Принцип работы гбо. Как работает газовая колонка Как устроен газовый котел

Описание и назначение основных элементов. Принцип работы устройства и схема газобаллонной установки.

Основные элементы

Редуктор-испаритель. Элемент системы, предназначенный для подогрева пропанобутановой смеси. Он контролирует испарение, уменьшает давление до атмосферного. Конструкционно газовый редуктор представляет собой механизм, состоящий из нескольких последовательно соединенных камер. Друг от друга они разделены клапанами.

Клапан электромагнитный для газа. Механизм предназначен для блокировки топливного трубопровода. Это нужно в период простоя двигателя, после его переключения на автомобильный бензин. Клапан дополнительно оснащен фильтром очистки топлива.

Клапан электромагнитный для бензина. Этот механизм прекращает подачу автомобильного бензина в карбюраторных моторах, когда они функционируют на газовой смеси. Газовый блок управления исполняет аналогичную задачу в инжекторах.

Переключатель автомобильного топлива. Этот механизм обустраивают в салоне транспортного средства. Переключатели могут отличаться конструктивно. Некоторые варианты имеют подсветку, индикаторную шкалу, которая показывает, сколько в баллоне осталось газовой смеси.

Мультиклапан. Механизм располагается на горловине баллона. В его конструкции предусмотрены следующие клапана: скоростной, расходный, заправочный. Дополнительно мультиклапан оснащен заборной трубкой, измерителем уровня топливной смеси. Клапан скоростной при поломке трубопровода предупреждает газовую течь.

Венткамера. Этот компонент системы также расположен на горловине баллона. В коробку помещают мультиклапан. Основная функция этого элемента – отвод наружу газовых паров при возникновении в багажнике газовой течи.

Газовый баллон (специальная емкость для содержания сжиженного газа ). Он может иметь торроидальную или цилиндрическую форму. Первый вариант предоставляет возможность размещать емкость с газом в нише, предназначенной для хранения запасного колеса. Согласно правилам техники безопасности при эксплуатации баллонов с газом емкость заполняется газовой смесью всего на 80% от ее максимальной вместимости.

Разбор деталей комплекта газобаллонного оборудования четвертого поколения: как выглядят детали устройства, зачем они нужны и как все работает

Принцип работы

Необходимо отметить, питание газовой смесью, исполнение всей газобаллонной системы предыдущих поколений значительно проще, чем конструкция бензиновой системы подачи топливной смеси.

Перевод транспортного средства для работы на газобаллонном оборудовании, его соответствующее переустройство выглядит таким образом. Предварительно в багажном, грузовом отделении, под днищем машины, на раме монтируют специальную емкость, предназначенную для заполнения газом. В двигательном отсеке (подкапотное пространство) устанавливают редуктор-испаритель, дополнительные устройства, функции которых связаны с подачей в мотор газовой смеси, и механизмы регулировки топлива.

Баллоны заправляются жидкой смесью пропана-бутана. Если давление соответствует атмосферному, топливо имеет газообразное состояние. Если давление выше атмосферного, газ преобразуется в жидкое топливо, которое при бытовых температурах может испаряться. Поэтому под сжиженный газ используются только герметичные емкости. Давление в них может составлять 2-16 атмосфер.

Газовые пары формируют давление, благодаря которому они подаются в газовый трубопровод повышенного давления. Заправка газового баллона и подача из него топлива в магистраль производится через мультиклапан. Для выполнения заправки дополнительно применяется специальное выносное приспособление.

Сжиженная газовая смесь направляется по трубопроводу и проходит через газовый клапан с фильтровальным элементом. Такая дополнительная фильтрация позволяет эффективнее очищать топливо от смолистых соединений, прочих примесей. Это устройство также предназначено для блокировки подачи газовой смеси при отключении зажигания, переключении рабочего режима двигателя на автомобильный бензин.

После фильтрации топливная смесь направляется в редуктор. Здесь давление газовой смеси падает до показателя, составляющего примерно 1 атмосферу. Снижение давления способствует испарению жидкой газовой смеси. При прохождении данного процесса редуктор активно охлаждается. Именно по данной причине его соединяют с системой охлаждения автомобильного двигателя. Подогретая охлаждающая жидкость в результате циркуляции по системе не дает редуктору обмерзать. В холодный период года рекомендуется производить запуск автомобильным бензином, а уже после предварительного прогрева двигателя стоит переводить его рабочий режим на газобаллонное оборудование. Данное требование предполагает выход мотора на рабочий температурный режим, а также подогрев охлаждающей жидкости до необходимой температуры.

После редуктора уже парообразный газ направляется в цилиндры мотора. В ГБ системе отсутствует деталь, схожая функционально с бензонасосом. Газовая смесь содержится в баллоне под определенным давлением, и поступает в редуктор автономно, дополнительная подкачка для этого не требуется. Благодаря этому система ГБО по конструкции значительно проще. А способность газа преобразовываться из жидкости в пар при изменении показателей температуры, давления еще больше сокращает количество элементов конструкции ГБО установок.

Специальный переключатель, установленный в автомобильном салоне, позволяет переключаться с бензина на газ и обратно. После выключения зажигания переключатель занимает нейтральное положение. Газобаллонное оборудование может быть наделено дополнительно функцией отключения подачи газовой смеси, если в автомобильном двигателе отсутствует искра.

Схема установки

Емкость с газом (баллон)
Мультиклапан
Топливный трубопровод высокого давления
Заправочное выносное приспособление
Клапан для газа
Редуктор-испаритель
Дозатор топливной смеси
Клапан для бензина
Топливный переключатель

По схеме подачи топлива ГБ оборудование условно подразделяется на поколения. Например, рассмотрим ранние системы, проанализируем их рабочий алгоритм. Пропанобутановая смесь в сжиженном состоянии, содержащаяся под определенным давлением в специализированной емкости, подается в трубопровод повышенного давления через специальный мультиклапан, фиксирующий расход топлива. С помощью этого клапана и выносного заправочного приспособления производится заправка. Далее сжиженный газ по трубопроводу проходит через газовый клапан, дополнительно оснащенный фильтрующим элементом, где осуществляется его очистка от различных примесей, смолистых соединений. Этот механизм системы при выключенном зажигании, переключении рабочего режима двигателя на автобензин перекрывает подачу газовой смеси.

Далее по трубопроводу чистый газ перемещается на редуктор, где его давление уменьшается до атмосферного. В результате этой процедуры газовая смесь начинает интенсивно испаряться. В коллекторе работающего мотора образуется разряжение, что предоставляет возможность газовой смеси пройти по рукаву пониженного давления. Дальше газ направляется через дозатор в топливный смеситель, который размещен между дросселем, воздушным фильтром. На карбюраторных моторах может использоваться газовый штуцер.

Нужный вид топлива для работы двигателя включается топливным переключателем из автомобильного салона, который размещен на панели. При включении режима «газ» переключатель активизирует открытие газового клапана, одновременно перекрывается бензиновый клапан. При переключении рабочего режима автомобильного двигателя на бензин, соответственно перекрывается газовый клапан. Благодаря предусмотренной для переключателя подсветке всегда можно посмотреть, на каком топливе работает мотор.

На газу готовить одно удовольствие – пламя хорошо и быстро нагревает блюдо до нужной температуры, при необходимости легко уменьшается нагрев. Но вот есть одно опасное природное свойство газа – воспламеняться и взрываться. Воспламенение мы и используем в маленьких пределах в своих целях. В больших же размерах оно нам совсем не нужно, не говоря уже про взрывоопасность – все это может привести к трагедии. Как решается данная проблема в газоиспользующих бытовых приборах? Ответ один – система газ-контроля. В большинстве современных моделей плит и духовок она имеется. Рассмотрим подробней ее работу.

Работает газ-контроль по следующему принципу. При возникновении утечки газа - непреднамеренном погасании пламени горелки специальный механизм полностью перекрывает подачу газа внутри газовой плиты, духовки, варочной поверхности. Таким образом, владельцам приборов с такой системой, можно не опасаться последствий сбежавшего молока, залившего и затушившего пламя. Газ будет перекрыт автоматически.

Технически этот механизм реализуется довольно просто. Основные элементы системы – термопара, провод, и электромагнитный клапан. Термопара – две проволочки из двух разных специальных металлов, сплавленные на конце между собой определенным образом. На сплавленном конце образуется ровный круглый шарик. Внешне сама проволока может быть в корпусе, но шарик всегда свободный. При его нагревании до определенной температуры на других концах (выводах) термопары возникает очень небольшой, но стабильный электрический сигнал. Он то и используется для различных целей – как в промышленности так и в быту. На производстве термопару обычно используют для измерения температур и автоматизации процессов. Тот же принцип применяется и в бытовых приборах. В нашем случае получаемый электрический сигнал подается на электромагнитный клапан, который в свою очередь открывает или прекращает подачу газа на нужные горелки. Термопара установлена так, что ее сплавленный шарик находится на границе пламени.

Электромагнитный клапан – встроенный, и связан с краном газового механизма конфорки. При наличии сигнала с термопары клапан давит на кран конфорки и держит его открытым. При внезапном погасании пламени (залило водой, кончился газ) термопара практически сразу остывает, сигнал на клапан не вырабатывается, клапан перестает поддерживать кран газопровода горелки, кран закрывается, перекрывая газ. Между собой термопара и электромагнитный клапан связаны специальным проводом в хорошей изоляции.

Весь механизм газ контроля сделан так, что после его срабатывания, нужно розжиг производить заново. У розжига плит с системой газ-контроля есть свой нюанс. Дело в том, что при розжиге требуется некоторое время для нагрева термопары. Обычно оно составляет 1-5 секунд, но у некоторых марок доходит и до 10-20 секунд. Поэтому нужно вручную недолго подержать ручку конфорки в нужном положении после загорания пламени, иначе еще холодная термопара сразу затушит его через всю систему газ-контроля. Данный нюанс и является практически единственным маленьким неудобством плит и духовок с системой газ-контроля. Хотя фактически он окупается за счет вашей безопасности.

Совет: иногда, на практике, время удержания рукоятки при розжиге значительно или незначительно увеличивается. Происходит обычно это через несколько лет эксплуатации. Довольно распространенная причина явления – загрязнилась термопара. Нужно просто аккуратно зачистить ее вывод у конфорки. Если улучшения нет – значит неисправна сама термопара, провод, или электромагнитный вентиль. Для их ремонта следует обратиться к специалистам.

Некоторые владельцы приборов с такой системой для уменьшения времени розжига прибегают к различным ухищрениям. Довольно часто фиксируют рукоятку крана розжига в нужном положении, чтобы вручную не нажимать на нее. Или же просто различными искусственными путями реализуют механическое давление электромагнитного клапана на перекрывающий кран подачи газа. Порой это дает свои результаты. Но нужно помнить, что вмешательство во внутреннее устройство газовых приборов снимает и перекладывает всю ответственность за возможные последствия с газообслуживающей организации на вас - в крайних случаях вплоть до уголовной.

В целом же система газ-контроль работает отлично и обеспечивает хорошую безопасность нашим хозяйкам, поварам, и семьям в целом. Практически все фирмы-производители (Гефест, Gorenje, Дарина, Siemens, Брест) сейчас предлагают модели с системой газ-контроля. На некоторых моделях газ-контроль установлен как в духовке, так и на верхних конфорках, на других – только на верхних варочных конфорках, с электро- или ручным розжигом. Главное – не ошибиться при выборе модели. При покупке плиты или духовки можно поинтересоваться у продавца – каково время розжига? Чем оно меньше, тем вам удобнее. Кроме того, многие крупные салоны имеют свою партнерскую лицензированную сеть для установки и обслуживания выбранной продукции.

Многие автолюбители, особенно в условиях постоянно растущих цен на топливо, принимают решение о переводе своего автомобиля с бензина на газ. Установка газобаллонного оборудования позволяет существенно экономить денежные средства тем водителям, которые активно эксплуатируют свой автомобиль и имеют солидные пробеги. О преимуществах и недостатках использования ГБО мы поговорим в отдельной статье, а сейчас давайте рассмотрим классификацию подобных решений и принцип работы такого оборудования.

Читайте в этой статье

Устройство газовой системы

Основные компоненты газовых систем:

Редуктор-испаритель. Данное устройство реализует подогрев смеси пропан-бутана, отвечает за испарение и снижает давление до показателя, приближенного к атмосферному. Газовый редуктор отлично подходит для авто с небольшим рабочим объемом , так как это компактное решение не сложно разместить в подкапотном пространстве. Управление устройством может быть как вакуумным, так и электронным при помощи отдельного блока.
Электромагнитный газовый клапан. Осуществляет перекрытие газовой магистрали, что необходимо во время простоя или после переключения работы двигателя на бензин. Имеет также фильтр, который производит очистку топливной смеси.
Электромагнитный бензиновый клапан. В автомобилях с карбюратором прекращает подачу бензина тогда, когда мотор работает на газу. В авто с инжекторным впрыском такую функцию выполняет эмулятор форсунок.
Переключатель между видами топлива. Устройство располагают в салоне автомобиля. Переключатели могут иметь различное исполнение, некоторые из них получают подсветку и шкалу-индикатор остатка газа в баллоне.
Мультиклапан. Данное решение монтируют на горловину баллона. Устройство состоит из заправочного клапана и расходного клапана. Имеется также измеритель уровня газа и заборная трубка. Конструктивно устройство включает в себя еще один клапан (скоростной), который способен предотвратить утечку газа в случае аварийной поломки газовой магистрали.
Венткоробка. Решение также устанавливается на горловине баллона. Внутри коробки размещают названный выше мультиклапан. Главной задачей венткоробки становится отвод паров газа наружу в случае его утечек из баллона в багажном отделении.
Емкость для сжиженного газа (газовый баллон). Баллоны могут быть цилиндрическими и торроидальными. Вторые позволяют осуществить монтаж в нишу для запасного колеса. Баллоны заправляют не более чем на 80% от максимального объема, что делается согласно требованиям техники безопасности в процессе их эксплуатации.

Принцип работы

Стоит отметить, что питание газом и реализация всей системы ГБО ранних поколений заметно проще, чем устройство бензиновой системы подачи топлива. Для наглядности еще раз обратим Ваше внимание на сравнительно небольшой список основных элементов.

Перевод автомобиля на систему питания газом и соответствующее переоборудование выглядит следующим образом. В самом начале в багажнике, грузовом отсеке, на раме или под днищем транспортного средства устанавливают емкость для хранения газа (газовый баллон). В моторном отсеке размещают редуктор-испаритель и устройства, отвечающие за подачу газа в двигатель. Дополнительно устанавливают решения, позволяющие выполнять регулирование смеси.

Газом в баллоне выступает пропан-бутан, который является сжиженным нефтяным газом. Если давление находится на уровне атмосферного, тогда вещество пребывает в газообразном состоянии, но при относительно небольшом повышении давления с легкостью переходит в сжиженное состояние. Полученная жидкость склонна к испарению при бытовых температурах. По этой причине газ помещают в герметичные емкости (баллоны) под давлением от 2-16 атм, где он и хранится в виде жидкости.

Пары газа создают давление, благодаря чему из баллона они попадают в газовую магистраль, которая называется магистралью высокого давления. Расходуется газ из баллона благодаря его проходу через мультиклапан. Как уже говорилось выше, через этот клапан осуществляется также заправка газом. Для заправки используют дополнительное выносное устройство.

Газ в жидком состоянии движется по магистрали и попадает в газовый клапан, оборудованный фильтром. Фильтр предназначен для эффективной очистки газа от примесей и смолистых отложений. Устройство дополнительно отвечает за перекрытие подачи газа в момент выключения зажигания, а также при выборе режима работы мотора на бензине.

После фильтра очищенный сжиженный газ движется по газопроводу и оказывается в редукторе-испарителе. В этом устройстве его давление понижается до показателя, приблизительно равного 1 атм. Понижение давления ведет к тому, что жидкий газ начинает испаряться. При этом происходит активное охлаждение редуктора. По этой причине редуктор присоединяют к системе охлаждения мотора. Разогретая ОЖ, которая циркулирует в системе, предотвращает обмерзание редуктора, а также мембран в устройстве. Основной рекомендацией в холодное время года является предварительный запуск и прогрев мотора на бензине, а потом уже осуществляется перевод двигателя на газ. Это требование подразумевает выход ДВС на рабочую температуру с необходимым нагревом ОЖ.

Из редуктора газ, который уже имеет парообразное состояние, поступает в цилиндры двигателя. За его подачу отвечают дозирующие устройства. Примечательно то, что в устройстве газовой установки отсутствует элемент, который по своим функциям похож на бензонасос. Газ уже находится в баллоне под давлением и поступает в редуктор самостоятельно, а не принудительно. Это значительно упрощает систему ГБО. Способность газа при смене давления и температуры переходить из жидкостной фазы в паровую еще более сокращает число конструктивных элементов в цепи.

Смеситель в ГБО является устройством сложной формы, которое устанавливают перед дроссельной заслонкой. Главной задачей этого решения становится приготовление рабочей смеси газа и воздуха. Дозатор является устройством для регулировки. Перед редуктором устанавливается специальный электромагнитный клапан, который отключает подачу газа.

Переключатель выбора бензина или газа в салоне имеет три положения: «газ», «бензин» и нейтральное положение. Выбор режима перекрывает один или оба клапана. Когда зажигание выключается, тогда все клапаны находятся в закрытом состоянии. ГБО могут иметь также функцию отключения подачи газа в том случае, если отсутствует искра зажигания в ДВС.

баллон (1)
мультиклапан (2)
газовая магистраль высокого давления (3)
выносное заправочное устройство (4)
газовый клапан (5)
редуктор-испаритель (6)
дозатор (7)
смеситель воздуха и газа (8)
бензиновый клапан (9)
переключатель видов топлива (10)

По принципу подачи газа в двигатель ГБО условно принято делить на поколения. В качестве наглядного примера возьмем ранние системы и проследим за алгоритмом их работы. Нефтяной газ (пропан-бутан), который находится в сжиженном состоянии и под давлением, поступает из баллона (1). Газ идет по магистрали высокого давления (3). За контроль расхода газа отвечает мультиклапан (2). Посредством этого же клапана осуществляется заправка при помощи выносного заправочного устройства (4). В жидкой фазе по магистрали газ проникает в газовый клапан-фильтр (5). Там происходит его очистка от взвесей и смолистых отложений, а также фильтр перекрывает подачу газа в момент отключения зажигания или при выборе режима работы на бензине.

Очищенный в фильтре газ идет по трубопроводу и оказывается в редукторе-испарителе (6). Давление газа понижается там до уровня атмосферного. Начинается интенсивное испарение газа. Разряжение во впускном коллекторе запущенного ДВС позволяет газу из редуктора пройти по шлангу низкого давления. Далее газ проникает в дозатор (7) и оказывается в смесителе (8). Смеситель установлен между воздушным фильтром и дроссельной заслонкой. На крбюраторных авто вместо смесителя может быть осуществлена врезка газовых штуцеров прямо в карбюратор.

Режимы работы ДВС на бензине или газе выбираются при помощи переключателя видов топлива (10), который ставят на приборной панели. Когда выбран режим «газ», переключатель инициирует открытие электромагнитного газового клапана (5) и происходит отключение электромагнитного бензинового клапана (9). Если имеет место переход с газа на бензин, тогда переключатель осуществляет закрытие газового клапана и позволяет открываться бензиновому. Подсветка на переключателе позволяет определить, какой вид топлива задействован в тот или иной момент.

В процессе эволюции сложилась устоявшаяся практика деления установок на поколения. В СНГ с классификацией ГБО возникли определенные сложности. Дело в том, что третье поколение после его появления на рынке не получило широкого распространения и после исчезло, а первое и второе по этой причине стали ошибочно называть вторым и третьим.

Еще большую путаницу вносят многочисленные установщики, которые в ряде случаев ошибочно присваивают системам ГБО с функцией OBD-коррекции, а также системам BRC Sequent Direct Injection для моторов с непосредственным впрыском топлива, статус пятого поколения. Для максимальной ясности системы стоит делить по способу подачи газа в ДВС:

оборудование эжекторного типа, к которому относят ГБО первых поколений. Решение является аналогом бензинового карбюраторного и ранних образцов инжекторного впрыска;
распределенный газовый впрыск, относящийся к четвертому поколению систем;
жидкий впрыск, который представляет собой ГБО пятого поколения;
непосредственный впрыск жидкого газа, являющийся шестым поколением газового оборудования;

Поколения ГБО и конструктивные особенности

I поколение

К этому поколению относятся механические системы, которые выше были частично описаны в виде схематичного примера. Решения получили вакуумное управление, а также оснащаются механическим дозатором газа. Такие системы устанавливаются на бензиновые агрегаты, конструктивно имеющие карбюратор или простой инжектор. ГБО первого поколения получили также смеситель газа.

Регулирование подачи газа в смеситель для таких систем реализуется вручную. Для этого используется дозатор. Дозатор представляет собой патрубок, который позволяет изменять проходное сечение посредством вкручивания регулировочного винта, который вставлен в патрубок. Под регулировкой дозатора понимают такое положение винта, которое позволяет мотору устойчиво работать на газе в различных режимах. Положение винта в процессе эксплуатации авто изредка может потребовать коррекции, особенно при засорении воздушного фильтра. Переключатель выбора топлива в таких ГБО может дополнительно иметь указатель уровня газа в баллоне. Функция реализуется при наличии сенсора уровня топлива в конструкции мультиклапана.

Первое поколение ГБО для автомобилей с инжектором конструктивно отличается тем, что бензиновый клапан для прекращения подачи бензина заменен на устройство, которое называется эмулятор форсунок. В процессе подачи газа элемент имитирует работу штатных бензиновых форсунок, чтобы не переходил в аварийный режим работы. Аналогичное решение в виде эмулятора лямбда-зонда позволило решить проблему касательно ошибок ЭБУ инжекторного двигателя.

II поколениe

Механическая система дополнилась электронным дозирующим устройством, работа которого основывалась на обратной связи с лямбда-зондом (датчик содержания кислорода). Такое решение устанавливается на инжекторные двигатели с катализатором. ГБО второго поколения избавили от ручного дозатора. Его место занял электронный дозатор, который регулирует подачу газа при помощи электродвигателя шагового типа.

Дозатор управляется электронным блоком, который опирается на сигналы штатного лямбда-зонда. Это позволяет обеспечить поддержание оптимального состава газо-воздушной рабочей смеси. Электронный блок дополнительно принимает сигналы от датчика положения дроссельной заслонки и датчика оборотов двигателя, что необходимо для оптимизации смеси на переходных режимах работы силового агрегата. Настройку ГБО этого типа производят при помощи ПК.

Такие системы устанавливались на автомобили с электронными карбюраторами или инжекторами, которые оборудованы лямбда-зондом и катализатором, имеют в конструкции датчик положения дроссельной заслонки. Эти поколения ГБО являются системами переходного типа. Сегодня такие решения практически не используются.

Причиной послужило то, что ранние поколения ГБО не соответствуют действующим требованиям по вопросу токсичности, находясь на уровне норм ЕВРО-1. С учетом этих требований производители создали системы третьего и четвертого поколений, которые намного более распространены.

III поколениe

Такие системы способны обеспечить распределенный синхронный впрыск газа. Конструктивно имеют дозатор-распределитель с управлением от электронного блока. Подача газа во впускной коллектор реализована посредством механических форсунок. Форсунки открываются за счет избытка давления в газовой магистрали высокого давления. Электронно-механический дозатор-распределитель шагового типа находится между редуктором, который подаёт избыточное давление, и штуцерами-клапанами, которые установлены во впускном коллекторе двигателя. Элемент отвечает за оптимальную дозировку газового потока во впуск. Переключение режимов и создание оптимальной газо-воздушной рабочей смеси возложено на электронный блок управления, который получает сигналы от штатных датчиков двигателя (МАР-сенсор, лямбда-зонд, ДПДЗ и т.д.).

Стоит отметить, что ГБО 3-го поколения не задействуют ЭБУ автомобиля и не опираются на топливные карты, которые зашиты в штатный блок управления ДВС. Системы подачи газа работают параллельно и имеют собственные топливные карты. Корректировка состава смеси в таких ГБО не самая качественная, что напрямую зависит от скорости работы шагового дозатора-распределителя. После введения норм ЕВРО-3, а также появления систем OBD II и EOBD (бортовая диагностика второго поколения), газовые системы 3-го поколения утратили популярность. Выход систем ГБО 4-го поколения вытеснил предыдущее 3-е с рынка окончательно.

IV поколениe

ГБО этого поколения получило название распределенного газового впрыска (также встречается определение фазированного распределённого впрыска газа). Поколение систем распределенного последовательного впрыска газа с электромагнитными форсунками имеет управление от более совершенного электронного блока. Подобно системам 3-го поколения, газовые форсунки монтируются на впускном коллекторе. Установка подразумевает непосредственную близость сопла форсунки и впускного клапана каждого отдельного цилиндра. Это поколение ГБО задействует мощности ЭБУ и , которые заложены в штатную программу контроллера автомобиля. В 4-ом поколении вносятся только необходимые поправки для того, чтобы адаптировать газовую систему применительно к топливной карте в ЭБУ, рассчитанной на бензин.

В этом поколении систем газ из редуктора-испарителя проходит через фильтр тонкой очистки газа. Далее он поступает в специальную рампу газовых форсунок. Эти форсунки устанавливаются на впускном коллекторе, а местом их установки становится пространство около бензиновых штатных инжекторов. Газовые форсунки в основе имеют тарированные жиклеры, через которые и осуществляется подача газа в область нахождения впускного клапана силового агрегата.

Управляет газовыми форсунками отдельный блок управления. Блок использует те сигналы, которые идут от штатного бортового компьютера в автомобиле и предназначены для бензиновых форсунок. Газовый блок преобразует эти сигналы и направляет на газовые форсунки. Бензиновые форсунки в этот момент отключаются этим же блоком.

Необходимое количество газа, которое распределяется по впускному коллектору, рассчитывается на основе времени впрыска, которое определяет штатный ЭБУ. Блок управления газовыми форсунками корректирует это время для газа, так как необходимо учитывать его давление и температуру. Результатом становится то, что газ своевременно и в точно определенном количестве попадает в каждый цилиндр ДВС.

Настраивается ГБО 4-го поколения при помощи персонального компьютера и соответствующих программ. Софт должен быть совместим с поколением ГБО. Отдельным плюсом таких систем выступает функция перехода в автоматическом режиме с бензина на газ при прогреве двигателя. Если же в баллоне газ закончился, тогда также произойдет автоматический переход на бензин. Возможность ручного выбора топлива при помощи переключателя в салоне осталась неизменной. Сегодня ГБО 4-го поколения является наиболее популярным и оптимальным оборудованием для инжекторных автомобилей.

ГБО IV и непосредственный впрыск

Отдельно стоит отметить ГБО 4-го поколения для таких автомобилей, в которых система топливоподачи устроена по принципу непосредственного топливного впрыска. Некоторые компании по установке ГБО относят этот тип системы к пятому поколению, но детальное изучение вопроса выявляет ошибочность такого определения. На самом деле, система остается оборудованием 4-го поколения, которое доработано и адаптировано применительно к конкретному типу ДВС.

Еще не так давно установка ГБО на автомобили с непосредственным впрыском топлива в цилиндры была попросту невозможной. К таким авто можно отнести Mitsubishi с линейкой моторов GDI, VW, Skoda и Audi с агрегатами FSI, отдельные модели Toyotа, Nissan и т.д. Главной проблемой являлось то, что бензиновые форсунки в таких моторах осуществляют топливный впрыск не во впускной коллектор, а подают топливо напрямую в камеру сгорания. Установить газовые форсунки для прямой подачи газа в камеру сгорания было невозможно. Обычное ГБО 4-го поколения с газовыми форсунками на впускном коллекторе также не подходило, так как сильно страдала бензиновая система питания этих ДВС и за короткий срок выходила из строя.

Система LPi (Liquid Propane Injection) является впрыском сжиженного газа. Такая система стала детищем компании из Голландии Vialle. Специалисты бренда разработали и первыми представили системы впрыска газа, который находится в жидком состоянии, еще в далеком 1995 году. Главным отличием этой системы от других систем ГБО с распределенным впрыском является то, что газ впрыскивается во впускной коллектор ДВС не в испаренной фазе, а в жидком виде. Данное поколение газовой системы имеет также ряд отличий по составным компонентам. Большинство элементов системы LPi отличаются от тех привычных решений, которые используются в конструкции привычных предыдущих систем ГБО.

В газовом баллоне присутствует газовый насос. Указанный насос позволяет обеспечить подачу газа именно в жидком состоянии. В таком виде газ поступает к газовым форсункам. Необходимость испарять газ во впускном коллекторе отпала, что автоматически исключает из системы редуктор-испаритель. Вместо данного элемента присутствует регулятор давления. Задачей устройства становится поддержание постоянного рабочего давление в системе подачи газа. Показатель находится на такой отметке, чтобы выходное давление было минимум на 5 бар выше давления в газовом баллоне. Такое давление не позволяет газу перейти в паровую фазу в трубках по причине нагрева работающего двигателя. Необходимость подогревать элементы ГБО под капотом путем их интеграции в систему охлаждения ДВС для циркуляции разогретой ОЖ теперь утратила актуальность. Регулятор давления заключен в специальный блок, в котором имеется электроклапан безопасности. Этот клапан открыт при работе ДВС на газе, закрывается устройство при переводе мотора на бензин.

Остатки неизрасходованного газа из форсунок поступают через регулятор давления обратно в баллон, что напоминает принцип «обратки» в бензиновых агрегатах. Видоизменилась и топливная магистраль. В ранних поколениях ГБО присутствовала трубка, материалом изготовления которой в большинстве случаев выступала рафинированная медь. Трубка использовалась для подачи газа из баллона к редуктору-испарителю. В системе 5-го поколения её заменили на одиночные магистрали, материалом для которых послужил армированный пластик.

Если внимательно изучить систему LPi, тогда вполне очевидно значительное сходство с бензиновой инжекторной системой питания ДВС. Жидкий впрыск позволяет целиком заменить бензиновую систему питания. Южнокорейские автопроизводители оценили такую возможность, наладив для своего внутреннего рынка выпуск монотопливных газовых авто.

Основным преимуществом ГБО 5 выступает высокая точность впрыска, отсутствие подключения к системе охлаждения ДВС, независимость от уровня давления газа в баллоне и т.д. Более того, за счет эффекта охлаждения при испарении газа, мотор при работе на некоторых режимах выдает чуть более высокую мощность.

Запустить ДВС в условиях низких температур становится проще, так как в холода в LPi сжиженный газ имеет лучшую характеристику испарения сравнительно с бензином, что позволяет не заливать свечи. К недостаткам системы можно отнести высокую конечную стоимость и небольшой опыт обслуживания данных решений специалистами на территории стран СНГ.

Если за системой не ухаживать должным образом, тогда срок эксплуатации без поломок ГБО 5-го поколения сокращается в разы. Для примера, газовый насос старого образца для своей безотказной работы требовал периодической смазки. Не все специалисты знали о такой необходимости. Отсюда и возникли мифы о быстром выходе газовых насосов из строя, которые списывались на низкое качество газа в СНГ, конструктивные недоработки системы и т.п.

Правильное же обслуживание, даже с учетом реалий и посредственного качества газа, способно обеспечить минимальный ресурс Vialle LPi даже с насосом старого типа около 200-300 тыс. км. В современных системах применен еще более совершенный насос турбинного типа, что и вовсе исключает необходимость дополнительной смазки и других манипуляций для ухода за системой.

VI поколениe

Система Liquid Propane Direct Injection представляет собой решение для непосредственного впрыска жидкого газа. Параллельно с системой LPi, компания из Голландии Vialle создала систему LPdi. Это решение предназначено для моторов с непосредственным впрыском горючего в цилиндры.

Данная система занимает условный статус шестого поколения ГБО, повторяя ситуацию с 4-м поколением и системой Sequent Direct Injection (SDI). Решение имеет схожую конструкцию с ГБО 5-го поколения. Главным отличием является то, что жидкий газ подается через штатные бензиновые форсунки силового агрегата. В системе используется все тот же баллон с газовым насосом высокого давления. Этот насос подает сжиженный газ к специальному устройству, которое называется селектором топлива. Именно в этом устройстве и происходит переключение между подачей бензина или газа.

Вполне очевидно, что основой данной системы ГБО выступает указанный селектор топлива. Это устройство является запатентованным блоком клапанов. В процессе работы блока бензин, находящийся перед топливным насосом высокого давления, подменяется жидким газом. Оставаясь в сжиженном состоянии, газ подается в . Указанный
поднимает давление до 100 бар и выше, подавая газ на топливные форсунки-инжекторы.

Использование такой системы ГБО позволяет в полной мере сохранить все плюсы от использования ДВС с непосредственным впрыском топлива. Обеспечено максимально точное дозирование горючего, двигатель уверенно работает на обедненной рабочей смеси, нет проблем на переходных режимах. Мало того, но использование сжиженного газа позволяет дополнительно снизить токсичность выхлопа.

Еще одним положительным моментом от использования ГБО 6-го поколения является возможность не только сохранить ту мощность мотора, которую инженеры заложили в него на заводе, но и превысить этот показатель. Производитель приводит пример, что после установки такой системы ГБО на Volkswagen Passat 1.8 TSI, паспортная мощность которого на бензине 160 л.с, мощностная характеристика на газе выросла до 169 л. с. Производить установку системы Vialle LPdi возможно только на отдельные модели автомобилей с соответствующим типом силового агрегата.

Редуктор ГБО осуществляет преобразование газа из жидкого состояния в газообразное, а также поддерживает необходимое выходное давление. В редукторе ГБО имеется датчик температуры охлаждающей жидкости и газовый фильтр. Для преобразования газа из жидкого состояния в газообразное редуктор подключается к системе охлаждения двигателя. Редуктор впрысковой газовой системы меняет выходное давление газа в зависимости от давления во впускном коллекторе двигателя автомобиля.

Фильтр ГБО очищает газ от посторонних примесей. Стоит отметить, что фильтр ГБО нужно менять вовремя, т.к. от этого во многом зависит срок эксплуатации газобаллонного оборудования. Также, фильтр Ловато совмещает в себе датчики давления и температуры газа.

Форсунки ГБО предназначены для впрыска газа в двигатель. Современные газовые форсунки – это высоко точные и быстрые устройства, специально разработанные для подачи газообразного топлива в двигатель автомобиля. Чем быстрее форсунки ГБО, тем точнее подача топлива. Вот почему в линейке газовых форсунок Lovato имеются несколько классов форсунок ГБО, подходящих ко всем типам автомобильных двигателей.

Переключатель типа топлива необходим для переключения с газа на бензин и наоборот. К тому же, он отображает остаточное количество газового топлива при помощи световой индикации.

Электронный блок управления (ЭБУ) – это мозг всей газовой системы. Он собирает всю необходимую информацию с различных датчиков и определяет количество подачи газа в двигатель. ЭБУ подключается к штатному блоку управления подачей бензина в автомобиле. Анализируя полученную информацию от штатного блока и газовых датчиков ЭБУ формирует сигналы для управления газовыми форсунками.

Заправочное устройство предназначено для заправки баллона газом и содержит обратный клапан, предотвращающий выход газа. Есть несколько вариантов установки ВЗУ: При установке газобаллонного оборудования на автомобиль самым распространенным способом является установка ВЗУ в лючек бензобака, рядом с горловиной бензобака. Таким образом, сохраняется традиционное место заправки, ВЗУ защищено от внешних факторов и визуально скрыто. Еще один способ – установка врезного ВЗУ в бампер или в крыло автомобиля. Такой метод используется по желанию владельца авто или при отсутствии возможности установить ВЗУ в лючек бензобака. Третий вариант – подвесное ВЗУ. Такой вариант используется при размещении ВЗУ, например, рядом с фаркопом, либо при установке на грузовые автомобили.

Мультиклапан ГБО устанавливается в горловину баллона и является важнейшим элементом безопасности ГБО. Он содержит в себе несколько компонентов, отвечающих за безопасность газового оборудования, и выполняет следующие функции: - предотвращает обратный выход газа из баллона; - контролирует уровень подачи газа, и, в аварийной ситуации, прекращает подачу газа, например, если произошел обрыв газовой магистрали; - не позволяет заполнить газом баллон до предела, в связи с тем, что при нагреве газ имеет свойство расширяться; - предотвращает повышение давления внутри баллона выше допустимого значения; - при условии, что мультиклапан оборудован электромагнитным клапаном (электоклапан ГБО), перекрывает подачу газа при работе автомобиля на бензине, когда автомобиль находится в выключенном состоянии или двигатель остановлен; - информирует об оставшемся количестве газа.

Баллон ГБО служит для хранения газового топлива. Существует 2 основных типа баллонов – тороидальные и цилиндрические. Тороидальные (тор) бывают внутреннего и внешнего исполнения. Внутренний вариант устанавливается вместо запасного колеса в багажник, а внешний ставится под днище автомобиля, тоже вместо «запаски». Стоит отметить, что тороидальные баллоны ГБО являются наиболее популярными, т.к. их использование не сокращает багажного пространства. Отсутствие, же, запасного колеса легко решается, к примеру, с помощью аэрозолей для ремонта проколов колес. Цилиндрические баллоны ГБО используют, чаще всего, для большей вместимости объема газа, т.к. если сопоставить одинаковые по цене тороидальный и цилиндрический, то второй будет больше по объему. При использовании цилиндрического баллона приходится жертвовать пространством багажного отделения. Цилиндрический варианты являются основными для грузовых автомобилей. Что касается безопасности ГБО, то оба типа газобаллонов исполнены из прочного металла, толщиной до 4-х мм и способны выдерживать давление, в несколько раз превышающее состояние баллона во время полной заправки. Каждое изделие проходит испытания на заводе изготовителе. По-праву, можно сказать, что баллон ГБО является самым крепким элементом Вашего автомобиля.

Бытовые проточные водонагреватели, использующие природный газ, появились в начале прошлого столетия и до сих пор верой и правдой служат человечеству в качестве источников горячей воды для дома. С той поры приборы были конструктивно усовершенствованы, но принцип их действия остался прежним. В данной статье пи опишем этот принцип и рассмотрим устройство газовой колонки в современном исполнении.

Устройство проточных газовых водонагревателей

Прежде чем приступить к рассмотрению конструкции колонки, стоит отметить, что современные аппараты для нужд ГВС бывают двух видов:

с открытой камерой сгорания;
турбированные, с закрытой камерой сгорания.

Данные виды нагревателей имеют конструктивные отличия, какие – мы обозначим в процессе изучения. Итак, традиционный водонагреватель представляет собой подвешиваемый к стене агрегат, к которому присоединяются патрубки для газа и воды. Ниже на рисунке показано устройство колонки:

1 – датчик наличия тяги в дымоходе; 2 – датчик температуры; 3 – горелка; 4 – регулятор температуры; 5 – патрубок подключения газа; 6 – патрубок присоединения дымохода; 7 – диффузор; 8 – теплообменник; 9 – газовый клапан; 10 – регулятор протока; 11 – патрубки подключения воды.

Поскольку на рисунке затруднительно показать все детали и элементы, то перечислим наиболее важные из них, не попавшие в перечень:

водяной узел;
система розжига;
датчик наличия пламени;
запальник;
предохранительный сбросной клапан.

Турбированная газовая колонка отличается закрытой конструкцией камеры сгорания, воздух в нее нагнетается вентилятором. Как правило, в подобных агрегатах устанавливается горелка с плавным регулированием пламени (модуляционная). Управление прибором осуществляет электронный блок, получающий сигналы от датчиков. Ниже показана структурная схема газовой колонки с закрытой камерой сгорания:

Принцип действия газовой колонки

Назначение рассматриваемых нагревателей – это быстро прогреть большое количество проточной воды. Соответственно, все технические решения, реализованные в аппарате, направлены только для достижения этой цели. Отсюда и более низкий по сравнению с газовыми котлами КПД – в пределах 85-92%, у турбированных нагревателей – до 94%.

В агрегатах любой конструкции принцип работы заключается в том, что горелка поджигается от запальника в тот момент, когда на входном патрубке появляется проток воды. Понятно, что это происходит при открывании крана горячей воды в доме. Срабатывает водяной узел (в простонародье – лягушка) и газовый клапан подает топливо на основную горелку. Она поджигается от запальника и начинает прогревать теплообменник. Последний изготовлен из медного листа, согнутого в виде овала, вокруг которого обмотана трубка змеевика.

Вода проходит по змеевику снизу вверх, получая тепло от горелки, после чего уходит к потребителям. Воздух для горения поступает в камеру сквозь смотровое окошко из того же помещения, где расположен прибор. Дымовые газы удаляются под воздействием естественной тяги дымоходной трубы или шахты. После прекращения протока «лягушка» механически закрывает клапан, а тот перекрывает подачу горючего, нагреватель отключается.

Особый интерес представляет устройство водяного узла. Он состоит из корпуса со встроенной диафрагмой (поз. 2) и прикрепленным к ней штоком (поз. 1). Когда в нижней части под диафрагмой начинается проток воды, то за счет давления шток выдвигается и нажимает на исполнительный механизм газового клапана. Чтобы избежать резких перепадов давления и последующего за ними резкого открывания подачи топлива и хлопков в камере, в «лягушке» имеется перепускной клапан с шариком – замедлителем (поз. 6). Резкий скачок давления заставит шарик перекрыть канал, а при его стабилизации отверстие снова откроется.

Если говорить о водонагревателях с закрытой камерой, то принцип работы газовой колонки здесь точно такой же. Только горение происходит в закрытом пространстве, а воздух туда подается вентилятором. Причем забор воздуха происходит с улицы через двустенную коаксиальную трубу. По внутреннему проходу наружу движутся дымовые газы, а в пространстве между стенками им навстречу поступает воздух. В процессе среды обмениваются теплом, что в конечном счете и повышает КПД агрегата.

Более сложное устройство колонок с наддувом позволяет управлять мощностью горелки, плавно изменяя интенсивность пламени. Этим занимается контроллер, он поддерживает установленную пользователем температуру воды на выходе при открывании нескольких кранов горячей воды или перепадах давления в сети. Естественно, что в подобных нагревателях не используется ручной розжиг, все полностью автоматизировано.

О системах розжига и безопасности

В нынешнее время проточные нагреватели снабжаются системами ручного и автоматического розжига. В первом случае искру на запальнике создает пъезоэлемент, включаемый кнопкой на передней панели. Затем фитиль горит постоянно, вне зависимости от того, как газовая колонка работает. Потушить запальник можно, лишь перекрыв подачу горючего.

Электронный розжиг происходит автоматически, при открывании крана ГВС. Искра создается на запальнике от энергии двух круглых батареек, их заряда хватает ориентировочно на год. Фитиль не горит постоянно, он затухает сразу после пуска главной горелки. Таким же способом, но без батареек запальник включается от искры, создаваемой гидрогенератором. Его турбина приводится в движение давлением воды и вырабатывает электроэнергию.

Во всех колонках в соответствии с нормами задействованы следующие средства безопасности:

при отсутствии тяги в дымоходе клапан закроет подачу топлива по сигналу датчика;
при падении давления в газовой магистрали или его отключении сработает газовый клапан;
при затухании пламени сработает соответствующий датчик и топливная магистраль будет закрыта.

С целью сберечь теплообменник газовой колонки многие модели аппаратов дополнительно снабжаются датчиком температуры и предохранительным клапаном.

Заключение

Проточная водогрейная установка – очень эффективный и безопасный бытовой прибор. Кроме того, принцип действия, используемый в нем, проверен не то что годами – десятилетиями. Единственное неудобство – оформление и согласование документации при установке нового изделия.