ГБО 4-го поколения

Что такое газобаллонное оборудование 4-го поколения.

1) Выносное заправочное устройство (ВЗУ):

Основное предназначение заправочного устройства – заправка баллонов газовой смесью. Предложенные устройства отличаются высоким качеством, они выполнены из высококачественной латуни, что гарантирует максимально безопасное подсоединения заправочного пистолета к баллону в процессе заправки.

 

Заправочные устройства гбо оснащены обратным клапаном, который исключает любую возможность утечки сжиженного газа. Выносное устройство устанавливается на бампер или кузов автомобиля. Его необходимо защищать от  механических повреждений и загрязнений, поэтому лучше дополнить крышкой. Это позволит сохранить устройство на более длительное время.

2) Баллон:

Назначение в системе:

Баллоны предназначены для хранения сжиженного нефтяного газа (СНГ).

Технические характеристики баллонов:

- Диапазон температуры окружающей среды для эксплуатации –        от -40°C до +65°C;

- Полезный объем газового баллона - 80% от общего объема;

- Рабочее давление - не более 2,0 MПa;

- Давление при испытании – не менее 3,0 MПa;

- Периодичность освидетельствования 1 раз в два года;

- Расчетный срок службы 10 лет;

- Толщина стенки — 3 мм.

- Согласно ДСТУ 3245-95.

Цилиндрические Баллоны.

Тороидальные баллоны внутренняя горловина.


Тороидальные баллоны внешняя горловина (подвесные)


3) Мультиклапан:

Мультиклапан Zavoli уже давно известен в Украине. Отличается высоким качеством.

Мультиклапан Zavoli является одним из компонентов систем ГБО и разработан в соответствии с Европейскими нормами качества. Tomasetto модель AT02 - это многофункциональное устройство для установки на автомобильных баллонах для сжиженного газа. Оснащен следующими аксессуарами:

1. 80% ограничитель;

 

80% ограничитель заполнения является защитным устройством с целью закрыть заправочный клапан, когда 80% бака заполнено.


2. Электронный Индикатор уровня;

 

Выбирается в соответствии с системой, которую устанавливают.


3. Предохранительный клапан;

 

Защитное устройство, которое ограничивает максимальное давление до 2,7 ±0,1 МПа. В клапан встроен предохранительный механизм с пружиной, который способен сбрасывать газ в случае избыточного давления.


4. Устройство для сброса давления;

 

Является защитным устройством. В случае пожара или резкого повышения температуры предохранитель плавится и открывает отверстие для быстрого освобождения газа. Предотвращает таким образом возможность взрыва.


5. Запорный клапан или катушка;

 

Этот клапан позволяет перекрывать поток газа из мультиклапана.


6. Ограничительный электрический клапан (катушка);

 

Расположена катушка на выводе цепи. Блокирует подачу газа в случае обрыва магистрального трубопровода.


7. Обратный клапан на входе;

 

Устройство оснащено двойной системой безопасности. Первый клапан встроен в 80% ограничитель, а второй встраивают во входной патрубок. Служат для предотвращения обратного потока газа из баллона.


8. Ручной клапан;

 

Расположен на выходе. Поддерживает электромагнитный клапан, и дает возможность механически закрыть баллон.


4) Газовая магистраль:

Характеристики:

- Давление максимальное – 30 Бар;

- Температура - -25 градусов + 125 градусов;

- Для установок с пропан - бутаном  LPG;

- Диаметр внутренний – 6 мм и 8 мм;

- Европейский сертификат – R 67-01;

- Страна изготовитель – Италия;

- Производитель – FARO (OMB Saleri).

Термопластик, созданный специалистами компании FARO в результате длительных научных исследований и лабораторных экспериментов. Данный материал действительно уникален, поскольку он позволил вывести качество ГБО на принципиально иной уровень. Термопластик не просто является реальной альтернативой меди, но и заметно превосходит ее по многим показателям.
Наружный диметр магистральной трубки FARO составляет 9,6-12,2 мм, внутренний – 6-8 мм. В ее основе лежит уникальная трехслойная технология, с помощью этой важной детали удалось придать уникальные технические характеристики:

- Внутренний слой из высокопрочного пластика обеспечивает абсолютную герметичность и устойчивость к воздействию агрессивных химических соединений.

- Средний слой представляет собой переплетение высокопрочных нитей. Подобное армирование позволяет придать магистральной трубке гибкость, а также повысить ее устойчивость к механическим повреждениям и максимальный уровень давления.

 

- Наружный слой отвечает за устойчивость к стиранию и любым другим неблагоприятным внешним воздействиям.


Изменения, произошедшие с магистральной трубкой, стали причиной того, что конструкция переходника и соединителей также стала нуждаться в модернизации. В результате ее присоединение к газа топливной системе автомобиля стало более быстрым и надежным. Наличие в комплекте базовых переходников позволяет использовать для присоединения различных элементов стандартные ниппели и гайки.

 

Надежная фиксация магистральной трубки в штуцере достигается благодаря накидной гайке и разрезному ниппелю.


Выглядит это следующим образом: вначале добиваются того, чтобы магистральная трубка плотно прилегала к штуцеру. Затем начинают затягивать накидную гайку, которая постепенно обжимает ниппель, расположенный на конце магистральной трубки. Диаметр штуцера (он изображен с правой стороны) соответствует диаметру стандартной магистральной трубки, изготовленной из меди. Это дает возможность использовать стандартную гайку и ниппель, как это показано на первой фотографии.

Все переходники принято делить на две большие группы:

- для магистральной трубки диаметром 6 мм;

- для магистральной трубки диаметром 8 мм.

В первом случае гайки могут быть под ключ на 15 мм и на 16 мм. Чтобы затянуть переходник, относящийся к данному типу, требуется усилие,                            равное примерно 25 Нм. Во втором случае данный показатель увеличивается до 30 Нм, а используемые гайки подходят к ключу на 17 мм и 18 мм.

Чтобы повысить удобство монтажа, производитель решил включить в комплект дополнительные штуцеры. Независимо от ее диаметра переход от медной магистральной трубки к термопластиковой рекомендуется осуществлять при помощи углового соединяющего элемента. Ее подключение к мультиклапанам или редукторам осуществляется без особых проблем, для этого даже нет необходимости использовать гайки и ниппели, поскольку проводник уже имеет фаску конической формы и цилиндрическую резьбу. Магистральные трубки (независимо от их диаметра) представлены двумя вариантами: прямым и согнутым под углом 90°.

Применение инновационной магистральной трубки из термопластика позволяет:

- повысить устойчивость газотопливной системы в целом к воздействию агрессивных химических соединений;

- увеличить срок службы фильтров за счет того, что уровень их загрязнения существенно снижается.

В заключение отметим, что магистральная трубка FARO успешно прошла технические испытания и получила сертификат соответствия ЕЭК ООН. Это означает, что она может без каких-либо ограничений применяться на территории Украины, России, стран СНГ и Европы.

5) Газовый клапан:

При помощи электромагнитного газового клапана перекрывают или открывают газовую магистраль. Когда электропитание отключается, он должен находиться в закрытом положении. Газовый клапан составляет единую конструкцию с газовым фильтром, предназначенным для улавливания твердых примесей.



6) Газовый редуктор:

 

Редуктор-испаритель является основополагающим элементом любой системы, ее своеобразным фундаментом. Именно по нему с большой долей уверенности можно судить о качестве газобаллонного оборудования в целом. Редуктор-испаритель, называемый также газовым редуктором, используется для решения следующих задач:

- испарение жидкой пропанобутановой смеси (нефтяного газа);

- автоматическое снижение давления до рабочего уровня.

- дозировка горючей смеси (во всех режимах работы).

Редуктор Zavoli Zeta S (250 kW) –Производятся эти редуктора в Италии, и отличаются высоким качеством всех компонентов. Zavoli – популярный редуктор на украинском рынке систем распределенного впрыска и рассчитан на мощность до 340 лошадиных сил (250 kW).

Технические характеристики редуктора Zavoli Zeta S (250 kW):

Мощность - 340 л.с. (250 kW) Выходное давление – 0,6-1,80 бар Вход – D6,8, Выход – D10. Имеет стабильные динамические характеристики, вакуумное управление, стабильное давление. Даже когда происходит резкое изменение режима работы двигателя (максимальная нагрузка, ускорение и торможение) Испарение газа в редукторе очень эффективное и обеспечивает стабильную температуру на блоке газовых форсунок. Для подключения выхода газа и то сольных шлангов, предусмотрены удобные специальные патрубки.

У редуктора также есть аварийный клапан сброса давления, который срабатывает, если в редукторе достигается критическое давление в 4,5 бар.


7) Газовые резиновые шланги низкого давления:


Во время монтажа газовой установки на автомобиль, для подачи газа от редуктора к газовым форсункам или смесителю применяются специальные газостойкие резиновые шланги различного диаметра. Не зависимо от наружного и внутреннего диаметра, все применяемые резиновые шланги для подачи газа, имеют многослойную структуру, усиленную капроновыми нитями. Внутренний слой шланга выполнен из газонепроницаемой резины, внешний устойчивый к воздействию нефтепродуктов, высокой и низкой температуры (от - 30 до +150 градусов Цельсия без потери эластичности), стойкий к стиранию и горению. Выдерживают давление до 10 бар.

8) Датчик температуры и давления газа:

 

Это датчик, измеряющий температуру газа непосредственно в потоке газа. Он объединен с датчиком давления газа, что дай возможность ЭБУ газа делать правильные расчеты и коррекции.

9) Газовые форсунки:

Газовая форсунка (газовый инжектор) - электромагнитный клапан быстрого действия, управляется электронным блоком. Открытие электромагнитного клапана происходит по сигналу ЭБУ, в момент прохождения тока по его катушке.

Газ проходит на электроклапан (форсунку) с редуктора (под определенным давлением). Работа клапана в режиме открытия и закрытия происходит одновременно с вращением коленчатого вала автомобиля и движением поршней в цилиндрах двигателя.

ЭБУ отправляет сигнал на обмотку инжектора, в это время шток электроклапана притягивается к сердечнику в катушке, и газ поступает, сначала во впускной коллектор, а потом - в камеру сгорания двигателя автомобиля. Количество топлива, которое поступает в камеру сгорания двигателя напрямую зависит от времени, открывается электроклапан. Прекращение подачи сигнала ЭБУ на обмотку катушки, приводит к тому, что шток под воздействием пружины возвращается в стартовое положение и перекрывает сопло газового инжектора, завершая подачу газа.

Обеспечение высокой частоты открытия и закрытия газового инжектора при пропуске в каждый дискретный интервал определенно большого объема топливной смеси («скорострельность»), была успешно решена производителями. Существуют различные конструкции электромагнитных инжекторов, запатентованных производителями. Данные конструкции обеспечивают небольшую механическую и электронную инерционность газового инжектора. Сопло для прохода топлива открывается за 0,2 миллисекунды и закрывается за 0,5 миллисекунд, что разрешает работать при частоте до 250 Герц. Инжектор при такой работе имеет ресурс минимум в 100 000 км пробега автомобиля или 360 млн. циклов.

Наиболее простым в использовании и доступным по цене является газовый инжектор. Газ с газом (пропан - бутан или метан и воздух) очень хорошо смешиваются в отличие от бензина и ДТ, благодаря этому давление в рейке газа гораздо ниже, чем в бензорейке, и гораздо ниже, чем в дизельной рейке.

Выбор форсунки зависит от ДВС. ДВС с низким временем открытия клапана выгодно монтировать с низко оборотистыми форсунками (они гораздо дешевле, проще в обслуживании и имеют низкую чувствительность к качеству газа).

«Высокоскоростные» форсунки на высоко оборотистые ДВС дороже, часто отсутствует возможность ремонта, также для них необходима более совершенная система фильтрации газа.

Форсунки имеют такие параметры:

а) производительность - количество топливной смеси, которое может пропустить одна форсунка за единицу времени; (мощность одного цилиндра является ключевой при подборе);

б) время открывания - закрывания форсунки;

в) сопротивление электронной катушки (влияет на установку электронного блока управления);

 

г) дозирование порцией (указывает на качество газовых форсунок).


9) Электронный Блок Управления:

Система последовательного впрыска газа, Zavoli (Европейский бренд), входит в состав последнего поколения существующих на рынке систем по использованию , в качестве альтернативного вида топлива,  GPL (сжиженный нефтяной газ) и CNG (компримированный (сжатый) природный газ) в газовой фазе. Принцип, по которому электронный блок управления газа определяет время (продолжительность) впрыска, осуществляемое на газовые форсунки, основывается на сборе, во время работы на газу, продолжительности (времени) впрыска бензина при полном сопротивлении эмуляции внутри того же ECU (электронного блока управления) газа. Это означает, что управление двигателем оставлено бензиновому блоку управления, в то время как на газовый блок управления возложена задача по преобразованию общих команд первой, для бензиновых инжекторов, в соответствующие команды для газовых инжекторов. В качестве информации, можно сказать, что газовый блок управления преобразует определенное количество энергии, которая должна бы была высвобождаться через бензин, в соответствующее количество энергии, которая будет, на самом деле, выпускаться газом.

Все это сделано таким образом, чтобы система была минимально враждебна по отношению к исходной системе бензина. И чтобы сумела эффективно интегрировать с основными функциями (контроль за надписями, отключение, EGR,  датчика уровня топлива в баке, датчика оборотов двигателя  и т.д.), а также с второстепенными (управление включения климат-контроля, избыточное давление рулевого управления с усилителем, электрона грузка и т.д.) этой системы.

Выполнение преобразования продолжительности впрыска бензина в продолжительность впрыска газа происходит на основе серии параметров, кроме длительности впрыска бензина, полученных от ECU газ:

* давление газа;

* температура газа;

* температура воды двигателя;

* обороты двигателя;

* напряжение аккумулятора.

Главным образом, для поддержания отличной связанности с бензиновой системой, ECU газа осуществляет впрыск газа в тот же цилиндр, на который было собрано время впрыска относительно бензина.
Запуск происходит обычно на бензине но, при аварийных условиях существует вариант запуска на газу при помощи коммутатора. Производя запуск, если коммутатор находится в положении газ, ECU газа (электронный блок управления) контролирует условия, которые должны проверяться для переключения.
Жидкий газ, хранящийся в резервуаре под давлением, зависящим от типа состава (смеси) и от температуры окружающей среды, подается  в редуктор и регулируется до давления на выпуске, большего на 1 бар давления, имеющегося во всасывающих коллекторах.
С момента, когда достигнута минимальная температура двигателя для переключения. Открываются электроклапаны, находящиеся на мультиклапане и на редукторе/испарителе.
Когда также оставшиеся условия прохода проверены (минимальный порог оборотов, ускорение или замедление) система переключает на газ. В этот момент, бензиновые форсунки будут отключены, и электронный блок управления газа начнет управлять газовыми форсунками.
Электрический блок управления газа считывает каждое отдельное время впрыска бензина и переводит его во время впрыска газа для того, чтобы управлять относительным инжектором, установленным в соответствии того же цилиндра.
Инжектор, тем временем, подает правильное количество газа, который попадает во всасывающий коллектор.

В случаи утечки или пропадания выше перечисленных сигналов, ЭБУ автоматически переключается на бензин.

10) Что такое газовое топливо:

Основные свойства сжиженного нефтяного газа (СНГ)

Одним из наиболее важных свойств пропана и бутана, отличающих их от других видов автомобильного газового топлива, является наличие паровой фазы над жидкой фазой. Это свойство позволяет поддерживать давление в баллоне. В процессе наполнения баллона первые порции сжиженного газа быстро испаряются и заполняют весь его объем.

Зависимость давления насыщенных паров пропана и бутана от температуры.

Давление насыщенного пара бутана составляет 0,1 МПа (1 кгс/см2) при 0 °C и 0,17 МПа (1,7 кгс/см2) при 15 °C, а давление насыщенного пара пропана при этой же температуре – соответственно, 0,59 и 0,9 МПа. Это означает, что при изменении пропорции состава газа давление последнего изменяется.

С увеличением температуры растет давление, что приводит к значительному изменению объема газа, находящегося в жидком состоянии. Следовательно, если сжиженный газ полностью заполняет баллон и температура продолжает увеличиваться, то внутреннее давление, быстро увеличиваясь, приводит к разрушению баллона.

Поэтому никогда нельзя заполнять баллон жидкой фазой сжиженного газа полностью. Обязательно оставляем паровую подушку, объем которой должен составлять 15–20 % от геометрической емкости баллона.

Облегчает выполнение этого требования, о чем будет сказано выше, многофункциональный прибор – мультиклапан, входящий в состав измерительной и предохранительной арматуры и установленный на горловине баллона. Это устройство строго следит за заполнением баллона сжиженным газом. Он обязательно сработает при заправке на АЗС и автоматически отключит подачу газа в баллон, когда объем заправляемого сжиженного газа достигнет 80–85 % от общей емкости баллона, и обеспечит пространство (незаполненный объем) для компенсации теплового расширения жидкой фазы за счет объема насыщенного пара, давление которого зависит от температуры окружающей среды.

В условиях холодного климата (или зимы) в газовом топливе (смеси пропана и бутана) должен преобладать пропан для лучшей испаряемости смеси. Пропан перестает переходить в газовую фазу и остается в жидком состоянии при температуре ниже –42 °C, для бутана эта температура равна –0,5 °C.

Зависимость давления насыщенных паров смеси пропана и бутана от температуры.

Поскольку в двигатель сжиженный газ поступает в газообразном состоянии, то по сравнению с бензином несколько уменьшается наполнение им цилиндров. Таким образом, при работе двигателя на газе его мощность немного снижается. Если мощность двигателя, работающего на бензине, принять за 100 %, то мощность двигателя, работающего на газе, будет примерно равна 93 %, что приводит к снижению максимальной скорости примерно на 4 %. Однако ранней установкой угла опережения зажигания до ВМТ на 3–5° этот недостаток частично устраняется. Большой разницы в условиях эксплуатации автомобиля, работающего на газе или на бензине, не ощущается.

 

Характеристики основных типов топлива.