Автомобильные газовые топливные системы - Владимир Золотницкий

Преимущества системы «Tartarini» заключается: в возможности ее установки на автомобили, отвечающие новым стандартам ЕОВД (Европейская Бортовая Диагностика); в оптимизации расхода топлива; в оптимизации характеристик двигателя и динамики автомобиля; в простоте установки; в предрасположенности к адаптации, когда для ЭБУ газовой системы используют сигналы, сформированные ЭБУ для бензинового топлива.

Принципиальная схема газового оборудования показана на рис. 41.

Рис. 41. Принципиальная схема газового оборудования «Tartarini»: 1 – электронный блок управления; 2 – датчик положения дроссельной заслонки; 3 – датчик частоты вращения коленчатого вала; 4 – лямбда-зонд; 5 – аккумуляторная батарея; 6 – штуцера во впускной трубопровод; 7 – рампа с форсунками газа; 8 – датчик разряжения во впускном трубопроводе; 9 – редуктор-испаритель повышенного давления с газовым клапаном отсечки; 10 – переключатель вида топлива с индексацией уровня газа в баллоне.

Рис. 42. Редуктор повышенного давления: 1 – электромагнитный клапан отсечки газа с фильтром; 2 – штуцер подсоединения вакуумного шланга; 3 – предохранительный клапан; 4 – патрубок выхода газа; 5 – патрубки входа и выхода теплоносителя.

Редуктор-испаритель двухступенчатый повышенного давления, работающий на ГСН, показан на рис. 42. Редуктор вакуумного типа с разгрузочным устройством. В его конструкции применен электромагнитный клапан отсечки газа, который запирает канал поступления газа. Благодаря этому обеспечивается предварительная подача газа до пуска двигателя, что позволяет использовать редуктор на автомобилях с инжекторными двигателями. Редуктор предназначен для перехода газа из жидкого состояния в газообразное и подачи его под постоянным давлением 0,05–0,1 МПа в магистраль форсунок.

Рампа газовых форсунок (рис. 43) – устройство, управляемое ЭБУ газовой системы, предназначенное для подачи необходимого количества топлива в каждый цилиндр двигателя в отдельности. Устанавливать рампу рекомендуется возможно ближе к штуцерам впрыска газа.

Рис. 43. Рампа газовых форсунок: 1 – вход газа; 2 – электрический разъем; 3 – штуцер подключения измерителя давления; 4 – калиброванные штуцеры для подачи газа во впускной трубопровод.

Калиброванные штуцеры для ГСН используются двух размеров: в автомобилях с объемом двигателя от 1 до 1,3 л – диаметром 1,8 мм; в автомобилях с объемом двигателя от 1,3 до 6 л – диаметром 4 мм.

Блок ЭБУ, имея относительно небольшие размеры, работает как полноценный бортовой процессор. В его задачу входит не только имитация сигналов для штатного «бензинового» ЭБУ, но и прием поступающих сигналов, их обработка и передача команд на все исполнительные узлы, находящиеся в подкапотном отсеке автомобиля. Он обрабатывает сигналы от лямбда-зонда, датчика положения дроссельной заслонки, датчика частоты вращения коленчатого вала, модуля зажигания.

Газовый процессор повторяет всю работу штатного процессора автомобиля.

Наличие газовых форсунок позволяет полностью исключить эффект обратного хлопка, который характерен для традиционных установок более раннего производства с подготовкой газовоздушной смеси в смесителе.

Система «Landi Renzo» (Италия)

Эти газобаллонные системы хорошо работают на автомобилях «Жигули» и «Волга» с впрысковыми двигателями. В Москве их представляет компания АВТ («Эй-Би-Ти»).

Рис. 44. Схема установки на автомобиль газовой аппаратуры «Landi Renzo»: 1 – эмулятор форсунок; 2 – переключатель вида топлива; 3 – электронный блок управления; 4 – электромагнитный газовый клапан; 5 – газосмесительное устройство; 6 – электрический дозатор газа; 7 – редуктор-испаритель; 8 – лямбда-зонд; 9 – нейтрализатор; 10 – газовый баллон; 11 – запорно-предохранительная арматура; 12 – выносное заправочное устройство.

Газ, заправленный в баллон (10) (рис. 44), через выносное заправочное устройство (12) выходит из баллона в жидком состоянии через блок запорно-предохранительной арматуры. По магистральному трубопроводу газ поступает к газовому электромагнитному клапану (4), который находится в отсеке двигателя. Этот клапан пропускает газ в редуктор-испаритель (7) только при включенном зажигании и только тогда, когда переключатель вида топлива (2) находится в положении «Газ». Клапан снабжен фильтром, очищающим газ от посторонних взвесей и загрязнений.

Далее очищенный сжиженный газ при ступенчатом падении давления и подогрева в редукторе-испарителе переходит в газообразное состояние. Из редуктора паровая фаза газа поступает в газосмесительное устройство (5) (смеситель), расположенное в воздуховоде перед дроссельной заслонкой, где образуется газовоздушная смесь.

Количество газа, подаваемого в смеситель, изменяется в зависимости от режима работы двигателя с помощью дозатора газа (6), установленного на выходе редуктора-испарителя. Управляет дозатором электронный блок (3), получающий информацию о составе отработавших газов и режиме работы двигателя от лямбда-зонда (8), датчиков положения дроссельной заслонки и частоты вращения коленчатого вала. На основании этих данных блок управления подает газ строго в количестве, необходимом для поддержания наилучшей динамики автомобиля, минимального расхода топлива и наименьшего выброса вредных веществ с отработавшими газами.

Во время работы двигателя на газе эмулятор (1) отключает форсунки, одновременно генерируя для блока управления двигателем сигнал, имитирующий их работу. Это сделано, для того чтобы блок управления не отключил систему зажигания, ошибочно предположив, что в цепи питания форсунок появилась неисправность.

Внешний вид элементов системы «Landi Renzo» показан на рис. 45.

Рис. 45. Основные элементы системы «Landi Renzo»: 1 – электронный блок управления LCS – A/1; 2 – электрический дозатор газа; 3 – двухпозиционный переключатель вида топлива с указанием уровня газа в баллоне; 4 – эмулятор форсунок с соединительным кабелем; 5 – газовый электромагнитный клапан; 6 – газосмесительное устройство для приготовления топливовоздушной смеси.

Электронный блок управления (1) обрабатывает сигналы от лямбда-зонда системы зажигания, датчика положения дроссельной заслонки и хранит в памяти значения напряжения на лямбда-зонде, соответствующие стехиометрическому составу смеси, который должен обеспечиваться при любом режиме работы двигателя. Лямбда-зонд (8) рис. 44 контролирует состав отработавших газов в выпускном трубопроводе и постоянно посылает электронному блоку управления сигнал в виде переменного напряжения. Блок проверяет правильность состава смеси, сравнивая полученный сигнал со значениями, хранящимися в его памяти. Если есть различие, блок с помощью шагового электродвигателя изменяет проходное сечение в дозаторе газа (б) рис. 44, (2) рис. 45 до тех пор, пока состав смеси не вернется к стехиометрическому значению (l=1).

Дополнительная функция блока управления – эмуляция лямбда-зонда, т. е. имитация в режиме работы на газе нормального сигнала этого датчика, предназначенного для работы на бензине.

Блок управления выполняет также функцию диагностики системы и может быть перепрограммирован. Эта операция осуществляется с помощью специального тестера-программатора, поставляемого фирмой в систему профессионального сервиса.

Кроме того, электронный блок управления обеспечивает пуск двигателя только на бензине, автоматически отключая подачу газа, а также с помощью переключателя (2) позволяет в любой момент перейти на желаемый вид топлива без остановки двигателя.

Двухпозиционный переключатель (3) рис. 45 со светодиодной индикацией показывает используемый вид топлива и уровень сжиженного газа в баллоне.

Эмулятор (4) рис. 45 во время работы двигателя на газе перекрывает подачу бензина и имитирует для основного блока управления двигателем работу форсунок. Он подключается к системе специальным кабелем.

Модуль эмулятора для каждого автомобиля подбирают в зависимости от установленной на нем системы впрыска.

Газовый электромагнитный клапан (5), расположенный между баллоном и редуктором-испарителем, – это устройство, перекрывающее подачу газа при работе на бензине и при выключении зажигания. Он совмещен с газовым фильтром.

Газосмесители (6) – это устройства, в которых используется эффект трубки Вентури. Они обеспечивают пропорциональное смешивание воздуха с газом на всех режимах работы двигателя. Для каждого конкретного двигателя разработан свой смеситель таким образом, чтобы вместе с редуктором и электронным блоком управления он был оптимален для работы на газе и не оказывал заметного влияния при работе на бензине.

Итальянская фирма «Landi Renzo» «OMEGAS» приняла новую стратегическую программу по снижению расхода топлива и выпуску экологически чистых транспортных средств, двигатели которых работают и на бензине, и на газе. В разработанной фирмой новой системе (рис. 46), чтобы переключить двигатель с бензинового режима на газовый, пользуются, как обычно, переключателем вида топлива. Газовые форсунки, расположенные над каждым цилиндром, способны реагировать на команды ЭБУ за миллисекунды.