Принцип работы инжекторных двигателей на газу

Обновлено: 30.01.2025

Любой автомобиль — карбюраторный или инжекторный, со слабым или мощным движком при эксплуатации постоянно требует расхода горючего. Можно существенно сэкономить на топливе, если установить газобаллонное оборудование. В настоящее время имеется огромный выбор комплектов ГБО разных производителей для любых типов двигателей. Но только два из них — первого и второго поколений подойдут для карбюраторных машин.

На заре ГБО

ГБО 1 поколения было создано для автомобилей с карбюраторами, у которых не было датчиков и блоков управления. Регулировка и настройка ГБО производились механическим путём, расход горючего шёл через простейший дозатор. Схема упрощённая и надёжная, но большой минус в том, что параметры выхлопов не дотягивали до европейских стандартов.

Гбо 2 поколения укомплектовали лямбда-зондом. Его встраивали в карбюратор или инжектор с примитивной электронной системой. Горючее поставлялось с помощью дозатора, датчики помогали отслеживать состав газовой смеси. Был сделан первый шаг и навстречу инжекторным системам. В ГБО 2 имеется одна форсунка, осуществляющая моновпрыск газа во впускной коллектор по сигналу от газового компьютера.

Что входит в комплект

Новшество газового баллонного оборудования 2 поколения — электронный редуктор-испаритель и переключатель топлива электронного типа. Комплектация для карбюраторных и инжекторных авто различались.

Гбо 2 поколения на карбюратор включает следующие элементы:

баллон с клапаном для заправки;
мультиклапан;
газовые магистрали;
грубый фильтр для очистки газа;
редуктор-испаритель с электросхемой;
пульт переключения горючего с кнопкой и электропроводка;
дозатор механического типа;
смеситель газа и воздуха;
бензиновый электроклапан для перекрытия подачи бензина.

Типы сигналов для каждого ЭБУ могут отличаться. На эмуляторах Yota есть возможность настроек выходного сигнала.

В двигателях с моноинжектором устанавливают впускные коллекторы большого объема с ресиверами запаса воздуха, при эксплуатации на газовом топливе они заполняются газо-воздушной смесью, и есть опасность её воспламенения. Поэтому при установке второй генерации на инжектор, необходимо предусмотреть защиту от взрывов (обратные хлопки).

Эту проблему предусмотрели известные производители газового оборудования Торелли, Ловато, Томасетто, Атикер. Недорогое, но надёжное ГБО выпускает компания Диджитроник.

Как работает ГБО 2

Сжиженный пропан-бутан проходит через мультиклапан по расходной магистрали. Как только водитель переключит кнопку на газовое горючее, электрический клапан откроет путь к редуктору-испарителю. Газовое топливо через дозатор и смеситель направится в двс.

Разница с принципом работы ГБО 1 в том, что кнопкой выбора топлива, которая оснащена электроникой, производится пуск автомобиля на газе без дополнительных действий со стороны водителя.

Если двигатель не запустится в течение какого-то времени, электроника закроет подачу газа на редуктор. Светодиоды-индикаторы на пульте переключения топлива ГБО об этом просигнализируют. Фактически произойдёт обесточивание газового электроклапана. Для следующего запуска автомобиля следует переключить газовое топливо на бензин, либо выключить зажигание, и вновь включить.

Пульт переключателя вида топлива позволяет нажатием кнопки перейти автомобилю на газ с бензина автоматически при достижении определённого количества оборотов. Это правило действует при установке гбо 2 поколения на инжектор.

Во втором поколении газобаллонного оборудования кнопки, ответственные за переход с бензина на газ, отличаются у инжекторных и карбюраторных систем. При эксплуатации автомобиля на газовом горючем, кнопке-переключателю находят применение при контроле за работой двигателя. Работа оборудования на газовой смеси основана на подаче импульсов, которые создаёт система зажигания.

Период времени, когда откроется газовый клапан при запуске двигателя, либо пока не наберётся нужная частота оборотов, при которых произойдёт переход на газ, выставляют на пульте переключения топлива.

При температуре ниже 10 градусов тепла, перед тем как двигатель начнёт работать на газовом горючем, следует прогреть мотор на бензине в штатном режиме.

Переход на газ осуществляют при достижении температуры охлаждающей жидкости около 40 градусов выше нуля. Итальянское ГБО Ловато 2 поколения адаптировано к российскому климату, оборудовано защитой от влажности и механических повреждений.

Достоинства и недочёты ГБО 2

Несмотря на некоторые несовершенства, газовое оборудование 2 поколения имеет свои плюсы:

подходит для двигателей с инжекторным впрыском топлива и для автомобилей с карбюраторами;
конструкция газобаллонного оборудования второго поколения простая и надёжная;
лёгкая схема подключения и монтаж ГБО;
несложно настраивать и регулировать систему;
важное преимущество — можно штатно запускать двигатель на газу при температуре окружающей среды выше 10 градусов тепла.

К достоинствам газобаллонного оборудования второго поколения следует отнести невысокую стоимость ремкомплектов.

Нет обратной связи с двигателем автомобиля, что приводит к нестабильной работе при некоторых режимах (преждевременно выходят из строя элементы мотора из-за неверных настроек качества смеси либо угла опережения зажигания).
Расход газа повышенный.
Есть опасность возникновения обратной вспышки газовой смеси во впускном коллекторе.
Выброс отработанного горючего в ГБО 2 поколения не соответствует нормам евро-3 и выше.
Замедленная реакция на нажатие педали акселератора.
Необходимость постоянной регулировки клапанного зазора, чтобы исключить неравномерную работу двигателя при больших нагрузках.

При эксплуатации ГБО 2 следует иметь в виду, что попадание воды на подсос воздуха влияет на количество оборотов.

На заметку! Основная доработка силовой установки под газобаллонное оборудование заключается в увеличении степени сжатия и встраивании в систему октан корректора.

Бизнес на 2-м поколении ГБО сегодня не сделаешь, так как вышли новые версии газового оборудования, в которых учтены многие недочёты.

Самостоятельный монтаж ГБО 2

Самому газовую аппаратуру на автомобиль установить не сложно, если соблюдать технику безопасности и иметь знания по монтажу подобных устройств.

Этапы монтажа газового оборудования на газ 2 поколения:

установка баллона;
проводка газовой магистрали;
монтаж смесителя и дозатора и узла управления газобаллонного оборудования;
проверочные работы по герметичности и работоспособности ГБО.

Перед тем как начинать монтаж, проверяют, что всё оснащение ГБО в наличии:

баллон под газ (цилиндрический или тороидальный);
мультиклапан;
бензиновый и газовый электроклапаны;
заправочный вентиль;
смеситель;
пульт управления и провода ;
газовые шланги и трубки;
тройники;
хомуты.

Описание пошаговой инструкции установки газового оборудования:

Цилиндрические баллоны крепят в багажниках. В хэтчбеках хороший вариант для установки тороидального баллона — в нишу для запаски. Метан лучше ставить на большие машины, например, Газель, где есть место для громоздкой ёмкости.
Закрепляют заправочный вентиль на кронштейне под задним бампером, на одном из задних крыльев либо в багажнике автомобиля.
Прокладывают газовую магистраль от баллона к моторному отсеку по днищу кузова. Топливный трубопровод не должен проходить через салон. Отверстие для вывода газовой магистрали делают большим диаметром, чем трубопровод, чтобы вставить в него защитный резиновый или пластиковый уплотнитель. Края обрабатывают антикором.
Вдоль днища закрепляют газовую магистраль. Можно поместить газовый трубопровод рядом с бензиновым в отведенную для этого нишу.
Следующий шаг — установка смесителя между карбюратором и впускным коллектором автомобиля. Герметичности добиваются с помощью уплотнительных колец и герметика, чтобы исключить подсос воздуха. Если этого не сделать, пропадёт тяга и возникнут рывки и провалы при нагрузке на двигатель. Характерно для карбюратора солекс, его модификацию дааз 21073–1107010 ставят на Ниву.
Следующая операция — установка бензинового электроклапана в топливный трубопровод между бензонасосом и карбюратором автомобиля.
Устанавливают газовый клапан.
Производят подсоединение газовой магистрали к клапану.
Рядом с карбюратором монтируют газовый редуктор.
Выполняют соединение редуктора к патрубкам, которые ведут к печке автомобиля. Хорошо показал себя в условиях российских зим редуктор ловато 2 поколения.
Магистраль от запорного клапана подключают к установленному редуктору.
Между редуктором и смесителем монтируют газовый дозатор.
В салоне закрепляют пульт управления ГБО и производят его подключение.

Важно! Все соединения элементов газобаллонного оборудования надёжно закрепляют хомутами. Герметичность проверяют только после заправки баллона газом.

Важно! Только убедившись в том, что газовая магистраль герметична на всём протяжении, можно начать испытание ГБО 2 в работе.

Перед эксплуатацией ГБО необходимо проверить действие антихлопков на инжекторе. При превышении давления газа хлопушка предотвратит взрыв газовой смеси.

Если не устранить протечки, последствия такой эксплуатации автомобиля — повышенный расход топлива, остановка двигателя, отравление газом, вплоть до взрыва. Если есть сомнения, настраивать и производить обслуживание ГБО лучше в специализированном сервисе. Адрес станции, где обслуживают газобаллонные установки, можно найти в интернете.

Регулировка оборудования

Отрегулировать работу ГБО Atiker, Lovato и Tomasetto можно попробовать самому. Чтобы разобраться, как настроить ГБО 2 поколения на инжекторе, следует иметь соответствующий опыт и знать принципы работы электрооборудования автомобиля.

Подлежат регулировке при эксплуатации автомобиля на ГБО:

количество оборотов холостого хода, при которых двигатель перейдёт на газ;
по необходимости требуется подстройка дозатора газовой смеси;
при эксплуатации автомобиля на пропан-бутановом горючем быстро загрязняется воздушный фильтр, его заменяют новым или продувают;
проверяется газовая магистраль на отсутствие протечек;
контролируется наличие газа в баллоне;
необходимо следить за тем, чтобы в бензобак не был пустым для периодического запуска двигателя на бензине.

При установке газобаллонного оборудования иногда приходится увеличивать или уменьшать количество оборотов, при которых инжекторный двигатель перейдёт на газ. Для этого проворачивают регулировочное сопротивление на кнопке-переключателе ГБО, добиваясь необходимых параметров. У карбюраторного автомобиля время задержки автоматического отключения газа регулируется аналогично.

Газовое оборудование 3 поколения: принцип работы, установка, плюсы и минусы

17 января 2013

Принцип работы топливного инжектора

С самого начала автомобилестроения, инженеры стремились к снижению расхода топлива, повышению мощности, к снижению вредных выбросов двигателей внутреннего сгорания. Так постепенно от карбюраторов пришли к механическим инжекторам (Мерседес,Ауди-Фольксваген устанавливали системы фирмы Bosh, первое применение было в 1951 году), а по мере развития электроники автомобили стали оснащать более точными и прогнозируемыми электронными инжекторами.

Инжектор, что это? Топливный насос качает топливо по магистрали с одним и тем же постоянным давлением. Топливо проходит через фильтр и поступает к инжекторной рейке, здесь установлены форсунки. Количество форсунок может быть разным, в современных автомобилях ставят форсунки по количеству цилиндров (моновпрыск ― системы с одной форсункой ушли в историю). Это дает больше точности в дозировании топлива, соответственно больше мощности при меньших выбросах и расходе. Электронные форсунки управляются электронным блоком управления автомобиля (ЭБУ), подача топлива регулируется только временем открытия форсунки. Форсунки не могут приоткрыться или открыться полностью, они имеет только два положения ― открыты и закрыты, количество топлива зависит от давления создаваемого насосом, диаметром форсунки, и временем впрыска.

Это очень удобно и главное точно, так работает все в современном цифровом мире. 0 и 1 (открыт ― закрыт,да ― нет) это главные цифры 20 и я думаю 21 века.

Системы с обратной связью

В связи с ужесточением экологических норм в цивилизованных странах мира на автомобили начали устанавливать датчики кислорода в выпускном тракте. Этот датчик (лямбда-зонд) служит для проверки качества горения топлива в цилиндрах и по его показаниям вноситься корректировка в длительность открытия форсунок. Как я писал выше, количество топлива зависит от диаметра форсунки, давления топлива в магистрали, и от времени впрыска. Время впрыска это единственный инструмент которым можно компенсировать остальные два фактора.

В идеале давление и диаметр форсунки не меняется, но не стоит забывать про то, что бензин (особенно у нас в стране) содержит различные смолы. Осаждаясь в топливном фильтре грязь снизит давление в топливной магистрали, а смолянистые отложения сузят диаметр распылителя. Чем это чревато? А тем что при том же времени впрыска топлива поступит меньше, и вы получите бедную смесь. А это падение динамических характеристик, и работа на бедной смеси.

Работа на бедной смеси среди газовщиков считается одной из причин прогара клапанов, правда это или нет я точно не знаю, но определенная логика в этом есть. Если смесь топлива (без разницы какого, сейчас речь о бензине) и воздуха беднее чем нужно то логично предположить что скорость горения такой смеси снизиться. Это произойдет изза увеличения расстояния между молекулами. На сколько снизиться скорость? Она снизиться очень мало, но возможно это действительно может отрицательно повлиять на состояние клапанов, ведь смесь будет догарать на стадии выпуска. Все это только мои размышления и я не в коем случае не претендую на истину.

И так при загрязнении форсунок и фильтра просто необходимо увеличение времени впрыска, как компенсация потерянного объема топлива подаваемого за 1 мс. Это и способен сделать ЭБУ на основе сравнения количества кислорода поступаемого в ДВС и выходящего из него. Это очень полезная функция не только для природы, но и для работы газобаллонного оборудования четвертого поколения.

И так газовое оборудование 4 поколения это впрысковые системы. Они так же имеют баллон для газа, в нем установлен мультиклапан через который газ поступает в редуктор где испаряется. Редуктор понижает давление газа, то есть на выходе пропано-бутановая смесь становиться газом (испаряется) с требуемым давлением. Для автомобилей до 150 лс достаточно давления 1 атмосфера, для прокорма более мощных двс давление нужно побольше.

Редуктор

Чем лучше редуктор тем стабильнее давление он выдает внезависимости от нагрузки. Стабильность давления это один из ключевых факторов правильной работы ГБО 4 поколения. Давление всегда нужно выставлять то которое будет правильным для газового блока управления, это нужно для более точного расчета топливной карты. К примеру если у вас оборудование ОМВЛ и в настройках программы вы выбираете редуктор стандарт, то и давление в редукторе постарайтесь сделать 1 атмосферу.

Форсунки

Из редуктора газ поступает к рампе газовых форсунок. Форсунки бывают быстрые (fast) и стандартные, я думаю через некторое время будет сложно встретить не быстрые форсунки. Что это значит быстрые и не быстрые? Быстрые способны открываться на минимальное время ― 2.5 мс. А у стандартных минимальное время открытия 5 и более мс. На сколько это важная характеристика для пользователя я честно говоря не особо понимаю, а для установщиков быстрые форсунки упрощают процесс подбора жиклеров (диаметра форсунки).

Для понимания о чем речь рассмотрим установку гбо на японский автомобиль. На японских машинах время впрыска бензина на хх без нагрузки 3 мс, а на оборотах выше 1000 без нагрузки время становиться 2.5 мс. Количество газа, как и в случае с бензином, зависит от давления газа (оно должно быть стабильным), диаметра форсунок (устанавливается жиклерами), и времени впрыска газовых форсунок. Давление выставили 1 атмосферу, теперь нужно подобрать жиклеры к форсункам.

Жиклер, если говорить простым языком, это уменьшитель диаметра форсунки. Уменьшать диаметр форсунок надо для уменьшения количества газа подаваемого за 1 мс.

И так у нас японский автомобиль с временем впрыска на хх 3 мс, если поставить форсунки стандарт то жиклером на них нужно уменьшить диаметр, чтобы за 5мс (минимальное время на которое может открыться стандартная газовая форсунка) газа поступило столько же сколько и бензина за 3 мс. Иначе смесь будет слишком богатой, это приведет к перерасходу газа, двигатель и вовсе может заглохнуть, а на системах с обратной связью бензиновая топливная карта будет стремиться снизить время впрыска.. В общем это кошмарные последствия.

А используя форсунки фаст, все становиться проще. К примеру к форсункам ОМВЛ фаст идут жиклеры 3 диаметров ― 3 мм, 2.5 мм, и 2 мм, без жиклеров форсунки имеют диаметр 3.5 мм. Если диаметр жиклера будет мал то форсунка откроется на 5 мс, если диаметр велик то откроется на 2.5 мс.

Электронный блок управления ГБО

Как я говорил ранее количество впрыскиваемого топлива (бензин или газ) зависит от давления в топливной магистрали (его создает топливный насос или в газовом варианте редуктор), от диаметра форсунок (бензиновые форсунки меняют свой диаметр только при загрязнении, а в газовых диаметр регулируется при монтаже жиклерами), и от времени впрыска.

Контролирует время бензинового впрыска ЭБУ автомобиля на основе данных о положении дросельной заслонки, датчика температуры охлаждающей жидкости, датчика массы расходуемого воздуха, лямбда зонда. В памяти блока управления загружены программа управления двигателем и карты.

Карты, грубо говоря, представляют собой трехмерную матрицу (таблицу). Ось Х описывает количество поступаемого воздуха, ось Y значение оборотов, ось Z угол открытия дросельной заслонки. На пересечении этих трех параметров в таблице указано нужное время впрыска для заданных условий. Конечно на самом деле данных по которым расчитывается время впрыска гораздо больше, но сути это не меняет.

И так блок управления автомобиля расчитывает на основе данных с датчиков время впрыска для разных ситуаций, но при чем здесь газовый блок управления. А дело вот в чем, газовый блок формирует импульсы для открытия газовых форсунок основываясь на длительности посылаемых импульсов бензиновым форсункам.

Когда автомобиль работает на бензине ECU формирует импульс определенной длительности 3 мс и посылает его на бензиновую форсунку. Форсунка открывается и впрыскивает бензин, бензин смешивается с воздухом, сгорает и превращается в выхлоп. Выхлоп анализируется лямбда зондам, если он не соответствует нормальному выхлопу для данного режима то ECU вносит коррективы в длительность импульса.

Работая на газе автомобиль собственно и не догадывается об этом, поэтому алгоритм остается не изменным. На основе данных с датчиков ECU формирует импулься определенной длительности (все те же 3 мс) и посылает на бензиновую форсунку. Газовый блок управления перехватывает импульс и бензиновая форсунка не открывается. От газового блока отправляется ответ о открытии бензиновой форсунки в ECU что бы тот не закричал лампочкой check engine о неисправности. В газовом блоке управления импульс изменяется на заданный коэффициент в 1.5 раза и сигнал длительностью 4.5 мс подается на газовую форсунку. Та открывается и впрыскивает порцию газа. Газ смешивается с воздухом, сгорает, выхлоп анализируется лямбда зондом. Если коэффициент в газовом контроллере подобран не правильный то на это реагирует лямбда зонд, и указывает ECU что смесь либо бедная либо богатая. Если разница очень велика то высвечивается ошибка и загорается сигнальная лампа check engine.

На основе данных с лямбда зонда ECU вносит поправку в длительность открытия бензиновой форсунки. Допустим лямбда зонд уловил, что на газу смесь беднее нормальной на 10%. ECU реагирует на это увеличением времени впрыска на 0.3 мс то есть посылает импульс длительностью 3.3 мс. Этот импуль перехватывает газовый блок и выдает на газовую форсунку импульс длительностью 4.95 мс. То есть даже если выбран не правильный коэффициент при движении ECU поднастроит газ до нормального значения. Звучит не плохо, но есть одно НО. Не смотря на положительную сторону коррекции есть и отрицательная, искажается бензиновая карта. Рано или поздно вам придется перейти на бензин, допустим чтобы завезти с утра автомобиль. А автомобиль обучился езде на газе, и посылает при запуске импульсы на 10% длиннее.. Сами понимаете что во первых трудность с запуском обеспечена, во вторых пока ECU не перестроиться на бензин будет повышенный расход, и как только он перестроиться вы перейдете на газ и нужно занаво адаптировать карту. Так, что настраивать надо правильно!

В газовом контроллере находиться не один коэффициент как я указал в примере, а карта коэффициентов. Карта газовых коэффициентов это таблица по оси Х время впрыска бензина, по У обороты. На пересечении значений осей коэффициент.

Системы 4 поколения подключаемые к OBD разъему

Чтобы топливная карта заложенная в ECU не искажалась при работе на газе, нужно очень хорошо настроить газовый блок. Эту задачу упрощают газовые блоки с функцией считывания данных по каналу OBD.

Адаптацию бензинового блока можно видеть в процентах при помощи сканера диагностики. Различают Short fuel Trim и Long Fuel trim, мгновенная и длительная адаптация. Последние газовые блоки 4 поколения имеют вход для подключения к диагностической колодки автомобиля. Они считывают значения топливной коррекции и меняют коэффициенты в газовой карте. Таким образом бензиновая карта остается не изменной, что является лучшим вариантом для битопливного автомобиля. Так же подключенные к ОБД колодке газовые контроллеры могут считывать коды ошибок, что позволит экономить пользователю деньги.

Действительно, среди людей ходят слухи о том, что газ “сушит” двигатель, клапана на газу “прогарают”, датчики кислорода и катализатор быстро выходят из строя, в машине постоянно пахнет газом и т.п. Откуда пошли эти слухи? Но становится действительно

Узнай первым о выходе нового полезного контента

Когда под натиском научно-технического прогресса карбюраторные системы подачи топлива, доминировавшие в автомобильной промышленности продолжительное время, уступили своё место впрысковым системам, лучшие дни традиционных газовых редукторных систем отошли в прошлое. Незадолго до наступления этой новой эры автомобилестроения производители газовой аппаратуры начали активные поиски решений по адаптации традиционных редукторных газовых систем к реальности современного инжекторного автомобиля.

Системы усложнялись введением новых электронных устройств, и каждая новая комбинация провозглашалась гордым именем нового поколения. Однако результат все равно оставался неудовлетворительным, поскольку, как и в редукторной системе, подача газа по-прежнему осуществлялась через смеситель в пространство перед дроссельной заслонкой, далеко от камеры сгорания. Серьёзные недостатки такой стратегии топливоподачи проявлялись в нестабильности работы двигателя, опасности воспламенения газовоздушной смеси, заполняющей впускной коллектор, и разрушения самого впускного коллектора (т.н. хлопки), значительном ухудшении динамических характеристик автомобиля и излишне высоком расходе газа. В конечном счете, после серии неудачных экспериментов пришло понимание, что для осуществления возможности работы инжекторного автомобиля на газовом топливе современная газовая система в своих принципах должна иметь сходные алгоритмы работы с современной бензиновой системой, так же как газовый редуктор повторял логику работы бензинового карбюратора. В такой системе подача топлива должна быть не постоянной, а цикловой, причём расположение подающего газ устройства должно быть максимально приближено к камере сгорания.

Поэтому общепринятая система классификации поколений автомобильных газовых систем, если исходить из принципа дозирования топлива, представляется несколько искусственной, с неподобающим распределением статусов нового поколения.

Распределенный впрыск газа — это принципиально новая технология, которая и является по сути настоящим вторым поколением автомобильных газовых систем. В любом случае нумерация поколений — это вопрос предпочтений, в то время как реальные эксплуатационные свойства систем разных производителей и различия в их конструкциях представляют несомненный интерес.

Классификация газовых систем питания

По принципу работы, применяемые в настоящее время газовые системы, можно разделить на четыре поколения:

I поколение
Механические системы с вакуумным управлением, которые устанавливают на бензиновые карбюраторные автомобили.

II 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 каталитическим нейтрализатором отработавших газов.

III 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.

IV поколение
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.

ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЁННОГО ВПРЫСКА ГАЗА И ЕЁ НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫЕ ОСОБЕННОСТИ.

ОБЩИЙ ПРИНЦИП РАБОТЫ .

Сжиженный нефтяной газ (далее СНГ), хранящийся в баллоне, подаётся под собственным давлением по медным трубопроводам в подкапотное пространство автомобиля. Обычное давление СНГ в баллоне составляет летом 7-12 Атм., а зимой 0.5 – 4 Атм. При достижении температуры -43°С давление падает до нуля и подача СНГ прекращается.

1 — газовый клапан
2 — испаритель / регулятор давления СНГ
3 — температурный датчик
4 — питание от силовой цепи зажигания

5 — заземление на корпус автомобиля
6 — газовый фильтр 5-7 мкм
7 — газовый инжектор
8 — бензиновая форсунка
9 — кабель эмулятора бензиновых форсунок
10 — подающая трубка
11 — переключатель вида топлива с индикатором
12 — электронный блок управления
13 — впускной воздушный коллектор двигателя
14 — двигатель автомобиля

СНГ проходит через электромагнитный клапан отсечки и поступает в редуктор. К редуктору подводится охлаждающая жидкость двигателя для подогрева, чтобы СНГ начал активно испаряться. При испарении СНГ расширяется и создает рабочее давление. Величина рабочего давления может быть отрегулирована на заводе изготовителе, либо возможность регулировки может быть предусмотрена на редукторе. Обычно регулировка осуществляется вращением винта, находящегося в центре передней крышки редуктора.

Далее испаренный газ проходит по трубопроводу в фильтр тонкой очистки, где отделяются механические примеси. После фильтра газ проходит по трубопроводу в распределительную рампу, откуда поступает к газовым инжекторам. Газовый инжектор открывается по сигналу электронного блока управления, пропуская дозу газа, и закрывается по окончании сигнала электронного блока. Бензиновая схема топливоподачи повторяется с той лишь особенностью, что газ, в отличие от бензина, очень хорошо смешивается с воздухом, и не требует тщательно сформированного факела распыления.

Электронный блок управления считывает управляющие сигналы бензиновых форсунок, вырабатываемые штатным блоком управления автомобиля, и сигналы дополнительных датчиков, поставляемых с газовой системой, и формирует расчетным образом сигналы управления газовыми инжекторами, отключая при этом сами бензиновые форсунки.

РЕДУКТОР

Газовое топливо, как и прежде, поступает из баллона к редуктору, закреплённому в подкапотном пространстве автомобиля. Редуктор испаряет жидкую фазу СНГ и стабилизирует выходное давление в диапазоне от 0,2 до 1 Атм. В инжекторных газовых системах редуктор не осуществляет дозирующей функции, в нем нет тонких, чувствительных мембран. За счет этого впрысковой редуктор значительно надёжнее редукторов систем прошлого поколения. Конструктивно он напоминает редуктор для газовой плиты, с добавленным испарителем. Вместе с тем, при всей простоте своей конструкции, впрысковой редуктор должен надежно поддерживать заданное давление и температуру испаренного газа. Если давление или температура на впрысковом редукторе становятся нестабильными, электроника не в состоянии в полной мере компенсировать возникающие ошибки дозирования. Для обеспечения стабильной температуры выходящего из редуктора газа необходимо, чтобы газ максимально долго протекал по внутренним каналам редуктора, завихрялся и подогревался от разогретых стенок. Таким образом, ключевым параметром редуктора является развитость внутренних контактных поверхностей или его размер: чем больше, тем лучше.

ФИЛЬТР ТОНКОЙ ОЧИСТКИ ГАЗА

Требования к этому компоненту очень просты – сохранять герметичность при максимально допустимом давлении и пропускать достаточное количество отфильтрованного газа. Чистота фильтрации до 5-7 микрон. При всей внешней схожести с фильтрами для бензинового инжектора, они не взаимозаменяемы. Фильтр для бензина имеет пористость фильтроэлемента в диапазоне 12-17 микрон, и в случае применения в составе газового впрыска не обеспечивает необходимой степени очистки. Это может привести к неисправности самого ответственного узла всей системы – газового инжектора.

ГАЗОВЫЙ ИНЖЕКТОР

Является наиболее ответственным компонентом всей системы. В основном от характеристик газового инжектора зависит качество работы автомобиля на газе. Газовый инжектор должен:

— сохранять внешнюю герметичность при максимально допустимом давлении;

— утечка через рабочую пару седло-якорь не должна превышать допустимую стандартом на всем протяжении эксплуатации изделия.

по скорости срабатывания должен быть близок к бензиновому инжектору, то есть время открытия должно быть не более 2,0-2,5 м.сек, а лучше менее 2,0 м.сек.

— характеристики дозирования всех инжекторов на одном автомобиле должны быть одинаковыми и погрешность должна быть не более 10%.

— характеристики должны гарантированно сохраняться на пробеге 50-80 тысяч километров, а общий ресурс должен стремиться к ресурсу автомобиля.

— потребляемая электрическая мощность инжектора должна быть минимально возможной, но обеспечивающей возникновение необходимой магнитной силы.

Решение задачи ресурса

Если примерно перевести километры пробега в количество срабатываний инжектора, то на фазированном (в каждый цилиндр отдельный впрыск) типе впрыска на 1000 км приходится примерно 1.000.000 срабатываний инжектора, на попарно-параллельном (инжекторы работают попарно) – 2.000.000 срабатываний. Соответственно на пробеге в 50000 км каждый инжектор сработает от 50 до 100 миллионов раз. Таких ресурсов возможно достичь, применяя очень прочные износостойкие материалы, среди которых самый верный путь – твердые сплавы или поверхностно упрочненные композиции.

Решение задачи скорости открытия инжектора

Большинство предлагаемых на мировом рынке газовых инжекторов имеют время открытия более 3.0-3.5 м.сек. Но это означает, что если у автомобиля попарный впрыск и время впрыска на холостом ходу — 1.3-2.0 м.сек, то для обеспечения физической работоспособности такого инжектора необходимо увеличить время впрыска до 3.5 м.сек, соответственно уменьшив проходное сечение инжектора или снизив давление подачи газа. При таких настройках будет крайне сложно обеспечить необходимый расход газа в режиме максимальных нагрузок, или же придётся в этих режимах переходить на бензин, а потом обратно. Есть еще вариант, когда при недостаточной подаче газа бензин подливается параллельно газу. Водитель этого практически не заметит, зато расчетный расход газа будет неправдоподобно низким. В большинстве случаев производители газового оборудования умалчивают об этой немаловажной детали.

РАМПА

На текущий момент в мире наиболее развиты две концепции монтажа газовых инжекторов на автомобиле:

— инжекторы, соединенные в блок-рампу

В обоих случаях есть свои плюсы и минусы. При монтаже газовых инжекторов необходимо обеспечить одинаковое расстояние от инжектора до впускного клапана на разных цилиндрах в целях обеспечения равномерности подачи газа и соответственно равномерности работы двигателя. С другой стороны, необходимо чтобы само расстояние от инжектора до цилиндра двигателя было по возможности минимальным.

В случае использования блока-рампы длину резинового рукава от каждого отдельного инжектора в рампе необходимо выравнивать по самому длинному рукаву, так как расположение впускных коллекторов двигателя всегда шире самой рампы. Чем больше расстояние от рампы до камеры сгорания, тем менее точно осуществляется дозирование в самых ответственных — переходных режимах, в которых происходит разгон, перестроение, словом любой маневр, связанный с резким изменением нагрузки на двигатель. Однако у рампы есть и свои преимущества. Изготовление единого корпуса для нескольких инжекторов всегда дешевле одиночного исполнения инжекторов. Так же к преимуществу рампы можно отнести и то, что при монтаже такой конструкции возникает меньше соединений газовых рукавов, поскольку отсутствует соединение от рампы до инжектора.

Кстати конструктивное исполнение инжекторов сильно влияет на температуру газа. Общая рампа с массивным, чаще алюминиевым корпусом и стоящими над ней катушками очень сильно охлаждает газ, вплоть до того, что покрывается инеем на больших нагрузках. А одиночный инжектор, в котором корпус является одновременно магнитным контуром, газ подогревается еще и электромагнитной катушкой, в свою очередь снимая с нее лишнее температурное напряжение.

К видимым минусам конструкции с использованием отдельных инжекторов можно отнести удорожание за счет наличия у каждого инжектора собственного корпуса, и увеличения количества соединений газовой магистрали от рампы до инжектора.

Однако с точки зрения качества монтажа, удобства обслуживания и качества работы двигателя эта конструкция имеет неоспоримые преимущества перед блок-рампой:

— отдельные инжекторы легче разместить на двигателе в стеснённых условиях;

— расстояние от инжектора до впускного цилиндра минимально;

— расстояние от рампы до инжектора не влияет на характеристики системы;

— при необходимости проведения обслуживания снимается только один, а не все инжекторы;

— возможна замена одиночного инжектора, что исключено в случае рампы.

ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ

Также является одним из ключевых элементов впрысковой газовой системы. На сегодняшний день ещё не сформировалось общее мнение, какая логика взаимодействия блока управления автомобилем и блока управления газовым впрыском оптимальна.

Существуют полностью независимые программы управления впрыском газа, комбинированные, полностью зависимые от штатного блока управления. Для всех из них характерны свои плюсы и минусы. Приведём некоторые общие характеристики электронных блоков и жгутов проводов, на которые стоит обратить внимание:

— сложность монтажа электронного блока на автомобиль. От этого фактора зависит время, трудоемкость, а следовательно и стоимость работы, а также вероятность ошибок монтажа.

Какие плюсы у газового топлива по сравнению с бензином?
Не только цена, из-за которой обычно ГБО устанавливается:

— при работе на газе не бывает детонации (октановое число больше 100),

цилиндро-поршневая группа двигателя служит больше (газ не смывает масло со стенок цилиндров и лучше перемешивается с воздухом, что способствует более равномерному сгоранию),

— масло можно менять реже, поскольку оно медленней теряет свои свойства,

— гораздо меньше образуется нагара,

— менее вредный выхлоп.

А минусы?
Их тоже хватает:

— необходимость время от времени сливать конденсат из редуктора,

— баллон в багажнике занимает место, есть тороидальные баллоны, устанавливаемые в нишу запаски, но они довольно дороги,

Газобаллонное оборудование второго поколения рекомендуется устанавливать на карбюраторные двигателя, однако установка ГБО 2 поколения на инжектор также не запрещена. Некоторые инжекторные ДВС, второе поколение ГБО "принимают" лучше, чем какие-либо другие, однако это, скорее, исключение из правил, нежели закономерность.

Подача газа на ГБО 2 поколения происходит по тому же принципу, что и подача бензина — через карбюратор. На двигателях с инжектором бензин поступает в мотор при помощи форсунок, поэтому подать газ через те же форсунки просто невозможно! Однако с появлением двигателей с впрыском топлива, ГБО на авто еще не было, которое могло бы повторить работу инжектора, решением стал вариант подачи газа посредством дроссельной заслонки (ДЗ). Это решение безусловно заслуживает уважения, однако в таком виде мы просто получаем не инжекторный, а карбюраторный мотор. Как вы знаете, в инжекторных ДВС впускные коллекторы имеют достаточно большие объемы с ресиверами запаса воздуха. Дело в том, что при переходе на газ эти ресиверы наполняются газо-воздушной смесью, при этом существует очень высокая вероятность воспламенения этой смеси.

Эта особенность наложила свой отпечаток на второе поколение ГБО. Была разработана специальная система, которая предотвращала вероятность взрыва во впускном коллекторе (обратные хлопки на газе). Так был изобретен специальный "антихлопковый" клапан, который устанавливают перед смесителем газа, это позволяло защититься от взрыва датчика массового расхода воздуха (ДМРВ), а также корпуса воздушного фильтра. Как правило, для этих целей используются смесители со встроенным антихлопковым клапаном.

Учитывая тот факт, что подача топлива в инжекторных силовых агрегатах выполняется под руководством электроники, а именно — электронного блока управления, то и отключение/переключение подачи топлива стало возможным посредством электроники. Достаточно обыкновенного электромагнитного реле, при помощи которого можно отключить подачу питания на форсунки в необходимый момент. В случае наличия в автомобиле системы самодиагностики, реле будет работать как "часы", но если в родных мозгах (ЭБУ) имеется система диагностики узлов, то контроллер, обнаружив обрыв цепи в бензиновых форсунках, сообщит об ошибке и перейдет в аварийный режим работы, скорее всего вы увидите на панели красную надпись "Check Engine", которую так боятся все автомобилисты. Каждая система имеет свои отличия, поэтому и аварийный режим работы у каждой будет свой, у одних все проходит спокойно, у других — это может вызвать полную остановку двигателя. Решением данного вопроса стал так называемый "эмулятор работы инжектора", который выполняет две функции: первое — отключает бензиновые форсунки в случае перехода двигателя на газ, и второе — создает видимость для штатного блока управления, что якобы инжектор функционирует в нормальном режиме.

Полезные советы и важные примечания.

Во время работы на газу не отключайте топливный насос, это может привести к преждевременной неисправности всей системы питания. Вся топливная система: бензонасос, форсунки, топливные магистрали, а также регуляторы давления, должны охлаждаться при помощи бензина, в противном случае возникнет пересыхание и выход из строя вам гарантирован.
В баке всегда должно быть топливо.
Прогревать мотор необходимо исключительно на бензине!

И это еще не все отличия инжекторного ГБО 2 поколения, от карбюраторного. Устройство под названием эмулятор лямбда-зонда также неотъемлемая деталь этой установки. Как мы уже говорили, в инжекторных движках ЭБУ управляют подачей и дозировкой топлива. Дозировка и все расчеты производятся по заводским таблицам, а также с учетом данных, которые поступаю от датчиков. И одним из таких датчиков данные которого учитываются при формировании топливно-воздушной смеси, является лямбда-зонд. Этот датчик следит за состоянием выхлопа, по которому он определяет бедная смесь или богатая. В зависимости от показаний этого датчика компьютер обогащает или обедняет топливную смесь. Но, как вы понимаете, в случае с вторым поколением ГБО, ЭБУ не может повлиять на состояние смеси, он не в состоянии увеличить или уменьшить подачу газа. В результате возникают перебои в работе двигателя. Если смесь не меняется на панели появляется "страшный" знак "Чек Энджин", который сообщает о том, что лямбда-зонд неисправен, после чего двигатель переходит в режим аварийной работы. Эмулятор лямбда-зонда является той самой палочкой выручалочкой, которая разрывает цепь между ЭБУ и датчиком, и отправляет свои данные в ЭБУ.

Читайте также: