Газ 5 поколения: плюсы и минусы ГБО 5

Как установить и настроить ГБО пятого поколения

Установка газа на автомобиль с системой LPI идеально подходит для автомобилей с двигателями GDI.

бензин 5-го поколения легче залить на автомобиль, чем 4-го поколения. Но, несмотря на это, лучше доверить это специалистам. Мастера выезжают на обучение по настройке и установке новой газовой системы за границу. Процедура регистрации газобаллонной установки пятого поколения ничем не отличается от обычной.

Монтажные работы нового поколения предполагают установку внутри баллона насоса высокого давления. На этапе настройки системы сравниваются данные топливной карты бензина. Регулируя время впрыска, соотношение топлива к газу и производительность каждого агрегата, оптимальный расход топлива отображается на газовой карте.

При правильной настройке анализируют работу двигателя на всех режимах. Возможные варианты регулировки:

• для самокалибровки (согласно настройкам разделов программы);
• грубая регулировка времени впрыска;
• использование вакуума в коллекторе;
• тюнинговые работы с помощью диагностического сканера.

Первое поколение

Самая простая система подготовки и подачи газа используется на карбюраторных моторах. Она включает в себя редуктор, механический дозатор, клапаны с переключателем и смеситель. Редуктор используется для снижения давления газа перед подачей в цилиндры и перевода его из жидкой фазы в паровую (для пропана). Дозатор регулирует количество подаваемого газа. Смеситель служит для приготовления газовоздушной смеси. Его устанавливают непосредственно перед входом в карбюратор. Количество подаваемой в цилиндры смеси зависит только от степени разряжения во впускном коллекторе (вакуумное управление). Клапаны с переключателем предназначены для переключения “газ – бензин”.

Схема ГБО 1-го поколения

Сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан) под давлением поступает из баллона (1) в газовую магистраль высокого давления (3). Расход газа из баллона происходит посредством мультиклапана (2), через который также осуществляется заправка с помощью выносного заправочного устройства (4). По магистрали газ в жидкой фазе попадает в газовый клапан – фильтр (5), который очищает газ от взвесей и смолистых отложений и перекрывает подачу газа при выключении зажигания или при переходе на бензин. Далее очищенный газ по трубопроводу поступает в двухступенчатый редуктор – испаритель (6). Там он переводится в паровую фазу и его давление понижается до близкого к атмосферному. Интенсивно испаряясь, газ охлаждает редуктор, поэтому последний присоединяется к системе водяного охлаждения двигателя. Циркуляция тосола позволяет избежать обмерзания редуктора и его мембран. Редуктор для пропана имеет сливное отверстие для конденсата. В метановых установках редуктор трехступенчатый, так как давление в них выше. Каждая ступень последовательно снижает давление газа до близкого к атмосферному. Под действием разряжения, создаваемого во впускном коллекторе работающего двигателя, газ из редуктора по шлангу низкого давления через дозатор (7) поступает в смеситель (8), установленный между воздушным фильтром и дроссельными заслонками карбюратора. Иногда вместо установки смесителя производится непосредственная врезка газовых штуцеров в карбюратор. Управление режимами работы (на газе или на бензине) осуществляется с помощью переключателя видов топлива (10), установленного на панели приборов. При выборе позиции “ГАЗ” переключатель открывает электромагнитный газовый клапан (5) и отключает электромагнитный бензиновый клапан (9). И, наоборот, при переходе с газа на бензин, переключатель закрывает газовый клапан и открывает бензиновый. С помощью светодиодов переключатель позволяет контролировать, какое топливо используется в данный момент. Переключатель может быть оснащен указателем уровня топлива в баллоне (для этого мультиклапан должен быть оснащен сенсором уровня топлива).

Все регулировки производятся вручную: холостой ход регулируется винтом на редукторе, а качество/количество смеси – винтом на дозаторе. Редуктора могут быть вакуумные или электронные. В первых используется диафрагма. Когда двигатель работает, создается разряжение, диафрагма оттягивается – редуктор подключается. Если двигатель заглушен, мембрана препятствует подаче газа в двигатель. В электронных положение запорного клапана зависит от наличия искры. Когда двигатель работает – есть высоковольтные импульсы, и клапан открыт.

Описанная система называется ГБО 1-го поколения или «газовый карбюратор». Она может применяться и на простых инжекторных двигателях без обратной связи (без датчика кислорода). При этом смеситель врезают во впускной трубопровод перед дроссельной заслонкой. Вместо бензоклапана для отсечения подачи бензина используется эмулятор форсунок. Когда подается газ, этот эмулятор имитирует работу бензиновых форсунок, чтобы штатный компьютер не перешел в аварийный режим. Для прекращения подачи бензина при работе на газу используется не переключатель с клапанами, а реле, обесточивающее электробензонасос. Отключение бензонасоса – способ спорный. Считается, что это не соответствует нормам безопасности, так как способствует «усыханию резинок» и потере герметичности системы питания.

Нужно ли вам переходить на газ

Большинство владельцев мечтают поставить газобаллонный комплект на свой автомобиль с тем, чтобы экономить на топливе. Так как газ дешевле бензина, переход на голубое горючее обязательно уменьшить ваши расходы. Но оборудование и его установка потребуют затрат денежных средств. Экономия начнется только после того, как они окупятся. Поэтому для определения целесообразности установки газового оборудования на легковой автомобиль, следует посчитать, за какое время затраты на него окупятся. И какова будет экономия средств с его помощью.

Пример расчета

Например, 5 дней в неделю вы ездите на машине, на работу, которая находится в 10 км от дома. Значит, вы проезжаете не меньше чем 5*20 = 100 км в неделю. Если ваш автомобиль расходует 10 л на 100 км, вы будете тратить каждую неделю 10 л топлива. При работе машине на бензине и его цене 33 р. 20 к. за литр это обойдется вам в 332 р. Перейдя на сжиженный газ с ценой 18 р. 30 к./литр, вы снизите еженедельные расходы до 183 р. То есть вы будете экономить 332–183=149 р. каждую неделю. Но до того как это станет вашей прибылью, вам предстоит окупить за счет разницы затрат на топливо сумму, потраченную на покупку и установку оборудования.

Итак, предположим, что стоимость установки ГБО IV поколения составляет около 25 тыс. р. Допустим, вы можете купить хорошее газобаллонное оборудование для автомобиля за 15 тыс. р. Итого комплект ГБО с установкой обойдется вам 40 тыс. р. Разделим 40 тыс. р. на 149 р.

Выбирая, какое ГБО поставить на автомобиль, хорошо бы знать, чем отличаются друг от друга его виды.

Газовое топливо

Различное ГБО может использовать один из двух видов горючего:

1. Сжатый природный газ метан. Его достоинством является значительно более низкая цена, чем у пропан-бутановой смеси. Но баллон для такого топлива должен выдерживать высокое давление, значит, его стенки не могут быть тонкими, а масса небольшой.
2. Сжиженная смесь пропана с бутаном из попутных нефтяных газов. Давление этого топлива низкое, следовательно, баллон может быть относительно тонкостенный с небольшой массой и невысокими требованиями к прочности. К достоинствам этого топлива также относится простота заправки, безопасность эксплуатации и большое количество АЗС.

Третий миф: про грязь в газовом топливе (грязный газ).

Если раньше вы эксплуатировали ГБО 4 или более ранних поколений, то наверняка при обслуживании замечали «грязь» на фильтрах грубой очистки. Так вот эта «грязь» – это на 99% продукт, которые получается при реакции меди со средой пропан-бутана (окислы меди). Если вы вместо медной трубы установите пластиковый газовый трубопровод, то обнаружите, что даже через 50 тыс км пробега фильтр будет чистым, он лишь немного изменит свой цвет. Медная трубка не предназначена для использования в газовой промышленности. Кто додумался применять ее в газовом оборудовании — большая загадка… Другими словами: Медный трубопровод — главное зло для пропан-бутановой газовой системы.

Компания Vialle, которая производит ГБО 5 поколения, с самого начала использует ТОЛЬКО пластиковые трубопроводы, которые были разработаны мировым лидером по производству всевозможных трубопроводов и шлангов, компанией PARKER. Данный трубопровод предназначен именно для жидкого пропан-бутана. Качество и надежность трубопроводов Vialle таково, что давление, при котором произойдет разрыв – 345 Бар (при рабочем 10-20 Бар), а сами трубки сохраняют первоначальную эластичность и качества даже после 10 лет эксплуатации. То есть запас прочности трубопроводов , по которым поступает газ превышает 15 раз!

В газе действительно существуют тяжелые фракции в виде масел, которые отделяются в процессе перехода газа из жидкого в парообразное, но для системы впрыска жидкого газа это не столь важно, так как газ переходит в парообразное состояние уже в камере сгорания и те микро дозы масла прекрасно сгорают (как и картерные газы) не нанося никого вреда как газовому оборудованию, так и двигателю (на 10 тыс. км приходится не более 30 грамм тяжелых масло-подобных фракций). При этом газ во время испарения, охлаждает вокруг себя воздух, тем самым повышая его плотность и увеличивая мощность двигателя

При этом газ во время испарения, охлаждает вокруг себя воздух, тем самым повышая его плотность и увеличивая мощность двигателя.

Специалистами VIALLE была разработана специальная система многоступенчатой очистки топлива: Фильтр тонкой очистки устанавливается в заправочную трубку и очищает газ при заправке (перед попаданием в баллон). В насосе установлен еще один фильтр для очистки от примесей (по типу сетки в бензонасосе). А внутри баллона находятся несколько крупных сильных магнитов для улавливания тяжелых металлических частиц. В добавок к этому конструкция насоса была разработана таким образом, чтобы без повреждений пропускать частицы размером до 0,7 мм (это больше чем фракция песка).

В случае если с газом будет поступать грязь, она забьет первый фильтр и максимум, что произойдет – замедлится процесс заправки, но при этом грязь внутрь баллона не попадет.

Топливо

В газобаллонном оборудовании на автомобиле используется газ двух видов – метан и пропан-бутан.

Метан – это природный газ, который используется в кухонных плитах. На автомобиле он представлен в сжиженном виде. Пропан же является элементом отходов при добыче нефти. Однако, учитывая, что он является видом топлива, ему нашли применение в народном хозяйстве. К примеру, пропан используется в качестве хладагента в холодильниках, а также создаёт давление в аэрозолях. На двигателе автомобиля он используется в качестве топлива. Для улучшения характеристик в пропан добавляют газ бутан.

Метан и пропан имеют разные требования к газовому оборудованию. В первую очередь это касается газового баллона.

Причина в том, что давление, при котором хранится метан, в 20 раз больше, чем то, под которым хранится пропан. Вследствие этого стенки баллонов, в которых будет храниться метан, должны быть толще, что ведёт к утяжелению самой ёмкости. Одно из решений данной проблемы – металлопластиковые баллоны. К ГБО, для которого топливом служит метан, предъявляются более высокие требования безопасности. Поэтому большим распространением пользуется газобаллонное оборудование, у которого главный вид топлива – пропан.

Стандартный баллон при этом вмещает до 40 литров смеси, что можно соотнести с ёмкостью бензинового топливного бака. Газ расходуется всего на 10% больше, чем бензин, при этом динамика на автомобиле, как правило, та же. Это и обеспечивает экономическую целесообразность установки, и многие автомобилисты предпочитают выбрать именно пропан.

Отличия между 5 и 4 механизмами подачи газа

На данный момент широко используются 5 вариантов газобаллонного оборудования для авто. Самыми популярными являются два последних. Рассмотрим основные отличия 5 и 4 версий.

Наиболее существенная особенность пятой газобаллонной системы – используется газ в жидком виде, а не как раньше в парообразном. В этом кроется важнейшее отличие ГБО 5 поколения от ГБО 4 поколения.

Газобаллонное оборудование 4 требует разогрева редуктора и газа перед использованием, поскольку это определяет плотность используемой топливной смеси, а от этого в свою очередь зависит и ее объем.

В 5 же модели газообразная смесь используется в жидком виде, в результате чего плотность при смене температуры изменяется совсем незначительно.

Кроме того, в новой версии инженеры разработали специальный алгоритм, осуществляющий автоматический расчет топлива по массе. То есть, если плотность газа меняется, автоматически вносятся необходимые корректировки.

Чтобы обеспечить непрерывную подачу сжатого газа, используется насос, прокачивающий топливо по системе. В результате этого в таком оборудовании используется «обратка». Это – еще одно отличие между ГБО 5 поколения и ГБО 4 поколения.

Следующая особенность – для прогрева редуктора в предпоследней версии подводилась жидкость, которая охлаждает двигатель. Такое ее использование могло стать причиной серьезных поломок: для подведения этой жидкости приходилось разрезать системы охлаждения, использовать тройники и тому подобное.

В новой же версии редуктор не используется, поэтому в охладительной системе мотора не нужно ничего менять, и она будет работать, как и раньше.

Недостатки ГБО 6 поколения

Исходя из того, что в эту систему включён переходник, позволяющий осуществлять подачу нескольких видов топлива, возникает один недостаток, которым считают время. Если быть точнее, то переходы топлива выполняются не сразу, на это требуется некоторый промежуток времени.

Связано это с тем, что после переключения топлива в магистралях остаются излишки невыработанного бензина или газа. До тех пор, пока выработка не закончится, переключение невозможно.

Установка системы шестого поколения обязывает владельца автомобиля использовать в качестве топлива в исключительном порядке только газ. К тому же он должен быть только в жидком состоянии. Также не исключено, что в летний период времени будет происходить испарение, и за счёт этого будут образовываться газовые пробки в подающих магистралях топлива.

Становится понятным, что необходимо время для перехода или запуска силовой установки, которая работает с помощью газового топлива. Время позволит прокачать насосу систему, вследствие чего могут устраниться пробки. Этот недостаток был устранен за счёт автоматического включения насоса в момент открытия двери автомобильного средства.

Основной недостаток системы шестого поколения заключается в высокой стоимости этого оборудования. С введением новых разработок стоимость системы возрастает.

Иногда цилиндровый двигатель становится замечательным вариантом для автомобиля с использованием ГБО 6 поколения, но его высокая стоимость многих останавливает от приобретения этой системы.

Второй конкурсант

А вот вторая система ГБО, предназначенная для непосредственного впрыска, заслуживает отдельного внимания, потому что все известные производители ГБО, в последнее время только его и анонсируют. И действительно, если крупные автопромы перешли на непосредственный впрыск, то и производителям нужно разрабатывать оборудование для него. Всегда было известно, что на автомобили с таким типов впрыска, ГБО устанавливать нельзя. Вся проблема заключается в том, что форсунки должны охлаждаться бензином, а при установке ГБО, бензин, естественно отсекается, что ведет к выходу из строя форсунки. Единственный, известный мне, выход впрыскивать вместе с газом порцию бензина, необходимого для охлаждения форсунки.

Летом 2007 года, я посетил выставку в Киеве, посвященную ГБО для автомобилей. И что я там увидел, стоит volkswagen passat B6 с двигателем 2.0 FSI с непосредственным впрыском топлива и спокойно работает на газу. Представляла этот автомобиль компания ХКД-трейд, официальный представитель BRC в Украине. Анонсируя новую систему Sequent Direct Injection. Примерно через месяц я установил эту систему на Шкоду Октавию с двигателем 2.0 FSI, которая работает на газу по сей день. Такой же двигатель устанавливается и на VW Passat, VW Golf, Skoda SuperB, Audi A4 и другие автомобили Ауди-групп.

Как бы не расходились мнения насчет 5-го поколения ГБО, мне кажется, именно ГБО для двигателей с непосредственным впрыском поднимется на ступеньку 5-го поколения. Потому как именно за этими двигателями будущее.

Краткая история автомобильных газовых систем

О первых двух поколениях можно сказать лишь одно: они безнадёжно устарели и лишь изредка встречаются, главным образом, на карбюраторных автомобилях преклонного возраста.

У третьего поколения появились механические форсунки в совокупности с различными датчиками и электронным блоком управления (ЭБУ).

Четвёртое поколение ГБО на сегодняшний день является самым распространённым и подходит для большинства инжекторных ДВС. Оно оснащено уже электромагнитными форсунками и более совершенным ЭБУ. Однако со временем и этого оказалось мало – стали появляться автотранспортные средства с прямым впрыском топлива и достаточно сложной электронной схемой управления газораспределительным механизмом (ГРМ), что обусловило необходимость разработки очередного поколения газового оборудования.

В пятом поколении ГБО была реализован принципиально новый подход: вместо газо-воздушной смеси во впускной коллектор с помощью специального насоса впрыскивается жидкий газ, что позволило отказаться от традиционного редуктора-испарителя и свести к минимуму различия между работой мотора на бензине и газе.

Казалось, пик совершенства наконец-то достигнут. Но нет, разработчики и конструкторы голландской фирмы Виалле (Vialle) продолжили исследования в данном направлении и пришли к выводу, что ресурсы модернизации далеко не исчерпаны. В результате было создано газовое оборудование 6 поколения. Это оборудование в полной мере подходит для ДВС с непосредственным впрыском (TSI, FSI, SCTI, SIDI, DISI, GDI и др.).

Схема ГБО 6 поколения

https://youtube.com/watch?v=HaIevEFZWP0

Принцип работы ГБО 5 поколения

Теперь рассмотрим как же работает новая система газобалонного оборудования:

При открытии водительской двери подается сигнал о начале работы электронному блоку управления (газовым мозгам), ЭБУ, в свою очередь, запускает тест газового насоса. При успехе газовый насос берет жидкую фракцию бутано-пропановой смеси из баллона и пропуская ее через фильтр нагнетает необходимое давление газа в магистрали, подготавливая тем самым систему к штатному запуску.

Следует обратить внимание, что датчики водительской двери устанавливают не все мастера, тем самым экономя на установке системы. Это чревато образованием пробок в магистрале подкапотного пространства под воздействием температуры, что влечет за собой долгий старт автомобиля на газу

При отсутствии датчика в водительской двери и для уменьшения износа двигателя и стартера рекомендуется выполнять старт автомобиля на бензине.  

• Далее водитель поворотом ключа «на старт» подает блоку управления сигнал о начале работы.
• Получая и анализируя данные от датчиков автомобиля (обороты коленвала, температура двигателя и т.д.) по заложенной программе газовый блок управления отключает подачу бензина к бензиновым форсункам, а сам тем временем открывает на определенный период времени свои газовые форунки.

Стоит отметить, что скорость отклика газовых форсунок, совместимых с пятым поколением ГБО, значительно выше скорости форсунок, которые устанавливались на 4е поколение.

• Далее, через газовою форсунку, необходимая расчетная порция  бутано-пропановой смеси в жидком виде под давлением, созданным газовым насосом, впрыскивается в двигатель.
• Потом происходит закрытие газовой форсунки и часть пропаново-бутановой смеси,  через обратную магистраль, подается назад в баллон. Этим достигается оптимальная температура работы форсунки и исключается ее перегрев. На этом цикл работы закончен.

В целом теперь система ГБО5 опять стала приближением к распределенной системе впрыска бензина. Как по составляющим так и по принципу работы.

Недостатки газового оборудования

• Главный минус, который имеет газовое оборудование на автомобиль (5 поколение) – это топливный насос. К сожалению, он очень быстро выходит из строя, однако не потому, что данная деталь производится некачественно. Основная причина кроется в примесях, содержащихся в газе.
• Ценовая политика такого оборудования полностью соответствует последним стандартам, стоит заметить, что стоимость системы 5 поколения намного превышает цену предыдущих образцов.
• Для установки может потребоваться помощь квалифицированных специалистов.
• Газовое оборудование пятого поколения несовместимо с метаном.

Основные компоненты

Для максимально эффективного использования газового топлива 6 поколение ГБО получило такие составляющие:

1. Модуль выбора вида топлива. К этому блоку подключены все магистрали подачи топлива. В зависимости от выбранного режима движения он обеспечивает подачу бензина или пропан-бутана. Этот модуль оснащен встроенным дополнительным бензиновым насосом, обеспечивающим быстрый переход на этот вид топлива. Необходимость использования такого насоса обусловлена разницей давлений между газовым топливом и бензином в момент переключения с газа на бензин. Мощности штатного бензонасоса в этот момент просто недостаточно.
2. Газовый баллон со встроенным высокопроизводительным насосом. Насос расположен в специальной колбе, а подача газа к нему происходит через фильтрующий элемент. Без этого надёжная эксплуатация системы просто невозможна. Специалисты советуют проводить техническое обслуживание, включающее замену фильтров, через каждые 100 тысяч пройденных километров.
3. Газовый блок управления. Данный ЭБУ считывает информацию с различных датчиков современного двигателя и обеспечивает подачу оптимального количества газовой смеси. Он также управляет процессом запуска двигателя на газу и переходом между разными видами топлива.
4. Кнопка выбора топлива в салоне. Небольшой переключатель с индикацией количества топлива в газовом баллоне также может использоваться для управления некоторыми функциями. В противном случае придётся подключаться к блоку управления с помощью специального кабеля.
5. Керамический фильтр. Обычно он выполнен в виде переходника, который приходится использовать при каждой заправке.

Немного истории

Автомобильное газовое оборудование появилось ещё в эпоху карбюраторных двигателей. Его работа основывалась на использовании элементарного дозатора, а регулировка осуществлялась механически с помощью винтов на подающем шланге и/или карбюраторе.

Во втором поколении ГБО для приготовления топливной смеси стал использоваться лямбда-зонд, что позволило добиться равномерной работы ДВС в различных режимах (холостой ход, разгон, изменение нагрузки и т.д.). Это оборудование подходило уже для инжекторных автомобилей.

Третье поколение получило механические форсунки, различные датчики, электронный блок управления (ЭБУ).

В четвёртом поколении стали использоваться уже электромагнитные форсунки и более «продвинутый» ЭБУ (контроллер), что существенно повысило эффективность и надёжность работы оборудования. Долгое время 4-е поколение считалось верхом совершенства, однако появление новых авто со сложными компьютеризированными системами управления ДВС заставило производителей искать новые подходы и решения.

Газовое оборудование 5 поколения не могло не появиться: тонко настроенные силовые агрегаты современных автомашин просто отказывались поглощать воздушно-газовую смесь. В лучшем случае авто теряло динамику, в худшем – могло заглохнуть прямо на ходу. Причина тому – отсутствие в ранних версиях ГБО возможности точных регулировок подачи газа в камеры сгорания двигателя, из-за нестабильности характеристик паровой фазы пропан-бутана.