Как работает двигатель на газу
Перейти к содержимому

Как работает двигатель на газу

  • автор:

Как работает двигатель на газу

Внимание. На авторынке «ЛОСК» 6 ряд 90 место, торгуют поддельным товаром ТМ BRC. Будьте внимательны!

  • Главная
  • Новости
  • Работа двигателя во время езды на газу. Технические решения для снижения рисков прогара клапанов.

Работа двигателя во время езды на газу. Технические решения для снижения рисков прогара клапанов.

Работа двигателя во время езды на газу

Что такое газ и что происходит во время горения газа? Сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан) является производной нефти и по параметрам горения очень похож с бензином. Основное отличие газа и бензина – его плотность: 1 литр пропан-бутана имеет удельный вес около 0,5 кг, 1 литр бензина около 0,75 кг. Из-за этого на нормально работающей системе расход газа на 10-20 % выше бензинового.

Есть мнение, что газ «сушит», приводит к ускоренному износу двигателя. Эта «страшилка» не соответствует действительности и идет со времен, когда использовалось еще простое газовое оборудование. В карбюраторе находились резиновые уплотнители, которые при подаче газа рассыхались, так как газ более агрессивно действует на резину, чем бензин. В современных двигателях с инжекторной системой подачи топлива резиновых уплотнителей, с которыми газ вступал бы в прямой контакт — нет. Поэтому современный двигатель газ — не «сушит».

В последние годы газобаллонное оборудование абсолютно нормально работает на всех двигателях и при нормальной эксплуатации ресурс двигателя зачастую выше. И можно смело заявлять о возможности установки газового оборудования на любой двигатель внутреннего сгорания.

Скорость горения пропан-бутана почти равна бензиновой, однако есть одна очень важная характеристика газа… Жидкий бензин, попадая на впускные клапана, на стенки цилиндра и поршень, испаряется, а также поглощает температуру. При повышенных нагрузках на двигатель это свойство часто используется автомобильными конструкторами, чтобы снять температурную нагрузку с двигателя (при этом растет расход бензина пропорционально скорости). В отличии от бензина, газ попадает в камеру сгорания в испаренном виде (начиная с 5 поколения ГБО он испаряется во впускном коллекторе). Поэтому при повышенных нагрузках газ не способен так же хорошо снимать термо нагрузку в двигателе. И это может привести к более быстрому износу клапанов и седел в головке блока цилиндра.

На практике это происходит так: Вы часами едете на скоростях свыше 150 км в час, при этом кратковременные обгоны не в счет. Двигатель работает в режиме повышенной нагрузки в котором, на бензине, подается топливо в излишке (богатая смесь) чтобы «охладить» поршневую группу. Газ на это не способен и металл начинает нагреваться до более высоких температур. Это приводит к тому, что процесс износа металла ускоряется, и он становиться менее прочным. У автомобилей, которые ездят на трассе быстро и без наблюдения при плановом обслуживании ГБО могут появиться определенные сложности уже через 70-100 тыс. км пробега в виде тяжелого запуска двигателя/вибраций на холостом ходе и впоследствии прогара клапанов. У городских автомобилей таких проблем практически нет.

ПРИ РЕШЕНИИ УСТАНОВИТЬ ГБО ГЛАВНОЕ ЗАПОМНИТЬ ВАЖНЫЙ МОМЕНТ: Газовое оборудование ставится, чтобы экономить. Для спортивной езды (как стиля вождения) газ не подходит. Чтобы избежать прогара клапанов при езде на газе, необходимо избегать повышенных скоростей.

  • Повышенные скорости для бюджетных и среднего класса автомобилей — это 135+ км\час.
  • Повышенные скорости для автомобилей премиум класса 150-170 км\час.
  • Для автомобилей немецкой автомобильной промышленности 190-220 км\час.

Какие возможные технические решения для снижения рисков прогара клапанов при езде на газе?

Решение №1 Исключение механических и электронных погрешностей ГБО.

В газобаллонном оборудовании BRC, благодаря тому, что все компоненты были разработаны одним производителем, возможно использование очень сложных и тонких алгоритмов, которые позволяют избежать проблем с клапанами, а именно:

1. Высокоточная электроника точно и быстро производит расчет необходимой порции газа для каждого отдельного цилиндра

2. Газовый редуктор точно и стабильно обеспечивает подачу подогретого должным образом газа при постоянном давлении.

3. Газовые форсунки не подвержены загрязнению и тем самым сохраняют свои первоначальные параметры многие годы (но помните, что нужно раз в 10 тысяч км производить плановую замену фильтров). Так как в газовом блоке управления содержится информация о параметрах производительности форсунки, возможно применение очень интересного алгоритма сохранения клапанов (головки блока цилиндра).

Решение №2 Внедрение специальных алгоритмов в газовой электронике. Это очень интересный момент, который раньше практиковался в ручном режиме с меньшей точностью из-за того, что использовались постоянно разные комплектующие, с разбросом характеристик. итак.

В электронике ГБО BRC было применено два очень точных и продуманных алгоритма.

Алгоритм №1 VSR — Valve Seat Recession ( дословно «усадка седел клапанов»). Суть данного алгоритма в том, что установщик выставляет (если знает что и как делать) порог оборотов и нагрузки двигателя, после которых газовый блок управления ГБО начинает замещать часть газа и подавать вместо него порцию бензина.

Внимание: двигатель не переходит на бензин выше определенных оборотов. вместо этого происходит подача микро доз бензина и только при достижении определенной нагрузки. Этот алгоритм возможно реализовать только, если вы знаете точную дозировку газовой форсунки, характеристики редуктора. С ГБО BRC это возможно. Так же благодаря этому режиму возможна установка ГБО на скоростные/спортивные автомобиля без ущерба ресурсу.

Алгоритм №2 Leaning in open loop strategy (дословно «обеднение смеси при разорванной петле» лямбда регулирования). Подавая в избыточном количестве бензин, он будет отбирать тепло с мест, где слишком жарко(во время испарения). На газе этого сделать эффективно не удастся (на 6 поколении ГБО это возможно), так как в камеру сгорания он попадает уже испаренным. При этом в прямом смысле газ при повышенных нагрузках вылетает в выхлопную трубу и нагружает катализатор (который должен дожечь избыточное топливо). Суть данного алгоритма в том, что установщик может убрать излишки газа в режимах повышенных нагрузок, а газовая электроника это сможет четко реализовать. На некоторых автомобилях речь идет о 20, а иногда и о 30% уменьшения расхода на газе на режимах разгона и повышенной нагрузке. Именно поэтому на ГБО BRC, возможно очень точно настроить параметры расхода газа.

Автор — Технический директор «Центр BRC Киев» — Покормяко Александр

Газодизель — что это такое.

Двухтопливным газодизельным двигателем называется силовая установка, на которую дополнительно смонтировано оборудование для работы от газа. Принцип работы такой установки заключается в одновременной подаче в камеру сгорания двух видов топлива. Основным топливом является солярка, а дополнительным газ метан. Причем дизтопливо подается в значительно меньшем объеме, чем обычно.

Солярка, по сути, является своеобразным “запалом” для газовоздушной смеси. Подача солярки связана с тем, что температура воспламенения у метана выше, чем у солярки. По этой причине в момент сжатия в камере сгорания сам метан воспламениться не может. Для его поджига на такте впуска в камеру сгорания подается некоторое количество солярки.

Газодизельный двухтопливный двигатель сохраняет возможность работать только от солярки, но не способен работать на одном газу.

Какую экономию при этом можно получить?:

Экономия денег от газодизельного режима зависит от того, в каком процентном соотношении происходит замещение дизтоплива газом.

grafik-gaz-solarka.png

Процент замещения солярки метаном может колебаться в пределах от 50 до 85%. На этот показатель влияет несколько факторов:

  • характеристики штатной топливной системы;
  • конструкция применяемой газодизельной системы;
  • манера вождения.

При запуске двигателя, либо при его работе на малых нагрузках, используется практически только дизтопливо. Связано это с тем, что при данных режимах работы затруднительно определить оптимальные параметры подачи газа.

Далее, с повышением нагрузок, создаются оптимальные условия для перехода в газодизельном режиме. Именно в этот момент замещение может вырастать до 85%. В тоже время, во избежание перегрева форсунок и последующего закоксовывания распылителей, сохраняется подача некоторого объема дизтоплива.

При выходе ДВС на полную мощность велик риск появления детонации и возникновения эффекта калильного зажигания. Система управления газодизелем начинает снижать порцию газа.

Для экономичной, в финансовом плане, эксплуатации важным является показатель, определяющий, сколько кубометров метана будет нужно на 1 литр солярки. На всех режимах дизель работает с избытком воздуха. В связи с этим газ, подаваемый в камеру сгорания, разрежен воздухом. Это, в свою очередь, снижает ступень его возгорания. Таким образом, сгорание газо-воздушной смеси протекает в непосредственной близости с каплями солярки. Остатки несгоревшего газа выводятся вместе с выхлопом.

В теории для замещения 1 литра дизтоплива требуется не более 0,9 кубометра метана. На практике, по причине несовершенства процесса горения, коэффициент замены может составлять 1,1 — 1,3 кубометра.

SCANIA DC13 карьерный самосвал SCANIA DC13 седельный тягач Газель Cummins ISF 2.8
Технология Подача газа перед турбиной, управление подачей дизельного топлива через эмуляцию сигнала педали газа, управление подачей газа через GPS Подача газа перед турбиной, управление подачей дизельного топлива через эмуляцию сигнала педали газа, управление подачей газа через GPS Подача газа перед турбиной, управление подачей дизельного топлива через эмуляцию сигнала педали газа
Замещение 50% 60% 70%
1 литр ДИЗ топлива замещается на 1.1 нм 3 1.2 нм 3 1.3 нм 3

Чтобы произвести практические расчеты замещения, за основу берется гарантированный показатель 60%. Эта величина ориентирована на обычные двигатели. Для газового показателя принято учитывать коэффициент 1,2. Отсюда следует, что для замещения 1 литра дизтоплива расходуется 1,2 кубометра метана. При условии соблюдения корректного стиля вождения допустима большая степень замещения. Но гарантий в этом нет.

Чтобы рассчитать экономию, берется сумма затрат на дизельное топливо из расчета расхода на 100 км пробега. Эта сумма должна соответствовать расходам при работе двигателя до перевода на газ. Затем фиксируются затраты на сниженный объем расхода солярки, и прибавляется сумма на приобретение газового топлива.

Как осуществляется трансформация в газодизель:

Для переоборудования в газодизель изменение конструкцию штатного двигателя не требуется.

В систему поступления воздуха, расположенную перед турбиной, производится установка газовых инжекторов. Они, получая импульсы от электронного блока управления, впрыскивают газ.

Подобная схема газоподачи имеет ряд преимуществ:

  • высокая степень взрыво — пожаробезопасности. В этом режиме газ разбавляется воздухом, и его предельная концентрация не способна загореться.
  • благодаря прохождению через турбину образуется однородная газовоздушная смесь.
  • в случае отказа одного или нескольких газоинжекторов происходит обычное снижение тяги двигателя без отрицательных последствий

Подача дизтоплива ограничивается сигналом педали газа или методом эмуляции.

Контроль теплорежимов работы газодизеля осуществляется на основании показаний термопары, которая устанавливается на входе горячей части турбины.

Поменяются ли силовые показатели двигателя после перевода в газодизель?:

Установка на ДВС газодизельной системы никак не влияет на его работу. Все характеристики дизеля, включая степень сжатия, наддув, компрессию остаются без изменений.

Эти сведения основаны на откликах водителей, что их газодизельная машина прекрасно справляется с перевозкой груза даже на крутых подъемах. При этом была включена передача, на которой обычно они передвигаются на простом дизельном моторе.

Стендовые испытания двигателей также показали неизменность параметров при их работе с газодизельной установкой.

Экологический эффект газодизеля:

Газодизельный ДВС наносит меньший ущерб природе, чем обычный. В тоже время этот показатель меняется в зависимости от режима эксплуатации мотора и степени замещения солярки.

Европейская ассоциация газомоторных ТС заявляет, что даже при 50% замещении солярки достигается значительное снижение вредных веществ при выхлопе.

Как работает ГБО?

Топливные системы автомобилей отличаются между собой принципом подачи топлива в двигатель. Поскольку газобаллонное оборудование взаимодействует именно с топливной системой, оно тоже делится на виды. Каждый вид ГБО отличается компонентами и комплектацией. Для простоты понимания в обществе принято делить газобаллонное оборудование на поколения (1-е, 2-е, 3-е, 4-е поколения).

«OMVL» выпускает оборудование всех поколений. Правда автомобилей работающих на газовом оборудовании 2-го и 3-го поколения ежегодно становится все меньше. Поэтому в России популярно ГБО именно четвертого поколения (упрощенные названия: «ГБО 4 поколения» и «ГБО 4»).

Принцип работы ГБО 4 поколения схож с принципом работы бензиновой топливной системы. Как и в любой инжекторной системе, топливо во впускной коллектор подается через форсунки под давлением. В бензиновой системе давление создает электрический бензонасос, расположенный в бензобаке. Газовое топливо хранится в баллоне изначально под избыточным давлением, поэтому в комплекте газобаллонного оборудования используется редуктор, который понижает давление до нужного уровня перед подачей в двигатель.

Процесс понижения давления сопровождается поглощением значительного количества тепла, поэтому, как и в ранних системах, газовый редуктор в ГБО 4 подключается к системе охлаждения двигателя.

Система ГБО 4 обеспечивает постоянный контроль качества поступающей в двигатель топливной смеси, поэтому минимизируются случаи выхода из строя клапанно-поршневой группы двигателя и, что немаловажно, сохраняются динамические характеристики, близкие к «бензиновым». А принцип фазированной подачи газа в область близкую к впускному клапану препятствует возможности воспламенения смеси и появлению «хлопков» во впускном коллекторе.

Компоненты газобаллонного оборудования

Инжектор «OMVL»

Схема установки газобаллонного оборудования

  1. Газовый баллон.
  2. Мультиклапан / Вентиль баллонный.
  3. Выносное заправочное устройство (ВЗУ).
  4. Регулятор давления (редуктор-испаритель).
  5. Фильтр газа.
  6. Рампа газовых инжекторов.
  7. Электронный блок управления (ЭБУ) системой ГБО.
  8. Датчик давления и разряжения газа.

Заправка

Существует два различных газовых топлива: сжиженный нефтяной газ — пропан-бутан и компримированный природный газ — метан. Для простоты понимания используют сокращенные названия пропан и метан. Профессионалы иногда используют аббревиатуры СНГ и КПГ .

Газ закачивается в баллон (1) под давлением посредством заправочного пистолета, который крепится к выносному заправочному устройству ( ВЗУ — 3). ВЗУ можно врезать в люк, где находится отверстие для заправки бензина, можно в бампер, а можно оставить в багажнике. ВЗУ оснащено предохранительным заправочным клапаном. Заправка заканчивается автоматически, когда баллон заполнен на 80%. Роль блокировки играет специальный поплавок, который, подгибаясь до максимально возможного положения, закрывает мультиклапан (2). Мультиклапан — это и есть первая система безопасности ГБО. В зависимости от типа системы предохранения мультиклапаны разделяют на классы А и Б. Первый имеет дополнительный клапан, который сбрасывает давление при достижении 25 атмосфер.

Принцип работы газобаллонного оборудования

Из баллона по трубкам высокого давления газ поступает в редуктор-испаритель (4), где давление понижается до 1 атмосферы. В газовом фильтре (5) пропан-бутан очищается от взвешенных частиц. Для метана фильтр не используется. Метан сразу подается в камеру сгорания двигателя, через газовые инжекторы (6). К каждому цилиндру двигателя газ подается через отдельную форсунку. Таким образом, на четырехцилиндровый мотор устанавливаются газовые инжекторы с четырьмя форсунками. Производительность газовых инжекторов изменяется вворачиванием в выходные сопла ввертышей с различным проходным сечением, обеспечивая безупречную работу системы, как на малолитражках, так и на объемных двигателях.

Вся система контролируется блоком управления (7). В ГБО 4-го поколения используется электронный блок управления (ЭБУ), который считывает сигнал времени открытия бензиновых форсунок от блока управления бензиновой системой и определяет оптимальное время открытия форсунок газовых инжекторов. Блок управления ГБО позволяет переключать сигнал с бензиновых на газовые инжекторы, блокируя подачу бензина. В салоне автомобиля устанавливается сенсорная кнопка-переключатель режимов газ и бензин. В любое время, как на ходу, так и на холостых оборотах, вы можете переключиться с бензина на газ и обратно.

Комплекты ГБО 4-го поколения комплектуются дополнительным датчиком (8). Датчик давления и разряжения (8) измеряет разницу между разряжением во впускном коллекторе и давлением газа в рампе инжекторов. Другое распространенное название этого датчика — МАП-сенсор.

Преимущества ГБО перед бензиновой топливной системой

Экономь!Пропан стоит в два раза дешевле бензина, метан — почти в три.

  • ГБО необходимо для бизнеса. Владельцы грузовиков, фургонов и такси давно научились сокращать издержки за счет экономии на топливе.
  • ГБО незаменимо для объемных двигателей. Владельцы внедорожников предпочитают газ бензину.
  • Рекомендуем ГБО для оптимизации семейного бюджета. Кто откажется платить за топливо на 10–15 тыс. руб. меньше ежемесячно.

Цени качество!Пропан и метан — это высококачественное автомобильное топливо с высоким октановым числом (100–105) и минимальным количеством вредных примесей.

  • Бензин имеет большее количество вредных примесей в соотношении с теми же примесями в пропан-бутане. Метан — это природный газ, в котором подобные примеси отсутствуют.
  • Отложения, связанные с наличием примесей в бензине, вызывают нагар на внутренних стенках камеры сгорания двигателя, на поршнях и клапанах. Именно поэтому подержанные автомобили, работающие исключительно на бензине чаще нуждаются в капитальном ремонте двигателя, чем такие же автомобили, изначально использующие газовое топливо.

Путешествуй!Установка ГБО способствует увеличению автономного хода автомобиля как минимум в 2 раза.

  • Газовое оборудование никак не сказывается на работе бензинового. Обе системы существуют параллельно и в любой момент могут быть взаимозаменяемы.
  • Использование газового топлива при поездках за рубеж позволит значительно сократить расходы.

Заботься о природе!Выхлоп от газового топлива менее токсичен, чем от бензинового.

  • Более полное сгорание и небольшое количество примесей в газовом топливе снижает вредный выброс в выхлопных газах на 30–50%.
  • Отсутствие соединений свинца продлевает жизнь каталитических нейтрализаторов, что крайне важно для ограничения токсичности выхлопа.

Будь спокоен!ГБО и газ безопасны.

  • Газовый баллон намного прочнее бензобака и имеет несколько уровней защиты. При аварийном столкновении газовый баллон выдерживает нагрузки в 10 раз превышающие запас прочности бензобака.
  • Газовое топливо ничем не опасней бензина, а его пары тяжелее воздуха, что исключает возможность их скопления под потолком гаража или в салоне автомобиля.

Преимущества «OMVL» перед системами других брендов

Редукторы «OMVL»

Редуктора «OMVL» отличаются стабильностью во всех режимах работы двигателя: при малых, средних и максимальных нагрузках. Все редукторы «OMVL» оснащены запатентованной системой управления давлением разряжения, что позволяет добиться устойчивой работы даже в самых агрессивных погодных условиях. Продолжают превосходно работать даже при температуре ниже −25°C, в отличие от редукторов других производителей.

Доступность и ремонтопригодность также являются неоспоримыми преимуществами редукторов «OMVL» перед другими брендами. Каждый этап производства жестко контролируется на соответствие всем действующим стандартам. Каждый редуктор «OMVL» проходит проверку инертным газом, что исключает малейшие утечки газа при эксплуатации на транспортном средстве.

Нельзя не отметить, что все редукторы «OMVL» производятся исключительно в Италии.

Инжекторы «OMVL»

Особенной популярностью среди многих производителей электроники газобаллонного оборудования пользуются именно скоростные инжектора «OMVL», которые обеспечивают точное дозирование газа на протяжении длительного периода эксплуатации. Только инжектора «OMVL» могут отвечать требованиям даже самых изысканных потребителей при этом имея низкую стоимость. Минимальное стабильное время впрыска, которое обеспечивают инжектора «OMVL» GEMINI — 1,7 мс, «OMVL» FAST LIGHT — 2,5мс. Такой показатель имеют далеко не все производители ГБО премиум — класса. Инжектора «OMVL» имеют уникальную конфигурацию, позволяющую производить монтаж в различных положениях.

Во всем мире ценится высокое качество и относительно низкая стоимость запасных частей инжекторов «OMVL». Ремонтопригодность также является преимуществом данных инжекторов: в случае выхода из строя рампы форсунок нет необходимости менять ее целиком, достаточно сменить только неисправную деталь. Рампы большинства других производителей вы сможете поменять лишь целиком, что увеличит стоимость обслуживания газобаллонного оборудования.

Электронный блок управления «OMVL»

ЭБУ «OMVL» идеально работает на современных автомобилях благодаря огромному количеству различных стратегий и адаптаций, включая адаптацию, основанную на системе бортовой диагностики автомобиля OBD. Качество и надежность подтверждено гарантийными обязательствами — три года, без ограничений по пробегу, редко какой производитель может себе это позволить.

Все настройки производятся в автоматическом режиме, приводя к минимуму вмешательства в настройку со стороны мастера
по установке ГБО.

Работа двигателя автомобиля на газе. Что там происходит?

Работа двигателя автомобиля на газе. Что там происходит?

Как известно, газ сгорает медленнее бензина. Поэтому при работе двигателя на пропан – бутане (LPG) угол опережения зажигания (УОЗ) нужно смещать примерно на шесть градусов, а на сжатом природном газе (CNG) на десять градусов раньше, чем при работе двигателя на бензине. К тому же эжекторное ГБО не обеспечивает оптимального состава смеси при резком дросселировании и при режимах полной мощности мотора авто. Топливная смесь, в основном, бедная. Из-за всех этих факторов, УОЗ угол опережения зажигания, который оптимален для бензина, для газа оказывается поздним.

Все эти отклонения от процесса горения не представляют опасности. Однако хлопки, которые происходят во впускной системе могут вывести из строя датчики, которые там расположены а также разорвать воздушный фильтр. В некоторых случаях это может даже приводить к пожару под капотом!

Конечно, необходимо установить УОЗ, то есть угол опережения зажигания для газа, который Вы используете. Проще всего это сделать путем установки в диагностический разъем автомобиля специальный прибор – октан – корректор. Он сообщен со штатным блоком автомобиля, и в зависимости от топлива, которое используется подбирает необходимую схему настройки зажигания. Этот прибор оснащен переключателем типа газа и в работе отключает систему, отвечающую за обнаружение детонации блока управления.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *