Как регулировать газ автомобильный

Двигатели внутреннего сгорания работают на производных нефти — бензине или дизельном топливе, при этом бензиновый двигатель может работать и на газу. Для этого используется сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан) или сжатый природный (метан). Чтобы в качестве топлива мотор использовал газ, на автомобиль устанавливают дополнительное оборудование — газобалонное (ГБО).

Дизельный мотор тоже можно переделать под газ, доработав механическую часть и понизив степень сжатия топливной смеси или частично замещая ДТ газом, но это не целесообразно для легковых автомобилей — такая экономия составит всего 20%.

С установкой ГБО в конструкции автомобиля практически ничего не меняется, разве что в топливную магистраль устанавливается электромагнитный клапан, который отключает подачу бензина. Газобалонное оборудование — дополнение, которое можно снять и выбросить в любой момент. После установки мотор сможет использовать и газ, и бензин. В основном на легковые автомобили устанавливают пропан-бутан.

ГБО устроено и работает проще, чем бензиновая система питания двигателя. Газ (пропан-бутан) хранится в сжиженном виде в герметичном баллоне под давлением. Баллон обычно установлен в багажнике. Мультиклапан на баллоне регулирует подачу газа, стравливая его по магистрали подачи в цилиндр.

Под давлением газ в виде жидкости поступает в редуктор, который подогревается антифризом из системы охлаждения. Электромагнитный клапан перед редуктором регулирует подачу газа. В редукторе газ испаряется до привычного газообразного состояния и поступает в смеситель через регулировочное устройство — дозатор.

Смеситель представляет собой железный элемент, который ставят перед дроссельными заслонками. Смеситель перемешивает газ с атмосферным воздухом — так готовится рабочая смесь. Затем смесь впрыскивается форсунками в цилиндры двигателя.

Переоборудование машины под ГБО важно доверять профессионалам, потому что помимо баллона в багажник приходится устанавливать дополнительное оборудование — комплекс датчиков и замера давления, рампу на цилиндры.

Как работает ГБО 1 поколения

Аппаратура первого от последующих поколений, отличается прежде всего, простотой. Более поздние поколения обрастали дополнительными устройствами и электроникой. Но это не отразилось на принципе работы системы питания двигателей газом.

Работает оборудование 1 поколения следующим образом: автомобильный газ, пропан-бутановая смесь, через заправочное устройство поступает в топливный баллон. Заправка происходит в автоматическом режиме до заполнения баллона на 85% от объема. Процесс заливки топлива контролирует многофункциональный клапан. На встроенном манометре отображается уровень заправки.

По топливной магистрали высокого давления, через многофункциональный клапан, газ доходит до электромагнитного клапана. Этот клапан открывается при включении зажигания. Во время запуска двигателя, газ поступает по магистрали в редуктор. Вакуумный редуктор ГБО 1 поколения двухконтурный, в нем газ из сжиженного состояния, преобразуется в нормальное газообразное состояние.

Давление пропана понижается с 12-16 атм., до 1 атм. При снижении давления происходит сильное охлаждение. Редуктор ГБО 1 поколения замерзает и теряет работоспособность. Чтобы это не произошло, в редуктор подается жидкость из системы охлаждения двигателя. Это позволяет согревать редуктор, делая подготовку смеси эффективнее.

В камеру сгорания газ попасть уже не может, так как давление его равно атмосферному давлению. Следовательно, текучести нет. Здесь используется вакуум, или разряжение, которое создаётся в цилиндрах во время запуска и работы двигателя. Поскольку в открытых цилиндрах и трубопроводе давление отрицательное, то газ туда и устремляется.

Чтобы подача газа была в нужном количестве, на магистрали низкого давления сразу за редуктором устанавливается дозатор. Дальше топливо поступает в газовый смеситель на карбюратор, смешивается с воздухом прошедшим через фильтр, и по впускному коллектору попадает в цилиндры.

Есть способы установки, в которых не предусмотрен смеситель (миксер). В этом случае в нижник(проставка) под карбюратор врезают штуцер или устанавливают смеситель «черепаха». Подача газа происходит сразу в коллектор, минуя карбюратор.

Настройка диспетчерской программы

Теперь настроим диспетчерскую программы Locarus Informer. Если клиент пользуется облачным сервисом для мониторинга, то эти же настройки потом можно легко применить для сервиса maps.locarus.ru

Список нужных виртуальных датчиков

Для корректной работы отчета добавим виртуальный преобразователь аналогового входа в дискретный, сам дискретный вход, и контроль бортового напряжения чтобы видеть когда автомобиль заведён.

Настройка виртуального датчика бортового напряжения автомобиля

Разумеется порог отключения в 13 вольт проверяется индивидуально для каждого автомобиля. Ставим галочку «фильтр работы двигателя».

Преобразование аналогового входа в дискретный

Для того чтобы формировать красивые отчеты нам нужен дискретный датчик, но на автомобиле мы подключаем аналоговый, так вся система работаем надежнее. Поэтому мы его преобразуем в дискретный.

Настройка дискретного датчика для контроля вида топлива на котором едет автомобиль

А затем уже используем данные с этого дискретного датчика для отдельного учета передвижения на газе или на бензине.

Вот что в итоге мы видим:

Окно диспетчерской программы Locarus Informer

Мы сразу же видим километраж которые автомобили проехали всего, и километры пройденные на газе. Внизу на отчете включен график бортового напряжения, скорости и включения газового оборудования.

Если дополнительно настроить датчик уровня — то по изменению графика можно определить время и место заправки автомобиля, а так же факт заправки полного бака.

Для удобства прикладываем образец шаблона настроек автомобиля для программы Locarus Informer.

Особенности эксплуатации автомобиля с ГБО

После переоборудования авто на газ, многие автовладельцы даже не подозревают о том, что с ГБО есть моменты, которые обязательно нужно учитывать при эксплуатации. И если ранее газобаллонное оборудование накладывало массу ограничений, то современное ГБО усовершенствовано и эксплуатация авто происходит как на бензине, так и на газе без излишних усилий со стороны водителя. Даже заправка газом происходит без его вмешательства, ведь на АЗК водитель должен указать заправщику, где расположено внешнее заправочное устройство (ВЗУ), а остальное – это уже его работа.

Многие гаражные установщики вовсе не считают должным провести инструктаж после переоборудования и только на приличных СТО рассказывают азы эксплуатации. К примеру, часто автомобилисты не знают, что бак авто всегда должен быть заполнен бензином не менее чем на четверть. Ведь в автомобилях с ГБО бензин используется при прогреве, а в некоторых системах еще и при превышении оборотов двигателя выше, например, 4000 об/мин (автоматически переключается на бензин или происходит довпрыск бензина). В двигателях с прямым впрыском бензин хоть и в небольших количествах, но расходуется вместе с газом (соотношение бензин/газ составляет от 30:70 до 5:95).

Также некоторые не подозревают, что ГБО – это, по сути, дублирующая топливная система. И в случае выхода из строя штатного бензонасоса или форсунок, даже на ГБО 4 поколения существует возможность завести мотор на газе. Правда, этот режим считается аварийным и количество запусков ограничено, но как минимум на то, чтобы дотянуть до СТО, такой вариант вполне допустим. Но главное после аварийного пуска – мотору надо дать поработать на холостых оборотах, чтобы газовый редуктор не обмерз.

Повышенное внимание стоит уделять герметичности, ведь это главный аспект безопасности. Авто ни при каких условиях не должно быть источником запаха газа. Малейшие его признаки – это не герметичность или неправильная настройка системы. И в том и в другом случае следует немедленно перекрыть вентиль на мультиклапане, перейти на бензин и отправиться на СТО для устранения неисправностей.

Фильтрация

В автомобиле с установленной автогазовой системой к штатным фильтрам добавляется еще как минимум два. Ведь в ГБО, газ, подаваемый из баллона, сначала проходит очистку в жидкой фазе на входе в редуктор, а далее, испарившись, проходит через фильтр паровой фазы, устанавливаемый перед форсунками. Учитывая качество газового топлива в Украине, рекомендуемый интервал замены этих фильтров составляет 10 000 км, что совпадает с плановыми ТО, рекомендуемыми газовщиками.

Замену фильтров рекомендуется делать на специализированном СТО, ведь после установки новых (чистых) фильтров изменяется газовый поток, что может потребовать дополнительной регулировки системы. Кстати, бензиновый фильтр тоже обязательно менять согласно регламента. Ведь даже во время езды на газе бензонасос все равно прокачивает топливо и по «обратке» загоняет назад в бак. Сделано это для того, чтобы создать нормальное давление в системе на тот случай, если водителю или ГБО вздумается мгновенно перейти на бензин.

О баллонах

В качестве топливного резервуара в автомобилях с ГБО используется баллон. Эти самые баллоны бывают цилиндрическими и тороидальными, а подбираются в зависимости от места монтажа и могут иметь объем от 20 до 200 л. Но какой бы литраж не был указан на вашем баллоне, заправлять его можно не более, чем на 80 % от заявленной емкости. Оставшиеся 20 % являются паровой «подушкой», способной компенсировать рост давления при увеличении температуры. К примеру, зимой автомобиль был заправлен на улице при -15, а потом заехал в отапливаемый бокс (+10 градусов) – газ нагрелся и расширился. Если подушки не будет, баллон не разорвет, так как предусмотрен аварийный клапан, сбрасывающий избыток в атмосферу.

Если исходить из указанных цифр, то в 43-литровый баллон должно поместиться 35-37 литров газа. И если на АЗС вас убеждают, что «задули» больше, требуйте контрольных замеров! Но только если уверены, что установщик по вашей просьбе или своей инициативе не подогнул поплавок уровня. Имейте в виду, что запас газа на борту уменьшает фактическую грузоподъемность автомобиля. Ведь масса самого баллона – 20-30 кг, да и газа в нем от 30 до 100 литров. Например, заправленный 43-литровый баллон весит 43 кг (22 кг + 21 кг), 100-литровый – 72 кг (28 кг + 44 кг).

Некоторые автовладельцы сторонятся наружного тороидального баллона из опасений «цеплять им за дорогу», но чаще всего эти страхи беспочвенны. Баллоны сделаны из стали толщиной 3 мм и по габаритам соответствуют штатной запаске. Есть, конечно, исключения. Например, Mitsubishi Grandis, который оснащается наружной докаткой. Или Mitsubishi Pajero Sport предыдущего поколения, в котором наружная запаска расположена очень близко к бамперу, отчего при езде по бездорожью баллон, действительно, может задевать за «рельеф местности».

Газ для «зажигалок»

Среди любителей погонять бытует мнение, что газ для таких авто недопустим, ведь при работе на повышенных оборотах двигатель и на бензине получает немалые нагрузки, а на газовом топливе подвергается еще и дополнительным тепловым воздействиям. И если ранее это действительно было проблемой, то современное ГБО имеет функцию довпрыска бензина и даже автоматического переключения топливных режимов. При переоборудовании авто или при очередном ТО попросите мастеров выставить порог довпрыска (например, с 3500 до 4000 об/мин.) и дальнейшего перехода на бензин после 4000 об/мин. В итоге, после раскручивания мотора выше 3500 об/мин., получать дополнительную порцию бензина, после 4000 об/мин переключаться на бензин, а при сбросе оборотов опять переходить на газ. Кроме того, при эксплуатации «зажигалок» на газе рекомендуется использование специальных масел (такое есть, например, в ассортименте компании OPET), защищающих детали мотора в граничных нагрузочных, а соответственно и температурных режимах.

Функции довпрыска и автоматического перехода на бензин на высоких оборотах сохраняют двигатель при повышенных нагрузках.

ГБО и клапаны

Многие автовладельцы слышали миф о том, что после установки ГБО прогорают клапана. Но основная причина прогара это несвоевременное или неквалифицированное ТО. При богатой или гомогенной (λ=1) смеси часть термической нагрузки «снимает» несгоревшее топливо, а при бедной топливной смеси происходит значительное увеличение температурного режима работы клапанов и их седел. А на бедной газо-воздушной смеси температура повышается сразу на внушительные 200-250 °С. Кроме того, газо-воздушная смесь горит медленнее, поэтому процесс может продолжаться даже после открытия выпускного клапана. При этом клапаны и их седла подвергаются перегреву, что опять же приведет к прогару. Исходя из этого, можно сказать, что избежать прогара можно с помощью правильной настройки штатной топливной системы, подбора правильного ГБО, его квалифицированной настройки, а также обязательной периодической проверки клапанов и при необходимости их регулировки.

Своевременное обслуживание поможет избежать распространенной проблемы с прогаром клапанов.

Масла для ГБОшников

При работе мотора на газовом топливе ресурс мотора увеличивается за счет уменьшения износа деталей двигателя. Газ попросту не разжижает масло и не смывает пленку со стенок цилиндров. И даже существует мнение, что масло при эксплуатации ГБО можно менять реже. Определенная доля правды в этом есть, но все же при эксплуатации двигателя на газовом топливе он также требует регламентной замены. Ведь удельная теплота сгорания газовоздушной смеси выше и горит она дольше, поэтому температура в цилиндрах двигателя выше. Некоторые производители даже выпускают для битопливных моторов специальные масла (имеющие маркировку LPG), которые имеют повышенную устойчивость к термической деструкции и улучшенные моющие свойства.

Некоторые производители, например, компания OPET, выпускают для битопливных моторов специальные масла (имеющие маркировку LPG), которые имеют повышенную устойчивость к термической деструкции и улучшенные моющие свойства.

Масла для моторов, работающих на газовом топливе, есть, например, в ассортименте продукции компании OPET. Автовладельцам предлагается три вида моторного масла: синтетическое Fullmax LPG 5W-40 (ACEA A3/B4; API SN), масло на синтетической основе Fullmax LPG 10W-40 (ACEA A3/B4; API SL/CF) и масло на синтетической основе Fulllife LPG 5W-30 (ACEA A5/B5, A1/B1; API SL/CF; Renault RN 0700). При изготовлении таких масел большое внимание было уделено оптимальному подбору базовых масел, антиокислительных и моющедиспергирующих присадок, которые предотвращают образование отложений в двигателе, а уже образовавшиеся нагары и продукты окисления смывают с поверхностей двигателя и удерживают их в виде микроскопических частиц в объеме масла до момента очередной замены.

Сезонные тонкости

Существует два вида газового топлива: летний (до 50% пропана) и зимний (до 90%). При использовании каждого из них изменяется и топливо-воздушная смесь. Поэтому для каждого из сезонов следует проводить мини-ТО. К зимнему сезону рекомендуется заменить фильтры, ведь содержание конденсата и влаги в них в морозы приведет к их замерзанию и снизит пропускную способность.

Кроме того, стоит пройти обязательную компьютерную регулировку, адаптировав ГБО к другому составу газа и установив более высокую температуру перехода на газ. Проверьте систему зажигания, ведь малейшие неисправности летом могут нивелироваться, а зимой проявятся в полной мере. К летнему периоду так же стоит пересмотреть фильтры, откорректировать момент автопереключения на газ и подстроить систему под летнее топливо. Не лишним будет проверить систему на герметичность, ведь задубевание резиновых элементов значительно повышает вероятность появления утечек газа.

Когда необходима замена электронной педали газа?

В связи с тем, что это электронный привод, то и основные неисправности в нем связанны с электроникой. В кронштейне педали встроены два датчика, которые передают команды на блок управления. Если один из этих датчиков выйдет из строя, то на панели загорится лампочка, отвечающая за исправность системы управления движком. В этом случае ЭБУ переходит в резервный режим (обороты растут намного медленнее). Если же из строя вышли два датчика, то включится аварийный режим, и движок будет работать как на холостом ходу. Так как датчики ремонту не подлежат, необходима замена электронной педали газа.

Также может повредиться проводка, и тогда нарушается работа дросселя. Если же износился электрический движок, то на мониторе также выдается ошибка, указывающая на аварию. Эти повреждения можно устранить, но если из строя вышел ускоритель электронной педали газа, отвечающий за динамику авто, то данную деталь стоит немедленно заменить новой. Как это сделать, мы рассмотрим чуть ниже.

Как решить проблему

При засорении фильтра стоит достать эту деталь из устройства. Чистят ее при помощи жёсткой щетки с применением воды. В том случае, если при чистке будет замечено нарушение целостности фильтра, стоит заменить деталь на аналогичную.

В том случае, если засорилась труба с горячей водой, стоит запустить холодную воду в обратном направлении. Заглушка убирается, ставится под устройство тара под воду и выворачиваются оба крана. Излив закрывается пальцем. Считается возможным, что холодная вода продвинет засор вперёд.

Применять химию, которая удаляет накипь в колонке, не рекомендуется. Их состав может легко разрушить поверхность из металла. Оптимальным вариантом считается применение лимонной кислоты, которую растворяют в горячей воде.

В том случае, если засор продвинулся дальше трубок, то он легко может проникнуть в смеситель. Самыми «уязвимыми» местами, где в основном появляются засоры, считаются тонкий резиновый шланг, фильтр и кранс-букса. Проблема решается разбираем смесителя и но тщательным осмотром. Грязь удаляется с помощью проточной воды.

Ремонт газобаллонного оборудования автомобилей, проверка герметичности узлов и деталей ГБО, их регулировка.

Во время эксплуатации ГБО на автомобилях, по тем или иным причинам могут происходить его отказы в работе. Устранение отказов и ремонт газобаллонного оборудования автомобилей может выполняться как в отдельном порядке, так и во время выполнения работ технического и сезонного обслуживания. Обычно 10-20 % объема работ техобслуживания составляет текущий ремонт газобаллонного оборудования.

Ремонт газобаллонного оборудования автомобилей, проверка герметичности узлов и деталей ГБО, их регулировка.

Текущий ремонт газобаллонного оборудования автомобилей, это в основном разборочно-сборочные, дефектовочные и контрольно-регулировочные операции. Если необходим ремонт вентиля и мультиклапана, установленных непосредственно на газовом баллоне, необходимо предварительно выпустить газ из баллона и дегазировать его. Неисправный агрегат или узел разбирают и дефектуют. Производят мойку деталей и продувают их сжатым воздухом.

Во время проведения ремонта ГБО, как правило, применяют метод групповых замен. Данный метод заключается в том, что одновременно с отказавшей деталью заменяют всю группу изнашиваемых деталей. Для групповых замен выпускаются ремонтные комплекты, подобные ремкомплектам для карбюраторов. При выполнении ремонта необходимо понимать, что если сегодня вы сэкономите и замените только одну отказавшую деталь, то, возможно, в ближайшее время могут отказать и другие детали.

Разборка газового расходного вентиля газобаллонного оборудования автомобилей.

Техническое состояние узлов и деталей ГБО проверяется на специальных стендах. Например для вентиля оно характеризуется внутренней герметичностью в закрытом состоянии, внешней герметичностью при полностью открытом вентиле и пропускной способностью. Для определения этих показателей вентиль закрепляют в тисках стенда и подсоединяют его вход шлангом к выводу Рв.

Проверка герметичности расходного вентиля газобаллонного оборудования автомобилей.

Для проверки внутренней герметичности закрывают вентиль до отказа и на его выходное отверстие наносят мыльный раствор. На вход подают давление 20,0 МПа, открыв вентиль В1. Проверяемый вентиль герметичен, если не наблюдается пузырения мыльной пленки на его выходном отверстии.

Для проверки внешней герметичности вентиля на его выходное отверстие навинчивается заглушка. Затем вентиль полностью открывают, вращая рукоятку до упора. На вход с помощью вентиля В1 подают давление 20,0 МПа. Вентиль герметичен, если на манометре МН1 после закрытия вентиля В1 не наблюдается падения давления в течение 3 минут. Аналогично проверяется герметичность электромагнитного газового клапана.

Схема подсоединения электромагнитного газового клапана газобаллонного оборудования автомобилей для проверки его герметичности.

При разборке газового редуктора высокого давления его закрепляют в специальной оправке в тисках. После ремонта и полной сборки проверяют герметичность редуктора высокого давления, выполняют его регулировку, проверку срабатывания предохранительного клапана.

Редуктор высокого давления газобаллонного оборудования автомобилей в разобранном виде.

Редуктор высокого давления должен обладать внутренней и внешней герметичностью, достаточной пропускной способностью и понижать давление до 1,0 МПа. При аварийном повышении давления в рабочей магистрали более 1,7 МПа должен срабатывать предохранительный клапан.

Схема подсоединения газового редуктора высокого давления для проверки и регулировки.

Работы по проверке и регулировке редуктора высокого давления выполняются в следующей последовательности:

— Проверка внутренней герметичности редуцирующего узла.
— Проверка внешней герметичности редуктора высокого давления.
— Проверка и регулировка предохранительного клапана.
— Проверка пропускной способности фильтрующего элемента.
— Регулировка рабочего давления.

Проверку внутренней герметичности редуцирующего узла выполняют со снятым колпаком и мембраной. На верхнюю полость корпуса редуктора наносят мыльный раствор. Медленно открывая вентиль Б, повышают давление на входе в редуктор до 20,0 МПа. Редуцирующий узел, включая его клапан, герметичен, если нет появления пузырей на мыльной пленке. По окончании проверки закрывают вентиль Б и снижают плавно давление до нуля.

Для проверки внешней герметичности вентили Б и В1 должны быть закрыты. Проверяемый редуктор собирают и до отказа вывинчивают винт, ослабив при этом гайку. Выходной штуцер соединяют с выводом Рн. В проверяемый редуктор воздух поступает через вентиль Б, в нем давление снижается до 1,2 МПа, и вентиль В2. Герметичность проверяется при закрытом вентиле В2. В течение 3 минут на манометре МН2 не должно наблюдаться падения давления воздуха.

Проверка срабатывания предохранительного клапана редуктора высокого давления и определение его пропускной способности.

Для проверки давления срабатывания предохранительного клапана подключение редуктора остается таким же, как и в предыдущей операции. Полностью открывают вентиль В2. Повышают редуктором стенда давление на манометре МН2 до момента срабатывания предохранительного клапана. Нормативное давление этого параметра должно составлять 1,6 МПа. Регулировка давления срабатывания предохранительного клапана осуществляется его крышкой.

Пропускная способность редуктора высокого давления определяется по падению давления продуваемого через него сжатого воздуха. На выходе редуктора подсоединяют тройник с гайкой, имеющей калиброванное отверстие диаметром 4,5 мм. На вывод Рв подают давление 1,2 МПа. Редуктор обладает достаточной пропускной способностью, если на выходе из него показание манометра МН2 не превышает 0,6 МПа.

Проверка и регулировки газового редуктора низкого давления газобаллонного оборудования автомобилей.

Разборку газового редуктора низкого давления начинают с демонтажа деталей, установленных на внешней стороне корпуса: клапана, патрубка, втулки и при необходимости штуцеров. Снимают крышки. Затем демонтируют детали, расположенные внутри корпуса редуктора низкого давления.

Редуктор низкого давления газобаллонного оборудования автомобилей в разобранном виде.

При ремонте редуктора низкого давления можно заменить только мембраны и прокладку. Для обеспечения надежной работы редуктора низкого давления можно заменить клапаны 1-й и 2-й ступеней, а также (при необходимости) седло 1-й или 2-й ступени. В процессе сборки редуктора проверяют параллельность прилегания клапанов 1-й и 2-й ступеней к седлам. Для этого проверяют визуально след от касания уплотнителя седла клапана в форме окружности, образующейся после первого нажатия на клапан.

После сборки регулируют давление в 1-й ступени и проверяют внутреннюю герметичность клапанов 1-й и 2-й ступеней. Производят проверку герметичности редуктора и предварительную регулировку давления на выходе из редуктора. Для проверки редуктора используются специальные стенды ИС-001, К-278 и другие. Необходимо отметить, что частичный ремонт редуктора низкого давления иногда можно выполнять непосредственно на автомобиле, сняв только крышку. Доступ к большинству деталей становится свободным.

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