Переобладнання бензинових упорскових двигунів на газ

Для підвищення паливної економічності, поліпшення динаміки та особливо для зниження шкідливих викидів вихлопних газів двигунів кандидат технічних наук, професор Московського автомобільно-дорожнього інституту Ю. В. Панов у результаті наукових досліджень та багаторічного досвіду роботи з газобалонною апаратурою пропонує переведення впорскуваних автомобілів на газ скраплений нафтовий .

Упорскова бензинова система живлення (рис. 22) істотно відрізняється від карбюраторних та механічних упорскових.

Мал. 22. Система багатоточкового упорскування: 1 - перемикач «Бензин-Газ»; 2 – реле включення бензонасосу; 3 – бензонасос; 4 – паливний фільтр; 5 – бензобак; 6 – регулятор тиску; 7 – ЕБУ; 8 – додаткове реле вимкнення інжекторів; 9 – корпус повітряного фільтра; 10 – запобіжний клапан; 11 – замок запалювання; 12 – узгоджувальний електронний блок; 13 – газовий дозатор; 14 – редуктор низького тиску (газовий); 15 – електромагнітний клапан-фільтр; 16 – датчик температури охолоджувальної рідини; 17 – газовий змішувач; 18 – клапан холостого ходу; 19 – датчик детонації; 20 - лямбда-зонд; 21 – бензиновий інжектор; 22 - датчик положення дросельної заслінки; 23 - дросельна заслінка; 24 - кроковий електродвигун; 25 - витратомір повітря.

Підготовкою суміші та подачею палива в інжекторній системі управляє бортовий комп'ютер.

Кількість палива, що впорскується інжектором (форсункою) (21) визначається сигналами, що надходять на бортовий комп'ютер, званий електронним блоком управління (ЕБУ) (7). Паливо з бензобака (5) подається бензонасосом (3) і надходить далі через фільтр (4) у впускний трубопровід. Напруга на бензонасос подається від замку запалювання черезперемикач (1) та реле (2).

Паливо дозується і впорскується у впускний трубопровід форсунками (21), що знаходяться в ньому, електричний ланцюг яких з'єднаний з ЕБУ. Таким чином, за сигналом ЕБУ змінюється кількість палива у камері згоряння двигуна.

Водій керує режимом роботи двигуна, змінюючи положення дросельної заслінки (23), встановленої перед колектором впуску.

Для керування подачею повітря при закритій повітряній заслінці служить клапан холостого ходу (18), що включає ЕБУ за сигналом датчика положення дросельної заслінки. Інформація про кількість повітря, що надходить у двигун, та інші необхідні дані (становище колінчастого та розподільних валів, температура двигуна, детонація) надходять від відповідних датчиків (16, 19, 20, 22, 24 та 25) в ЕБУ.

Найважливішим сигналом, що забезпечує екологічну ефективність застосування таких порівняно дорогих систем живлення є інформація датчика кисню. Цей датчик служить для непрямого визначення та корекції ЕБУ коефіцієнта надлишку повітря (l) у газах, що відпрацювали.

Існує безліч варіантів важливих і конструктивних схем упорскових систем живлення.

На малюнку 22 представлена схема розподіленого або багатоточкового упорскування. Існують схеми центрального упорскування з одним або двома форсунками на всі циліндри. Системи запалення можуть відрізнятися одна від одної, але вони управляються ЕБУ.

При переведенні на газ упорскових систем необхідно враховувати, що втручання в такі складні системи може вплинути на їхню працездатність і процес підготовки суміші, початок подачі газу та його займання. Якщо не враховувати цього, то при роботі на газі можуть виникнути такі негативні явища, як бавовна в повітряному фільтрі,впускний колектор двигуна, вихід з ладу бензинових форсунок. Іскроутворення відбувається одночасно у двох циліндрах двигуна, а також при великому куті одночасного відкриття впускних та випускних клапанів («перекриття»). Через перебої в іскроутворенні незгоріла газоповітряна суміш спалахує на такті випуску. При цьому система може припинити працювати на бензині.

Перш ніж приступити до переобладнання паливної системи автомобіля, слід проконсультуватися про майбутні роботи з представником заводу-виробника і, зрозуміло, необхідно добре знати бензинову систему живлення.

На впорскові автомобілі можуть встановлюватися системи живлення природного газу компримованого і газу зрідженого нафтового.

Розглянемо особливості переведення газу на прикладі схеми розподіленого упорскування.

Для роботи на газовому паливі необхідно насамперед відключити подачу бензину.

Існує два способи відключення подачі бензину.

Перший спосіб передбачає повне відключення подачі палива. Для цього в ланцюг управління штатним реле бензонасоса (3) встановлюють вимикач. Також у ланцюг управління форсунками (21) встановлюють реле вимикання (8). Таким чином, при перемиканні на газ одночасно відключаються бензинові інжектори та паливний бензонасос.

Другий спосіб не передбачає відключення бензонасоса, оскільки має підтримуватися відповідний тиск бензину, щоб без перешкод перейти з газу на бензин, а також уникнути усихання гумотехнічних виробів системи живлення. При цьому зберігається режим охолодження інжекторів паливом, що циркулює по основній і зливній магістралях.

Для подачі газу використовується газова система живлення, яка відрізняється від карбюраторних.автомобілі тим, що в ній додатково встановлені змішувач (17), дозатор (13) та електронний блок (12). У газовій системі можуть встановлюватися блокування подачі газу під час запуску холодного двигуна та утрудненого запуску газу.

Газовий змішувач (17) встановлюють між повітроводом і корпусом дросельної заслінки. Необхідне співвідношення газоповітряної суміші забезпечує дозатор газу (13). Цей пристрій оснащений кроковим електродвигуном, який за командою блоку (12) змінює прохідний переріз дозатора трубки.

В ЕБУ закладено програму для роботи на бензині, тобто для забезпечення співвідношення 1:14,7, і це необхідно враховувати при переобладнанні впорскових автомобілів на газ. Для забезпечення коефіцієнта l>1 повинні дотримуватися співвідношення між повітрям та газом 1:16,1 (для пропан-бутану) або 1:17,2 (для компримованого природного газу). Щоб не виконувати дороге перепрограмування, для роботи на газі застосовують додаткові узгоджувальні електронні блоки (12). У разі відключення форсунок бензину та низки датчиків, замість них підключають емулятори – електронні пристрої, що імітують роботу бензинових форсунок при переведенні двигуна на газове паливо (вони «обдурюють» ЕБУ, видаючи йому сигнали, що ці відключені прилади працюють нормально).

Досвід переобладнання інжекторних двигунів показує, що для досягнення мети достатньо вимкнути подачу бензину, встановити змішувач та звичайний дозатор газобензинових систем. Однак такий простий спосіб може призвести до негативних наслідків. Так, при роботі на газі інжекторних систем підвищується ймовірність зворотного поширення полум'я у впускний трубопровід, витратомір та повітряний фільтр через раптове збіднення суміші l>1 на перехідних режимах.Можливі бавовни, які можуть зруйнувати корпус повітряного фільтра та пошкодити дорогий витратомір повітря, виконаний із платинового дроту завтовшки 70 мкм. Для запобігання цим явищам встановлюється дозатор, керований ЕБУ через узгоджувальний блок. У корпусі повітряного фільтра встановлюють зворотний запобіжний клапан («хлопушку») 1 - пристрій, що скидає надмірний тиск у трубі впускної в момент бавовни газоповітряної суміші.

Установка інших елементів газобалонного обладнання аналогічна переобладнанню карбюраторного автомобіля за традиційною схемою газу.