Газовые редуктора на авто пропан 4 поколения
Обзор популярных систем ГБО 4 поколения. Часть I. Выбор ЭБУ
В современной экономической ситуации установка газобаллонного оборудования (ГБО) является весьма актуальной, поскольку окупается примерно через 20 тыс.км пробега, после чего наступает режим экономии.
ГБО бывает двух видов:
● на основе пропан-бутановой смеси, попутного нефтяного газа (ПНГ), который также называют сжиженным углеводородным газом (СУГ), а по-английски это LPG;
● на основе метана, сжиженного (сейчас модно говорить «компримированного») природного газа (СПГ или КПГ соответсвенно), а по-английски это CNG.
Чем отличается пропановое ГБО от метанового?
Основное отличие заключается в рабочем давлении баллона. Если для пропан-бутана это 20 атм (с давлением на испытаниях 30 атм), то для метана это все 200-250 атм (с давлением на испытаниях 300 атм). Также имеется отличие и в октановом числе: для пропан-бутана это 105, а для метана — 110.
Здесь есть два важных замечания.
1. Пропан-бутановые системы ГБО заметно дешевле, чем метановые, в основном из-за стоимости баллона.
2. Число пропановых АГЗС намного больше, чем метановых (например, в Петербурге пропановые АГЗС измеряются десятками, в то время как метановых АГЗС всего 7).
Далее мы будем рассматривать только пропановые системы ГБО 4 поколения (для автомобилей с последовательным распределённым впрыском), хотя по комплектации их отличие от метановых систем невелико.
Все системы ГБО 4 поколения включают в себя следующие компоненты:
1. электронный блок управления (ЭБУ, по-английски ECU);
2. газовые форсунки (по-английски injector), бывают в составе рампы;
3. датчик температуры газа (ДТГ);
4. датчик абсолютного давления газа (ДАД газа, по-английски MAP sensor);
5. фильтр паровой фазы газа (фильтр тонкой очистки);
6. редуктор-испаритель;
7. электромагнитный клапан (ЭМК) подачи газа в редуктор;
8. фильтр жидкой фазы газа (фильтр грубой очистки), обычно идёт в составе редуктора;
9. газовый баллон (цилиндрический или тороидальный);
10. мультиклапан баллона;
11. выносное заправочное устройство (ВЗУ);
12. магистраль трубопровода;
13. кнопка-переключатель газ/бензин.
По каждой позиции есть свои нюансы, однако при правильном монтаже ГБО на качество его работы больше всего влияют:
I. ЭБУ (настройки, калибровки и возможности адаптации);
II. форсунки (скорость открытия и закрытия);
III. редуктор (производительность, стабильность температуры и давления).
Это три главных составляющих успешной работы системы ГБО.
Сводный обзор рынка ГБО
На российском рынке ГБО наибольшее распространение получили следующие компании:
Польские компании
● STAG и местами подозрительно похожий на него Digitronic
● ALEX и немного похожий на него Poletron
● KME, выпускающая оборудование для OMVL
Российская тёмная лошадка
● Alpha
I.1 Зачем вообще нужен ЭБУ?
Для определения момента времени подачи топлива, количества подаваемого топлива и момента зажигания. Иными словами, штатный ЭБУ решает:
1) в какой момент времени подать импульс на топливные форсунки (когда открыть кран?) — это фаза впрыска
2) на какой промежуток времени подать импульс (сколько лить?) — это состав смеси
3) в какой момент времени подать импульс на свечи (когда поджигать?) — это угол опережения зажигания
Казалось бы, это такие простые вопросы, однако для ответа на них штатный ЭБУ делает огромное количество вычислений, принимая во внимание показания от большого числа датчиков.
И самое главное, штатный ЭБУ знает правильные ответы.
I.2 Что делает газовый ЭБУ?
Его задача состоит в том, чтобы грамотно воспользоваться командами штатного ЭБУ. Ведь теперь мы делаем подмену, заставляя штатный ЭБУ думать, что он открывает бензиновые форсунки, в то время как газовый ЭБУ подаёт газ.
У последнего остаются две задачи:
I.2.1 В какой момент открывать газовые форсунки?
Ответ на этот вопрос относительно прост. Опорными точками являются импульсы штатного ЭБУ на бензиновые форсунки. Однако, необходимо учесть два нюанса:
1) время, необходимое для открытия газовой форсунки, заметно больше, чем время открытия бензиновой форсунки;
2) чем длиннее шланги от газовых форсунок до врезок во впускной коллектор, тем больше промежуток времени, необходимый для распространения газового фронта (т.е. тем дольше газ поступает в цилиндры).
Поэтому в газовом ЭБУ внесены соответствующие поправки.
I.2.2 Как долго держать газовые форсунки открытыми?
Ответ на этот вопрос заметно сложнее и требует длительных процедур калибровки, включающих в себя не только сбор бензиновых и газовых карт, но и подбор диаметров жиклёров газовых форсунок, а также давления в газовом редукторе. Если последние две операции в любом случае выполняются мастером исходя из его опыта и получаемых от газового ЭБУ данных, то процедуры калибровки топливных карт могут происходить как в автоматизированном (полуавтоматическом), так и в автоматическом режимах, что зависит от возможностей ПО газового ЭБУ.
Также необходимо отметить, что помимо процедуры калибровки топливных карт существует процедура их адаптации.
I.2.2.1 Что такое калибровка топливных карт?
Это процесс подбора корректирующих множителей (калибровочных коэффициентов), связывающих время впрыска газа с временем впрыска бензина.
Когда двигатель работает на бензине, штатный ЭБУ открывает бензиновые форсунки на определённое время в зависимости от нагрузки на двигатель (грубо говоря, в зависимости от разряжения во впускном коллекторе). При переходе на газ штатный ЭБУ видит изменения в показаниях датчиков и поэтому меняет время открытия бензиновых форсунок (хотя реально они НЕ открываются, т.к. газовый ЭБУ уже перевёл систему на газ). Задача газового ЭБУ состоит в том, чтобы подобрать калибровочный коэффициент для времени открытия газовых форсунок так, чтобы время открытия бензиновых форсунок при работе на газе равнялось бы времени открытия бензиновых форсунок при работе на бензине.
Этот калибровочный коэффициент зависит от нагрузки на двигатель, т.е. от разряжения во впускном коллекторе. Также можно вводить поправки калибровочного коэффициента на обороты двигателя, на температуру и давление газа в рампе.
Калибровка производится как на холостом ходу (это обязательно), так и при движении автомобиля в различных режимах (некоторые установщики этим пренебрегают). После сбора бензиновой и газовой карт производится подбор (ручной либо автоматический) калибровочных коэффициентов, которые записываются в память газового ЭБУ и до следующей калибровки больше не меняются (последующая калибровка может происходить и в автоматическом режиме, например, через каждые 50 моточасов).
Таким образом, калибровка — это дискретный процесс, выполняемый командами оператора (либо ЭБУ при наличии планировщика задач) на основании собранных за определённый промежуток времени данных.
Необходимо помнить, что калибровка газового ЭБУ обязательна.
I.2.2.2 Что такое адаптация топливных карт?
Это непрерывный процесс коррекции времени впрыска газовых форсунок, выполняемый газовым ЭБУ в зависимости от информации, поступающей по различным каналам.
Существуют два вида адаптации:
● универсальная OBD адаптация, при которой время впрыска газовых форсунок корректируется в зависимости от краткосрочной (STFT) и долгосрочной (LTFT) топливных поправок, получаемых от бензинового ЭБУ по CAN или K-Line шине;
● разработанная компанией STAG адаптация ISA (на текущий момент времени существует уже версия ISA3), при которой газовый ЭБУ корректирует дозу газа на основании предварительно собранной примерной карты времени впрыска бензина.
Отметим, что адаптация является необязательным (но желательным) дополнением калибровки.
I.2.2.3 Зачем нужны калибровка и адаптация топливных карт?
Калибровка нужна для того, чтобы автомобиль мог ехать на газе без нанесения повреждений двигателю. Как уже было сказано, калибровка на ХХ обязательна.
Что делать с остальными режимами движения? Здесь два варианта:
1) использование калибровочных коэффициентов ХХ во всех режимах работы двигателя;
2) подбор индивидуальных калибровочных коэффициентов для каждого конкретного режима работы двигателя.
В первом варианте не надо тратить много времени на настройку оборудования, всё делается буквально в течение 15 минут. Недостатком такого подхода является повышенный расход топлива и возможные ошибки двигателя, если для топливных поправок не хватит 25%-коридора.
Во втором варианте придётся потратить час-другой на сбор топливных карт, покрывающих как можно больше режимов работы двигателя. Однако платой за труды является более низкий расход топлива по сравнению с первым вариантом.
Адаптация же нужна для учёта текущих особенностей состояния двигателя и его узлов, а также качества топлива. Когда мы делали калибровку — у нас были новое масло, фильтры и свечи, качественный газ. С тех пор мы проехали уже 10 тыс.км, забыли поменять масло и фильтры, да ещё и газ отвратительный попался. Так вот, чтобы нам заново не калибровать газовый ЭБУ, он может автоматически вносить текущие поправки. Естественно, расход с автоадаптацией будет меньше, чем без неё.
I.3 Обзор рынка газовой электроники
I.3.1 Группа компаний WFS
Все компании этой группы производят свои современные блоки на заводе M.T.M. S.r.l. (который принадлежит BRC?). Поэтому на рынке имеются следующие блоки-близнецы:
— BRC Sequent 32 DE817020 c OBD, DE817030 без OBD (это старший брат-близнец);
— GFi EZ Jet DE817030 без OBD;
— OMVL New Dream DE817075, бывает с OBD и без;
— Zavoli Bora S32 DE817075 с OBD, DE817085 без OBD.
Функционал у данных 32-пиновых блоков одинаковый, отличаются они лишь программным обеспечением (ПО), а точнее — его кривизной и возможностями.
У компании OMVL также имеются альтернативные блоки, выпускаемые на заводе KME:
— Saver 714 без OBD, 734 с OBD.
Не могу не привести отличные обзоры от Электроник Авто на указанные комплекты:
ГБО 4 своими руками. #6 Газовый редуктор, выбор и установка.
Всем здоровья. Продолжу по ГБО 4 своими руками. Хронология установки тут.
1 ГБО 4 своими руками #1. Вступление
www.drive2.ru/c/483205949545251494/
1.1 ГБО 4 своими руками #1.1 Степень сжатия.
www.drive2.ru/c/483671042963800199/
2.1 ГБО 4 своими руками. #2.1 Газовый баллон. Выбор.
www.drive2.ru/c/484235092428849736/
2.2 ГБО 4 своими руками. #2.2 Установка баллона.
www.drive2.ru/c/484599855411363976/
2.3. ГБО 4 своими руками. #2.3 Установка баллона. Работа над ошибками.
www.drive2.ru/l/486932194451784101/
3. ГБО 4 своими руками. #3 Мультиклапан. Выбор, настройка, установка.
www.drive2.ru/c/487325544736621110/
4. ГБО 4 своими руками. #4 Газовая магистраль и ВЗУ.
www.drive2.ru/c/488029507056304296/
5. ГБО 4 своими руками. #5 Врезка штуцеров во впускной коллектор.
www.drive2.ru/c/488971238765494564/
Переходим к важному компоненту системы ГБО – редуктору. №6 по нашей схемке.
Не так-то и много уже осталось).
Основная функция редуктора – испарение газа и поддержка рабочего давления в системе. А именно давление 1-14 атмосфер газа в баллоне (для пропан-бутана в зависимости от наполнения баллона) снижается до давления около 1 атм. Чаще всего на легковых авто используются редукторы мощностью от 90 до 300 л.с. В редукторе важны :
Ремонтопригодность. Редуктор должен быстро и легко разбираться, при этом выбор должен быть в пользу редуктора на который легко купить ремкомплект.
Возможность регулировки выходного давления. Диапазон (0,8-1,8 атм.).
Устойчивость металла к температурному расширению, устойчивость резины к воздействию примесей и габариты.
Редуктор не самое сложное в инженерном отношении устройство. По сути он не сильно отличается от бытовых редукторов и редукторов на баллоны для сварки. Редуктор это корпус с пружинным регулируемым клапаном для понижения давления, с камерой для охлаждающей жидкости двигателя (для редуктора вернее её назвать подогревающей). При испарении газа интенсивно снижается его температура. Поэтому надежное испарение должно обеспечиваться подогревом редуктора газа. Если допустить обмерзание мембран газового редуктора, они скоро потеряют эластичность и прийдут в негодность, потому холодный двигатель нужно заводить на бензине и только после прогрева до 30-50 градусов переходить на газ. Для ГБО4 это контролирует газомозг, для ГБО2 за переключением обязан следить водитель.
По схеме видим, красным выделена жидкая фаза в камере испарения, чем эта камера более «витиевата» и имеет бОльшую поверхность контакта с газом тем лучше (как в любом теплообменнике). Вот этот момент (площадь теплообмена) по-моему мнению отличает более качественные редукторы. С обратной стороны эта камера подогревается ОЖ двигателя. Далее преодолевая усилие регулировочной пружины газ выходит из редуктора и направляется к форсункам. В корпус редуктора вкручивается термодатчик (как правило обычное термосопротивление) а также есть выход вакуума, который соединяется с вакуумом впускного коллектора.
Долго я лопатил нет по поводу Shark-a. И понял что редуктор вполне приличный и купил именно его. Причём 1500 на 200 лошадей, у меня вроде 150 лошадок, но запас не помешает Не столько из-за стоимости, сколько из-за того что есть фильтр и клапан в том же объёме, что и у BRC. Тем более что опытные ГБО-шники утверждают что Shark или как его ещё ласково называют «шарик» копия BRC Genius, а фильтр поляки спёрли у Tomasseto ) но отлично его доработали, вместо 3-х болтов четыре и крышка толстенная, в Tomasseto бывает травит из под крышки после замены фильтра…
Alex (в России Poletron) делает 3 типа редукторов, Shark 1200 на 150лошадок, Shark 1500 на 200 лошадок и Alex Turbot на 320 л.с. 1200 и 1500 абсолютно одинаковые, отличаются только прижимной пружиной, у 1500-го она покрепче)
Под мембраной есть пластиковая крышка, как у OMVL вроде как она служит для более точной регулировки давления. После того, как жидкий газ попадет в испарительную камеру, высвободившееся давление не сразу давит на клапан, а через маленькое отверстие в крышке
Тосольная камера по центру редуктора, достаточно объёмная без узких мест.
Очень порадовал угловой штуцер выхода газа в наборе он мне как раз и подошёл больше чем прямой.Меняется за 2 минуты.
Место под датчик температуры расположено в крышке тосольной камеры, датчик нужно подрезать по резьбе, чтобы вошёл плотненько. Понятно, что лучше это сделать до установки на машину.
Все производители ГБО рекомендуют ставить тосольную магистраль редуктора в параллель печке салона, понятно что до вентиля перекрытия печки, чтобы он никак не влиял на подогрев редуктора. Вот картинка из мануала компании Prince.
. В инструкции к Shark-у есть картинка, которая предписывает ставить редуктор так, чтобы угол на клона от вертикали был не более 45 градусов.
После того как редуктор на месте, примеряем патрубки. Выходящий из печки можно не резать, а просто добавить кусочек сантиметров 7 для тройника, тоже самое и после вентиля на входящем патрубке. Сливаем антифриз, готовим патрубки, чтобы в подкапотке было удобнее.
Остался выход вакуума. На этот тонкий штуцер и патрубок пружинный хомут самое оно. У патрубка 10мм внешний диаметр. Крутить винты не комильфо тут точно. Вакуум потом должен быть соединён с MAP датчиком, а тот в свою очередь с вакуумом впуска автомобиля поближе к дроссельной заслонке. На янгтаймерных хондах всегда есть такой запасной заглушенный выход ))
В общем о редукторе можно будет говорить видимо через год-два. Но первые пару месяцев всё очень мне с ним понравилось. Ну и сложного как видите ничего.
Надеюсь на конструктивные замечания.
Газовая установка 4 поколения, устройство, принцип работы, схема установки
Сегодня мы поговорим про ГБО 4 поколения, особенности конструкции, принцип работы, преимущества перед ранними поколениями ГБО, порядок установки на карбюраторные и инжекторные автомобили, что лучше использовать пропан или бутан. Итак, поехали.
Переоборудование автомобиля под использование газа в качестве основного топлива становится все более актуальным в условия вечно растущих цен на бензин.
Это оборудование позволяет функционировать на более дешевом топливе, без большого вмешательства в конструкцию авто.
С улучшением конструкции автомобиля, а также с ужесточением норм по токсичности, введенных в Европе, которые обозначаются как Евро, модернизировалось и газобаллонное оборудование.
Если ГБО 1 поколения была по конструкции очень простой, без использования электроники, то газовое оборудование 4 поколения – это уже сложное электронно-механическое устройство, хотя суть их работы одна – подача газа в цилиндры двигателя в определенных условиях.
Но у первого поколения газ поступал за счет разрежения, создаваемого в цилиндрах двигателя, и речи о точной дозировке топлива при разных режимах функционирования силовой установки там не шла.
ГБО 4 поколения, конструкция
Попытка сделать точную дозировку газа была предпринята только при создании ГБО 3 поколения.
Но подход к решению точной подачи газа был не совсем удачным, поскольку оборудование данного поколения устанавливалось параллельно штатной топливной системе, и это привело к слабой реализации контроля подачи газа.
Электронный блок, которым оснащался смеситель-дозатор опаздывал со считыванием сигналов с лямбда-контроля, в итоге реакция режим работы силовой установки тоже запаздывал.
Данная недоработка была устранена с появлением ГБО 4 поколения. Конструкция этого оборудования уже не является параллельной для штатной системы, а непосредственно подключается к ней.
С появлением ГБО 4 поколения от шагового дозатора-распределителя, который устанавливался на ГБО раннего поколения, отказались.
Дозировка подачи газа у оборудования 4 поколения уже производится электромагнитными форсунками, что обеспечивает высокую точность подачи количества газа в цилиндры.
Конструкция оборудования 4 поколения такова.
Имеется часть оборудования, стандартного для всех поколений ГБО: баллон с мультиклапаном, магистрали высокого давления, газовый клапан, редуктор и трубопроводы низкого давления.
Помимо этого, в конструкцию включена рампа с установленными в ней электромагнитными форсунками и электронный блок управления, который и осуществляет управление ими.
Также для точности определения некоторых параметров, влияющих на подачу газа, оборудование оснащается датчиками температуры и давления газа.
Принцип работы
Работает газовая установка 4 поколения по такому принципу.
Электронный блок управления подключается к проводке между блоком управления штатной топливной системы и бензиновыми форсунками.
Сигнал, идущий от блока к форсункам, считывается блоком управления газовой системой и на основе данного сигнала производится расчет количества газа, требуемого для подачи в цилиндр в данный момент.
После этого сигнал передается на газовую рампу. Газ в ней находится постоянно под определенным давлением, которое он получил от газового редуктора.
Поступивший на рампу сигнал производит открытие клапана электромагнитной форсункой, и газ поступает во впускной коллектор.
Этот сигнал также и произведет закрытие клапана форсунки, чем обеспечивается высокая точность подачи топлива.
В итоге получается, что управление топливной системой производится штатным электронным блоком управления на основе датчиков лямбда-контроля.
Блок управления газовым оборудованием лишь преобразует сигнал штатного блока под требования, которые нужны для нормальной работы силовой установки на газу.
В этом и заключается особенность работы ГБО 4 поколения.
На выходе с баллона в конструкцию включен фильтр, для улавливания механических примесей в газе.
Газовые магистрали должны выдерживать высокое давление. Газовый редуктор у авто работающего на этом газе имеет две секции, проходя через которые, давление газа снижается до нужного. В остальном конструкция не меняется.
Недостатком использования этого вида газа является большой вес баллонов, что не всегда приемлемо на легковых авто.
К тому же метановых заправочных станций значительно меньше. Но этот газ – дешевле, поэтому его применение более актуально на коммерческом транспорте.
На установках, рассчитанных на использование пропан-бутана, поскольку этот газ находится в сжиженном состоянии, баллон по габаритам и весу значительно меньше.
Редуктор под этот газ имеет только одну секцию. Очистка газа от примесей производится фильтром, включенным в конструкцию после редуктора.
Установка оборудования на инжекторные и карбюраторные авто
Подключение всех элементов ГБО 4 поколения, кроме проводки, сравнительно не сложное. На заданное место устанавливается баллон, от него прокладываются магистрали к газовому клапану.
От газового клапана идут трубопроводы к редуктору. А из редуктора выходит трубопровод, идущий к газовой рампе. От газовой рампы идут трубки к впускному коллектору.
Затем производится подключение электронного блока управления к проводке штатной системы питания.
Установить ГБО 4 поколения на карбюраторные авто можно, но технологически это сделать сложно.
И если установить все элементы, начиная от баллона и заканчивая газовой рампой можно, то проблема возникает в управлении этим оборудованием.
Поскольку штатного блока управления топливной системой у карбюраторного двигателя нет, то и сигнал для управления газовыми форсунками брать неоткуда.
Некоторые умельцы, чтобы оборудование этого поколения на авто с карбюратором работало, начинают с установки датчиков, которые нужны для снятия требуемых показателей – температуры газа и охлаждающей жидкости, давления, лямбда-зонд.
Затем делают самодельные блоки управления, от которого и используется сигнал для блока управления ГБО.
По сути, они создают на карбюраторном двигателе имитацию работы инжекторной системы питания. Но это все очень сложно в реализации.
Поэтому установка данного оборудования на карбюраторное авто для любителя самому является практически неразрешимой задачей, поскольку придется решать множество проблем, которые возникают в процессе подключения оборудования.
Установить ГБО 4 поколения на инжекторный автомобиль самому можно. Нужно лишь правильно разместить все оборудование и выполнить врезку во впускной коллектор, произвести проверку герметичности системы.
Сложнее подключиться к штатной системе питания. Важно не перепутать провода.
Подводим итог
Сейчас ГБО 4 поколения является самым распространенным. При его установке не нарушаются параметры работы бензиновой системы питания.
Высокая точность дозировки обеспечивает более экономичный расход. В случае какого-то нарушения работы оборудования автомобиль автоматически переходит на использование бензина.
Конструкция этого ГБО четвертного поколения является универсальной, что позволяет ее использовать на двигателях с разным количеством цилиндров, нужно лишь подобрать редуктор по производительности и установить рампу с требуемым количеством электромагнитных форсунок.
При этом установка этого оборудования не нарушает заданную норму токсичности. Продолжение, установка ГБО 4 поколения своими руками.