Классификация газобаллонного оборудования, принятая в России

Примерно полстолетия назад, по мере развития всей автомобильной индустрии, появилось и газовое оборудование для автомобилей. Одновременно с развитием и введением более современных жидкотопливных систем питания двигателя внедрялись и развивались технологии применения газового топлива в автомобильных двигателях. То есть, отрасль производства газобаллонного оборудования невозможно назвать автономной, в отличие, например, от самолётостроения или машиностроения. Как следствие, не существует такого понятия как четко проработанная классификация газобаллонного оборудования. Мы предлагаем вашему вниманию две системы, принятые в России.

Первая рассматриваемая классификация предполагает деление ГБО на группы по типу дозирования (подачи) газа непосредственно в двигатель.

1. Системы, устанавливаемые на бензиновые карбюраторные машины. Системы механические, с вакуумным управлением.

    

2. Подходящие автомобилям с инжекторным двигателем системы. Также механические системы оснащены электронным дозатором, действующим по принципу обратной связи (лямбда-зонд) с кислородным датчиком.
3. Системы, делающие возможным одновременный впрыск газа с дозатором, управляемым электронным блоком. Избыточное давление в магистрали открывает механические форсунки, и газ подается во впускной коллектор.
4. Системы последовательного распределенного впрыскивания газа с электромагнитными форсунками, управляемыми усовершенствованным электронным блоком. Форсунки крепятся на коллекторе рядом с впускным клапаном каждого цилиндра.

Данная классификация газобаллонного оборудования, как мы уже говорили, является общепринятой, но не эталонной. Как вышеописанная, так и последующая классификации взяты на разных интернет-ресурсах и создана в основном исходя из практической необходимости и пожеланий мастеров – ремонтников работающих с газобаллонным оборудованием. Итак, второй распространённый вариант классификации:

— 1 поколение. Эжектор с вакуумным или электрическим редуктором (регистром).

— 2 поколение. Эжектор, имеющий лямбда-контроль.

— 3 поколение. Впрыск газа, не берущий за основу вычисления впрыска газа стратегию впрыска жидкого топлива.

— 4 поколение. Последовательный впрыск газа.

— 5 поколение. Впрыск жидкого газа в бак с насосом.

Первое поколение

Первоначально газобаллонное оборудование создавалось для того, чтобы карбюраторные двигатели получили также возможность работать на газовом топливе. Поэтому и система представляла из себя несколько усовершенствованный газовый карбюратор.

В редуктор-испаритель через фильтр, который находился в магистральном клапане, подавался сжиженный газ. Подогрев системы осуществлялся благодаря тосолу из охлаждающей системы двигателя. В редукторе происходило испарение газа и понижение давления в два этапа до значений, близких к атмосферному.

Редуктор оснащался дозатором, который был ни чем иным, как клапаном с проходным сечением, регулировавшимся вручную. Газ под небольшим избыточным давлением поступал через этот клапан из редуктора в смеситель. Смеситель располагался между воздушным фильтром и дроссельным узлом.

В смесителе происходит образование смеси из воздуха и газа, которая затем подается в цилиндры. Происходит это с применением принципов "трубок Ветури" и эжекции. По сути, происходит самопроизвольный "подсос" смеси из газа и воздуха в двигатель, так же как и в случае с карбюратором. Между карбюратором и бензиновым фильтром в бензиновой магистрали устанавливается клапан. Основная функция этого клапана – прекращение доступа бензина в двигатель при работе его с газом.

Второе поколение

Второе поколение газобаллонного оборудования появилось в результате модернизации предыдущего типа. Второе поколение было разработано для того, чтобы можно было модернизировать инжекторные двигатели под газовое топливо.

В этом поколении инжектор подвергся некоторым изменениям. Для того чтобы сбрасывать избыточное давление в коллекторе в инжектор добавили специальный клапан. Избыточное давление появляется при взрыве смеси из топлива (газа) и воздуха. Это явление называют еще "обратным хлопком". Во время "хлопка" могут выйти из строя воздушные фильтры, датчики расхода воздуха и другие элементы системы, а клапан препятствует этим процессам.  Во втором поколении также электромеханический дозатор пришел на смену механическому. Причем новый дозатор управляется мини-контроллером. Этот контроллер осуществляет свои функции на основе датчиков оборота двигателя, датчиков положения дроссельной заслонки, лямбда-зонда (датчиков свободного кислорода), датчиков давления/разрежения во впускном коллекторе и других.

Во второе поколение добавлены также эмуляторы форсунок, которые пришли на замену бензиновым клапану и служат для отключения форсунок, а также создания обманного сигнала в блок управления.

Третье поколение

После того, как появилось ГБО второго поколения, прошло немного времени и ему на смену пришло оборудование новой смены, которое по своей сути является, в свою очередь, также переходным этапом к четвертому.

ГБО нового поколения – сложная система оборудования, которая управляется обособленным контроллером. Последний обеспечивает синхронный впрыск газа в пространство, расположенное перед впускными клапанами двигателей внутреннего сгорания. Это отличие ГБО третьего поколения от предшественников – одно из самых существенных.

В отличие от предыдущих систем главное предназначение редуктора – поддержание расчетного давления газа. В ГБО первого и второго поколений редуктор служил для дозирования газа. В третьем поколении газ подается в дозатор-распределитель. Последний представляет собой модернизированный дозатор предыдущего поколения, в котором впрыскиваемый газ разводится по шлангам к трубчатому коллектору, а оттуда через форсунки – к впускным клапанам двигателя внутреннего сгорания. Форсунки представляют собой клапаны нулевого давления, в задачи которых входит препятствие перетеканию заряда топлива между трубами.

Практически автономный контроллер этих систем лишь в незначительной степени зависит от блока управления двигателем. Все элементы газобаллонной системы обладают весьма высокой точностью в производстве, чем объясняется дороговизна их производства и сложность в установке. Этот факт и послужил причиной того, что данный вид ГБО не получил широкого распространения и вскоре его вытеснило газобаллонное оборудование четвертого поколения. Преимущественно на нашем рынке газобаллонным оборудованием третьего поколения оснащены голландские автомобили. Четвертое поколение.

Газобаллонное оборудование четвертого поколения – это самая последняя и, соответственно, наиболее эффективная система подачи газового топлива в двигатель внутреннего сгорания.

Основным отличием от систем предыдущего поколения является наличие электромагнитных клапанов-форсунок. Количество установленных форсунок прямо пропорционально количеству цилиндров в двигателе. Сигнал на электромагнитные форсунки подается из газового блока управления, который, кстати говоря, не является отдельным управляющим блоком. Он всего лишь отвечает за пересчет времени и, в редких случаях, определяет момент впрыска топлива, который выдает блок управления ДВС. Другими словами, управляются бензиновые и газовые форсунки посредством блока управления двигателя, а газовый блок лишь корректирует момент впрыска газового топлива.

По своей конструкции электромагнитные клапаны подразделяются на раздельные и собранные в блоки (по 2, 3 или 4 штуки). В отличие от бензиновых форсунок, газовые клапаны не устанавливаются в коллектор двигателя. Вместо них, в коллектор встраиваются штуцера, соединяемые с форсунками при помощи специальных шлангов, а сами форсунки монтируются рядом, в удобном для их размещения месте.

Среди других элементов газобаллонного оборудования четвертого поколения следует выделить:

1. Одноступенчатый редуктор-испаритель, который поддерживает высокое давление газовой смеси перед форсунками;
2. Магистральный клапан, оснащенный встроенным фильтром для жидкого газа (конструкция данного элемента практически не претерпела изменений);
3. Фильтр сухого газа, который дополнительно оборудован датчиками, определяющими давление и температуру газа перед форсунками.

В целом, ГБО четвертого поколения представляет собой некое подобие систем впрыска бензинового топлива, что обеспечивает безопасную работу на газовом топливе практически всех инжекторных двигателей. При этом ДВС не теряет своих рабочих характеристик. На сегодняшний день, на рынке представлено множество различных моделей ГБО четвертого поколения, каждая из которых отличается разве что компоновкой основных элементов. На системах жидкого впрыска мы останавливаться не будем по причине очень низкой распространенности их на рынке России.