Владимир Золотницкий - Автомобильные газовые топливные системы
В автомобилях, оборудованных системой впрыска топлива, используют специально сконструированные смесители кольцевого типа, устанавливаемые в воздушном канале перед дроссельной заслонкой (рис. 18).
Рис. 18. Установка смесителя для двигателей с системой впрыска топлива.
При проектировании смесителей принимают в расчет диаметр воздушного канала перед дроссельной заслонкой, объем двигателя и конструкцию датчика расходомера воздуха.
Рис. 19. Газовые смесители для двигателей с системой впрыска топлива.
Использование смесителей кольцевого типа (рис. 19) облегчает подбор смесителя индивидуально для каждого впрыскового двигателя. В настоящее время изготавливаются разнообразные смесители для более, чем трех десятков типов автомобилей отечественного и иностранного производства. Смесители обеспечивают эксплуатационные и динамические характеристики автомобилей, работающих на газе, минимально отличающиеся от тех же характеристик при работе двигателя на бензине.
ФОРСУНКИ – применяются для подачи газа в цилиндры двигателя, выполнены в виде трубок с определенным внутренним сечением, зависящим от литража двигателя. Они устанавливаются при переоборудовании под газовое топливо двигателей с распределенным впрыском. Их располагают в непосредственной близости с бензиновыми форсунками.
Типовая схема установки газобаллонного оборудования для легкового автомобиля с карбюраторным двигателем
В состав оборудования, устанавливаемого на автомобиль, для работы двигателя на сжиженном нефтяном газе (ГСН), входят следующие элементы (рис. 20): баллон (1), фланец (2), к которому прикреплен блок запорно-предохранительной арматуры (3).
Рис. 20. Схема газобаллонной установки для работы на газе сжиженном нефтяном: 1 – баллон для ГСН; 2 – фланец; 3 – блок запорно-предохранительной арматуры с заправочным устройством и вентиляцией; 4 – шланг к штуцеру водяного насоса; 5 – винт регулировки давления во второй ступени редуктора; 6 – редуктор-испаритель низкого давления; 7 – электромагнитный бензиновый клапан; 8 – шланг подачи бензина; 9 – смеситель; 10 – карбюратор; 11 – винты регулировки; 12 – шланг газовый низкого давления; 13 – переключатель вида топлива; 14 – электромагнитный клапан; 15 – электрическая цепь; 16 – шланг подачи теплой воды от отопителя салона; 17 – вакуумный шланг; 18 – замок зажигания; 19 – предохранитель; 20 – аккумулятор; 21 – катушка зажигания; 22 – электромагнитный газовый клапан с фильтром; 23 – газопровод высокого давления.
Из баллона по гибкому медному (или стальному) газопроводу (23) высокого давления (диаметром 6х1 мм) газ поступает в электромагнитный газовый клапан с фильтром (22).
Газопровод от баллона до моторного отделения укладывают под днищем автомобиля параллельно бензопроводу и фиксируют крепежными скобами с помощью саморезов. Перед подключением к электромагнитному газовому клапану (22) трубопровод снабжают компенсационным устройством (виток трубки диаметром 80 мм), предохраняющим трубопровод от поломок.
Электромагнитный газовый клапан, редуктор-испаритель, смеситель и электромагнитный бензиновый клапан устанавливают в подкапотном пространстве. От электромагнитного газового клапана трубопровод проводят у месту входа газа в редуктор (6). В местах, особо подверженных трению или удару, газопровод высокого давления облицовывают хлорвиниловым или резиновым шлангом.
Соединение редуктора со смесителем (9), устанавливаемого на карбюраторе, производят посредством гибкого армированного шланга (12).
Редуктор монтируют как можно ближе к смесителю и соединяют со смесителем без резких изменений направления соединительного шланга.
Резиновым вакуумным шлангом (17) соединяют патрубок холостого хода редуктора с патрубком карбюратора (или впускным трубопроводом).
Связь бензонасос – карбюратор осуществляется армированным, бензостойким шлангом (8), проходящим от бензонасоса до электромагнитного бензинового клапана (7), и далее – к карбюратору (10).
Для подогрева газа в редукторе разрезают шланг, соединяющий отопитель салона с насосом системы охлаждения двигателя, и подводят к нижнему патрубку редуктора, так как теплая вода должна поступать в редуктор снизу. Верхний патрубок отвода воды из редуктора соединяют шлангом (4) с водяным насосом.
При пуске двигателя газ из редуктора под воздействием разрежения, возникающего во всасывающем тракте двигателя, по шлангу, соединяющему редуктор с дозатором газа (6) рис. 21, обеспечивающим автоматическое регулирование количества газа, подается в карбюраторно-смесительную проставку (5) (в зависимости от режима работы двигателя – холостой ход, частичные нагрузки и полная мощность), что обеспечивает экономичное протекание рабочего процесса.
Рис. 21. Схема размещения газового оборудования на автомобиле: 1 – гофрированные вентиляционные трубки; 2 – герметичная коробка; 3 – запорно-контрольная и предохранительная арматура; 4, 11 – тройники; 5 – смесительная проставка; 6 – дозатор газа; 7 – блок управления; 8 – электромагнитный газовый клапан с фильтром; 9 – редуктор-испаритель; 10 – электромагнитный клапан бензина; 12 – отопитель салона; 13 – кран отопителя салона; 14 – трубопровод высокого давления; 15 – дюралюминиевый баллон; 16 – эжекторы; 17 – переходная трубка; 18 – заправочное устройство.
Далее по шлангу, соединяющему дозатор с карбюраторно-смесительной проставкой, газ смешивается с воздухом, поступающим из воздушного фильтра. Образованная газовоздушная смесь через карбюратор направляется во впускной трубопровод и цилиндры двигателя.
В салоне в удобном месте устанавливают переключатель вида топлива (13) (рис. 20), присоединяя его к источнику напряжения (20) (аккумулятору) через клемму замка зажигания (18) и предохранитель (19). По схеме осуществляют монтаж электрической цепи (15) дополнительного электрооборудования автомобиля, переоборудованного на газ сжиженный нефтяной.
Переоборудование бензиновых впрысковых двигателей на газ
Для повышения топливной экономичности, улучшения динамики и особенно для снижения вредных выбросов выхлопных газов двигателей кандидат технических наук, профессор Московского автомобильно-дорожного института Ю. В. Панов в результате научных исследований и многолетнего опыта работы с газобаллонной аппаратурой предлагает перевод впрысковых автомобилей на газ сжиженный нефтяной.
Впрысковая бензиновая система питания (рис. 22) существенно отличается от карбюраторных и механических впрысковых.
Рис. 22. Система многоточечного впрыска: 1 – переключатель «Бензин-Газ»; 2 – реле включения бензонасоса; 3 – бензонасос; 4 – топливный фильтр; 5 – бензобак; 6 – регулятор давления; 7 – ЭБУ; 8 – дополнительное реле выключения инжекторов; 9 – корпус воздушного фильтра; 10 – предохранительный клапан; 11 – замок зажигания; 12 – согласующий электронный блок; 13 – газовый дозатор; 14 – редуктор низкого давления (газовый); 15 – электромагнитный клапан-фильтр; 16 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 17 – газовый смеситель; 18 – клапан холостого хода; 19 – датчик детонации; 20 – лямбда-зонд; 21 – бензиновый инжектор; 22 – датчик положения дроссельной заслонки; 23 – дроссельная заслонка; 24 – шаговый электродвигатель; 25 – расходомер воздуха.
Подготовкой смеси и подачей топлива в инжекторной системе управляет бортовой компьютер.
Количество впрыскиваемого инжектором (форсункой) (21) топлива определяется сигналами, поступающими на бортовой компьютер, называемый электронным блоком управления (ЭБУ) (7). Топливо из бензобака (5) подается бензонасосом (3) и поступает далее через фильтр (4) во впускной трубопровод. Напряжение на бензонасос подается от замка зажигания через переключатель (1) и реле (2).
Топливо дозируется и впрыскивается во впускной трубопровод находящимися в нем форсунками (21), электрическая цепь которых соединена с ЭБУ. Таким образом, по сигналу ЭБУ изменяется количество топлива в камере сгорания двигателя.
Водитель управляет режимом работы двигателя, изменяя положение дроссельной заслонки (23), установленной перед впускным коллектором.
Для управления подачей воздуха при закрытой воздушной заслонке служит клапан холостого хода (18), включаемый ЭБУ по сигналу датчика положения дроссельной заслонки. Информация о количестве воздуха, поступающего в двигатель, и другие необходимые данные (положение коленчатого и распределительных валов, температура двигателя, детонация) поступают от соответствующих датчиков (16, 19, 20, 22, 24 и 25) в ЭБУ.
Важнейшим сигналом, обеспечивающим экологическую эффективность применения таких сравнительно дорогостоящих систем питания, является информация датчика кислорода. Этот датчик служит для косвенного определения и коррекции ЭБУ коэффициента избытка воздуха (l) в отработавших газах.
