Promlebedka.ru

Авто ДРайв
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что происходит с двигателем при работе на газу

Влияние газа на двигатель автомобиля с ГБО

Последнее обновление — 11 октября 2019 в 12:27

В условиях постоянного удорожания нефтяного топлива каждый автолюбитель задумывается, как ездить на автомобиле экономнее. Одной из альтернатив бензину и дизельному топливу является газ, а именно — пропан-бутановая смесь или метан.

Несмотря на все преимущества работы автомобиля на газе, среди водителей наблюдается устойчивое мнение, что эксплуатировать машину на газе не стоит, так как это негативно сказывается на ее силовой установке. Поэтому в данной статье рассмотрим, как влияет газ на двигатель автомобиля.

Еще одно важное преимущество газа — экологичность. Сгорание газа оказывается значительно более чистым, значит и двигатель всегда в чистоте. При этом износ его деталей снижается раза в полтора и, стало быть, ресурс увеличивается примерно на столько же. Уменьшается нагрузка на катализатор, чище выхлоп и, соответственно, воздух на улицах. В общем, плюсы в части экологии и экономии значительные, однако достигнуты они могут быть лишь при соблюдении ряда условий.

Первое — это повышенный контроль за температурой движка. Дело в том, что газ при сгорании выделяет несколько меньше энергии, чем бензин. Значит, его расход будет на 7—10% больше, при тех же нагрузках. А вот температура в цилиндрах при сгорании газа выше, чем при горении бензина.

Это приводит к большему нагреву седел клапанов, самих клапанов и головки блока. Что на двигателях старой классической конструкции зачастую вызывало трещины в тарелках клапанов, «выгорание» седел и повреждения верхней части цилиндров. На современных моторах используются более термостойкие материалы, и такие проблемы хотя и сведены до минимума, но до сих пор полностью не изжиты.

Второй момент — выбор моторного масла. Долгое время считалось, что двигатели, переоборудованные под газ, не нуждаются в специальных маслах. Но современный очищенный газ содержит малое количество серы, влияющей на скорость старения моторного масла. А стало быть, нет необходимости в нейтрализации большого количества агрессивных веществ, образующихся в процессе сгорания.

Для таких случаев подходят масла с низкой щелочностью, а бонусом является то, что низкощелочные масла обладают еще и малой зольностью. То есть дают малое количество абразивных частиц при сгорании и дополнительно уменьшают износ двигателя.

Поэтому для двигателя, переоборудованного под газ, прекрасно подходят масла классов Low SAPS&Mid SAPS, изготовленные на базе термически устойчивого современного гидрокрекинга (НС-синтетические). К таковым, например, следует отнести современные продукты линейки Тор Тес, выпускаемые фирмой Liqui Moly. Они уже поставляются и в Россию, а на их «газовую» спецификацию указывает специальный стикер CNG/LPG.

Работа двигателя во время езды на газу. Технические решения для снижения рисков прогара клапанов.

Что такое газ и что происходит во время горения газа? Сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан) является производной нефти и по параметрам горения очень похож с бензином. Основное отличие газа и бензина – его плотность: 1 литр пропан-бутана имеет удельный вес около 0,5 кг, 1 литр бензина около 0,75 кг. Из-за этого на нормально работающей системе расход газа на 10-20 % выше бензинового.

Есть мнение, что газ «сушит», приводит к ускоренному износу двигателя. Эта «страшилка» не соответствует действительности и идет со времен, когда использовалось еще простое газовое оборудование. В карбюраторе находились резиновые уплотнители, которые при подаче газа рассыхались, так как газ более агрессивно действует на резину, чем бензин. В современных двигателях с инжекторной системой подачи топлива резиновых уплотнителей, с которыми газ вступал бы в прямой контакт – нет. Поэтому современный двигатель газ – не “сушит”.

В последние годы газобаллонное оборудование абсолютно нормально работает на всех двигателях и при нормальной эксплуатации ресурс двигателя зачастую выше. И можно смело заявлять о возможности установки газового оборудования на любой двигатель внутреннего сгорания.
Скорость горения пропан-бутана почти равна бензиновой, однако есть одна очень важная характеристика газа… Жидкий бензин, попадая на впускные клапана, на стенки цилиндра и поршень, испаряется, а также поглощает температуру.

При повышенных нагрузках на двигатель это свойство часто используется автомобильными конструкторами, чтобы снять температурную нагрузку с двигателя (при этом растет расход бензина пропорционально скорости). В отличии от бензина, газ попадает в камеру сгорания в испаренном виде (начиная с 5 поколения ГБО он испаряется во впускном коллекторе). Поэтому при повышенных нагрузках газ не способен так же хорошо снимать термо нагрузку в двигателе. И это может привести к более быстрому износу клапанов и седел в головке блока цилиндра.

На практике это происходит так: Вы часами едете на скоростях свыше 150 км в час, при этом кратковременные обгоны не в счет. Двигатель работает в режиме повышенной нагрузки в котором, на бензине, подается топливо в излишке (богатая смесь) чтобы “охладить” поршневую группу. Газ на это не способен и металл начинает нагреваться до более высоких температур.

Это приводит к тому, что процесс износа металла ускоряется, и он становиться менее прочным. У автомобилей, которые ездят на трассе быстро и без наблюдения при плановом обслуживании ГБО могут появиться определенные сложности уже через 70-100 тыс. км пробега в виде тяжелого запуска двигателя/вибраций на холостом ходе и впоследствии прогара клапанов. У городских автомобилей таких проблем практически нет.

ПРИ РЕШЕНИИ УСТАНОВИТЬ ГБО ГЛАВНОЕ ЗАПОМНИТЬ ВАЖНЫЙ МОМЕНТ: Газовое оборудование ставится, чтобы экономить. Для спортивной езды (как стиля вождения) газ не подходит. Чтобы избежать прогара клапанов при езде на газе, необходимо избегать повышенных скоростей.

  • Повышенные скорости для бюджетных и среднего класса автомобилей – это 135+ кмчас.
  • Повышенные скорости для автомобилей премиум класса 150-170 кмчас.
  • Для автомобилей немецкой автомобильной промышленности 190-220 кмчас.
Читать еще:  В пылесос в двигатель попала вода что делать

Какие возможные технические решения для снижения рисков прогара клапанов при езде на газе?

Решение №1 Исключение механических и электронных погрешностей ГБО.

В газобаллонном оборудовании BRC, благодаря тому, что все компоненты были разработаны одним производителем, возможно использование очень сложных и тонких алгоритмов, которые позволяют избежать проблем с клапанами, а именно:
1. Высокоточная электроника точно и быстро производит расчет необходимой порции газа для каждого отдельного цилиндра
2. Газовый редуктор точно и стабильно обеспечивает подачу подогретого должным образом газа при постоянном давлении.
3. Газовые форсунки не подвержены загрязнению и тем самым сохраняют свои первоначальные параметры многие годы (но помните, что нужно раз в 10 тысяч км производить плановую замену фильтров). Так как в газовом блоке управления содержится информация о параметрах производительности форсунки, возможно применение очень интересного алгоритма сохранения клапанов (головки блока цилиндра)

Решение №2 Внедрение специальных алгоритмов в газовой электронике.

Это очень интересный момент, который раньше практиковался в ручном режиме с меньшей точностью из-за того, что использовались постоянно разные комплектующие, с разбросом характеристик.

В электронике ГБО BRC было применено два очень точных и продуманных алгоритма.
Алгоритм №1 VSR – Valve Seat Recession ( дословно “усадка седел клапанов”). Суть данного алгоритма в том, что установщик выставляет (если знает что и как делать) порог оборотов и нагрузки двигателя, после которых газовый блок управления ГБО начинает замещать часть газа и подавать вместо него порцию бензина.
Внимание: двигатель не переходит на бензин выше определенных оборотов…вместо этого происходит подача микро доз бензина и только при достижении определенной нагрузки. Этот алгоритм возможно реализовать только, если вы знаете точную дозировку газовой форсунки, характеристики редуктора. С ГБО BRC это возможно. Так же благодаря этому режиму возможна установка ГБО на скоростные/спортивные автомобиля без ущерба ресурсу.

Алгоритм №2 Leaning in open loop strategy (дословно “обеднение смеси при разорванной петле” лямбда регулирования). Подавая в избыточном количестве бензин, он будет отбирать тепло с мест, где слишком жарко(во время испарения). На газе этого сделать эффективно не удастся (на 6 поколении ГБО это возможно), так как в камеру сгорания он попадает уже испаренным. При этом в прямом смысле газ при повышенных нагрузках вылетает в выхлопную трубу и нагружает катализатор (который должен дожечь избыточное топливо). Суть данного алгоритма в том, что установщик может убрать излишки газа в режимах повышенных нагрузок, а газовая электроника это сможет четко реализовать. На некоторых автомобилях речь идет о 20, а иногда и о 30% уменьшения расхода на газе на режимах разгона и повышенной нагрузке. Именно поэтому на ГБО BRC, возможно очень точно настроить параметры расхода газа.

Частые поломки — важный повод отказаться от ГБО

Существует определенный миф, который говорит о том, что владельцы машин с газобаллонным оборудованием гораздо чаще становятся посетителями специализированных станций обслуживания. Сама установка имеет свойство приносить неприятности. Также электрическая часть машины может оказаться не самой надежной и требовать регулярных визитов на сервис. Но в целом это довольно спорное заявление, и все зависит в большей степени от подхода к выбору комплектующих при подборе системы ГБО, а также от качества обслуживания. Профессионализм мастера при установке сыграет важную роль.

Выделяют такие возможные проблемы:

  • неровная работа двигателя после установки ГБО, которая часто даже при переключении на бензин оказывается актуальной, нужно проверять электрические подключения, искать плохой контакт;
  • повышенный расход газа, что сводит на нет все старания сэкономить деньги на эксплуатации машины, это проблема, которую можно решить правильной настройкой установки ГБО;
  • необходимость дополнительно обслуживать машину 1 раз в 10 000 км или каждый год, меняя несколько фильтров и заказывая диагностику транспортного средства специалистам (дополнительные расходы);
  • поломки, связанные с датчиками в системе ГБО, это часто приводит к проблемам с точки зрения эксплуатации машины, появляются непредвиденные отказы, неровная работа, провалы, машина может глохнуть;
  • запах газа в салоне или возле автомобиля — распространенная проблема, которую можно регулировать с помощью правильной настройки и эксплуатации газовой установки на вашем авто.

Как видите, проблем действительно может быть много, но выгоды также присутствуют. Да и решить все эти трудности можно достаточно просто — найдите хорошего мастера, выполните диагностику и получите больше информации о том, что именно происходит с вашим автомобилем в определенные моменты. Устранить неполадки газобаллонной системы можно довольно просто, ее конструкция не такая сложная. Даже в последнем 5 поколении все стандартно и не вызывает особых проблем в обслуживании. Это один из поводов забыть о большинстве проблем и ставить газ на машину для экономии.

Альтернативное топливо или бензин?

В последнее время в всем мире популярна установка газобаллонного оборудования на автомобили для работы на менее дорогостоящем чем бензин виде топлива — пропан-бутан. Преимущество газового оборудования на альтернотивном топливе это конечно цена топлива — примерно в два раза дешевле бензина. Но не стоит забывать и о других достоинствах установки ГБО в Промкриоген г. Тольятти.

Ресурс двигателя. Если посмотреть на физические свойства — октановое число газа 102-105, то мы понимаем что это практически полностью исключает детонацию при работе двигателя в разных режимах нагрузки. Соответственно, если детонации нет, то и износ двигателя меньше.

Двигатель, эксплуатируемый на газе, более защищен: при сгорании в поршневой системе, газ не смывает масло со стенок цилиндра. Мало кто знает, что при езде на газе масло сохраняется в более чистом виде и может эксплуатироваться дольше чем на бензине в 1,5 раза и при этом сохраняет все свои свойства. Это означает, что двигатель имеет меньше трения в поршневой подгруппе в связи с чем повышается ресурс двигателя по сравнению с работой на бензине. Есть и другие достоинства установки ГБО на авто.

Читать еще:  В холодное время включается вентилятор охлаждения двигателя

Газ сгорает немного медленнее, чем бензин, что снижает нагрузки на поршневую группу и коленчатый вал, двигатель работает «мягче». Газ поступает в двигатель в паровой фазе, поэтому он не смывает масляную пленку со стенок цилиндров и не разбавляет масло в картере.

Также газ не содержит вредных примесей (свинец, сера), которые на химическом уровне разрушают детали камеры сгорания, каталитический нейтрализатор и лямбда-зонд. В сумме все эти факторы продлевают срок службы двигателя на 30-40%, масла и свечей — в два раза, и как следствие значительно снижают не только эксплуатационные, но и ремонтные затраты.

Страхи об опасности ГБО?

Но дело в том, что бензин и пары бензина поджечь значительно легче, чем поджечь газ т.к. газ в баллоне находится в жидком состоянии и при попадании в атмосферу быстро испаряется, что практически исключает какое-либо возгорание. А прочность газового баллона на несколько порядков выше, чем прочность бензобака. Информация о возгорании машины с установленным ГБО на деле оказываются примерам грубейшего нарушения правил эксплуатации газового оборудования. Вплоть до розжига в салоне газовых горелок и поиска утечки в местах соединения открытым пламенем. К неприятностям также может привести эксплуатация автомобиля с явно неисправным оборудованием. Однако это ни чуть не отличается от подобных примеров эксплуатации машин с неисправной системой подачи бензина. Только запах газа чувствуется раньше и острее.

Многократные эксперименты зарубежных и отечественных специалистов подтвердили, что исправное оборудование не представляет опасности при нормальной эксплуатации и менее опасно, чем бак бензина при аварии.

Экология и окружающая природа

Ну и наконец благодаря отсутствию вредных химических примесей (свинец, сера) и более полному сгоранию топлива использование альтернативного топлива более экологично, известно что автомобиль оборудованный ГБО намного меньше загрязняет воздух и окружающую владельца автомобиля природу.

В итоге при использовании альтернативного топлива мы получаем:

1. Ресурс двигателя может быть продлен, если его перевести на газовое топливо

2. Перевод автомобиля на газовое топливо не требует конструктивной переделки двигателя и автомобиля в целом

3. Газовое топливо продлевает работоспособность двигателя

4. При работе двигателя на газовом топливе происходит более полное сгорание газовоздушной смеси, благодаря чему улучшаются условия смазки трущейся пары цилиндр — поршневые кольца, так как газовое топливо не смывает масло с их стенок и не растворяет его

5. Вследствие уменьшения углеродистых осадков не накапливаются смолистые отложения в камере сгорания, и поэтому уменьшается нагарообразование на головке блока и на поршнях

6. Масло при работе двигателя на газе можно менять реже, чем при заправке бензином, так как оно не разжижается, в меньшей степени подвергается загрязнению и дольше сохраняет свои свойства

7. Снижается и расход масла на угар

8. Межремонтный пробег газового двигателя более продолжительный по сравнению с бензиновым. На газовом двигателе увеличивается срок службы свечей зажигания

9. Применение газового топлива заметно снижает суммарную токсичность отработавших газов (выхлопа)

10. Благодаря лучшему смесеобразованию газа с воздухом и более равномерному распределению смеси по объему цилиндра повышается КПД двигателя, он работает мягче и тише

11. Ни в одном режиме не возникает детонация

12. Двигатель, работающий на газе, требует минимальной настройки

13. При выработке газа двигатель останавливается не сразу, а прекращает работу через 2-4 км пробега. Для владельцев иномарок, двигатели которых рассчитаны на высокооктановый, а стало быть и дорогой бензин, использование газа может быть неплохим выходом из положения

13. Использование альтернативного топлива более экологично

Схема ГБО на авто

Подробнее о поколениях ГБО

Некоторые недостатки от предыдущего поколения остались и в ГБО 2. Например: в некоторых режимах работы автомобиля отсутствует обратная связь с двигателем, по-прежнему не исключено возникновение обратных вспышек газа в коллекторе, а при неправильной регулировке качества пропанобутановой смеси и метана, или угла опережения зажигания, возможно повреждение частей двигателя.

В комплектации ГБО 2 для инжекторных двигателей появились несколько изменений. Итак, ГБО второго поколения включает следующее оборудование:

Блоки управления и высокого давления;

Электромагнитный клапан газа, бензиновый клапан;

Дозатор и устройство для заправки;

Электропроводка, газовая магистраль.

Необходимо отметить следующее: европейская классификация относит ГБО 2 к первому поколению (стандарт ЕВРО 1). В странах Европы на автомобили устанавливаются системы 3 — 5 поколения, по причинам как безопасности, так и экологичности.

В систему ГБО 2 было внесено несколько изменений, призванных обеспечить обратную связь с двигателем, доверив некоторые элементы управления электронике. Также в 3 поколении практически полностью исключена возможность детонации; электронный блок регулирует концентрацию газовоздушной смеси при разных режимах работы мотора. Таким образом, была частично устранена проблема с повреждением элементов двигателя.

Рассчитано ГБО 3 на карбюраторные и инжекторные двигатели, принцип работы остался схожим с ГБО 2.

Комплектация ГБО 3 обновилась за счет дозатора с шаговым электродвигателем, вместо регулировочного болта и, собственно, самого блока управления новым дозатором.

Оборудование ГБО 3:

Клапаны — бензиновый, газовый и мультиклапан;

Смеситель газовоздушный электромеханический;

Дозатор, заправочное устройство;

Газовая магистраль и блок высокого давления.

В ГБО 3 (по европейской классификации — 2 поколение), в результате переделок, призванных устранить проблемы ГБО 2, появился существенный недостаток, фактически «похоронивший» все усилия. Обратная связь имеет настолько медленную реакцию, что работа двигателей в переходных режимах работы стала совершенно неэффективной. Дальнейшие попытки отладить работу системы, привели к созданию четвертого поколения.

Читать еще:  Nissan almera classic какое масло лить в двигатель

4 поколение появилось на смену имевшему множественные недочеты третьему и по основным показателям удовлетворяет современные требования к экологичности, безопасности; обеспечивает достаточную мощность двигателя. Возможность детонации исключена полностью, установка возможна на любые автомобили.

ГБО 4 имеет ключевое отличие от предшественников: распределенный впрыск смеси осуществляется ЭБУ, работа которого согласована с контроллером мотора. ЭБУ также осуществляет управление газовыми форсунками, при снижении давления газа до критического уровня — переводит работу двигателя на бензин. Запуск же всегда осуществляется с бензина с автоматическим переходом на газ после прогрева. Изменение принципа работы в лучшую сторону налицо.

ГБО четвертого поколения состоит из:

Газовые фильтра (как тонкой так и грубой очистки);

Газовые магистрали (заправочная, расходная), электропроводка;

газовый клапан, мультиклапан;

Рампа с жиклерами и газовыми форсунками;

Температурные датчики и заправочное устройство.

Возможный дополнительный узел — Вариатор угла опережения зажигания.

Преимущества ГБО 4 неоспоримы: расход газа экономнее, падение мощности двигателя незначительно, эксплуатация практически не отличается от работы на бензине и нет хлопков при работе двигателя. Из минусов можно отметить увеличение расхода бензина за счет запуска. В целом, на данный момент 4 поколение является самым оптимальным вариантом ГБО.

Стабильная работа ГБО 4 поколения характеризуется исключением возможности детонации, сохранением динамики автомобиля при переключении на газ (как автоматическом, так и ручном), устанавливается практически на любые машины и отвечает европейским требованиям безопасности и экологии. Это никоим образом не помешало разработчикам и производителям систем газового оборудования продолжить стремиться к совершенству.

В 5 поколении ГБО редуктор-испаритель исключен из перечня оборудования. Также внесены коррективы, связанные с внедрением технологии, позволяющей осуществлять жидкий впрыск газовой смеси (Liquid Propane Injection) непосредственно через бензиновые форсунки (в 6 поколении). ЭБУ осуществляет контроль над всей системой, а газотопливный насос впервые устанавливается в баллоне.Таким образом, преимущества газового оборудования в сравнении с бензином проявляются в полной мере.

Электронный блок управления;

Электропроводка, газовая магистраль;

Заправочное устройство и газовый насос;

Газовые форсунки, тумблеры переключения.

Отличия и преимущества ГБО 5. Самое значимое усовершенствование, это, несомненно, сохранение мощности двигателя и возможность «газового» запуска, без расходования бензина, плюс системы впрыска TFSI, GDI и другие. Повышение показателей экономичности за счет появления обратной магистрали — излишки подаются обратно в баллон — также немаловажно. Как и возможность вмонтирования датчиков управления насосом в дверь водителя, при ее открытии насос начинает процесс нагнетания газовой смеси в систему.

Самая высокотехнологичная на сегодняшний день система ГБО 6 еще в стадии разработки и тест-драйвов, но уже сейчас можно сказать, моторы, оборудованные ГБО 6, смогут быть монотопливными.

А как на счет газа?

Когда мотор работает на бензине, седла клапанов испытывают температурные нагрузки равные — 300-350 °С, а «тарелки» и того больше – 800-900 °С. Когда мотор работает на газу, температура сгорания топливной смеси повышается на

50-70 °С, что, как вы понимаете, частично сказывается на сроке службы и состоянии клапанов. Однако не настолько, чтобы клапан прогорал или разрушался. Значительно больше повышается температура на поверхностях клапанов в случае бедной смеси, в таком случае температура сгорания топливной смеси увеличивается на 200-250 °С, а это уж точно вызовет прогар клапанов и скорое их разрушение. Кроме того, когда сгорает газ, в продуктах сгорания не образуется углеродистых остатков, которые ложатся тонкой пленкой на поверхности и защищают клапан и седло от механических повреждений. Поэтому металлические поверхности работают при высокой температуре в прямом контакте друг с другом. В этих точках соприкосновения металл оплавляется и происходит разрушение поверхности. При этом меняется геометрия детали и теплообмен, нарушается плотность прилегания клапана, это особенно опасно, в случае, когда мотор длительное время работает с большими нагрузками.

ГОСТы стеной

Как раз официальное оформление документов на ГБО сейчас больше всего угрожает масштабному проекту Минэнерго. С 1 июля этого года в России вступает в силу ГОСТ «Автомобильные транспортные средства единичные. Методы экспертизы и испытаний для проведения оценки соответствия». Он определяет новые процедуры проверки соответствия (требованиям регламента «О безопасности колесных транспортных средств») для автомобилей, у которых вносятся изменения в конструкцию. Теперь автомобили, оборудуемые ГБО, необходимо в обязательном порядке предоставлять в аккредитованные испытательные лаборатории — таких организаций в России всего около 20. Грядущий ажиотаж, вызванный субсидиями на переоборудование автомобилей, породит огромные очереди в этих немногочисленных испытательных центрах, куда придется свозить автомобили со всей страны.

Чрезвычайно затянута и сама процедура получения разрешения на оборудование в этих лабораториях. Автомобилист обязан предоставить в испытательный орган 10 различных документов и уплатить взнос 8–20 тыс. рублей. Ожидание согласования составляет 15–20 дней. После нужно снова предоставить автомобиль на техосмотр и зарегистрировать внесенные изменения в ГИБДД. Решить эту проблему поможет перевод процедуры и документооборота в цифровой формат, полагает независимый эксперт и консультант в области автопрома Сергей Бургазлиев.

— Целесообразно введение единой информационной подсистемы и единого процесса электронного документооборота между заявителем и всеми участниками цепочки. Эти процессы и электронный документооборот необходимо определить не только для переоборудования машин, но также для выделения участков, строительства объектов газозаправочной инфраструктуры, с участием всех заинтересованных лиц как на региональном, так и на федеральном уровне, — отметил Бургазлиев.

Оцифровать процедуру возможно в рамках системы транспортного экологического мониторинга (СИТЭМ), которая обозначена в «Стратегии развития автомобильной промышленности до 2025 года», полагает эксперт. Помимо экономических показателей перевод части автомобилей на газ должен положительно сказаться на экологии городов. В среднем автомобили, работающие на метане, выбрасывают на 30% меньше вредных веществ, нежели машины с дизельными и бензиновыми моторами.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector