Установка газобалонного оборудования +7 495 778-22-16
+7 916 740-12-78

ГАЗОВАЯ СИСТЕМА ТОПЛИВОПИТАНИЯ ДЛЯ ИНЖЕКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЗМЗ




    ГАЗОВАЯ СИСТЕМА ТОПЛИВОПИТАНИЯ ДЛЯ ИНЖЕКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЗМЗ (gazovayasistematoplivopitaniya.zip - 137.86 КБ)

    Журнал "Автомобильная промышленность", 2004 год, № 5
    УДК 621.43
    Д.В. ПАСЕЧНИК 000 "ГИГ Инжиниринг"

    Цены на бензин растут, что, естественно, увеличивает число сторонников перевода двигателей автомобилей на более дешевое топливо. (Например, у нас в стране цена 1 л сжиженного нефтяного газа в 1,8—2,3 раза ниже, чем 1 л бензина АИ-93.) Способствуют популярности такого топлива и некоторые другие обстоятельства.

    Так, октановое число у сжиженного нефтяного газа составляет 98—105 ед., а у сжатого природного — даже 110—130. Следовательно, при работе на любом из них двигатель практически не может выйти на режим детонационного сгорания. Тогда как бензин (особенно, если учесть диапазон качества отечественных бензинов по данному показателю) такой гарантии не дает. Газовое топливо образует с воздухом совершенно однородную топливовоздушную смесь (в ней нет капель), которая не смывает масляной пленки с поверхности цилиндра, что увеличивает ресурс пары "гильза цилиндра — поршневое кольцо".

    Казалось бы, при стольких положительных эффектах газовое топливо давно уже должно стать столь же широко применяемым, как и бензины. Однако на практике этого нет. И причин тому несколько. Вопервых, переход на газовое топливо требует установки на автомобиль второй (газовой) системы топливопитания. Что, в общем-то, обходится недешево. Во-вторых, газозаправочные станции пока что есть только в городах, да и там их не так уж и много. В-третьих, большинство АТС, работающих на бензине, — это в основном легковые автомобили. А они в последние годы все чаще оборудуются системами впрыскивания топлива. Существующие системы подачи газового топлива до недавнего времени были карбюраторного типа. Другими словами, перевод на газовое топливо превращает инжекторный двигатель в карбюраторный. Вместе со всеми недостатками последнего.

    Инжекторные двигатели ЗМЗ-406—ЗМЗ-409 в этом смысле не исключение. В них газовое топливо подается в смеситель, расположенный до дроссельной заслонки и создающий дополнительное сопротивление потоку воздуха. Здесь оно в заданной пропорции смешивается с воздухом, а затем через дроссельную заслонку засасывается в рабочий цилиндр двигателя. В итоге топливовоздушной смеси в двигатель поступает меньше, чем это было бы при распределенном впрыскивании топлива.

    И еще одно. Система зажигания инжекторных двигателей ЗМЗ, как и большинства аналогичных двигателей других фирм, имеет, по сути, две катушки зажигания, работающие на разные цилиндры, но параллельно. При этом "полезная" искра образуется в цилиндре, где заканчивается такт сжатия, а "холостая" — в том цилиндре, где завершается такт выпуска. В случае сбоев в системе зажигания или неплотном закрытии впускного клапана может произойти (и нередко происходит, к сожалению) воспламенение газовоздушной смеси во впускном коллекторе. Со всеми вытекающими отсюда последствиями.

    Как видим, перспективы перевода инжекторных двигателей на газовое топливо — не из числа обнадеживающих. Во-первых, такой двигатель из-за уменьшения коэффициента наполнения цилиндров неизбежно потеряет мощность; во-вторых, из-за несовершенства дозирующей системы он увеличит расход топлива и, следовательно, выброс вредных веществ с отработавшими газами; в-третьих, он становится небезопасным.

    Перечисленных недостатков лишена система ГИГ-IIIДЛ впрыскивания газового топлива, разработанная специалистами 000 "ГИГ Инжиниринг". Данная система, как и бензиновая, — с распределенным впрыскиванием, предназначена для двигателей рабочим объемом до 7 л и числом цилиндров до восьми. В ее состав входят (рис. 1): штуцер-форсунка 7, ресивер 2, впускной коллектор 3, дифференциальный редуктор 4, датчик 5 давления газа, газопровод-испаритель 6 газа, электромагнитный газовый клапан 7, выносное заправочное устройство 9, система 10 вентиляции блока арматуры, блок 11 арматуры, газовый баллон 12, газовый инжектор 19, устройство 20 отключения питания бензиновых форсунок, разветвитель 21 газа.

    Сжиженный нефтяной газ хранится в газовом баллоне. Баллон заправляется через выносное заправочное устройство. Расходуется газ через блок арматуры (мультиклапан), газопровод, электромагнитный магистральный газовый клапан, испаритель, дифференциальный редуктор, дозирующие газовые инжекторы, симметричный разветвитель и штуцер-форсунки. При этом штатные бензиновые инжекторы закрываются с помощью соответствующего устройства.

    Принцип работы инжекторной газовой системы основан на подаче дозированной порции газа во впускной коллектор двигателя. Подача — под действием избыточного давления. Она синхронизирована с работой системы зажигания, осуществляется с учетом разрежения во впускном коллекторе и давления газа на выходе дифференциального редуктора. Для этого вакуумная полость редуктора соединена с впускным коллектором, следовательно, дифференциальное давление на газовых инжекторах меняется по тому же закону, что и разрежение в коллекторе. Оно минимально (0,02— 0,05 МПа, или 0,2—0,5 кгс/см2) при максимальном разрежении (режим холостого хода) и максимальное (0,25 МПа, или 2,5 кгс/см2) — при минимальном разрежении (режим максимальной мощности при полностью открытой дроссельной заслонке).

     

    Схема принципиальная комбинированная
    1-ресивер;
    2-впускной коллектор;
    3-редуктор дифференциальный;
    4-штуцер-форсунка;
    5-датчик давления газа;
    6-испаритель;
    7-клапан электромагнитный газовый;
    8-тахометр;
    9-выносное заправочное устройство;
    10-система вентиляции блока арматуры;
    11-блок арматуры;
    12-баллон газовый;
    13-датчик кислорода;
    14-устройство управления;
    15-жгут проводов;
    16-датчик абсолютного давления;
    17-инжектор газовый;
    18-разветвитель газа;
    19-устройство отключения питания бензиновых инжекторов.

     

    Газовые инжекторы открываются и закрываются по сигналу устройства управления, подаваемому при каждом такте всасывания в каждом цилиндре двигателя. Синхронизирующими сигналами служат электрические импульсы, частота которых соответствует удвоенной частоте вращения коленчатого вала двигателя (сигнал с тахометра). Длительность сигнала открытия инжекторов определяет характеристику топливоподачи, которая изменяется с помощью микропроцессорного блока управления со специальным программным обеспечением. Оптимальная регулировочная характеристика топливоподачи обеспечивается алгоритмами программы блока управления на основании информации от датчиков давления газа и датчика абсолютного давления во впускном коллекторе (с корректировкой по сигналам обратной связи от датчика кислорода). При выключении двигателя газовый клапан закрывается, исключая утечку газа из системы. При переводе переключателя устройства управления в положение "Бензин" двигатель переходит на работу от штатной бензиновой системы питания.

    Таков, если коротко, порядок функционирования новой системы топливопитания. Теперь об основных ее элементах.

    Испаритель предназначен для перевода сжиженного нефтяного газа (пропан—бутан), поступающего из баллона, из сжиженного состояния в газообразное. Газ нагревается охлаждающей жидкостью двигателя, которая омывает металлический трубопровод, расположенный внутри испарителя.

    Дифференциальный редуктор (пат. № 2101543, РФ) автоматически регулирует выходное давление газа в соответствии с нагрузкой на двигатель. Управляющим сигналом для редуктора служит разрежение во впускном коллекторе. Оно воздействует на управляющую мембрану редуктора и закрывает клапанную пару при большом разрежении.

    В исходном состоянии, т. е. при отсутствии разрежения в коллекторе двигателя, мембраны 8 и 19 (рис. 2) под действием задающей пружины 5 прогибаются вниз, вследствие чего шток 16 смещается в том же направлении, и клапан 14 приоткрывает редуктор. Газовое топливо, поступающее под давлением из баллона через газовый клапан, идет в предмембранную полость (камеру) 12. Давление в ней повышается, поэтому мембрана 19 прогибается вверх. Клапан 14 закрывается, что приостанавливает поступление газа в камеру 72 По мере расходования газа клапан 14 приоткрывается. Давление газа на выходе редуктора задается регулировочным винтом 3.

    Разрежение до -0,08 МПа, или -0,8 кгс/см2, в коллекторе работающего двигателя воздействует на мембрану 8 и корректирует давление на выходе редуктора в зависимости от режима работы двигателя. Например, при больших частотах вращения коленчатого вала и закрытой дроссельной заслонке разрежение в коллекторе полностью обеспечивает закрытие клапана 14, и давление на выходе редуктора отсутствует, газовое топливо в двигатель не поступает. То есть в данном случае обеспечивается принудительный холостой ход без расхода топлива.

    Электромагнитный инжектор (пат. № 2097596, РФ) — это электромагнитный дозатор (быстродействующий электромагнитный клапан) с заданной пропускной способностью в единицу времени (один такт). Открывается с каждым импульсом системы зажигания, соответствующим моменту искрообразования, дозируя подачу газа во впускной коллектор, и управляется токовым сигналом от электронного устройства управления.

    В корпусе 6 инжектора (на двигателях ЗМЗ их два) размещены (рис. 3): сердечник 12, выполненный из электротехнической стали; обмотка 7; запирающий подвижный якорь 3 с направляющим штоком, который ходит в направляющей втулке 4 из немагнитного материала. Торцы сердечника и якоря образуют запирающий газовый клапан; втулка 4 имеет отверстия, расположенные вокруг запирающего якоря для пропуска газа в штуцер 14.

    Отверстие каждого инжектора открывается и закрывается синхронно с вращением коленчатого вала и движением поршней в цилиндрах. Токовый импульс с блока управления, проходя через обмотку инжектора, притягивает якорь к сердечнику и закрывает клапанную пару, прекращая поток газа. По окончании импульса клапан открывается под действием давления газа, и порция топлива проходит в систему питания.

    Конструкция инжектора обеспечивает его малую механическую и электрическую инерционность: отверстие открывается в течение 0,6 мс, закрывается — за 2,5 мс, что позволяет инжектору работать с частотой до 250 Гц.

    Датчик абсолютного давления (мод. 45.3829) измеряет с помощью тензорезистивной
    схемы усиления абсолютное давление во впускном коллекторе двигателя, а датчик давления газа (мод. 58.3829, разработан по заказу ООО «ГИГ Инжиниринг» на предприятии ОАО «Автоэлектроника») также с помощью тензорезистивной схемы определяет давление на выходе дифференциального редуктора. Оба датчика размещаются на щитке передка моторного отсека и соединяются соответственно с ресивером выпускного коллектора и выходом редуктора. Выходной сигнал этих датчиков изменяется пропорционально давлению и поступает в устройство управления газовой системой, которое рассчитывает дозу впрыскиваемого газового топлива на каждом рабочем такте.

    Тензорезистивная схема усиления обоих датчиков измеряет прогиб мембраны под действием давления соответственно во впускном коллекторе и на выходе редуктора.

    Микропроцессорное устройство дает команды на отпирание электромагнитного дозатора (газового инжектора) по сигналам системы зажигания в каждом цикле работы двигателя, на открытие газового электроклапана и его закрытие при выключении двигателя; автоматически ограничивает максимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя; по командам водителя, подаваемым вручную, переключает двигатель с работы на бензине на работу на газовом топливе; отключает, как уже упоминалось, подачу газового топлива в режиме принудительного холостого хода; по сигналам датчика кислорода в отработавших газах регулирует качество газотопливной смеси на режимах холостого хода и частичных нагрузок.

    Передняя панель устройства управления системой "ГИГ-IIIДЛ" приведена на рис. 4. На ней размещены: клавишный переключатель / вида топлива ("Газ/Бензин"); ручка 8 настройки качества газотопливной смеси; многофункциональная кнопка /сервисного режима; светодиодные индикаторы вида топлива (2 — газ, 3 — бензин); светодиодные индикаторы качества газотопливной смеси (5 — бедная смесь, 6 — богатая смесь); разъем подключения компьютера.

    Клавишный переключатель вида топлива "Газ/Бензин" имеет три положения, индицируемые соответствующим светодиодным индикатором: "Газ" (желтый светодиод), "Нейтраль" (оба вида топлива отключены, индикация отсутствует) и "Бензин" (зеленый светодиод). Имеется возможность ручного или автоматического "мягкого" переключения на газовое топливо в режиме принудительного холостого хода при условии прогрева двигателя до программно установленной температуры. В случае использования ручного режима переключения пуск двигателя выполняется на том виде топлива, который выбран переключателем "Газ/Бензин".

    Двигатель, работающий на холостом ходу на газе, можно выключить, переведя переключатель "Газ/Бензин" в нейтральное положение, но можно и повернуть ключ зажигания в положение "Зажигание выключено".

    Ручка настройки служит для регулирования в режиме настройки устройства качества газотопливной смеси в газовой инжекторной системе и при наличии датчика кислорода в условиях штатной эксплуатации не функционирует. Но в таких случаях, как выход из строя датчика кислорода и сбои в работе системы автоматического регулирования качества газотопливной смеси по сигналам датчика кислорода, ручку настройки необходимо установить в среднее положение и при включенном зажигании не менее чем на 3 с нажать многофункциональную кнопку. Затем отпустить ее, и устройство перейдет в долговременный режим работы с возможностью ручной регулировки качества газотопливной смеси. В этом режиме эксплуатации индикации светодиодов "Богатая смесь" и "Бедная смесь" нет.

    Светодиодные индикаторы клавишного переключателя выдают информацию о виде используемого топлива в данный момент: если прогретый двигатель работает на газе — индикатор "Газ" светится непрерывно, если на бензине — непрерывно светится индикатор "Бензин". Но он может и мигать, индицируя сервисный режим — режим регулирования устройства. Индикаторы качества смеси (богатая — желтый, бедная — зеленый) служат для индикации качества газотопливной смеси в режиме настройки устройства и контроля автоматического регулирования качества по сигналам датчика кислорода в процессе настройки и эксплуатации газовой инжекторной системы. При правильном функционировании газовой инжекторной системы индикаторы на режимах холостого хода и частичной нагрузки двигателя моргают с частотой 0,25—2 Гц. Одновременное непрерывное их свечение свидетельствует об отказе датчика кислорода, обрыве информационных проводов или проводов принудительного электроподогрева датчика. Но устройство продолжает работать и обеспечивать дозирование топлива по последней записанной в память информации о качестве газотопливной смеси.

    Долговременное прерывистое мигание индикатора богатой смеси свидетельствует о выходе за пределы автоматического регулирования качества газотопливной смеси по причине неправильной настройки газовой инжекторной системы или уходе параметров механических ее элементов за пределы допусков. В этом случае необходимо обратиться в сервисный центр для проведения профилактики. Долговременное непрерывное свечение данного индикатора возможно на режимах работы двигателя, близких к режиму максимальной мощности.

    Долговременное прерывистое мигание индикатора бедной смеси свидетельствует о недостаточном количестве газового топлива в баллоне или о плохом его качестве, долговременное непрерывное свечение — о принудительном прекращении подачи газа при работе двигателя в режиме принудительного холостого хода.

    Разъем
    подключения к компьютеру служит для подсоединения устройства с помощью специального адаптера к стандартному Com-порту IBM-совместимого компьютера, работающего под оболочкой программного обеспечения Win 95/98 для выполнения процедуры контроля работы системы, точной ее настройки, активизации и отмены различных функций.

    На задней панели устройства расположены 16-контактный разъем и держатель предохранителя на 5 А.

    Газовый электромагнитный клапан предназначен для перекрытия (или открывания) газовой магистрали по сигналам устройства управления. При останове двигателя — автоматически закрывается.

    Газовый баллон рассчитан на рабочее давление 1,6 МПа (16 кгс/см2). Фактическое давление не зависит от количества находящегося в нем сжиженного газа, а определяется изменением температуры окружающей среды и составом газа. Баллон оборудован унифицированной расходно-наполнительной и контрольно-предохранительной арматурой (мультиклапан), обеспечивающей его заполнение только на 80 % полного объема.

    Выносное заправочное устройство, предназначенное для заправки (наполнения) газового баллона автомобиля на АГНКС, имеет обратный клапан, который открывается при заправке под действием давления поступающего газа и после окончания заправки автоматически закрывается.

    Таким образом, в конструкции газовой инжекторной системы "ГИГ" нет смесителя — обязательного атрибута любой из применяемых инжекторной газовой системы. Газовое топливо под избыточным давлением подается через газовые инжекторы непосредственно к впускным клапанам каждого цилиндра. То есть газовоздушная смесь образуется на впускных клапанах в момент такта впуска. Следовательно, она не накапливается во впускном коллекторе, что полностью предотвращает ее возможное самопроизвольное возгорание ("хлопок"), так как на любом режиме работы двигателя во впускном коллекторе большого объема находится только воздух. Отсутствие смесителя также играет еще одну положительную роль: мощность бензинового двигателя после его переоборудования на газ не изменяется, поскольку ни один элемент газовой системы не уменьшает штатные проходные сечения впускного тракта, и наполнение цилиндров газовоздушной смесью, как и бензовоздушной, становится максимально возможным.

    В системе управления газовой инжекторной системой "ГИГ" применяется микропроцессорный блок, позволяющий точно дозировать газовое топливо, опираясь на показания основных датчиков двигателя, т. е. датчиков положения коленчатого вала, положения дроссельной заслонки, кислорода, абсолютного давления во впускном коллекторе, температуры двигателя и др.

    Система и ее элементы серийно выпускаются уже пять лет, сертифицированы в НИЦИАМТе на ряд отечественных автомобилей с инжекторными бензиновыми двигателями. И как показал опыт их эксплуатации, полностью оправдала возлагавшиеся на нее надежды.

     


    Отзывы наших клиентов


    Ford Explorer

    Разницы при переключении на газ и с газа на бензин никакой. ВООБЩЕ. Газом не воняет. Динамика та же. На холодную на газе не заводится, утром завожу на бензине, когда стрелка доходит до первой риски, переключаюсь на газ, и до конца дня бензином не пользуюсь.
    читать весь отзыв

    Audi 100

    Забегая вперед скажу, что установили все очень аккуратно, без особых ляпов. На местах все хомутики, места вклиниваний в электрику заизолированы, трубки скреплены стяжками. Я устанавливал торообразный баллон на 60л вместо запаски, заправочное отверстие аккуратно сделали справа, в районе буксировочной проушины.
    читать весь отзыв

    TOYOTA MARKII WAGON

    Отдаю должное ребятам, которые всегда (ну или почти всегда) выслушивали все мои недовольства и исправляли всё без очереди и бесплатно, более того в конце всей эпопеи сделали мне скидку при окончательном расчете. В итоге я получил экономию на одной заправке до 400-450 рублей, увеличенный суммарный пробег на одной заправке, четкую уверенность в правильности выбора в пользу инжекторной газовой системы.
    читать весь отзыв

    VW VENTO

    В "ставим газ" обратился поскольку у них ОПЫТ и что немаловажно - годовая гарантия, которая мне уже пригодилась - после того как забрал машину - день мучился - не хотела нормально работать, приехал - без лишних вопросов мне всё настроили (масса не контачила с Б.У.)
    читать весь отзыв

    Видеоотзыв



    Наше портфолио. КАТАЛОГ МАШИН, НА КОТОРЫЕ БЫЛ УСТАНОВЛЕН ГАЗ


    Toyota Land Cruiser 100, V8 4700 cc. Установлено инжекторное ГБО "BRC Sequent 56", баллон 80 литров
    Hyundai Tucson V6 2700cc. ГБО "BRC Sequent Plug and Drive", тор 60 литров

    Смотреть все установки

                Rambler's Top100            
    ©2004-2016 ГАЗ-Система - установка автомобильного газового оборудования ( гбо ) на иномарки.
    Все права защищены