Вопрос-ответ

?

КЛАССИФИКАЦИЯ ГАЗОВЫХ ТОПЛИВНЫХ СИСТЕМ

!

1 ПОКОЛЕНИЕ (пропан-бутан, метан)

Предназначено для использования в карбюраторных и инжекторных автомобилях без катализатора. Различают 2 вида оборудования 1-го поколения:

  1. Вакуумное – для карбюраторных автомобилей без катализатора.

  2. Электронное – для карбюраторных и инжекторных а/м без катализатора.

Принципиальное различие вакуумного редуктора от электронного заключается в запорном элементе разгрузочной камеры: в вакуумном эту функцию выполняет вакуумная мембрана к которой подаётся разрежение от впускного коллектора, - двигатель работает; есть вакуум редуктор открыт, двигатель заглушен, - вакуума нет редуктор закрыт.

В электронном эту функцию выполняет электромагнитный клапан управляемый от «электронного блока безопасности» который при работающем двигателе открывает его обеспечивая подачу газа из 1-ой ступени редуктора во 2-ю. При прекращении работы двигателя электронный блок безопасности перекрывает подачу газа. Многие электронные редукторы в отличии от вакуумных имеют двойную регулировку «холостого хода»; - динамическую и статическую что позволяет более точно отрегулировать и более стабильно удерживать холостой ход.

Для инжектроных а/м применяют защитный клапан обратного хлопка.

2 ПОКОЛЕНИЕ (пропан-бутан, метан)

Предназначено для использования в инжекторных автомобилях с каталитическими нейтрализаторами (катализаторами).

Состоит из электронного оборудования 1-го поколения и электро-механической системы контроля подачи и регулировки потока газа - системы «Лямбда Контроля», для достижения точного состава топливно-воздушной смеси, которая необходима для правильной (корректной) работы нейтрализатора.

Для поддержания правильного состава газо-воздушной смеси (Лямбда = 1) Лямбда контроллеры используют сигнал от штатного Лямбда зонда автомобиля, а так же сигнал положения дроссельной заслонки и датчика оборотов двигателя, для оптимизации топливно-воздушной смеси на переходных режимах работы двигателя.

Системы 2-го поколения гарантируют поддержание экологических требований Евро 1. Наиболее «продвинутые» системы «Лямбда Контроля», с двумя регулировками (на холостом ходу и на оборотах) поддерживают экологические требования Евро 2

3 ПОКОЛЕНИЕ (пропан-бутан, метан)

Предназначено для использования в а/м с экологическими требованиями не выше Евро 2.

Системы 3-го поколения принципиально отличаются от систем 1-го и 2-го поколения и называются системами параллельного впрыска газа. Газ в таких системах подаётся во впускной коллектор в непосредственной близости к впускному клапану каждого цилиндра.

Между редуктором который, подаёт избыточное давление и штуцерами-клапанами установленными во впускном коллекторе, находится электронно-механический шаговый дозатор–распределитель, который обеспечивает правильную дозировку потока газа во впускной коллектор.

Управление переключением режимов и поддержанием правильной подачи газо-воздушной смеси занимается электронный блок управления на который поступают необходимые сигналы со штатных датчиков двигателя (TPS, Лямбда-зонд, MAP, RPM).

Системы 3-го поколения не используют вычислительных мощностей и топливных карт заложенных в штатных бензиновых контроллерах, они попросту работают в «параллельном» режиме, т. е. создают собственные топливные карты. Скорость реакции на корректировку смеси у систем 3-го поколения довольно не высокая и обусловлена скоростью работы шагового дозатора–распределителя. Поэтому с проявлением Экологических требований Евро 3 и систем бортовой диагностики 2-го поколения OBD II и EOBD спрос на газовые системы 3-го поколения упал, а учитывая их довольно высокую стоимость и появления систем 4-го поколения практически исчез.

4 ПОКОЛЕНИЕ (пропан-бутан, метан)

Предназначено для использования в любых инжекторных автомобилях и совместимы с экологическими требованиями Евро 3, а так же системами бортовой диагностики OBD II и EOBD.

Системы 4-го поколения называют: «Фазированный распределённый впрыск». Они используют вычислительные мощности и топливные карты заложенные в штатный контроллер а/м, и вносят лишь необходимые поправки для адаптации газовой системы к бензиновой топливной карте.

4-е поколение характеризует наличие отдельных электромагнитных форсунок впрыска газа в каждый цилиндр т. е. полностью аналогично бензиновой системе. Фазу и дозировку впрыска определяет штатный бензиновый контроллер а/м.

Важным плюсом систем 3-го и 4-го поколения является функция автоматического перехода с газового топлива на бензиновое по окончании бензина или при невозможности использования газа на некоторых мощностных режимах.

5 ПОКОЛЕНИЕ (Только пропан-бутан)

Предназначено для использования в любых инжекторных автомобилях и совместимы с экологическими требованиями Евро 3, Евро 4 а так же системами бортовой диагностики OBD II и EOBD. Системы 5-го поколения называют: «LPI – Liquified Petroleumgas Injection» или «Жидкий Фазированный распределённый впрыск».

В отличии от систем 4-го поколения,- в 5-ом газ поступает в цилиндры в жидкой фазе. Для этого в баллоне находится «газонасос», который обеспечивает циркуляцию жидкой фазы газа из баллона через рампу газовых форсунок с клапаном обратного давления обратно в баллон.

Системы 5-го поколения используют вычислительные мощности и топливные карты заложенные в штатный контроллер а/м, и вносят лишь необходимые поправки для адаптации газовой системы к бензиновой топливной карте.

5-е поколение характеризует наличие отдельных электромагнитных форсунок впрыска газа в каждый цилиндр т. е. полностью аналогично бензиновой системе. Фазу и дозировку впрыска определяет штатный бензиновый контроллер а/м. Важным плюсом систем 3-го, 4-го и 5-го поколения является функция автоматического перехода с газового топлива на бензиновое по окончании бензина или при невозможности использования газа на некоторых мощностных режимах.

К преимуществу систем 5-го поколения можно отнести отсутствие потери мощности и отсутствие повышенного расхода газа, также возможность запуска двигателя на газе при любых отрицательных температурах, ввиду отсутствия необходимости испарять газ перед подачей в двигатель.

К недостаткам системы можно отнести её высокую чувствительность к грязному газу, низкую ремонтопригодность и высокую сложность. Три этих недостатка практически перечёркивают все её преимущества в условиях эксплуатации в России,- степень очистки пропан-бутановой смеси у нас «традиционно» очень низкая 

?

ЛИКБЕЗ ДЛЯ ТЕХ, КТО ХОЧЕТ ВСЁ ЗНАТЬ ПРО ГАЗОВОЕ ТОПЛИВО

!

СЖИЖЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ГАЗ – КАК АЛЬТЕРНАТИВА БЕНЗИНУ

Смесь пропана и бутана, получаемая при перегонке сырой нефти или ее соединений на нефтеперерабатывающих заводах, образует сжиженный нефтяной газ, используемый как автомобильное топливо.

Сравнительные характеристики пропана, бутана и бензина приведены в табл. 1.


Таблица 1

ПАРАМЕТРЫ

ПРОПАН

БУТАН

БЕНЗИН

Химическая формула

C2H8

C4h10

C8H17

Молекулярная масса

44

58

114

Плотность жидкой фазы при температуре 15° С и атмосферном давлении, кгм/м3

510

580

730

Температура кипения при атмосферном давлении, С

-43

-0,5

Не ниже 35

Теплота сгорания в газообразном состоянии, Мдж/м3

85

111

213

Пределы воспламеняемости в смеси с воздухом при нормальных атмосферных условиях, % объема:

Нижний

2,4

1,8

1,5

Верхний

9,5

8,5

6,0

Октановое число

110

95

92

Степень сжатия

10...12

7,5...8,5

8,2

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива, кг

15,8

15,6

14,7


Из данных таблицы видно, что свойства бензина отличаются от свойств сжиженного нефтяного газа (пропана и бутана) углеродным числом, представляющим собой более благоприятное соотношение молекулярных масс углерода и водорода. Углеродное число у бензина — 8, у пропана — 3, а у бутана — 4.

Плотность жидкой фазы, как следует из таблицы, зависит от температуры, с увеличением которой плотность уменьшается в результате теплового расширения, а при атмосферном давлении и температуре 15°С плотность жидкой фазы пропана составляет 510 кг/м3, бутана — 580 кг/м3. Сжиженный газ тяжелее воздуха (пропан в 1,5 раза, бутан в 2 раза). Температура кипения у бензина выше температуры окружающей среды, а сжиженный нефтяной газ закипает при более низких температурах. Это означает, что бензин может быть в баке в жидком состоянии при атмосферном давлении, а сжиженный газ находится в баллоне при давлении, равном давлению его насыщенных паров при данной температуре. Хотя, теоретически, температура кипения бензина выше температуры окружающей среды, он также подвержен испарению, создавая в баке автомобиля повышенное давление.

Из октанового числа очевидно, что сжиженный нефтяной газ обладает значительно лучшей антидетонационной способностью, чем высококачественный бензин. Это позволяет увеличить степень сжатия у двигателей и тем самым улучшить топливно-экономические показатели.

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива показывает, какое количество воздуха необходимо для полного сгорания 1 кг газа. Для газа этот показатель выше, чем для бензина.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СЖИЖЕННОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА

Одним из наиболее важных свойств пропана и бутана, отличающих их от других видов автомобильного топлива, является образование при свободной поверхности над жидкой фазой - двухфазной системы «жидкость-пар», вследствие возникновения давления насыщенного пара, т.е. давления пара в присутствии жидкой фазы в баллоне. В процессе наполнения баллона первые порции сжиженного газа быстро испаряются и заполняют весь его объем, создавая в нем определенное давление. При уменьшении давления газ мгновенно испаряется. Испарение сжиженного газа в баллоне продолжается до тех пор, пока образовавшиеся пары сжиженного газа не достигнут насыщения.

Это свойство пропана и бутана позволяет хранить газ в небольших объемах, что очень важно.

В качестве примера рассмотрим рис. 1:

Давление насыщенного пара бутана составляет 0,1 МПа при 0° С и 0,17 МПа при 15° С, а давление насыщенного пара пропана при этих же температурах 0,59 и 0,9 МПа соответственно. Это различие приводит к значительной разнице в давлении смеси при изменении пропорции пропана и бутана. Давление растет при увеличении температуры, что приводит к большим изменениям объема сжиженного газа, находящегося в жидком состоянии. Следовательно, если сжиженный газ в жидком состоянии полностью заполняет баллон и температура продолжает увеличиваться, то давление будет быстро расти, что может привести к разрушению баллона.


Рис. 1. Зависимость давления насыщенных паров пропана и бутана от температуры

Поэтому никогда не заполняйте баллон жидким сжиженным газом полностью. Обязательно оставляйте паровую подушку, объем которой равен 10% от полной емкости баллона.

Эти два газа (пропан и бутан) различаются между собой температурой кипения, при которой они переходят из жидкого в газообразное состояние. Пропан перестает переходить в газ и остается в жидком состоянии при температуре -43°С, для бутана эта температура равна 0°С.

В условиях холодного климата (или зимой) в сжиженном нефтяном газе — смеси пропана и бутана, предназначенном для использования в качестве автомобильного топлива, должен преобладать пропан для лучшей газификации смеси.

На газозаправочные станции согласно ГОСТу 27578-87, введенному с 1 июля 1988 г., поступает сжиженный нефтяной газ двух марок: летний ГТБА — пропан-бутан автомобильный с содержанием 50 ± 10% пропана, остальное бутан и зимний ПА — пропан автомобильный с содержанием 90 ± 10% пропана.

Изменение давления насыщенных паров Р смеси пропана и бутана в зависимости от температуры в баллоне показано на рис. 2.


Рис. 2. Зависимость давления насыщенных паров смеси пропана и бутана от температуры

Некоторую опасность представляет собой сжиженный газ, попавший на кожу: под действием быстро испаряющегося газа на коже могут возникнуть очаги обморожения.

Теплота сгорания газа несколько меньше, чем у бензина. Однако с увеличением количества подаваемого в двигатель воздуха теплота сгорания несколько увеличивается.

Молекулярная масса сжиженного газа меньше, чем у бензина, и это ухудшает работу двигателя. Поскольку в двигатель сжиженный газ поступает в газообразном состоянии, то по сравнению с бензином уменьшается наполнение им цилиндров (ниже скорость горения газовоздушной смеси) при высокой частоте вращения коленчатого вала двигателя. При уменьшении частоты вращения в двигатель подается меньший объем газа. Таким образом, при работе двигателя на газе его мощность снижается. И в этом один из недостатков газового двигателя. Если мощность двигателя, работающего на бензине, принять за 100%, то мощность двигателя, работающего на газе, будет примерно равна 95%, что приводит к снижению максимальной скорости автомобиля примерно на 4%.

?

НЕМНОГО О КАЧЕСТВЕ ГАЗОВОГО ТОПЛИВА. СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КАЧЕСТВА ГАЗОВОГО ТОПЛИВА.

!

Согласно российскому законодательству в коммерческую продажу должен поставляться газ по ГОСТ 25578-87, но реальное положение дел далеко от идеального.

Так в продажу поступает СУГ с неизвестным химическим составом и названием «ББФ» (бутил-бутиленовая фракция) и с совершенно немыслимыми пропорциями пропан-бутан (бутан не более 5%, пропан не более2%). Использование такой смеси при температурах воздуха ниже +5°С весьма затруднительно поскольку парциальное давление (давление насыщенных паров) ниже минимально допустимого входного (менее 2.5 атм).

Есть и другая крайность называемая «ЛФЖУ» (лёгкая фракция жидких углеводородов). Парциальное давление этого «химсостава» высокое и поэтому проблем с работой не возникает, НО! Калорийность этого состава ниже чем у «ГОСТированого» топлива, и сжигать его приходиться больше

ПОЭТОМУ!!! Энергетическая ценность 1 литра топлива, приобретённая на различных заправках сильно отличается. Соответственно будет отличаться и норма расхода (L/km).

?

МИФЫ О ГАЗОВОМ ОБОРУДОВАНИИ

!

Коллекция заблуждений о газе и газовом оборудовании последнее время перестала пополняться. То ли фантазия иссякла, то ли особого резона нет что-то новое придумывать. Вам должно быть любопытно узнать всю "страшную правду" о газе, а может быть и развеять свои собственные сомнения.

Сначала представьте себе гордо застывший профиль собеседника и процеженное сквозь зубы: "Я зарабатываю достаточно, чтобы ездить на бензине". Исследования показали, что использование газового топлива экономически целесообразно для 30-35% автопарка. А зарабатывать больше (или тратить меньше) не откажется ни один миллионер. Конечно, для настоящих толстосумов выгода меньше "штуки баксов" в один присест вообще не рассматривается, но ведь мы не Рокфеллеры, у нас просто профиль гордый.

Далее идет целый список технических перлов, отстаивая правоту которых авторы норовят периодически использовать кулаки или подручный инструмент в качестве решающих аргументов.

Перл первый (он же основной): "В двигателе прогорает".

При чем в большинстве случаев звучит это именно так как написано, и только в редких случаях технически грамотные люди уточняют, что прогорает не головка блока, не стенки цилиндра, и не та самая прокладка между рулем и сиденьем, а именно выпускные клапаны. Что ж, факт есть факт, и длительность горения газа действительно выше, чем бензина (низкооктанового), и чисто теоретически такое возможно.

Речь идет о том, что в момент открытия выпускных клапанов газо-воздушная смесь в цилиндре еще продолжает гореть и, как следствие, должен происходить перегрев выпускных клапанов. Но:

а) подобное происходит на бензиновых двигателях из-за неправильно выставленного зажигания (и где же тут, простите, газ?)

б) Даже маститые спецы из журнала "За рулем" не смогли доказать правильность этого утверждения (справедливости ради стоит отметить, что и не опровергли).

И наконец:

в) Правильно выставленное зажигание или использование октан-корректора навсегда закроет для Вас этот вопрос.

Вторым идет распространенное утверждение о том, что «Установка системы газового питания ведет к увеличению риска возгорания автомобиля». Ну что тут можно возразить?

Так, в общем-то, оно и есть, поскольку две топливных системы в одном автомобиле - это усложнение конструкции, и если не следить за состоянием трубок и шлангов (что как для бензиновой, так и для газовой системы входит в перечень работ, выполняемых в рамках ТО), то возможно появление неисправностей, которые могут служить причиной возгорания.

Однако, не это вызывает претензии и сомнения. Говорят, как правило, об опасности размещения газового баллона в багажнике, рисуя страшные картины последствий взрыва. И вот что странно: баллон из 3,5-4-х миллимитровой стали, размещенный в багажнике - это страшно и может взорваться, а топливный бак, по толщине не сильно отличающийся от консервной банки, расположенный в арке заднего правого крыла у ВАЗ-ов 01-07 - это нормально.

В реалиях, газовый баллон, оснащенный запорной арматурой с предохранительными клапанами способен выдержать сильнейший удар, и даже обрыв магистральных трубок не вызовет сколь-нибудь значительной и пожароопасной утечки.

Разрушение же баллона может произойти лишь в той ситуации, когда водителю и пассажирам будет, увы, безразлично, что произойдет с ними и с машиной после удара. Например, после наезда грузового состава, двигающегося со скоростью в 80 км/ч, на неподвижно стоящий автомобиль.

Подтверждением может служить наличие б/у газовых баллонов во вполне рабочем состоянии на разборках битых иномарок (и машины на разборе не горелые, и баллоны не закопченые).

Разумеется, само слово "ГАЗ" несет в себе некое предупреждение об опасности, однако стоит помнить, что пропан-бутановая смесь, используемая в большинстве автомобилей, в обычных условиях тяжелее воздуха, что предотвращает образование газо-воздушной смеси, а точка воспламенения этой самой смеси выше, чем у смеси паров бензина с воздухом.

Еще ряд вопросов и возражений касается непосредственно «Совместимости систем подачи бензина с газовыми системами».

В качестве примеров приводят пересыхание резиновых уплотнителей и засорение жиклеров у карбюраторных автомобилей, выход из строя форсунок и бензонасоса у автомобилей с инжекторной подачей топлива.

Тут самое время воскликнуть: учите "матчасть" или читайте инструкцию по эксплуатации! Где черным по белому везде написано, что у автомобиля, оснащенного газотопливной системой, запуск двигателя должен осуществляться на бензине с последующим переходом на газ, что топливный бак никогда не должен быть пустым, и что бензонасос на автомобилях с электрическими форсунками не отключают. Экономия на топливе не должна доходить до абсурда, если Вы, разумеется, не хотите пополнить ряды противников газа, предварительно потратившись на ремонт системы подачи бензина.