Система «ЭКОГАЗ»
Компания «ЭКОГАЗ», входящая в ЗАО «Плазменные технологии» и имеющая представительства в Москве и Новосибирске, предлагает систему «ЭКОГАЗ», разработанную кандидатом технических наук, доцентом кафедры «Эксплуатация и ремонт автомобилей» Сибирского автомобильно-дорожного института А.П. Елгиным с использованием результатов современных научных исследований и многолетнего опыта работы с автомобильной газобаллонной аппаратурой. Основной элемент системы - редуктор-испаритель PEGAS - также представляет собой оригинальную разработку. Кроме него в системе могут быть использованы редукторы-испарители LO gas (Италия) и GMS-90E (Голландия).
Система обеспечивает работу на сжиженном нефтяном газе автомобилей с карбюраторными двигателями рабочим объемом до 3 л.
Отличительные особенности системы «ЭКОГАЗ»:
- надежный пуск на газовом топливе как холодного, так и прогретого двигателя;
- стабильная частота вращения коленчатого вала двигателя при работе на холостом ходу в режиме прогрева и при рабочей температуре;
- высокая чувствительность газового редуктора, оснащенного сервоприводом клапана второй ступени, обеспечивающая «беспровальный» переход от минимальной частоты вращения холостого хода к нагрузочным режимам и динамичный разгон при любом типе газосмесительного устройства, делает возможным использование аппаратуры на автомобилях с инжекторными системами питания без ухудшения характеристик двигателя при работе на бензине;
- стабильные, отвечающие современным требованиям рабочие параметры и характеристики независимо от состава газового топлива и температуры окружающего воздуха (погодных условий). РЕГУЛИРОВКИ ДОСТАТОЧНО ПРОВЕСТИ ТОЛЬКО ПРИ МОНТАЖЕ ГБА;
- высокий уровень безопасности обеспечен применением электронного блока управления газовыми электромагнитными клапанами, собранного из современных импортных электронных компонентов.
Основные элементы системы - электронный блок управления, редуктор-испаритель и смесители представляют собой собственные разработки, сконструированные с учетом достоинств аналогов лучших зарубежных фирм, специализирующихся на газобаллонном оборудовании. Средняя наработка элементов системы до отказа - не менее 10 ООО км пробега автомобиля. Срок службы системы - не менее 10 лет. Срок службы резинотехнических изделий - не менее 2 лет или не менее 30 ООО км пробега автомобиля.
Система может поставляться в различной комплектации. На рис. 10 приведена комбинированная схема, общая для различных вариантов комплектации.
Принцип работы системы «ЭКОГАЗ» общепринятый для аналогичных газотопливных систем. Запас сжиженного нефтяного газа хранится в газовом баллоне 2, который заполняется газом через выносное заправочное устройство 1 и (или) наполнительный вентиль 6 блока арматуры 4. Через расходный вентиль 5 газ поступает в подкапотное пространство к магистральному электромагнитному газовому клапану 16, совмещенному с фильтром, очищающим газ от механических примесей, и затем поступает в редуктор-испаритель 7. В редукторе-испарителе происходит испарение газа со снижением давления до значения, близкого к атмосферному давлению. Для испарения газа в редукторе-испарителе в качестве теплоносителя используется жидкость из системы охлаждения двигателя, подводимая по резинотканевым шлангам. Из редуктора-испарителя газ в парообразном состоянии поступает в карбюратор-смеситель 9 (карбюратор, оснащенный дополнительным устройством - смесителем газа). В карбюраторе-смесителе происходит приготовление газовоздушной горючей смеси для подачи в цилиндры двигателя.
Состав и количество газовоздушной смеси изменяются автоматически в зависимости от нагрузки и режима работы двигателя. Поток воздуха, проходящий через диффузоры карбюратора-смесителя, создает в газовом трубопроводе,
Рис. 10. Комбинированная общая схема соединений системы «ЭКОГАЗ»: 1 - выносное заправочное устройство; 2 - газовый баллон; 3 - контрольно-предохранительное устройство (вентиль контроля наполнения и предохранительный клапан); 4 - блок контрольно-запорной арматуры; 5 - расходный вентиль; 6 - наполнительный вентиль; 7 - редуктор-испаритель; 8 - электромагнитный бензиновый клапан; 9 - карбюратор-смеситель; 10 винт регулировки подачи на режиме максимальной мощности; 11 - винт регулировки подачи на режиме частичных нагрузок; 12 - тройник делитель; 13 - катушка зажигания; 14 - винт регулировки подачи на режиме холостого хода; 15 - электронный блок управления; 16 - электромагнитный газовый клапан; 17 - переключатель вида топлива |
соединенном с редуктором-испарителем, разрежение, пропорциональное расходу воздуха. При необходимости количество газа, поступающего в смеситель (обеднение смеси при частичных нагрузках и обогащение при полной нагрузке), дополнительно корректируют при помощи дозирующего экономайзерного устройства или регулировочных винтов 10 и 11, дросселирующих проходные сечения газовых каналов смесителя.
При работе на газе подачу бензина прекращает магистральный электромагнитный бензиновый клапан 8, установленный в бензопроводе между бензонасосом и карбюратором.
Управляют электромагнитными клапанами электронный блок управления 15, размещенный в отсеке двигателя, и переключатель вида топлива 17, устанавливаемый обычно на панели приборов. Электронный блок управления обеспечивает дозированное предпусковое открытие газовых клапанов перед пуском двигателя на газовом топливе и поддерживает их открытое состояние при дальнейшей работе на нем В случае остановки двигателя, независимо от ее причины, электронный блок автоматически закрывает газовые клапаны.
На автомобиле газовая аппаратура системы должна размещаться в соответствии с «Основными требованиями к монтажу автомобильной газотопливной аппаратуры» (ТУ-152-12-008-99). Рекомендуемая схема размещения газотопливной аппаратуры на легковом автомобиле с кузовом типа седан показана на рис. 11.
Газовый баллон 1 обычно устанавливают в багажном отделении легкового автомобиля или на раме грузового. В системе «ЭКОГАЗ» могут использоваться несколько типов баллонов разного размера и вместимости (см таблицу).
Количество газовых баллонов, устанавливаемых на автомобиль, не ограничивается. Каждый баллон должен быть оснащен запорным вентилем. У каждого газового баллона должен быть паспорт (специальная металлическая пластина с паспортными данными, закрепленная на баллоне). В легковом автомобиле баллон обычно устанавливают в багажном отделении Пример установки баллона в багажном отделении автомобиля ВАЗ-2106 показан на рис. 12. Крепление баллона должно предотвращать его смещение или появление остаточной деформации в узлах крепления в результате резкого торможения (ускорения) или при резких
Рис. 11. Рекомендуемая схема размещения газотопливной аппаратуры на автомобиле с кузовом седан: 1 - газовый баллон; 2 - компенсационный изгиб (петля); 3 - выносное заправочное устройство; 4- газопровод высокого давления 5 - т рубка отвода газа из блока контрольно-запорной арматуры 6-бензонасос; 7 - электромагнитный бензиновый клапан; 8 - газопровод низкого давления; 9 - редуктор-испаритель; 10 - смеситель; 11- электромагнитный газовый клапан; 12 - переключатель вида топлива |
Типы и характеристики применяемых газовых баллонов
|
поворотах автомобиля. Баллон должен быть правильно сориентирован согласно метке А на корпусе блока контрольно-запорной арматуры.
Выносное заправочное устройство 3 (см. рис. 11) устанавливают на заднем бампере легкового автомобиля или на раме грузового снаружи автомобиля с правой стороны по направлению движения. Оно не должно выступать за пределы кузова и служит для предотвращения скопления газа при заправке и отсоединении заправочного устройства.
Рис. 12. Крепление газового баллона в багажном отделении автомобиля ВАЗ-2106: 1, 7, 10 - болты крепления; 2 - кронштейн; 3 - выносное заправочное устройство 4 - блок контрольно запорной арматуры, 5 - газовый баллок ГБА 01.00.00.00; 6 - лента крепления баллона: 8 - прокладка; 9 - кронштейн (ложемент) крепления баллона; 11 - стяжной болт; 12 - скоба 13 - трубопровод высокого давления; 14 - переходник со скоростным клапаном; 15 - компенсационный изгиб трубопровода; 16 - заправочные трубопровод А метка для правильной ориентации баллона |
Блок контрольно-запорной арматуры 4 (см. рис. 12) установлен непосредственно на обечайке баллона 5. Его корпус соединен с корпусом баллона шестью винтами через резиновую прокладку (кроме баллона ГБА 01.00.00.00) или посредством конической резьбы в штуцере баллона (ГБА 01.00.00.00). Блок арматуры содержит наполнительный вентиль 6 (см. рис. 10) с которым соединено заправочное устройство (выносное или закрепленное непосредственно на баллоне). В блок арматуры входит также предохранительный клапан (обязателен только для баллонов вместимостью 100 л и более), объединенный с вентилем контроля наполнения баллона в общее контрольно-предохранительное устройство 3 Предохранительный клапан настраивают на начало срабатывания при давлении в баллоне 1,67 МПа и пломбируют при освидетельствовании баллона или при испытании газовой системы автомобиля на герметичность. С газовой магистралью автомобиля баллон соединен через расходный вентиль 5. К расходному вентилю изнутри баллона присоединена трубка отбора жидкой фазы газа, а к предохранительному - отбора паровой фазы.
Кроме того, внутри баллона расположен поплавок с запорным устройством автоматического ограничителя наполнения и указателем уровня газа (кроме баллона ГБА 01.00.00.00).
Электромагнитный газовый клапан 16 (см. рис. 10) с фильтром предназначен для прекращения подачи газа к редуктору-испарителю 7 при работе двигателя на бензине или в случае остановки двигателя (по любой причине), работающего на газе, а также для очистки газа от механических примесей. К корпусу 1 (рис. 13) клапана шпилькой 8 прикреплен стакан 9 с фильтрующим элементом 4 и входным штуцером 7. В верхней части корпуса установлен электромагнит 15 соленоидного типа, управляющий открытием клапана-якоря 16. Клапан-якорь нормально закрытый, прижат к седлу клапана давлением подводимого газа и усилием пружины 13. Центральное отверстие седла клапана сообщается с выходным штуцером 11, расположенным сбоку корпуса 1. На корпусе маркировкой нанесено направление выхода газа.
Электромагнитный бензиновый клапан 8 (см. рис. 10) предназначен для перекрытия бензиновой магистрали карбюраторного двигателя при работе на газовом
топливе. Клапан устанавливают в бензи- 14 15 -
14 / новой магистрали между топливным на-
ЯЯРЧ ТЙШЬ. 16 сосом и карбюратором. Он состоит
из корпуса 1 (рис. 14), электромагнита с запорным элементом - клапаном-якорем 6, входного 9 и выходного 12 штуцеров и винта 10 (см. рис. 10) принудительного механического открытия. Принудительно клапан открывают при отказе электромагнита ввертыванием винта 10 до упора. Для возврата клапана в рабочее положение необходимо вывернуть винт на 2,5 оборота. На корпусе 1 клапана нанесена маркировка, показывающая направление потока бензина.
Рис. 13. Электромагнитный газовый клапан: |
Смеситель газа устанавливают на штатный карбюратор с образованием комплексного узла, называемого карбюратором-смесителем 9 (см. рис. 10). Кар- бюратор-смеситель предназначен для приготовления и регулирования количества газовоздушной смеси, подаваемой в цилиндры двигателя. Смеситель газа может быть выполнен в различных вариантах. В общем случае смеситель представляет собой диффузор, установленный до дроссельной заслонки в потоке воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, с подводом газа от редуктора-испарителя в зону максимального разрежения диффузора. Конструктивно смеситель может
быть выполнен в виде проставки, установленной между корпусом карбюратора и корпусом дроссельных заслонок взамен штатной теплоизоляционной прокладки (рис. 15, а). Другой вариант конструктивного исполнения смесителя - штуцеры-форсунки, выполненные в виде трубок с косыми срезами на концах (рис. 15, б). Эти форсунки вворачивают в специально изготовленные резьбовые отверстия, выполненные в начале расширяющейся части диффузора карбюратора (сразу за самой его узкой частью), при этом срез форсунки направляют по направлению движения воздушного потока (к дроссельной заслонке) для создания разрежения в форсунке проходящим мимо нее потоком воздуха. Еще одним вариантом смесителя газа является так называемый адаптер. Он представляет собой переходник между воздушным фильтром и карбюратором или между фильтром и корпусом дроссельной заслонки (у инжекторных
Рис. 14. Электромагнитный бензиновый клапан: 1 - корпус; 2, 8, 10 - уплотнительные резиновые кольца; 3 - стопорное кольцо электромагнита; 4 - электромагнит; 5 - обмотка электромагнита; 6 - клапан-якорь; 7 - выводы обмотки электромагнита; 9 - входной штуцер; 11 - винт принудительного механического открытия клапана; 12 - выходной штуцер |
двигателей). Конструктивно адаптер - дополнительный диффузор, устанавливаемый в воздушном потоке между фильтром и карбюратором (корпусом дроссельной заслонки) с подводом газа от редуктора в зону максимального разрежения диффузора.
Рис. 15. Смеситель газа: а — вариант смесителя в виде про ставки; б — вариант смесителя в виде штуцера-форсунки 1 - смеситель-проставка; 2 - газоподводящий штуцер; 3 - кор пус дроссельных заслонок карбюратора; 4 - уплотнительные прокладки; 5 - корпус карбюратора; 6, 7 - регулировочные вин ты; 8 - диффузор карбюратора; 9 - дроссельная заслонка 10 - контргайка; 11 - штуцер-форсунка |
Дозирующее экономайзерное устройство предназначено для согласования характеристик смесителя газа и редуктора-испарителя на различных режимах работы двигателя. Дозирующее экономайзерное устройство может быть выполнено отдельным узлом (поз. 12 на рис. 10), который устанавливают в газовый канал между редуктором-испарителем и смесителем, или совмещено со смесителем или редуктором-испарителем. Одним из вариантов дозирующего устройства являются регулировочные винты 10 и 11 (см. рис. 10), дросселирующие газоподво- дящие каналы смесителя газа. Кроме регулировочных винтов в газоподводящих каналах смесителя, на редукторе-испарителе или в газопроводе к смесителю может быть установлено дозировочно-экономайзерное устройство с вакуумным управлением. Оно изменяет проходное сечение для газа в зависимости от значения разрежения в задроссельном пространстве двигателя. Величина хода клапанов дозирующего элемента ограничивается регулировочными винтами.
Электронный блок управления (ЭБУ) 15 предназначен для управления работой электромагнитных газового клапана 16 и установленного на редукторе-испарителе клапана холостого хода. ЭБУ обеспечивает включение электромагнитных газовых клапанов на 1-2 с для предпускового заполнения системы питания газом. ЭБУ также обеспечивает открытие газовых клапанов при пуске и работе двигателя на газовом топливе и их автоматическое закрытие при остановке двигателя. Сигналом для ЭБУ, подтверждающим работу двигателя, служат электромагнитные импульсы с проводов высокого напряжения, улавливаемые витками специального провода-датчика.
Переключатель вида топлива 17 предназначен для переключения напряжения питания на электромагнитный бензиновый клапан 8 при работе двигателя на бензине (при этом на ЭБУ электропитание не подается) или на электромагнитные газовые клапаны (через ЭБУ) при работе двигателя на газовом топливе (при этом на бензиновый клапан питание не подается). Кроме того, переключатель вида топлива позволяет полностью отключить электропитание от всех клапанов (бензиновых и газовых). Напряжение на переключатель подается от бортовой сети автомобиля через дополнительный предохранитель с клеммы, на которой напряжение появляется только при включенном зажигании.
Устройство и работа редуктора-испарителя 7 описаны ниже в разделе «Газовые редукторы-испарители».