ГБО: вопросы и ответы. Часть 2
Как отличается расход газового топлива от расхода бензина?
В зависимости от режима эксплуатации, времени года и процентного соотношения газов в смеси пропан-бутан, расход газового топлива может быть больше, чем расход бензина, на 15–20%.
Как меняется динамика автомобиля на газовом топливе?
Газ сгорает немного медленнее, чем бензин. Использование газа в качестве моторного топлива снижает нагрузку на поршневую группу и коленчатый вал, двигатель работает «мягче». Однако, это вызывает ухудшение динамики разгона примерно на 2–5% (в зависимости от степени сжатия).
На какое давление рассчитан автомобильный газовый баллон?
Сколько газа входит в баллон при заправке?
Основное правило безопасности заключается в том, что баллон должен быть заполнен не более чем на 80% своего объема, остальное пространство заполнит образующаяся паровая подушка, за счет которой при нагревании объем жидкого газа увеличивается, не вызывая опасного увеличения давления в баллоне. На практике давление газа в баллоне при (-40°) — (+45)°С находится в пределах 0,2 — 1 МПа.
Что произойдёт при повреждении газовой магистрали?
В блоке арматуры имеется специальный вентиль называемый «скоростной клапан», он предназначен для закрытия расходной магистрали в случае обрыва трубки проложенной от баллона в моторный отсек.
Можно ли устанавливать ГБО на инжекторные двигатели?
Для перевода на газ инжекторных моторов предназначены системы ГБО третьего и четвертого поколений. Они подают газ через смеситель, встроенный во впускной воздуховод (ГБО 3-го поколения), или через специальные газовые форсунки (ГБО 4-го поколения). Бензиновые форсунки при этом отключаются ЭБУ.
Каковы причины хлопков во впускном коллекторе при работе двигателя на газовом топливе?
Возможны следующие причины:
Чем объясняется ухудшение динамики газобаллонного автомобиля?
Возможны следующие причины:
Почему автомобиль плохо заводится на газе?
Для электронных редукторов причины следующие:
Для вакуумного редуктора добавим недостаточность разрежения во впускном коллекторе вследствие подсоса, износа поршневой группы, неисправности стартера. Для вакуумных редукторов для лучшего пуска рекомендуется устанавливать электромагнит принудительной подачи газа.
Какая разница между пропаном и метаном?
Что такое редуктор?
Отключать ли бензонасос (у инжекторных машин)?
Как влияет ГАЗ на клапаны?
На этот вопрос тоже нет однозначного ответа. Опять же по теории клапана работают в более теплонагруженном режиме и поэтому их ресурс должен уменьшаться. Однако практика показывает, что езда на газе никак не влияет на состояние клапанов. Вернее не влияет езда на правильно настроенном оборудовании. Так что катайтесь на газе и не думайте не про какие клапана!
Какие бывают баллоны?
Влияет ли наличие ГБО на работу на бензине?
Газ на турбированный двигатель?
Вопреки массовому мнению ГБО можно ставить на турбированные двигатели, но только ИНЖЕКТОРНОЕ ГБО. Этому типу ГБО не важно как сильно идет воздух в мотор, ГБО само, собственным давлением впрыснет столько газа, сколько нужно.
Сколько времени потребуется на установку ГБО?
На установку газобалоного оборудования обычной системы второго поколения, потребуется около трех-четырех часов, для установки газового оборудования впрысковой системы потребуется 7-12 часов, в зависимости от сложности двигателя.
Можно ли установить ГБО на иномарку?
На иномарку устанавливают ГБО давно, другое дело, не на все двигатели! Все зависит от конфигурации двигателя, если двигатель с системой «непосредственного впрыска» GDI, т.е. бензиновые форсунки вмонтированы непосредственно в цилиндре, то в этом случае, переводить на газ такой двигатель, не стоит, по причине повышенной температуры, создаваемой газом при сгорании в цилиндре, в других случаях устанавливать ГБО можно и на карбюраторный, и на инжекторный двигатели.
Что такое «Впрысковая система» газобалоного оборудования?
Если Вам известно как работает бензиновая инжекторная система, то, впрысковая система газового оборудования является полным аналогом бензиновой! Т.е. на каждый цилиндр своя форсунка, отдельный процессор, контролирующий работу форсунок, температурный датчик, для своевременного перехода с одного топлива на другое, датчик давления газа в рампе форсунок и т.д.
Что произойдет, если в заднюю часть автомобиля, где установлено заправочное устройство газобаллонного оборудования, въедет другой автомобиль?
Произойдет, в худшем случае, повреждение медной трубки, через который поступает газ в баллон при заправке! Но не более того, потому что, в баллоне вмонтирован клапан, который рассчитан только на впуск газа в газобалонное оборудование, но не на выпуск! Соответственно ничего произойти не может.
Коррекция газа по давлению- что это такое и с чем его едят
Все хотят добиться минимального расхода топлива.
И те, кто на бензине ездят и те, кто на газе.
Вторые выигрывают немного больше уже используя газ перед первыми))).
Речь пойдет как своими силами добиться ещё большей экономии при правильном подходе.
У вас как минимум должны быть минимальные знания о принципах настройки систем ГБО.
Если у вас нет представления что и как вот вам ссылка на статью как это делать,
Принципы у всех систем одинаковы потому не смущайтесь если пример показан не на вашей системе.
Напомню ПРИНЦИП один и тот же, просто программы визуально немного отличаются.
Как настроить систему ГБО самому пособие для новичков:
Проделав то что описано в статье, мы получаем только приблизительную экономию.
Погрешность составит от 30 до 50 %, но машинка будет ехать на газе.
Но есть ещё пару способов что могут вам и системе, и конечно нашей машинке помочь.
Так как мы условно и более-менее настроили машинку можно приступить к более
ТОНКИМ и ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ настройке.
Как пример я возьму первую попавшуюся мне программу …. STAG к примеру:
Выставляем желтую линию по левой шкале КОРРЕКЦИЯ % на отметку 0
Линия у вас будет чистой, без точек.
Чтобы сделать дополнительные точки наведите курсор на любой участок желтой линии и нажмите ПРАВУЮ кнопку мышки.
Делать автокалибровку на ПОЛНОСТЬЮ разогретом двигателе.
Сам же процесс настройки очень прост:
Идем в настройки программы и смотрим при каком давлении была произведена настройка.
Оно и будет считаться опорным и иметь значение коррекции по левой вертикальной шкале – 0%
Пример: Давление редуктора при настройке составляло:
Ставим первую точку (ДАВЛЕНИЕ ГАЗА Bar ) опираясь на значения нижней линии на отметке 0,85 и так далее, как у меня на рисунке.
Так как работа наших редукторов в основном лежит в диапазоне от 0,8-1,7 бар, то и настраивать имеет смысл именно в этих пределах.
И выставляем значения, у меня получилось так:
0.5 0.7 0.85 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.7 1.9 2.0
Каждому давлению в БАР соответствует своя коррекция по процентам.
Как понять сколько нужно ставить процентов ставить к определенному давлению?
Так как давление сейчас после калибровки на холостом ходу составляет: 1 бар
У нас есть ещё один эталонный показатель это – ВРЕМЯ ВПРЫСКА- на бензине.
Берем и физически поднимаем давление до 1.1 бар и на редукторе.
И наблюдаем за временем впрыска не бензине.
Я передвигал точку в вверх, когда давление было 1.1 бар и видел как время впрыска постепенно поднималось с 2.24 до 3.0 мс.
Как только время впрыска на бензине становилась стабильна 3.0 мс я останавливался.
И так я делал на всех диапазонах давления)))
Так будет происходить и при движении автомобиля на любой скорости и наше давление все время будет равно давлению заложенному
То есть оно стабильно при любой нагрузке, а значит равномерно учтены все нюансы по недостаточности или перенасыщенности смеси
Это несомненно сэкономит нам несколько грамм, а может и литров топлива).
Ну вот и все сложности о которых типа говорят мастера)))
Не думаю, что это сложно если правильно растолковать даже неопытному в этом деле человеку.
Если сделать это сразу после автонастройки при полностью разогретом двигателе, то вы более точно подберете проценты поправок.
Так как при менее разогретом двигателе меняется и время впрыска на бензине и плотность или насыщенность
газа что тоже очень важно, как и давление.
Про плотность газа мы вам расскажем вот в этом видео (теория):
1500 бар — самое высокое давление в машине. И где оно?
Давление (и его антипод — разрежение) может возникнуть в любой замкнутой емкости — хотя бы из-за температурных перепадов. А если при этом задействованы механизмы, то колебания давления могут быть гораздо больше.
Любопытно, что даже в салоне машины давление воздуха обычно чуть выше атмосферного! Под воздействием вентилятора отопителя или скоростного напора воздух нагнетается в салон через дефлекторы. А в некоторых узлах и агрегатах оно выше в десятки раз.
Давление — движущая сила в автомобиле. Рассказываем, насколько велика его сила и что она может.
1. Камера сгорания — 60 бар (бензиновый мотор), 75 бар (дизель)
Этот параметр часто путают и с компрессией, и со степенью сжатия. Но это давление, которое возникает в момент сгорания топлива. Сильно «задирать» его нельзя, поскольку оно может разрушить кольца, вкладыши, клапаны. Тем не менее величина этого давления серьезная — даже у гражданских автомобилей.
2. Топливная система — до 1500 бар
В баке бензиновых и дизельных автомобилей поддерживается почти атмосферное давление. От изменений температуры или вследствие расхода топлива в нем может возникать легкое давление либо разрежение. В баке размещен насос, который подает топливо к двигателю с давлением не более 4 бар. В бензиновом двигателе с распределенным впрыском топливо к форсункам поступает сразу, а в дизелях и моторах с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания стоят еще топливные насосы высокого давления. У бензиновых двигателей давление перед форсунками может достигать 100 бар. У дизелей давление после ТНВД может доходить до 1500 бар, и это самое высокое давление в автомобиле.
3. Система смазки двигателя — до 4 бар
Создается масляным насосом с приводом от коленчатого вала. При высокой частоте вращения насос обеспечивает избыточную производительность, поэтому ставят редукционный клапан для его регулирования. В последнее время всё чаще ставят насосы с переменной производительностью — они отбирают у мотора меньше мощности, экономят топливо и сокращают выбросы вредных газов в атмосферу.
4. Давление во впускном трубопроводе — до 2,5 бар
У наддувного двигателя (и бензинового, и дизельного) на минимальных оборотах холостого хода давление сравнимо с атмосферным, так как турбокомпрессор почти не вращается. Зато по мере роста нагрузки и оборотов двигателя турбокомпрессор выдает сначала номинальное давление, а затем пытается «перенаддуть» мотор. Но электронные и механические ограничители ему не дают развить большего давления — так возникает протяженная полка крутящего момента, очень удобная для управления тягой.
5. Система охлаждения двигателя — 1,5 бара
Образуется при нагревании охлаждающей жидкости. Давление ограничивает паровой клапан пробки радиатора или расширительного бачка. Это давление снижает риск закипания двигателя и уменьшает потери на испарение.
6. Разрежение во впускном трубопроводе — 0,8 бара
У атмосферного бензинового двигателя там всегда разрежение, которое возникает из-за дроссельной заслонки и сопротивления воздушного фильтра. Максимальной величины достигает при торможении двигателем. Большое разрежение возникает при минимальных оборотах холостого хода, малое — при полностью открытом дросселе.
7. Перед турбиной — до 2 бар
Для вращения турбокомпрессора используются отработавшие газы. Давление перед турбиной ограничивают, тем самым регулируя производительность компрессора: перепускной клапан отводит часть выпускных газов мимо турбины. Бывают и турбины с регулируемым сопловым аппаратом, управляемым электроникой.
8. Система выпуска отработавших газов — до 1 бара
Это давление возникает после выпускного коллектора у атмосферных моторов и после турбокомпрессора в наддувных. Оно обусловлено сопротивлением сот каталитического нейтрализатора. Существенно увеличивается при разрушении и оплавлении керамических сот, а также при механическом повреждении трубы системы выпуска.
9. Управление трансмиссией — 5 бар (АКП), 7,5 бар (вариатор), 60 бар (робот)
Речь о давлении рабочей жидкости для управления элементами коробок. Здесь и поршни, отвечающие за сжатие лент и пакетов фрикционов, и перемещение конусов вариаторов, и включение передач в роботах. Такой разброс обусловлен применением в роботах отдельного электрического насоса высокого давления.
10. Тормозная система — до 180 бар
В старых автомобилях без АБС давление в контурах тормозной системы определял водитель: как нажмет на педаль, столько и получится (с учетом помощи вакуумного усилителя). Сейчас же за этой физической силой следит АБС. Ее гидронасос может создавать давление до 180 бар, но это не значит, что такое давление постоянно напрягает тормозные шланги. Это необходимо для увеличения быстродействия механизма. На практике максимальным давление бывает лишь в экстренных случаях.
11. Система кондиционирования — 4 бара (при заправке), 20 бар (рабочее)
Принцип действия основан на переходах хладагента из жидкого состояния в газообразное при изменении давления. Однако при этом начальное давление в системе также необходимо. В результате работы компрессора давление в трубках может достигать 20 бар.
12. Разрежение в вакуумном усилителе — до 0,8 бара
Разрежение в нем не всегда равно разрежению во впускном трубопроводе, хотя они и соединены шлангом. Применен обратный клапан, который позволяет вакуумному усилителю «хранить запас разрежения» даже после остановки двигателя. Его хватает еще на несколько торможений.
13. Амортизаторы — до 30 бар
Прошли времена, когда при заделке крышки амортизатора в нем оставался атмосферный воздух. Теперь в амортизаторах используют инертный газ либо с небольшим давлением, либо со значительным газовым подпором. Если шток амортизатора можно легко вдавить руками, газовый подпор не превышает 1 бар. Газовый подпор приподнимает автомобиль и делает подвеску немного жестче.
14. Пневмоподвеска — 16 бар
В пневмоподвесках автомобилей давление обеспечивает насос, забирающий атмосферный воздух через фильтр. Обычно в пневмосистемах подвески легковых автомобилей используются давления, не превышающие 16 бар.
15. Газовые упоры — 120 бар
В газовых упорах, которые помогают открывать двери багажных отсеков и капоты, рабочим телом является азот, сжатый в некоторых изделиях до 120 бар. Любопытно, что наполняют газовые упоры, когда они полностью собраны, через штатное уплотнение штока, работающее как обратный клапан.
16. Шины — 1,8–2,8 бара
Единственное давление, за поддержание которого ответственность лежит на водителе, а потому и нуждается в достаточно частой проверке. Шины несут основную нагрузку от массы автомобиля, от правильного давления в них зависит комфорт и безопасность.
Поэтому надо соблюдать рекомендации завода-изготовителя автомобиля.
Газовый двигатель
О достоинствах газомоторного топлива, в частности метана, сказано немало, но напомним о них еще раз.
Это экологичный выхлоп, удовлетворяющий текущие и даже будущие законодательные требования к токсичности. В рамках культа глобального потепления это важное преимущество, поскольку нормы Euro 5, Euro 6 и все последующие будут насаждаться в обязательном порядке и проблему с выхлопом так или иначе придется решать. К 2020 г. в Евросоюзе новым транспортным средствам будет разрешено производить в среднем не более 95 г СО2 на километр. К 2025 г. этот допустимый предел могут еще опустить. Двигатели на метане способны удовлетворить эти нормы токсичности, и не только благодаря меньшему выбросу СО2. Показатели выбросов твердых частиц в газовых двигателях также ниже, чем у бензиновых или дизельных аналогов.
Далее, газомоторное топливо не смывает масло со стенок цилиндра, что замедляет их износ. Как утверждают пропагандисты газомоторного топлива, ресурс двигателя волшебным образом вырастает в разы. При этом они скромно умалчивают о теплонапряженности работающего на газе двигателя.
И главное преимущество газомоторного топлива – это цена. Цена и только цена покрывает все недостатки газа как моторного топлива. Если мы говорим о метане, то это неразвитая сеть АГНКС, которая буквально привязывает газовый автомобиль к заправке. Количество заправок сжиженным природным газом ничтожно, этот вид газомоторного топлива сегодня представляет собой нишевой, узкоспециальный продукт. Далее, газобаллонное оборудование занимает часть полезной грузоподъемности и полезного пространства, ГБО хлопотно и накладно в обслуживании.
Технический прогресс породил такой вид двигателя, как газодизель, живущий в двух мирах: дизельном и газовом. Но как универсальное средство газодизель не реализует в полном объеме возможности ни того, ни другого мира. Нельзя оптимизировать ни процесс сгорания, ни показатели КПД, ни образование выбросов для двух видов топлива на одном двигателе. Для оптимизации газовоздушного цикла нужно специализированное средство – газовый двигатель.
Сегодня все газовые двигатели используют внешнее образование газовоздушной смеси и воспламенение от свечи зажигания, как в карбюраторном бензиновом двигателе. Альтернативные варианты – в стадии разработки. Газовоздушная смесь образуется во впускном коллекторе путем инжекции газа. Чем ближе к цилиндру происходит этот процесс, тем быстрее реакция двигателя. В идеале газ должен впрыскиваться прямо в камеру сгорания, о чем речь пойдет ниже. Сложность управления не единственный недостаток внешнего смесеобразования.
Автопроизводители рекомендуют использовать в газовых двигателях специальные моторные масла, отличающиеся водостойкостью, пониженной сульфатной зольностью и одновременно высоким значением щелочного числа, но не возбраняются и всесезонные масла для дизельных двигателей классов SAE 15W-40 и 10W-40, которые на практике применяются в девяти случаях из десяти.
Турбокомпрессор позволяет снизить степень сжатия до 10–12 в зависимости от размерности двигателя и давления во впускном тракте, а коэффициент избытка воздуха увеличить до 1,4–1,5. При этом КПД достигает 37%, но одновременно значительно возрастает теплонапряженность двигателя. Для сравнения: КПД турбированного дизельного двигателя достигает 50%.
Повышенная теплонапряженность газового двигателя связана с невозможностью продувки камеры сгорания при перекрытии клапанов, когда в конце такта выпуска одновременно открыты выпускные и впускные клапаны. Поток свежего воздуха, особенно в наддувном двигателе, мог бы охлаждать поверхности камеры сгорания, снижая таким образом теплонапряженность двигателя, а также снижая нагрев свежего заряда, это увеличило бы коэффициент наполнения, но для газового двигателя перекрытие клапанов недопустимо. Из-за внешнего образования газовоздушной смеси воздух всегда подается в цилиндр вместе с метаном, и выпускные клапаны в это время должны быть закрыты во избежание попадания метана в выпускной тракт и взрыва.
Уменьшенная степень сжатия, повышенная теплонапряженность и особенности газовоздушного цикла требуют соответствующих изменений, в частности, в системе охлаждения, в конструкции распредвала и деталей ЦПГ, а также в применяемых для них материалах для сохранения работоспособности и ресурса. Таким образом, стоимость газового двигателя не так уж отличается от стоимости дизельного аналога, а то и выше. Плюс к этому стоимость газобаллонного оборудования.
Флагман отечественного автомобилестроения ПАО «КАМАЗ» серийно выпускает газовые 8-цилиндровые V-образные двигатели серий КамАЗ-820.60 и КамАЗ-820.70 размерностью 120х130 и рабочим объемом 11,762 л. Для газовых двигателей используют ЦПГ, обеспечивающую степень сжатия 12 (у дизельного КамАЗ-740 степень сжатия 17). В цилиндре газовоздушная смесь воспламеняется искровой свечой зажигания, установленной вместо форсунки.
Для большегрузных автомобилей с газовыми двигателями используют специальные свечи зажигания. Так, Federal-Mogul поставляет на рынок свечи с иридиевым центральным электродом и боковым электродом, выполненным из иридия или платины. Конструкция, материалы и характеристики электродов и самих свечей учитывают температурный режим работы большегрузного автомобиля, характерный широким диапазоном нагрузок, и сравнительно высокую степень сжатия.
Двигатели КамАЗ-820 оборудуют системой распределенного впрыска метана во впускной трубопровод через форсунки с электромагнитным дозирующим устройством. Газ инжектируется во впускной тракт каждого цилиндра индивидуально, что позволяет корректировать состав газовоздушной смеси для каждого цилиндра с целью получения минимальных выбросов вредных веществ. Расход газа регулируется микропроцессорной системой в зависимости от давления перед инжектором, подача воздуха регулируется дроссельной заслонкой с приводом от электронной педали акселератора. Микропроцесорная система управляет углом опережения зажигания, обеспечивает защиту от воспламенения метана во впускном трубопроводе при сбое в системе зажигания или неисправности клапанов, а также защиту двигателя от аварийных режимов, поддерживает заданную скорость автомобиля, обеспечивает ограничение крутящего момента на ведущих колесах автомобиля и самодиагностику при включении системы.
«КАМАЗ» в значительной степени унифицировал детали газовых и дизельных двигателей, но далеко не все, и многие внешне схожие детали для дизеля – коленвал, распредвал, поршни с шатунами и кольцами, головки блока цилиндров, турбокомпрессор, водяной насос, масляный насос, впускной трубопровод, поддон картера, картер маховика – не подходят для газового двигателя.
В апреле 2015 г. «КАМАЗ» запустил корпус газовых автомобилей мощностью 8 тыс. единиц техники в год. Производство размещено в бывшем газодизельном корпусе автозавода. Технология сборки следующая: шасси собирают и устанавливают на него газовый двигатель на главном сборочном конвейере автомобильного завода. Потом шасси буксируют в корпус газовых автомобилей для монтажа газобаллонного оборудования и проведения всего цикла испытаний, а также для обкатки автотехники и шасси. При этом газовые двигатели КАМАЗ (в том числе модернизированные с компонентной базой «БОШ»), собираемые на моторном производстве, также проходят испытания и обкатку в полном объеме.
«Автодизель» (Ярославский моторный завод) в содружестве с компанией Westport разработал и выпускает линейку газовых двигателей на базе семейства 4- и 6-цилиндровых рядных двигателей ЯМЗ-530. Шестицилиндровый вариант может устанавливаться на автомобили нового поколения «Урал NEXT».
Как уже говорилось выше, идеальный вариант газового двигателя – это непосредственный впрыск газа в камеру сгорания, но до сих пор мощнейшее глобальное машиностроение не создало такой технологии. В Германии исследования ведет консорциум Direct4Gas, возглавляемый компанией Robert Bosch GmbH в партнерстве с Daimler AG и Штутгартским научно-исследовательским институтом автомобильной техники и двигателей (FKFS). Министерство экономики и энергетики Германии поддержало проект суммой в 3,8 млн евро, что на самом деле не так уж много. Проект будет работать с 2015-го до января 2017 г. На-гора должны выдать промышленный образец системы непосредственного впрыска метана и, что не менее важно, технологию ее производства.
По сравнению с нынешними системами, использующими многоточечный впрыск газа в коллектор, перспективная система непосредственного впрыска способна на 60% увеличить крутящий момент на низких оборотах, то есть ликвидировать слабое место газового двигателя. Непосредственный впрыск решает целый комплекс «детских» болезней газового двигателя, принесенных вместе с внешним смесеобразованием.
В проекте Direct4Gas разрабатывают систему непосредственного впрыска, способную быть надежной и герметичной и дозировать точное количество газа для впрыска. Модификации самого двигателя сведены к минимуму, чтобы промышленность могла использовать прежние компоненты. Команда проекта комплектует экспериментальные газовые двигатели недавно разработанным клапаном впрыска высокого давления. Систему предполагается тестировать в лаборатории и непосредственно на транспортных средствах. Исследователи также изучают образование топливно-воздушной смеси, процесс управления зажиганием и образование токсичных газов. Долгосрочная цель консорциума – это создание условий, при которых технология сможет выйти на рынок.
Итак, газовые двигатели – это молодое направление, еще не достигшее технологической зрелости. Зрелость наступит, когда Bosch со товарищи создадут технологию непосредственно впрыска метана в камеру сгорания.
