Как газ попадает в двигатель

Обновлено: 18.05.2024

Устройство и схема работы ГБО

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

Схема газобаллонного оборудования наиболее распостраненного четвертого поколения

Основные элементы

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип работы

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

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

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

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

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

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

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

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

Схема установки

Емкость с газом (баллон)
Мультиклапан
Топливный трубопровод высокого давления
Заправочное выносное приспособление
Клапан для газа
Редуктор-испаритель
Дозатор топливной смеси
Клапан для бензина
Топливный переключатель

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

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

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

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

Газовый двигатель внутреннего сгорания – меняет ли топливо принцип действия?

Первый газовый двигатель внутреннего сгорания был разработан немецким изобретателем Н. Отто. Принцип его работы заключался в том, что горючая смесь предварительно подвергалась сильному сжатию в верхней точке положения поршня. На создание экономичного двигателя, КПД которого достигал 15 %, изобретателю потребовалось около 15 лет, он получил название четырехтактного, поскольку рабочий цикл в нем протекал за четыре хода поршня.

Газовый двигатель внутреннего сгорания – общее описание агрегата

Современные двигатели такого рода работают на природном и попутном газах, а также на сжиженном пропан-бутане, доменном газе и других. Преимущество таких двигателей заключается в меньшем износе основных узлов и деталей, что достигается путем создания качественной горючей смеси и ее эффективного сжигания. К тому же, в выхлопах практически отсутствуют вредные примеси.

КПД современных двигателей на таком топливе достигает порядка 42 %. Наиболее широко они применяются в газовой и нефтяной промышленности в качестве приводных устройств на газоперекачивающих установках. В последнее время перестали быть новинкой такие агрегаты и в автомобиле.

В отличие от них первый двигатель Отто был достаточно низкооборотным и обладал большой массой. При увеличении оборотов вала до 180 об/мин происходили перебои в его работе, а также ускоренный износ золотника. В качестве бака для хранения газа использовался большой резервуар, поэтому установка его на автомобили была попросту невозможной, однако его стали широко применять на различных заводах и фабриках.

Система питания газовых двигателей и общая схема устройства

Система питания газовых двигателей внутреннего сгорания, которая устанавливается на автомобилях – это дозирующая система, позволяющая использовать вместо бензина сжиженный газ. В ее комплект входят:

топливный баллон, который может иметь различную форму;
переключатель вида топлива, вмонтированный в салон автомобиля;
редуктор-испаритель, который предназначен для подогрева и испарения сжиженного топлива;
газовый клапан (электромагнитный), перекрывающий подачу топлива во время стоянки автомобиля;
электромагнитный бензиновый клапан или эмулятор форсунок, служащий для перекрытия подачи бензина во время использования газа;
заправочное устройство (выносное);
мультиклапан, который предотвращает утечку газа.

Работает такое оборудование практически так же, как и бензиновое. Вначале сжиженный газ по топливной магистрали поступает в клапан-фильтр, где проходит предварительную очистку от различных взвесей и смол. Далее очищенный газ поступает в редуктор-испаритель, в котором его давление понижается до 1 атмосферы, после чего через дозатор подается в смеситель.

В оборудовании для инжекторных двигателей не применяется бензиновый клапан, вместо него устанавливается эмулятор форсунок.

Газовый двигатель своими руками – реально ли это?

В настоящее время на автомобилях применяются две схемы подключения оборудования:

классическая – газ подается непосредственно в карбюратор или инжектор;
последовательная – топливо поступает в форсунки, которые установлены параллельно с бензиновыми.

Классическая схема считается менее затратной, отличается простотой установки, но имеет существенный недостаток. При переключении режимов образуется смесь низкого качества, в результате чего двигатель быстро изнашивается. На сегодняшний день последовательная система хоть и является более дорогостоящей, но отличается более качественной подачей газа.

Основные достоинства применения такого оборудования:

Возможность легко создать газовый двигатель своими руками, то есть смонтировать установку на автомобиле самостоятельно.
Низкая стоимость топлива.
Высокое октановое число.
Отсутствие вредных выбросов.
Более качественная работа двигателя.
Благодаря применению газа значительно увеличивается ресурс двигателя.

Снижение динамики разгона автомобиля.
Существенно возрастает нагрузка на клапаны газораспределительного механизма.
Все оборудование занимает слишком много места.
Сложности с использованием оборудования в зимнее время.

Газобаллонное оборудование (ГБО), которое дополнительно может встраиваться своими руками в уже существующую топливную систему автомобиля, приобретается на рынке, каждой модели двигателя соответствует своя модель ГБО. Заправочный баллон с комплектующими (клапан и испаритель) крепится в какой-нибудь нише, чаще всего это место для «запаски».

Следом подсоединяется выносное заправочное устройство, отверстие которого будет выходить на внешнюю сторону кузова. А затем на двигателе устанавливаются клапаны против утечки газа, для перекрывания бензина при включении газа. А в салоне автомобиля располагается переключатель бензин-газ. Если вы сомневаетесь в своих знания о традиционном устройстве мотора, то не рискуйте к нему присоединять ГБО, лучше обратитесь к специалистам.

Что такое газовое оборудование (ГБО) на авто и из чего состоит

Многие автомобилисты давно уже пользуются газовым оборудованием в целях экономии. Но есть и противники использования пропан-бутана. Новичку непросто разобраться: типов и поколений ГБО довольно много, а о вреде и пользе ведётся много споров. Поэтому автолюбители должны знать, какие виды газового оборудования бывают, какое выбрать на свою машину, и стоит ли устанавливать газ.

Устройство газового оборудования автомобиля

Устройство газового оборудования примерно одинаково, независимо от поколения, и состоит из следующих элементов:

баллон;
заправочный клапан;
мультиклапан на баллоне;
топливная магистраль;
фильтр для очистки газа;
редуктор для перевода газа из жидкого состояния в газообразное и дозировки его подачи в двигатель;
электромагнитный клапан для открытия или прекращения подачи газа.

В зависимости от модели оборудования, в эту схему могут включаться дополнительные элементы. Например, в ГБО 4 выпуска присутствуют специальные форсунки для впрыска топлива во впускной тракт.

Как работает газовое оборудование на автомобиле

Газ в баллоне находится под давлением около 15 бар . После открытия клапана он по магистрали через фильтр попадает в редуктор. Здесь давление понижается до 1 бар (5 и 6 поколение работают по-другому). Далее газ попадает во впускной тракт, где смешивается с воздухом и поступает в цилиндры. После чего принцип работы ДВС такой же, ка и на бензине.

Для правильного функционирования редуктора нужно, чтобы охлаждающая жидкость в системе была прогрета до +35-40 градусов . Тогда температура газа будет повышаться (изначально она около -70 градусов ), и он перейдет из жидкого состояния в газообразное. При достижении нужной температуры оборудование либо переключается на газ автоматически, либо вручную.

Виды ГБО на автомобиль

В зависимости от системы питания, на автомобиль могут устанавливаться разные поколения газобаллонного оборудования. Между 2-м и 6-м поколением ГБО конструктивно лежит такая же пропасть, как между карбюратором и инжектором мотором с непосредственным впрыском топлива.

2-го поколения

Самый простой вариант. Используется в автомобилях с карбюраторной и моноинжекторной системой питания. Хотя встречается и на инжекторных автомобилях, но это не самый лучший вариант.

Принцип работы газового оборудования второго поколения максимально прост. Газ, прошедший через редуктор-испаритель, подаётся в специальный смеситель, установленный до дроссельной заслонки. Двигатель всасывает газ вместе с воздухом: чем больше открывается дроссельная заслонка, тем больше смеси попадает в цилиндры.

Регулировки постоянно нужно корректировать, а мощность двигателя заметно ниже.

3-го поколения

Переходной вариант, редко встречается на автомобилях. Основное отличие — наличие форсунок для впрыска газа непосредственно во впускной коллектор и шагового электромотора, который регулирует количество подаваемого газа.

Управление системой происходит на основании показаний кислородного датчика и датчика положения дроссельной заслонки. Поэтому на карбюраторных автомобилях 3 поколение ГБО не используется.

Схема устройства ГБО 3-го поколения

Недостатки этого типа оборудования:

сложность регулировки;
медленная реакция на изменение режимов работы двигателя.

Машина становится более вялой, мощность и приёмистость падают.

4-го поколения

Самое распространённый тип газового оборудования, который идеально подходит для автомобилей с инжектором. Газ под давлением впрыскивается непосредственно во впускной коллектор с помощью отдельных форсунок.

Управляет процессом отдельный блок. Он подсоединяется к штатной проводке ЭБУ. При переходе с бензина на газ бензиновые форсунки отключаются, вместо них начинают работать газовые. Переход с одного топлива на другое происходит мгновенно, практически не заметно для водителя.

Блок управления газовым оборудованием полностью опирается на показания тех же датчиков, что и штатный, бензиновый ЭБУ. Поэтому коррекция подачи газа происходит максимально точно и быстро, значит, расход газа и потери динамики минимальны.

Конструкция ГБО 4-го поколения

Из-за сложной конструкции 4 поколение ГБО дороже в покупке и установке. Но для инжекторных автомобилей с распределённым впрыском — это самый подходящий вариант.

5-го поколения

Используется только на автомобилях с современными системами непосредственного впрыска топлива в камеру сгорания. Технология относительно новая, поэтому таких автомобилей с ГБО довольно мало. Форсунки устанавливаются, как и бензиновые, не во впускной коллектор, а в головку блока цилиндров.

Газовый редуктор применяется. Для впрыска газа нужно большее давление, порядка 15-16 атмосфер . Чтобы обеспечивать постоянную величину давления, внутри баллона устанавливается электрический насос, подобный бензиновому. Газ не испаряется, а впрыскивается в жидкой фазе.

Устройство ГБО 5-го поколения

На автомобили с непосредственным впрыском топлива невозможно установить ГБО предыдущих поколений. Пятое поколение — дорогостоящее и требовательное к качеству топлива. Особенной чувствительностью отличается бензонасос, устанавливаемый в газовом баллоне.

6-го поколения

Шестое поколение — это эволюция пятого. Здесь из системы исключены отдельные газовые форсунки. Вместо них подача газа происходит сразу через бензиновые. Для этого под капотом устанавливается специальный согласующий модуль. Его задача — перекрывать подачу бензина, открывая газ, и наоборот. Он словно сводит две топливные магистрали в одну, попеременно их переключая.

Схема ГБО 6-го поколения

Какое газобаллонное оборудование для авто лучше выбрать

Принцип выбора простой: лучшее ГБО то, которое подходит конкретному автомобилю, точнее, его системе питания:

Карбюраторные и моноинжекторные автомобили — 2 поколение. Производители: Attiker , Lovato .
Инжекторные с распределённым впрыском — 4 поколение от компаний STAG , BRC , Lovato .
Инжектор с непосредственным впрыском — 5 поколение. Производители: BRC , Lovato .

При выборе изготовителя надо поинтересоваться, легко ли найти комплектующие для обслуживания и ремонта в конкретном регионе, есть ли у мастеров нужное программное обеспечение для настройки ГБО конкретной фирмы.

8 мифов про ГБО. Их развенчивают эксперты «За рулем»

Автомобильное газовое топливо бывает двух видов: сжиженный нефтяной газ (СНГ) и сжатый природный газ (СПГ), который еще называют компримированным (КПГ). Сжатого природного газа (метана) у нас в России действительно полным-полно, при этом он относительно дешев. А вот сжиженного газа (смесь пропана и бутана) гораздо меньше.

В целом, заправок пропан-бутаном по стране хватает, а вот cо сжатым газом дела обстоят хуже. Даже на многомиллионную Москву лишь одиннадцать метановых заправок. Впрочем, газификация автотранспорта четко районируется по климатическим поясам. Чем южнее, тем больше заправок и с сжатым, и с сжиженным газом. И, наоборот, на Севере газовую машину днем с огнем не сыщешь.

Газ вдвое дешевле

Сжиженный газ для автомобилистов во все времена стоил примерно вдвое меньше высокооктанового бензина. А километр, пройденный на сжатом газе, обходится почти втрое дешевле! И, как в случае с бензином и дизтопливом, цены на газ отличаются от региона к региону.

Чтобы вычислить чистую выгоду от перехода на газ, необходимо учесть и дополнительные расходы. Изначальная стоимость комплекта ГБО для сжиженного газа плюс его установка и обязательная регистрация обойдется не дешевле 40 000 рублей. Установка для работы на метане — почти вдвое дороже, прежде всего из-за дорогих баллонов, выдерживающих большое давление. Кроме того, ГБО нуждается в периодическом обслуживании и опрессовке баллонов, что тоже повышает расходы.

Эксплуатационный расход газа примерно на 10% выше, чем бензина. К тому же неизбежны частые «перепробеги» в поисках газовой АЗС. Поэтому экономить будут лишь те, у кого среднегодовые пробеги превышают 30 000 км. А если ездите немного и не каждый день — газ не про вас. Да и продать «газовую» машину будет непросто: обычно пробеги у таких автомобилей существенно выше, не все готовы мириться с занимающим место в багажнике баллоном и взваливать на себя дополнительные хлопоты по обслуживанию и ремонту ГБО.

Бензин всё равно нужен

Это правда — пустить холодный мотор на газе почти невозможно. Давление насыщенных паров, влияющее на пусковые свойства, у газа гораздо ниже, чем у бензинов. Да и диафрагмы газового редуктора в сильные холода теряют эластичность, что снижает их ресурс. Потому при пуске аппаратуру переводят в «бензиновый» режим, и только потом, после прогрева, возвращают обратно в «газовый». Кстати, современные системы ГБО сами определяют, когда переключаться с одного топлива на другое. К тому же, бензин понадобится и на тот случай, если газ закончится, а заправки поблизости не окажется.

Газ не пахнет

Ни природный, ни нефтяной газ запаха не имеют. Но поскольку утечки газов крайне опасны, в их состав добавляются так называемые одоранты, обладающие резким запахом. Почувствовали характерный запах — срочно на сервис искать утечку и регулировать аппаратуру. Пахнуть будут автомобили с удаленным каталитическим нейтрализатором — в привычном букете вредных газов будут улавливаться нотки этилмеркаптана, того самого одоранта.

В 60‑литровый баллон влезет именно столько газа

Нет, не 60, а около 50. Причина простая: это мера безопасности, компенсирующая расширение газа при нагреве — чтобы баллон не разорвало изнутри. Для этого на баллоне установлен мультиклапан, препятствующий наполнению больше чем на 85%.

Газ продлевает ресурс мотора

Не продлевает, но и большинство страшилок насчет вредности газа преувеличены. Газ чуть лучше бензина относится к поршневой группе мотора и чуть агрессивнее к выпускным клапанам. Горит газ медленнее, догорание происходит при открытых клапанах, которые больше нагреваются.

Газ чище бензина: в нем нет серы, которая является основным катализатором образования так называемых высокотемпературных отложений (шлама и нагара). Поэтому срок службы масла при работе двигателя на газе повышается. Хотя есть и ложка дегтя: при сгорании газового топлива образуется больше воды. На непрогретом двигателе, а также при неисправной системе вентиляции картера она конденсируется, обводняет масло, тем самым снижая его характеристики.

Перевести на газ можно любую машину

Оснастить газовым оборудованием можно всё что угодно, однако в ряде случаев в этом нет смысла. К примеру, для малогабаритных автомобилей это нецелесообразно: расход у них и так небольшой, и баллон часто негде разместить. Не стоит переоборудовать и новые машины: можно лишиться гарантии на мотор из-за применения нерекомендованного топлива, на кузов (сверлили, перегрузили) и на электрику, в которую вмешались.

Дизельные автомобили также лучше не трогать. Для самовоспламенения газовой смеси требуется запальная доза дизтоплива — такие системы сложны и дороги. Не стоит переходить на газ, если часто используете весь полезный объём салона и багажника — оборудование съест много места, а также сократит возможности трансформации салона.

Газ опаснее бензина

Это в чем-то правда. Неправильный монтаж ГБО может вызвать утечку, а ее и определить сложнее, и воспламеняется газ охотнее бензина. При этом особенно опасен сжиженный газ, который тяжелее воздуха — он не поднимается вверх, а скапливается под автомобилем, в ямах и подвалах гаражей.

Манометр на газовой заправке показывает, что газ закачивается в баллон под давлением аж 16 бар. Но при срабатывании клапана отсечки в баллоне останется 85% газа в жидкой фазе и 15% в паровой. Поэтому давление внутри баллона падает с 16 до 8 бар — а это уже не столь пугающий показатель. До сравнимых величин накачивают, например, колеса грузовиков.

ВЫВОДЫ

Часто говорят, что сжатый газ вообще не предназначен для частников. Отчасти это утверждение верно: количество метановых заправочных станций невелико. Однако сегодня природному газу зажигают зеленый свет: решившим установить ГБО обещают финансовую поддержку. Газпром представил программу развития заправочной сети — число заправок за последний год выросло в несколько раз и к концу 2020 года их должно быть не меньше пяти сотен.

Вслед за инфраструктурой потянутся и производители. Например, АВТОВАЗ уже серийно выпускает версии Весты и Ларгуса на метане. Удобно и выгодно для тех, кому нужен газовый автомобиль, — не понадобятся доработки и переоформления. В модельном ряду многих зарубежных марок тоже есть газовые модели. Будет спрос — привезут. Поэтому получается, что будущее, скорее, за метаном, чем за пропан-бутаном.

Перевод машины на газ оправдан только в тех случаях, когда вы собираетесь ездить на машине долго и много. А среднестатистическому автолюбителю переоборудовать машину на газ не имеет смысла.

Как недосмотр за ГБО приводит к чудовищным поломкам автомобиля

Современное газобаллонное оборудование не наносит вреда двигателю автомобиля и не уменьшает срока службы транспортного средства. Правда, при одном важном условии – это оборудования должно быть правильно настроено и технически исправно. Недосмотр за ГБО приводит к чудовищным поломкам, о которых установщики тактично предпочитают помалкивать.

Задиры в цилиндрах могут возникать из-за проблем с ГБО

Абсолютное большинство систем питания двигателя газом состоит из нескольких основных компонентов, которые можно в прямом смысле пересчитать по пальцам: баллона, в котором хранится сжиженный или сжатый газ, блока управления, мультиклапана, отвечающего за безопасность, заправку и подачу газа, клапана-фильтра, топливной магистрали, форсунок и редуктора. Поломка последнего как раз и может в прямом смысле списать вашу «ласточку». Коварство компонента, который является в системе ключевым, недооценивать не стоит всем без исключения обладателям ГБО.

По теме

Тем, кто не знаком с принципами работы систем питания двигателей газом, напомним, как именно они функционируют. Газовая система устроена намного проще, чем система питания бензином или дизелем. Газ в баллоне (хоть пропан, хоть метан) находится под постоянным давлением – для его подачи в двигатель никакой насос не требуется, достаточно пустить газ по магистрали, открыв электронный клапан. Правда, есть важный нюанс: при увеличении давления газ меняет агрегатное состояние и становится жидким топливом. А жидкости, как известно, не горят. Чтобы перевести жидкость в газ, требуется так называемый редуктор, или, другими словами, испаритель.

Это всё, что остаётся от сот катализатора из-за догорающего в них газа

Сжиженный газ поступает в редуктор-испаритель, который подогревается антифризом. В нём давление газа опускается примерно до одной атмосферы. Подогретая охлаждающая жидкость в результате циркуляции по системе не даёт редуктору обмерзать и способствует быстрому испарению газа. Парообразный газ, в свою очередь, поступает к газовым форсункам и впрыскивается во впускной коллектор или непосредственно в цилиндры.

По теме

Все редукторы устроены примерно одинаково, вне зависимости от поколения и производителя этого компонента. Это последовательно соединённые камеры, разделённые клапанами. Сжиженный газ подаётся до впускного тракта редуктора, который производит дозировку и распределение топлива. Затем происходит испарение газа и осуществляется его подача в коллектор для смешения с воздухом. Одним из важнейших компонентов редукторов является упругая мембрана, реагирующая на разрежение: она позволяет поддерживать постоянное давление газа относительно впускного коллектора. Мембрана реагирует на показатель разрежения на впуске и открывает потоку газа вакуумный клапан. Когда разрежение пропадает, подача газа блокируется. Как только система перестаёт корректно работать, ГБО начинает медленно, но верно убивать вашу машину. А заметить неполадки редуктора порой бывает непросто.

Так выглядит негерметичная мембрана редуктора-испарителя

Срок службы мембран редукторов, увы, недолог: со временем они покрываются трещинами, теряют эластичность и рвутся: коромысло клапана перестаёт реагировать на изменение разрежения во впускном коллекторе, а газ начинает идти в двигатель постоянно, живым потоком, нередко даже в жидком виде. Несмотря на наличие всевозможных датчиков и электронных систем управления большинству моторов это сулит верный конец. Топливная смесь поступает в камеры сгорания нестабильно: в различных режимах работы она становится либо очень богатой, либо напротив чрезвычайно бедной. Скорректировать топливовоздушную смесь система не может по причине неучтённого газа, поступающего в коллектор по вакуумной магистрали. Машина продолжает худо-бедно заводиться, сносно ездить, но медленно и верно умирать.

По теме

Понять, что с газовым редуктором не всё ладно, можно по ряду характерных признаков, которые владельцам машин с ГБО игнорировать точно не стоит. При прорыве мембраны в редукторе автомобиль крайне неохотно заводится. Виной тому - постоянно поступающий в коллектор неучтённый газ, который пропускает рваная мембрана. Расход топлива – что характерно, не только газа, но и бензина, который дополнительно впрыскивается на современных системах ГБО на высоких оборотах - резко возрастает. При повышении нагрузки на мотор иногда слышатся характерные хлопки при одновременных провалах тяги – так взрывается неправильно подготовленная топливовоздушная смесь во впускном, а иногда и в выпускном коллекторах.

Погар клапанов - ещё одно последствие поломки редуктора ГБО

Теперь о главном: к чему приводит игнорирование печальных симптомов. Пресловутый прогар клапанов и проседание сёдел, которыми так любят пугать автомобилистов, при поломке газового редуктора – данность и вопрос времени. Но это далеко не всё: из-за неправильного приготовления смеси резко возрастает детонация, повышается склонность мотора к перегреву. Взрывы во впускном коллекторе часто приводят к поломке дросселя и датчика массового расхода воздуха. Лишний, несгоревший газ, проникающий в выпуск, ещё страшнее – попадая в каталитический нейтрализатор, он в прямом смысле плавит керамические соты, а периодически возникающие хлопки полностью разрушают этот чрезвычайно важный и дорогостоящий элемент. Хорошо, если катализатор расположен далеко от блока цилиндров двигателя. В противном случае частички разрушающейся керамики всасываются в цилиндры, что приводит к образованию задиров и последующей капиталке или полной замене двигателя. Это далеко не все проблемы и последствия. К каким именно финансовым потерям они приводят, прикинуть нетрудно.

ГБО нуждается в своевременном и правильном обслуживании. Речь идёт далеко не только о замене фильтров. Хотя бы один раз в несколько десятков тысяч километров пробега рекомендуется производить разборку и чистку газового редуктора с заменой всех уплотнителей и мембраны (или нескольких мембран). Пренебрежительное отношение к этому устройству гарантированно скажется на сроке службы вашего автомобиля.

Как проверить идут ли газы в систему охлаждения

Как проверить идут ли газы в систему охлаждения когда система начинает некорректно работать. И из расширительного бачка выбивает жидкость. Происходить это может по разным причинам.

При прорыве газов из камеры сгорания в систему охлаждения происходит аналогичное действие. Газы скапливаются . образуют полости. Полости не позволяют правильно циркулировать жидкости. Образуются пробки которые не позволяют помпе создавать циркуляцию. Охлаждающая жидкость застаивается перегревается и закипает. В результате выбивает антифриз из расширительного бачка

Газы в системе охлаждения двигателя признаки

Симптомы прорыва газов и закипания жидкости одинаковы. Но все таки суествуют небольшие различия. Именно на начальном этапе необходимо увидеть признаки прорыва газов.

Газы прорвавшиеся из камеры сгорания в первую очередь скапливаются в самой верхней точке камеры сгорания. Как правило, это радиатор отопителя салона. То есть нарушается циркуляция жидкости в радиаторе отопителя салона. Поэтому постепенно будет снижаться температура воздуха подаваемая из отопителя. Причем во всём остальном. Изменений происходить не будет. Температура системы охлаждения при этом в норме. Жидкость из расширительного бачка выбиваться не будет. Единственное при открытии крышки расширительного бачка сбрасывается небольшое давление. Но определить это как прорвавшиеся газы не получится. Потому что при нагреве пары расширяются и создают небольшое избыточное давление в системе.
Если внимательно присмотреться внутрь расширительного бачка. Будут видны небольшие пузырьки. Пузырьки эти могут появляться по разному. Они могут возникать на еще не прогретом двигателе. Могут появиться позднее, когда двигатель начнет прогреваться.

Отказ отопителя и появление пузырьков уже говорят о наличии проблемы. В результате выброса газов. Увеличивается давление системы. Из за повышенного давления увеличивается температура закипания жидкости. По принципу скороварки. То есть из за нарушения циркуляции увеличивается температура. а закипания не происходит. В результате резкого снижения давления по причине открывания крышки бачка или лопнувшего патрубка. Происходит мгновенное закипание. Жидкость под большим давлением выбрасывается наружу. Это и является причиной ожогов когда пытаются открыть крышку бачка или радиатора. при возникновении проблем с системой охлаждения. Если обнаружено повышение температуры. Не нужно сразу глушить двигатель. Необходимо дать ему остыть на холостых оборотах. Что бы клапан в крышке бачка справился со сбросом давления постепенно.

Тяжело определить почему закипела жидкость. От прорыва газов или из за неисправностей системы охлаждения. Как проверить идут ли газы в систему охлаждения на самом раннем этапе прорыва. Пока клапан крышки расширительного бачка ещё срабатывает и справляется с повышенным давлением.

При наличии самых первых признаков и нужно бить тревогу. Потому что количество прорывающихся газов будет только увеличиваться.

На первых этапах жидкость не будет поступать в камеру сгорания в местах прорыва газов. Или её поступать будет, но в небольших количествах. Тем более возможно, что при остывании двигателя прорыв вообще устранится до следующего нагрева. На работу двигателя это не окажет практически ни какого влияния. Со временем жидкость будет накапливаться в камере сгорания в больших объемах. И если е накопится достаточно для того чтобы заполнить объём камеры сгорания произойдет гидроудар. Жидкость не сжимается. Поэтому произойдут разрушения гильзы поршня и шатуна.

Повторюсь что на начальном этапе прорыв газов можно определить по наличию пузырьков в расширительном бачке. Нарушениям в работе отопителя. Может быть возникнет подтекание жидкости между головкой и блоком цилиндров. При нагреве в этих местах будет наблюдаться парение жидкости.

Можно использовать механический способ проверки прорыва газов. Если подвести поршень в ВМТ такта сжатия. В свечное отверстие при помощи переходника подать давление воздуха от компрессора. То в случае прорыва газов именно в этом цилиндре. Начнет подниматься уровень жидкости в расширительном бачке. Таким образом, необходимо проверить каждый цилиндр.

На окончательной стадии неисправности. Сомнений не возникает. При увеличении оборотов на не прогретом двигателе жидкость сильно выбивает из расширительного бачка. До этого доводить нельзя.

Единственный эффективный способ как проверить идут ли газы в систему охлаждения на начальном этапе. Это использовать специальную жидкость катализатор. Через неё пропускают газы скопившиеся в расширительном бачке. В случае наличия прорыва газов из камеры сгорания катализатор поменяет цвет. Жидкость катализатора заливается в специальную колбу.

Она имеет две полости. Одну для поступающих газов из расширительного бачка. Другую для заливки катализатора. Газы пропускаются через катализатор. И в случае изменения цвета с уверенностью можно судить о наличии повреждения.

Где прорываются газы в систему охлаждения

Прогорание прокладки гбц

Прогорание прокладки ГБЦ самая распространенная причина прорыва газов в систему охлаждения. В результате перегрева происходит либо ослабление крепежных болтов. Либо проседание прокладки. Или проседание посадочных мест болтов. Возникают ослабленные места . Через которые начинают прорываться газы. Сначала незначительное количество. Этого хватает для того чтобы создать пробки в системе. Появляются незначительные выделения пузырьков газов в расширительном бачке. Раскаленные газы постепенно начинают прожигать прокладку. А иногда даже и поверхность прилегании головки блока. В результате увеличивается объём газов попавших в систему. Это вызывает более бурное выдавливание охлаждающей жидкости. Возникает вероятность проникания жидкости в камеру сгорания уже при неработающем двигателе. Это и приводит к серьёзным разрушениям двигателя.

Трещины в гильзах

В гильзе может образоваться трещина. Которая также разрастается и увеличивает прорыв газов.

Трещины образуются в основном из за местного перегрева. Который происходит из за нарушения подачи топлива. Или от неправильно выставленного угла опережения зажигания. Так же причина может возникнуть из за некачественного топлива. Топливо полностью не сгорает в камере в такте расширения. Продолжает догорать в последующих тактах работы двигателя. При поступлении нового количества топлива его становится больше. Температура повышается. Образуется местный перегрев. Так же он вызывает и прогорание прокладки ГБЦ. И клапанов и поршней.

Проседание гильз

На многих автомобилях в основном грузовых. Гильзы съёмные. Они проседают на своих посадочных местах неравномерно по отношению друг к другу.

Это ослабляет затяжку ГБЦ. И как результат сначала небольшой прорыв газов, потом прогорание прокладок. Эта проблема особенно актуальна на двигателях ЯМЗ

Прорыв газов из под головки двигателя Камаз

Самый курьёзный прорыв газов приходилось наблюдать на автомобиле Камаз. На двигателе головки раздельные. Они прижимаются к гильзам при помощи компрессионного кольца. Система охлаждения между головкой и блоком уплотняется при помощи резиновых присосок.

При прорыве через кольцо газы попадали на это уплотнение. Продавливали его и проникали под давлением в систему охлаждения. Хотя течи жидкости в этом месте не наблюдалось. В результате жидкость выдавливалась из расширительного бачка под большим давлением.

Поэтому методы как проверить идут ли газы в систему охлаждения лучше всего применять на начальном этапе их прорыва. Что бы не вывести из строя двигатель.

Газодизельный двигатель принцип работы

На сегодняшний день существует два принципиальных способа установки газового оборудования (ГБО) на дизель.

Первый — полное переоборудование на стопроцентное питание газом, для чего двигатель подвергается основательной модернизации. Так как октановое число метана, к примеру, достигает 120, то штатная степень сжатия дизельного двигателя для него слишком высока, и чтобы избежать детонации и, как следствие, быстрого разрушения агрегата, ее необходимо снизить до 12:1-14:1. Кроме того, температура самовоспламенения газа составляет около 700 °С против 320-380°С у дизтоплива, потому воспламеняться от сжатия он не может и для его поджига цилиндры необходимо оснастить системой искрового зажигания, как на бензиновых моторах.Разумеется, обратной переделке под дизтопливо такой агрегат не подлежит.

Есть более простой и дешевый вариант установки ГБО на дизель, основанный на комбинированном режиме питания. Основным здесь по-прежнему является дизельное топливо, однако часть его замещается газом — метаном или пропаном. Дизельное топливо при этом выполняет функцию поджига топливовоздушной смеси — ведь для воспламенения газа, необходим искровой или запальный разряд. Степень замещения основного топлива дополнительным зависит от нагрузки на двигатель и самой топливной аппаратуры — оригинальной дизельной и устанавливаемой газовой. В настоящее время системы ведущих мировых производителей позволяют замещать до 50% дизтоплива в случае с метаном и до 30% — в случае с пропаном.

Преимущества газодизельных систем

1) Простота монтажа: комплекты оборудования универсальны, подходят для всех типов дизельных двигателей с электрооборудованием как 12V, так и 24V, включая самые современные, и не требуют разборки и модификации силового агрегата, а переход на исходный дизельный режим возможен в любой момент времени простым нажатием на кнопку переключателя в кабине водителя.

2) Увеличение КПД и ресурса. Добавка дозы газа повышает мощность и крутящий момент двигателя — с турбонаддувом рост показателей может достигать 30%. При этом двигатель работает заметно тише и эластичнее, а благодаря снижению нагрузки на систему подачи дизельного топлива увеличивается срок службы ее элементов, особенно в случае с непосредственным впрыском Common Rail, работающим с переменным высоким давлением в зависимости как раз от нагрузки.

3) Экономика и экология. Замещение части дизтоплива газом позволяет до 20% снизить стоимость эксплуатации автомобиля по отношению к стоимости эксплуатации его только на дизельном топливе. А изменение состава и существенное снижение объема отработавших газов улучшает экологические показатели двигателей, уменьшает токсичность и дымность выхлопа и содержание в нем твердых частиц (сажи) настолько, что позволяет отказаться от использования раствора мочевины на агрегатах, отвечающих нормам Евро-4 и Евро-5.

Почему трудно перевести дизельный двигатель на газ?

Температура воспламенения. Если у дизельного двигателя топливо самовоспламеняется при 400 градусах, то газ горит при 700 и выше. И неважно, метан это или пропан-бутан.
Отсутствие свечей. Какой бы степень сжатия ни была в дизельном двигателе, ее не хватит, чтобы разогреть газовую смесь до температуры самовоспламенения. Поэтому без установки сторонних свечей зажигания не обойтись.
Октановое число. У дизельного топлива ОЧ составляет 50 единиц. У газа – не менее 102. Если такое топливо попадет в дизельный двигатель, он уйдет вразнос (это неконтролируемая работа мотора на высоких оборотах). Способов решения проблемы несколько. Это коррекция степени сжатия, либо уменьшение октанового числа газовой смеси.

Методы установки

С полной переделкой двигателя.
С внедрением системы Dual Fuel.

Полная переделка

Дизельный двигатель полностью переделывается на газ. После такого вмешательства он будет работать только на газу.

Чтобы агрегат не пошел вразнос, корректируют его степень сжатия. Она составляет около 12:1. Только так мотор может «переварить» топливо с высоким октановым числом. Далее устанавливается система поджога смеси. Каких-либо особых механизмов здесь нет. Для поджога используются обычные свечи, как и на бензиновых моторах.

Недостаток такой переделки в высокой стоимости комплекса работ и снижении мощности мотора и крутящего момента.

Система Dual Fuel

Это комбинированная система подачи топлива, устанавливаемая на некоторых моделях МАЗ и КАМАЗ. На данный момент это самый дешевый, правильный и легкореализуемый вариант. Здесь нет необходимости в установке свечей зажигания. Чтобы воспламенить метан (или пропан-бутан), используется само дизельное топливо. Основные состовляющие - газовый редуктор, шланги и магистрали, а также баллоны для хранения топлива.

Как это работает?

Запуск двигателя осуществляется только на дизельном топливе. После этого в ход идет газовый редуктор. Он подает смесь в камеру сгорания через впускной клапан. Газ идет вместе с кислородом. Наряду с этим в камеру попадает небольшая порция дизеля. Когда поршень почти достигает верхней мертвой точки, дизельное топливо воспламеняется. Его температура составляет около 900 градусов. Этого достаточно для самовозгорания метана или пропана. Таким образом, в камере горит сразу два вида топлива. КПД у такого мотора неизменный, за исключением того, что порция дизеля на порядок уменьшается.

Какой газ можно поставить на дизельный двигатель? Установить можно как пропановую систему, так и метановую. Но здесь есть подводные камни. Если говорить о пропане, его процент содержания в смеси относительно небольшой – до 50 процентов. В случае с метаном, используется до 60 процентов газа. Таким образом, порция подаваемого в камеру дизеля уменьшается. Это положительно сказывается на экономии. Но полностью ограничить подачу дизеля нельзя. Иначе такая смесь просто не воспламенится без посторонних источников.

Для дизельных двигателей газовое топливо не получило широкого распространения в силу того, что газ физически не может воспламеняться при той температуре, которую имеет сжатый воздух в цилиндрах дизеля с нормальной степенью сжатия. Просто подвести газ к камерам сгорания недостаточно. Газ не воспламенятся сам по себе от сжатия, так как его температура самовозгорания (460. 480 ˚С) примерно в полтора раза выше чем у дизельного топлива (300. 320 ˚С). Поэтому при переводе дизеля на газ даже теоретически невозможно использовать одно только газовое топливо без принудительного его воспламенения.

Технически любой дизельный двигатель можно переоборудовать для работы с газобаллонным оборудованием - как на нефтяной пропанобутановой смеси, так и на природном метане, без использования запальной порции дизельного топлива. Но модернизация дизельного двигателя для работы на одном лишь газовом топливе потребует радикальных изменений штатной системы питания дизеля и использования системы зажигания. Необходимо демонтировать топливную аппаратуру, и вместо нее установить систему зажигания. Форсунки меняются на свечи зажигания, и после этого монтируется газобаллонное оборудование. Газ при помощи дозатора поступает во впускной коллектор и двигатель будет работать на газовом топливе. Но после таких переделок многие преимущества дизеля теряются.

Выгодно ли это?

Если бензиновый мотор полностью работает на газу, стоимость затрат на топливо уменьшается ровно в два раза.

При благоприятных условиях, окупаемость ГБО на дизеле наступит через 70-100 тысяч километров. И только после этого пробега вы начнете экономить. Вот почему газ на дизельный двигатель ставят лишь в редких случаях, да и то – на отечественные грузовики. На легковых автомобилях такая система практически не встречается.

Требования, предъявляемые к газообразным топливам

обеспечение хорошего смесеобразования;
высокая калорийность горючей смеси;
отсутствие коррозии и коррозионных износов;
минимальное образование отложений во впускном и выпускном трактах;
сохранение качества при хранении и транспортировании;
низкая стоимость производства и транспортирования.

Преимущества использования газообразного топлива

Октановое число газового топлива выше, чем бензина (среднее значение октанового числа – 105), поэтому детонационная стойкость сжиженного газа больше, чем бензина даже самого высшего качества.

Это позволяет добиться большей экономичности использования топлива в двигателе с повышенной степенью сжатия. При этом скорость сгорания газа немного меньше, чем у бензина. В результате снижаются нагрузки на стенки цилиндров, поршневую группу и коленчатый вал, что позволяет двигателю работать ровно и тихо.

Газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью, поэтому двигатель работает ровнее и тише.Газовая смесь сгорает полностью, поэтому не образуется нагар на поршнях, клапанах и свечах зажигания.

Газовое топливо не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, а также не смешивается с маслом в картере, не ухудшая, таким образом, смазочные свойства масла. В результате цилиндры и поршни изнашиваются меньше, а периодичность замены моторного масла увеличивается.

По сравнению с бензином сжиженный газ имеет следующие преимущества:

в полтора-два раза меньше себестоимость;
более высокая детонационная стойкость (октановое число 105);
двигатель на газе работает мягче, а срок его службы увеличивается примерно в полтора раза;
увеличивается периодичность замены моторного масла в полтора-два раза, поскольку уменьшается срок его старения;
увеличивается на 40% срок службы свечей зажигания;
газ практически не содержит серы, которая вызывает коррозию металлов и их изнашивание;
снижается токсичность отработавших газов (СО в два раза, СН на 50…100%, NOx на 20…30 %);
в отличие от бензина газовая смесь более однородна по составу;
не накапливаются смолистые отложения на деталях и приборах системы питания, так как нефтяной газ растворяет их;
значительно уменьшается нагарообразование на деталях двигателя.

Сжатый природный газ по сравнению со сжиженным нефтяным газом имеет следующие преимущества:

бόльшая безопасность, так как он легче воздуха и при утечках улетучивается;
дешевле;
большие природные запасы;
отработавшие газы экологически более чистые.

Недостатки:

более низкая скорость сгорания по сравнению с бензином, в результате чего мощность двигателя снижается примерно на 7…12% (до 20%);
затрудненный пуск двигателя при низких температурах;
увеличение металлоемкости автомобиля на 25…30 кг при сжиженном газе и на 700…800 кг при сжатом;
применение дополнительного дорогостоящего оборудования приводит к увеличению стоимости автомобиля на 20..27%;
повышенный расход газа по сравнению с бензином;
необходимость периодического освидетельствования баллонов для хранения газа на испытательных станциях;
трудоемкость ТО и ремонта двигателя возрастает на 3. 5%, (эти затраты перекрываются экономией от увеличения межремонтного ресурса двигателей);
дальность поездки на одной заправке не превышает 200. 250 км;
повышенные требования техники безопасности при использовании газобаллонных установок.

Сжиженный газ обычно используется в системах питания двигателей легковых автомобилей. Переоборудовать автомобиль для работы на сжиженном газе проще и дешевле, чем для работы на сжатом. Кроме того, сжиженный газ находится в баллоне под относительно небольшим давлением (примерно 1,6 МПа), а высокая степень разреженности сжатого газа требует увеличить этот показатель в 12-15 раз.

Читайте также: