4-е поколение ГБО. Принцип работы

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.

История появления газобаллонной системы

Установка ГБО 4 поколения началась еще в 1999 году и сразу дала толчок к началу массового использования газа в качестве замены бензина. В первую очередь это произошло из-за изменения экологических стандартов в Европе. Предыдущие модели не удовлетворяли требованиям протокола ЕВРО-3, а значит их эксплуатация на текущий момент времени запрещена.

С появлением газового оборудования 4 поколения начался новый этап использования газа в качестве топлива для автомобилей. В отличие от предыдущих моделей, оно оснащено системой распределительного впрыска, контролируемой электронным блоком управления (ЭБУ).

Обеспечить двигателю требующееся количество газовой смеси призваны форсунки. Они определяют дозировку расхода топлива на основе данных, поступающих с ЭБУ. «Умный» механизм позволяет экономить топливо и обеспечить стабильную работу машины. При этом мощность двигателя практически не меняется, снижаясь не более, чем на 2%.

Стоит ли овчинка выделки

Приводим расчет экономии при эксплуатации ГБО на малобъемном и многолитражном двигателе. Для примера мы взяли двигатель R4 2.0 л автомобиля Hyundai Sonata и 5,7 л V8 Toyota Tundra.

При стоимости установки от 5 600 до 8 000 грн (четырехцилиндровый мотор) такие системы окупаются намного быстрее и эффект ощущается за более короткое время. Hyundai Sonata с бензиновым мотором 2 л расходует в среднем 10 л/100 км. ГБО на нее стоит порядка 7 600 грн.

Соответственно:

При экономии 48,01 грн на 100 км нужно проехать всего 15 830 км, чтобы окупить ГБО. Только после этого вы начинаете экономить. Согласитесь и стоимость оборудования, и сроки окупаемости здесь вполне приемлемы.

Во втором примере рассмотрим установку ГБО на автомобиль Toyota Tundra c двигателем объемом двигателя 5,7 л V8. На такой мотор система будет стоить от 11 000 до 15 000 грн.

Берем максимум — 15 000 грн.

При экономии в 122,88 грн на 100 км нужно проехать всего 12 208 км, чтобы окупить ГБО. Согласитесь и стоимость оборудования, и сроки окупаемости заметно интереснее, чем в случае с 2-литровым двигателем.

Вывод: газ это выгодно. Чем больше объем двигателя — тем заметнее выгода. А вот о том, что выгоднее — газ или дизель, читайте в нашем материале о сравнительных данных Renault Duster с ГБО и дизельным мотором. Кроме того отметим, что согласно последним исследованиям, авто с ГБО выгодней электромобиля!

Рассмотрим основные типы мультиклапанов гбо:

Под внутренний тороидальный баллон, устанавливается под углом 30°;

Под наружный тороидальный баллон, устанавливается под углом 0°;

Под цилиндрический баллон, устанавливается под углом 30°. В случае, установки цилиндрического баллона снаружи, для корректной работы мультиклапана гбо необходимо стремится производить установку по правилам (30°).

Между собой мультиклапаны отличаются конструкцией, в частности формой поплавка, а также особенностями монтажа.

Основной характеристикой при подборе мультиклапана на газовый баллон является «величина» хода поплавка и длина заборной трубки (200, 220, 300 и т.д.). Данные значения соответствуют высоте, для тороидальных баллонов, или диаметру, для цилиндрических баллонов гбо. Чтобы избежать проблем с дальнейшей работой системы ГБО вашего авто ВСЕГДА соблюдайте правила подбора и установки баллона и мультиклапана газового оборудования.

Газобаллонное оборудование. Схема ГБО автомобиля

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

ГБО 2 поколения
Механические системы, дополненные электронным дозирующим устройством, работающим по принципу обратной связи с датчиком содержания кислорода (лямбда-зонд). Они устанавливаются на автомобили, оснащенные инжекторным двигателем и катализатором.

ГБО 3 поколения
Системы, обеспечивающие распределенный синхронный впрыск газа с дозатором-распределителем, который управляется электронным блоком. Газ подается во впускной коллектор с помощью механических форсунок, которые открываются за счет избыточного давления в магистрали подачи газа.

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

Основные компоненты газобаллонного оборудования

	Редуктор-испаритель служит для подогрева смеси пропан-бутана, ее испарения и снижения давления до величины, близкой к атмосферному давлению.
	Газовый редуктор разработан для малолитражных автомобилей с объемом двигателя до 1,6 л. Благодаря своей компактности легко помещается в подкапотном пространстве автомобиля. Может иметь вакуумное либо электронное управление.
	Электромагнитный газовый клапан служит для перекрытия газовой магистрали при стоянке или работе двигателя на бензине. Снабжен фильтром для очистки топливной смеси.
	Электромагнитный бензиновый клапан в карбюраторных автомобилях отсекает подачу бензина при работе двигателя на газу. В инжекторных автомобилях его функции выполняет эмулятор форсунок.
	Переключатель видов топлива — устанавливается в салоне автомобиля. Встречаются переключатели, на которых с помощью светодиодов показывается уровень газа в баллоне.
	Мультиклапан монтируется на горловину баллона. Включает в себя заправочный и расходный клапана, указатель уровня газа и заборную трубку. Специальный скоростной клапан перекрывает утечку газа при аварийном повреждении газовой магистрали.
	Венткоробка крепится на горловину баллона. Внутри нее помещается мультиклапан. В случае утечки газа из баллона венткоробка отводит его пары из багажного отделения наружу.
	Емкость для сжиженного нефтяного газа. Встречаются баллоны цилиндрические и торроидальные (для ниши под ‘запаску’). По правилам техники безопасности заполняются не более, чем на 80% от полного объема.

Как работает и схема ГБО

Схема ГБО 3 поколения: 1 — баллон 2 — мультиклапан 3 — газовая магистраль высокого давления 4 — выносное заправочное устройство 5 — газовый клапан 6 — редуктор-испаритель 7 — дозатор 8 — смеситель воздуха и газа 9 — бензиновый клапан 10 — переключатель видов топлива Сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан) под давлением поступает из баллона (1) в газовую магистраль высокого давления (3). Расход газа из баллона происходит посредством мультиклапана (2), через который также осуществляется заправка с помощью выносного заправочного устройства (4). По магистрали газ в жидкой фазе попадает в газовый клапан-фильтр (5), который очищает газ от взвесей и смолистых отложений и перекрывает подачу газа при выключении зажигания или при переходе на бензин.

Далее очищенный газ по трубопроводу поступает в редуктор-испаритель (6), где давление газа понижается с шестнадцати атмосфер до одной. Интенсивно испаряясь, газ охлаждает редуктор, поэтому последний присоединяется к системе водяного охлаждения двигателя. Циркуляция тосола позволяет избежать обмерзания редуктора и его мембран. Под действием разряжения, создаваемого во впускном коллекторе работающего двигателя, газ из редуктора по шлангу низкого давления через дозатор (7) поступает в смеситель (8), установленный между воздушным фильтром и дроссельными заслонками карбюратора. Иногда вместо установки смесителя производится непосредственная врезка газовых штуцеров в карбюратор.

Управление режимами работы осуществляется с помощью переключателя видов топлива (10), установленного на панели приборов. При выборе позиции ‘ГАЗ’ переключатель открывает электромагнитный газовый клапан (5) и отключает электромагнитный бензиновый клапан (9). И, наоборот, при переходе с газа на бензин, переключатель закрывает газовый клапан и открывает бензиновый. С помощью светодиодов переключатель позволяет контролировать, какое топливо используется в данный момент.

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

Особенности установки и работы с ГБО

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

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

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

CARInfo

Сложность эксплуатации – вот что пугает неопытных автомобилистов в газовых
технологиях. Однако современные системы не требуют вмешательства водителя – об этом
рассказывает представитель компании «Пегас».

Главной особенностью системы распределенного впрыска газа является удобство
эксплуатации. Даже неподготовленный водитель может спокойно ездить на газе, как на
бензине, потому что за переключение топливных режимов и впрыск пропан-бутана отвечает
электронный блок управления (ЭБУ), который настраивается после монтажа. По ссылке
читайте об особенностях установки и настройки ГБО 4.
Далее речь пойдет об эксплуатации газобаллонных установок.

Запуск и прогрев газифицированного авто

Важно понимать, что холодный пуск и прогревание двигателя осуществляются на бензине. Нужно,
чтобы температура охлаждающей жидкости (ОЖ) достигла хотя бы 40°C, иначе процесс
преобразования пропана из сжиженного состояния в парообразное останется незавершенным.
Это увеличивает нагрузку на редуктор-испаритель, а также способствует образованию смолистого
налета на штоках газовых форсунок.

Бензольные смолы входят в состав пропана всегда (из них состоят также ароматические добавки в
газе), и при недостаточном прогревании они легко конденсируются. Именно этот конденсат и
превращается в липкий налет, который «убивает» газовые форсунки.

Функция холодного пуска на газе в ГБО предусмотрена – для этого водителю нужно переключить
машину на пропан принудительно с помощью кнопки в салоне. Однако эта способность нужна в
аварийных ситуациях: закончился бензин, сломался бензонасос или неисправна бензофорсунка. В
остальных случаях машина прогревается на основном топливе, а затем автоматически
переключается на газ. Электроника это сделает сама – водитель может даже и не заметить
перехода, разве что если специально отслеживать реакции на педаль акселератора или следить за
индикацией кнопки.

Расход пропана

Отметим, что для получения одинакового количества энергии требуется сжечь больше пропан-
бутана. Это связано с физическими и химическими особенностями углеводородов. Газовый
расход всегда выше бензинового – примерно на 15%. Не рекомендуем добиваться на газе
идентичных показателей с бензином. Это нарушит состав топливовоздушной смеси. Ее обеднение
или обогащение всегда приводят к проблемам с клапанами, поршневой системой, головкой блока
цилиндров (ГБЦ), катализатором и турбиной, если автомобиль турбированный. Одним словом,
отклоняться от стехиометрии нельзя. Корректность впрыска проверяется при диагностике.

Довпрыск бензина или совместный впрыск

Машина эксплуатируется на газе, пока мотору хватает энергии от его горения (окисления). Однако
на высоких оборотах (свыше 4500 об./мин.) газа не хватает, поэтому машина с бюджетным ГБО на
борту автоматически переходит на бензин. Мастер настраивает момент перехода при
регулировках системы после монтажа. Когда в электронном блоке (ЭБУ) есть нужные прошивки,
что характерно для более дорогих комплектаций, то для повышенных оборотов можно настроить
довпрыск бензина. Ну, а на продвинутых установках можно настраивать «совместный впрыск»
пропана и бензина, начиная с холостых.

Способность ЭБУ комбинировать два вида топлива обязательна для авто с непосредственными
двигателями, в которых отключать бензофорсы в газовом режиме нельзя. Во всяком случае, без
риска их сломать. Как правило, такие системы требуют грамотной инсталляции, но не донастроек.
Какая комплектация ГБО подойдет конкретно вашему авто, узнавайте у нашего консультанта.

Заключение

Переходя на газ, владелец машины столкнется с такими положительными сторонами:

• Экономия на заправке.
• Щадящее отношение к двигателю.
• Низкая вероятность появления детонации.
• Снижение риска загрязнения узлов и деталей.
• Первоклассный экологичный «выпуск».
• Увеличение длительности поездки без дозаправки.

Учитывая положительное влияние газа на ресурс автомобиля с бензиновым двигателем и высокий уровень экономии, минусы выглядят несущественными:

• Большие вложения на старте.
• Снижение мощности мотора.
• Дополнительная нагрузка на подвеску.
• Риск перегрева клапанов на высоких оборотах.
• Необходимость дополнительного обслуживания.
• Дооснащение требует документального подтверждения в ГИБДД.

Стоит ли переходить? Единственный аргумент «за» – это экономия на расходах на топливо. Но и при этом однозначного ответа никто не даст. При переходе важно оценить срок окупаемости при текущем пробеге. Иными словами, если ездите много, то резон есть.