник http://techautoport.ru/dvigatel/toplivnaya-sistema/gbo-na-avto.html