ГБО 4

Автомобильное газобаллонное оборудование или ГБО – это альтернативная система снабжения двигателя внутреннего сгорания. Питанием вместо бензина служит метан, либо смесь газов, пропана и бутана, чаще говорят просто- пропан. Метановое топливо- сильно сжатый природный газ. Пропан- бутановая смесь- продукт перегонки нефти, используется в сжиженном виде.

Начало эра ГБО берет из глубины 19 столетия. Автомобили на газовом оборудовании начали активно распространяться по миру с середины 20 века. Совместно с процессом совершенствования двигателей развивалось газовое оборудование. Насчитывается 6 поколений ГБО. 5 и 6 поколение– это современные параллельные ветви развития газобаллонного оборудования, возникшие благодаря новейшим технологиям двигателестроения. В 2021 году на лидирующих позициях остается ГБО 4 поколения из-за преобладания автомобилей с моторами распределенного впрыска, на которые оборудование монтируется.

Устройство ГБО 4

Газобаллонное оборудование 4 поколения– высокотехнологичный электронно- механический продукт, целью которого выступает максимальная имитация работы ДВС на бензине. Включает в себя узлы:

  • Газовый баллон. Служит для хранения запаса топлива. Выпускают баллоны под метан и пропан- бутановую смесь. Отличаются они прежде всего давлением подаваемого топлива. Метан заправляется и хранится в баллоне при давлении в 200 атмосфер. Пропановые баллоны рассчитаны на хранение топлива при 16 атмосферах. Баллоны, помимо функции хранения запаса, выполняют функцию безопасности. Независимо от вида газового агента, емкости сконструированы с двух-трехкратным запасом прочности. По материалу изготовления бывают:
    1. Стальные. Тяжелые, но традиционны в применении и обслуживании.
    2. Композитные. Легкие, не уступают стальным по прочности. За органическими материалами будущее в развитии индустрии газобаллонного оборудования.
    3. По форме:
    4. Цилиндрические. Метановые баллоны производят только цилиндрической формы.
    5. Тороидальные. Монтируются в месте установки запасного колеса, поэтому размер повторяет параметры запаски.
  • Мультиклапан. Важная деталь в схеме ГБО. Устанавливается в баллон. Выполняет ряд функций:
    1. Заборную. Производит отбор топлива через заборную трубку.
    2. Регулирующую. Установлен поплавок, который связан с указателем уровня топлива или реостатом. В последнем случае положение поплавка в баке изменяет силу тока, а это влияет на показания датчика в салоне автомобиля. Осуществлена возможность сброса давления при превышении расчетных величин.
    3. Ограничительную. Перекрывает подачу газа в баллон при достижении заполнения 80% от объема.
    4. Безопасности. Установлен клапан сброса давления. Осуществлена возможность сброса давления при превышении расчетных величин. Имеется клапан скорости подачи газа. В случае возникновения нештатных ситуаций, разгерметизации, обрыва магистрали, клапан автоматически перекроет поступление топлива.

Мультиклапан оснащен ручными вентилями перекрытия подачи топлива.

В случае метанового ГБО, как таковой мультиклапан не предусмотрен из-за разных физических состояний топлива. Метановые баллоны оснащаются вентилями, оборудованными пожарным и скоростным клапаном. Более технологичные имеют электромагнитный запирающий клапан.

  • Топливные магистрали. Выполняют транспортировочную функцию. Существуют двух видов:

Высокого давления. Проложены от баллона до понижающего редуктора. Обязаны выдерживать давление метана в 200 атм. и пропана – 16 атм. Изготавливаются из стали, меди и композитных полимерных материалов.

Рабочего давления. Проложены на выходе из редуктора. Имеют больший проходной диаметр и делаются из резины.

  • Газовый электромагнитный клапан. Предназначен для переключения видов топлива. По умолчанию находится в закрытом положении. При работающем моторе, когда температура редуктора поднимется до заданной, электронный блок управления подает электрический сигнал на клапан и он открывает доступ газа к редуктору.
  • Редуктор. Служит для преобразования жидкой фазы в газообразную в пропановом случае и для понижения давления в метановом. В ходе перехода из жидкой фазы в газообразную- испарения, процесс сопровождается большим отъемом теплоты. Во избежание обмерзания редуктор обогревают охлаждающей жидкостью от двигателя. Прибор дополнительно регулирует количество подаваемого газа в расходную магистраль исходя из разрежения во впускном коллекторе. На входе давление смеси такое же как в баллоне. На выходе рабочее давление составляет 1-1,4 атмосфер, в зависимости от мощности и объема двигателя.
  • Форсунки. Форсунки в ГБО 4 поколения имитируют работу штатного автомобильного инжектора. Основной функцией служит дозирование топлива, поступающего во впускной коллектор. Работают по принципу электромагнита. При подаче напряжения на обмотку катушки, в ней возникает электромагнитное поле, которое втягивает запорный шток, открывая путь газу. При снятии напряжения запорный шток возвращается в посадочное место, толкаемый пружиной. От скорости срабатывания форсунок зависит точность подачи топлива и экономия. Производят высокоскоростные форсунки с временем срабатывания до 2 мс. Обычные имеют время срабатывания 2,8-3 мс и более. Не следует думать, что высокоскоростные форсунки оправданны во всех случаях. На малолитражках выгоднее ставить обычные форсунки.
  • Электронный блок управления- ЭБУ. Управляет работой электронных узлов системы. Сопряжен со штатным ЭБУ автомобиля, и перехватывает от него сигналы, обрабатывает, корректирует данные и посылает соответствующий сигнал на газовые форсунки, тем самым эмулируя работу бензиновых. Программное обеспечение электронных блоков ГБО, благодаря диагностическому разъему, может настраиваться, регулироваться, прошиваться и обновляться. Но заниматься этим должны специалисты, имеющие соответствующее оборудование и подтвержденную квалификацию.

Принципиальная схема работы ГБО4

Через выносное заправочное устройство- ВЗУ в баллон поступает необходимое количество газового топлива. При включении мотора происходит прогрев редуктора до рабочей температуры- 30-400 С. Датчик температуры, установленный на редукторе, информирует ЭБУ о готовности перехода на газ. ЭБУ подает питание на газовый электромагнитный клапан. Он открывает путь редуктору. Газ, через заборную трубку, скоростной клапан по магистрали подводится к редуктору. На пути топливо очищается в фильтре жидкой фазы. В редукторе происходят физические процессы, связанные с понижением давления и переходом от жидкости в газ. Далее газ, имея рабочее давление, поступает к форсункам через фильтр газовой фазы. Форсунки, согласно заданному алгоритму, открывают и закрывают путь в магистраль ведущую во впускной коллектор. Чтобы не терять скорость поступления газа и давления на преодоления сопротивления трения о стенки магистрали, форсунки размещают как можно ближе к коллектору. Шланги магистрали соединяются со штуцерами, вкрученными в блок коллектора. Далее по каналам коллектора, смешиваясь с воздухом, топливная смесь попадает в цилиндр. В определенный момент фазы сжатия происходит воспламенение смеси, с высвобождением тепловой энергии, которая заставляет двигатель создавать крутящий момент.

В этой точке работы возникает одна сложность. Газ горит медленнее бензина. Чтобы снизить потери в мощности, снизить термонагруженность клапанов необходимо либо увеличить степень сжатия, что сложно с технической точки зрения, либо увеличить время горения газа в камере сгорания за счет более раннего воспламенения. Второй вариант явился решением задачи. В комплексе газобаллонного оборудования появился еще один элемент- вариатор зажигания. Деталь позволяет сместить угол зажигания для пропана до 90, для метана до 12-130 и более. В результате газовая смесь воспламеняется ранее бензиновой и времени на горение получает дольше до открытия выпускного клапана. После выбросов продуктов горения через выпускной коллектор общий процесс повторяется.

Обслуживание ГБО

Несмотря на то что ГБО 4 поколения отличается надежностью и безотказностью, узлы системы требуют периодического обслуживания. При проведении ТО меняют фильтры и проверяют систему на герметичность. Тех. обслуживание следует проводить раз в 10000 километров. В зависимости от условий эксплуатации и качества топлива раз в 50000- 100000 км. следует проводить диагностику и по результатам чистить или менять форсунки и редуктор.

Газовые баллоны подлежат обязательному освидетельствованию. Пропановые раз 2 года. Метановые в зависимости от материала изготовления:

  • из композитных материалов раз в 2 года
  • из марок углеродистой стали раз в 3 года
  • из стали легированных марок раз в 5 лет.

Обслуживание и диагностику проводят в специализированных авторизованных центрах. В Москве точную компьютерную диагностику и качественное обслуживание можно пройти в компании НаГазе.РФ.

Безопасность ГБО

Современное ГБО 4 поколения отвечает всем требованиям безопасности при соблюдении ряда требований:

  • Комплект ГБО должен быть оригинальным.
  • Газовый баллон необходимо приобретать с документами и актуальной датой поверки.
  • Устанавливать оборудование в специализированных, имеющих разрешительную документацию на проведение работ, центрах
  • Газобаллонное требует регулярного обслуживания и эксплуатации, не выходящей за рамки рекомендаций изготовителя.
  • Запрещается вносить самостоятельно какие-либо конструктивные изменения в схему ГБО.
  • Запрещается ремонтировать ГБО вне газовых сервисных центров.

От возникновения нештатных ситуаций владелец и окружающие защищены конструктивом оборудования. В случае обрыва магистрали скоростной клапан автоматически перекроет доступ в расходную магистраль. От перезаправки в мультиклапане предусмотрена функция ограничения. 20% свободного пространства в пропановом баллоне остается для температурного расширения. При возникновении критического давления внутри баллона предусмотрен клапан сброса давления. Для того чтобы понимать признаки утечки в газовое топливо добавляют одорант, который придает газу характерный запах. При появлении запаха газа следует немедленно установить причину нарушения герметичности системы. Если это не удается, то на бензине приехать в газовый центр на диагностику.

Если ГБО установлено в авторизованной организации, имеющей квалифицированных сотрудников, то в плане безопасности ничего не угрожает ни владельцу и автомобилю.

Производители ГБО 4

На рынке автомобильного газового оборудования представлены комплекты разных мировых производителей. Отличаются по производительности, цене и известности в профильных кругах. У нас в стране наиболее популярны:

Разнообразие производителей обусловлено тем, что ГБО 4 имеет возможность взаимозаменяемости деталей. Под конкретный автомобиль можно собрать комплект из элементов разных производителей. Тем самым будет достигнуто оптимальное соотношение по цене, техническим характеристикам, качеству и экономичности.

Преимущества и недостатки ГБО 4 поколения

Что же привлекает в газобаллонном оборудовании четвертого поколения? И есть ли экономический эффект от использования?

Главным достоинством, вокруг чего вращаются все технологии ГБО, является экономичность. Несмотря на то, что газовое топливо растет в цене вслед за бензином, цена остается в 2-2,5 раза ниже, чем у традиционного топлива. Так как инженерам и конструкторам удалось добиться расхода газа лишь на 15-20% больше бензинового, то выгода от использования газа очевидна.

Наличие двух топливных систем увеличивает автономность движения без дозаправки. Часть пути можно следовать на газе, часть на бензине. Этот же фактор повышает надежность авто. То есть если вышла из строя одна из топливных систем, то есть возможность продолжить движение на другой.

Минимальное отрицательное воздействие на мотор автомобиля. Так как газ имеет высокое октановое число, то ударные нагрузки, в следствии возникновения детонации значительно снижены. Старая проблема прогорания клапанов решается опережением зажигания. Газ оставляет минимальное количество нагара на клапанах, электродах свечей зажигания.

Экологичность. Выхлопы двигателя, работающем на газе менее токсичны для человека и не вредны для окружающей среды. Примером тому служат страны Европы, где активно ведется борьба за экологию и поощряется приобретение автомобилей на ГБО.

Получить все выгоды от использования газобаллонного оборудования поможет компания НаГазе.РФ путем взвешенного подбора оборудования; профессионального монтажа; качественного обслуживания; оказания своевременной технической поддержки владельцам.