В даний час використовується кілька варіантів схем управління подачею газового палива із запалюванням від іскри в двигун, який може працювати як на бензині, так і на газі. Кожна з цих схем має свої переваги і недоліки і тому може застосовуватися для відповідних норм по токсичності відпрацьованих газів, а також в залежності від умов монтажу газобалонного обладнання (ГБО) на СТО або заводі-виробнику транспортного засобу.

Анотація наукової статті з механіки і машинобудування, автор наукової роботи - В. А. Шишков


Область наук:

  • Механіка і машинобудування

  • Рік видавництва: 2008


    Журнал

    Транспорт на альтернативному паливі


    Наукова стаття на тему 'Аналіз систем управління ДВС автомобіля для роботи на газі або бензині'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз систем управління ДВС автомобіля для роботи на газі або бензині»

    ?Аналіз систем управління ДВС автомобіля для роботи на газі або бензині

    В.А. Шишков,

    начальник технічного відділу ТОВ «Рекар», доцент СГАУ ім. С.П. Королева, к.т.н..

    В даний час використовується кілька варіантів схем управління подачею газового палива із запалюванням від іскри в двигун, який може працювати як на бензині, так і на газі. Кожна з цих схем має свої переваги і недоліки і тому може застосовуватися для відповідних норм по токсичності відпрацьованих газів, а також в залежності від умов монтажу газобалонного обладнання (ГБО) на СТО або заводі-виробнику транспортного засобу.

    Вступ

    У даній статті не розглядаються схеми ГБО без електронного управління топливоподачей і запалюванням, так як вони не актуальні сьогодні для сучасних автомобілів з точки зору виконання норм по токсичності відпрацьованих газів. Розглянемо п'ять варіантів схем управління двигуном для бензину і газового палива.

    1. Схема з двома електронними блоками управління, в якій для газового контролера використовуються сигнали з бензинових форсунок, без використання сигналу з датчика кисню для управління подачею палива в двигун За цією схемою в даний час побудовано більшість систем управління двигуном, що працює на газовому паливі - як на пропан-бутан (ЗВГ), так і на компримованого-ном природному газі (КПГ). Ці системи призначені для установників ГБО на спеціалізованій станції по переобладнанню автомобілів.

    В даній схемі похибка газової подачі палива складається з наступних складових:

    | Точності математичної моделі або досконалості алгоритму

    (Облік всіх максимально факторів, що впливають на топливоподачу в двигун на різних режимах його роботи) з розрахунку ширини імпульсу впорскування бензинової форсунки (наприклад, точність алгоритму розрахунку подачі палива для норм токсичності «Євро-1» без використання датчика кисню становить приблизно ± 5%, для « євро-2 »з використанням сигналу управління по зворотного зв'язку з датчика кисню становить приблизно ± 2%, а для норм токсичності« євро-3 »і вище приблизно ± 1%);

    | Допуску на точність ширини імпульсу бензинової форсунки (імпульс видає драйвер бензинового контролера), який визначається частотою процесора контролера управління двигуном, так як по ній визначається внутрішній час, а отже, і ширина імпульсу (наприклад, для процесора з частотою 100 кГц цей час становить ± 10 мкс, тобто ширина поля допуску становить 20 мкс);

    | Точності підбору коефіцієнта відповідності витрат через бензинову і газову форсунки (калібрування газового контролера виконується на конкретному двигуні і автомобілі, тому має

    відмінності від серійно випускаються; фактично калібрування індивідуальна для кожного двигуна і автомобіля, так як відхилення по збірці двигунів і використання датчиків ЕСУД з відповідними похибками без зворотного зв'язку в сумі можуть досягати ± 15%);

    | Точності математичної моделі перерахування витрат палива при переході з бензину на газ в газовому контролері (прийняті допущення, облік в розрахунку впливу зовнішніх параметрів, розрахунок паливної плівки при роботі на бензині в залежності від температурного стану двигуна і динамічного режиму роботи прискорення-уповільнення, відсутність уточнень розрахунку зворотного зв'язку по датчику кисню);

    | Допуску на точність ширини імпульсу газової форсунки (імпульс видає газовий контролер), наприклад, як і для бензинового контролера з частотою 100 кГц, що становить 20 мкс;

    | Допуску на витрату палива для конкретних газових форсунок на різних режимах роботи, що становить зазвичай від ± 2 до ± 5%;

    | Динаміки утворення суміші (перепад тиску на газовій форсунки, напрям подачі газового палива); при різкому відкритті газової форсунки в газовій системі виникають пульсації тиску, амплітуда яких досягає ± (10-15%) від рівня тиску;

    | Моменту початку і кінця газового уприскування (від фази уприскування газового палива залежить кількість газу, що потрапив в камеру згоряння двигуна разом з повітрям, а значить і повнота згоряння);

    | Похибки датчика кисню, який бере участь в розрахунку ширини імпульсу бензинової форсунки

    (Непрямий вплив на витрату через газову форсунку), яка становить приблизно ± 2% і з плином часу збільшується в міру старіння і забруднення чутливого елемента датчика. Цю похибку необхідно враховувати в зв'язку з тим, що ширина імпульсу газової форсунки визначається в залежності від ширини імпульсу впорскування бензинової форсунки.

    Дана схема дозволяє отримати норми токсичності відпрацьованих газів до «Євро-3». Для досягнення норм «Євро-4» і вище потрібно більш точне дозування палива на перехідних режимах і на режимі прогріву двигуна.

    переваги:

    | Простота реалізації для різних типів автомобілів в умовах спеціалізованих СТО;

    | Немає необхідності в точному знанні алгоритму управління бензинового контролера (необхідно лише знати тип впорскування палива: одночасний, попарно-паралельний або фазований);

    | Можливість впорскування газового палива в момент відкритого стану впускного (их) клапана (ів).

    недоліки:

    | Фаза уприскування газового палива може відставати на один робочий цикл роботи двигуна або не буде достатньо часу для вприскування газового палива, так як бензиновий імпульс уприскування закінчується в момент початку відкриття впускного (их) клапана (ів);

    | Наявність другого контролера для управління газовими і бензиновими форсунками і додаткового джгута проводів;

    | Необхідність втручання в електропроводку системи управління двигуном серійного автомобіля;

    | Додаткова трудомісткість монтажу і перебирання окремих елементів автомобіля.

    2. Схема з двома електронними блоками управління, в якій для газового контролера використовуються сигнали з бензинових форсунок, з використанням в якості регулюючого сигналу з датчика кисню У цій схемі присутні всі похибки, як і в попередній схемі, за винятком того, що підвищена точність математичної моделі за рахунок використання для розрахунку ширини імпульсу впорскування газової форсунки і управління топ-лівоподачей сигналу зворотного зв'язку з датчика кисню. В даній схемі розрахунку можна більш точно дозувати газове паливо на перехідних режимах роботи (прискорення-уповільнення), так як, на відміну від попередньої схеми, відсутність бензинової плівки на внутрішніх поверхнях впускний труби при роботі на газі не вимагає складного алгоритму його перерахунку.

    3. Схема з двома контролерами, в якій для газового контролера

    використовуються ті ж сигнали з датчиків ЕСУД (з'єднаних за паралельною схемою), що і для

    бензинового контролера Переваги:

    | Немає необхідності в точному знанні алгоритму управління двигуном при роботі на бензині автомобіля заводського виготовлення, за винятком знання вимог норм по токсичності відпрацьованих газів, так як від цього залежить вибір схеми системи управління при роботі на газі і алгоритму управління (установка датчиків вмісту кисню в відпрацьованих газах до і після нейтралізатора, структура ЕОБД і т.д.);

    | Можливість застосування даної схеми на будь-яких автомобілях зі зворотним зв'язком по сигналу з датчика кисню в умовах їх переобладнання на спеціалізованих станціях.

    недоліки:

    | Наявність другого контролера і другого окремого джгута проводів системи управління двигуном внутрішнього згоряння (ДВЗ) при його роботі на газовому паливі;

    | Необхідність зв'язку обох контролерів для синхронізації моменту перемикання управління системами подачі палива з бензину на газ і назад для виключення провалів в роботі ДВС;

    | Складність комутації ланцюгів систем управління ДВС на зібраному автомобілі, так як потрібно втручання в систему управління заводської збірки.

    4. Схема з одним контролером, в якому записані дві відносно незалежні програми управління газова і бензинова

    переваги:

    | Наявність одного контролера для системи управління як при роботі на бензині, так і при роботі на газовому паливі знижує вартість комплекту ГБО за рахунок відсутності окремого газового контролера, а також за рахунок спрощення джгута проводів системи управління;

    | Можливість реалізації простого алгоритму короткочасного періодичного включення бензинових форсунок при роботі двигуна на газі для їх очищення і захисту від на-гарообразованія і закоксовиванія жиклерів важкими вуглеводневими складовими бензинового палива.

    недоліки:

    | Дана схема може застосовуватися тільки на заводах, які виробляють автомобілі і двигуни [1], так як її використання на вторинному ринку занадто дорого через заміну контролера і джгута системи управління ДВС, а також через різноманіття контролерів і алгоритмів управління ДВС різних виробників.

    5. Схема з одним контролером, в якому

    частина програми управління

    ДВС загальна, а частина, що стосується подачі палива, - різна

    Переваги даної схеми аналогічні попередній:

    | Наявність одного контролера для системи управління як при роботі на бензині, так і при роботі на газовому паливі знижує вартість комплекту ГБО за рахунок відсутності окремого газового контролера, а також за рахунок спрощення джгута проводів системи управління;

    | Застосування алгоритму управління для плавного перемикання з бензину на газ і назад;

    | Можливість одночасної подачі бензинового і газового палива;

    | Можливість компенсації втрат потужності на максимально навантажених режимах роботи двигуна за рахунок переходу на бензин або добавки бензину при роботі на газі;

    | Можливість реалізації простого алгоритму короткочасного періодичного включення бензинових форсунок при роботі двигуна на газі для їх очищення і захисту від нагарообразования і закоксовива-ня жиклерів важкими вуглеводневими складовими бензинового палива;

    | Значно простіше алгоритм управління ДВС, а значить і дешевше його розробка.

    Недоліки даної схеми також аналогічні недоліків попередньої схеми:

    Таблиця 1

    Можливість діагностики ЕСУД і застосування для різних норм по токсичності ОГ для будь-яких схем управління при роботі на газі

    Рівень діагностики або параметр діагностики Схема 1 Схема 2 Схема 3 Схема 4 Схема 5

    ОБД + + + + +

    ЕОБД - + + + +

    ЕОБД-2 + (Частково) * + (Частково) * + (Частково) * + +

    Перспективний рівень - - - + +

    ОБД - бортова діагностика датчиків системи управління ДВС;

    ЕОБД - включає в себе ОБД і діагностику складу відпрацьованих газів до нейтралізатора з використанням цієї інформації для управління ДВС по зворотного зв'язку;

    ЕОБД-2 - включає в себе ЕОБД і додатково діагностику стану нейтралізатора, керуючого датчика кисню, пропусків запалення і діагностику адсорбера в процесі експлуатації автомобіля, крім цього можна ввести діагностику стану газових електромагнітних форсунок в процесі експлуатації автомобіля [2];

    * «Частково» означає наявність і можливість діагностики адсорбера при роботі на газовому паливі; при роботі на бензині всі функції діагностики працюють; при роботі на газі всі функції діагностики виконує бензиновий контролер;

    «+» Означає можливість даного рівня діагностики як при роботі на бензині, так і при роботі на газі;

    «-» означає можливість діагностики тільки при роботі на бензині, при роботі на газі дана функція відсутня.

    Таблиця 2

    Норми токсичності відпрацьованих газів Схема 1 Схема 2 Схема 3 Схема 4 Схема 5

    «Євро-2» + + + + +

    «Євро-3» + + + + +

    «Євро-4» - + + + +

    «Євро-5» - - + + +

    | Вона застосовна тільки на заводах, які виробляють автомобілі і двигуни, так як її використання на вторинному ринку занадто дорого через заміну контролера і джгута системи управління ДВС, а також через різноманіття контролерів і алгоритмів управління ДВС різних виробників.

    Як видно з табл. 1, 2, не всі схеми управління двигуном можна використовувати для конкретних автомобілів з високими вимогами по токсичності відпрацьованих газів. Тому для фахівців фірми, що займається переобладнанням автомобілів на газове паливо, необхідно відразу знати, під які норми токсичності випускається та чи інша марка автомобілів і двигунів. Зазвичай ця інформація вказується (для нових автомобілів) в технічному реєстраційному талоні, як ступінь екологічності.

    Часто установники ГБО встановлюють апаратуру, яка не відповідає ступеню екологічності автомобіля, з міркувань економії коштів замовником робіт. В цьому випадку відбувається, по-перше, незаконне втручання в програму управління ДВС шляхом перезашівкі контролера для відключення роботи датчиків кисню. При цьому виникає небезпека роботи нейтралізатора або каткол-лектора на збіднених сумішах, при яких вони перегріваються і в кращому випадку виходять з ладу, а в гіршому випадку їх перегрів може привести до займання автомобіля. По-друге, дуже часто з нейтралізатора або катколлектор вибивається механічним шляхом робочий елемент, і в цьому випадку автомобіль не буде відповідати заявленим вимогам по екологічності відпрацьованих газів. При цих варіантах сценарію знімаються гарантійні зобов'язання заводу-виробника автомобіля.

    На жаль, поки немає узаконених методів контролю автомобіля, що працює на газовому паливі, при подібних втручаннях в заводську конструкцію. Це обумовлено відсутністю

    необхідного обладнання з перевірки токсичності відпрацьованих газів (від «Євро-2» до «Євро-5») в умовах СТО при обов'язковому технічному огляді та діагностиці. Можна запропонувати тільки непрямі перевірки. Наприклад, перевірка відповідності програми управління двигуном заводської установки за допомогою діагностичного приладу виявить - підключені або відключені датчики кисню в відпрацьованих газах, а спеціально налаштований ультразвуковий прилад визначить наявність робочого елемента в нейтралізаторі або катколлектор.

    Економічна доцільність застосування тієї чи іншої схеми для різних норм токсичності відпрацьованих газів визначається з точки зору вартості комплекту ГБО та робіт з його монтажу та адаптації, точності дозування газової топ-лівоподачі з урахуванням управління по зворотного зв'язку по сигналу з датчика кисню, а також монтажу ГБО на автомобіль в умовах СТО або на заводі-виробнику автомобіля.

    З урахуванням того, що при переобладнанні автомобіля для роботи на газовому паливі можна погіршувати або знижувати рівень його токсичності щодо заводського виконання, проводиться вибір схем управління конкретним двигуном конкретного автомобіля (табл. 1, 2). Природно, з підвищенням вимог по нормам токсичності відпрацьованих газів весь процес можливого використання різних схем управління роботою двигуна на газовому паливі рухається в бік виробника автомобілів. В першу чергу це вигідно споживачеві, так як газовий автомобіль від виробника дешевше, ніж після переобладнання, крім того, зберігається заводська гарантія. З іншого боку для виробників автомобілів, що працюють на газовому паливі, випуск газових моделей веде до ускладнення технології складання і подорожчання самого товару, але в той же час це - збільшення кількості модифікацій і розширення ринку збуту.

    Точність дозування газового палива зростає зі збільшенням рівня діагностики [2] і підвищенням норм токсичності, так як починають враховуватися фактори початкового рівня (витратні характеристики газових форсунок при змінному перепаді тиску на перехідних режимах роботи двигуна, параметри газу на вході в газові форсунки - температура і тиск газу, параметри датчиків, що впливають на газову подачу при різних умовах Температура і тиск, напруга живлення бортової мережі і т.д.), а також фактори і змінюються в процесі експлуатації автомобіля параметри (старіння датчика кисню і нейтралізатора, погіршення витратних характеристик газових форсунок , зростання числа пропусків запалення і т.д.), що в свою чергу призводить до ускладнення алгоритму управління топливоподачей.

    Рекомендації з адаптації ГБО та проведення

    калібрування контролерів електронних систем управління двигуном, що працює на газовому паливі В даний час на ринку установників ГБО 4-го покоління в умовах спеціалізованих СТО представлено значну кількість

    систем. Всі ці системи однакові за принципом управління подачею газу. Ширина імпульсу газової форсунки розраховується залежно від ширини імпульсу сигналу на бензинових форсунках. Але часто виробники ГБО не дають повного опису характеристик своєї продукції за параметрами використовуваних виробів: наприклад, редуктора, електромагнітних форсунок, датчиків тиску і температури газу, типу сигналу на форсунки з газового блоку управління і т.д. Відсутність цих даних ускладнює виконання калібрувальних робіт на конкретних марках автомобілів, так як невідомі вихідні дані вищеназваних елементів.

    Розглянемо на прикладі газових електромагнітних форсунок. Для правильної роботи електромагнітних форсунок в складі ГБО необхідно знати, як мінімум, наступні параметри:

    1. Діапазон перепадів тиску газу на клапані форсунок, так як при високому перепаді збільшується сила притиснення клапана до сідла, що в свою чергу призводить до збільшення часу відкриття клапана і зниження витрати газового палива, а також до нестабільності циклової подачі при однаковій величині ширини імпульсу на електромагнітної Катуша-

    ке. Надмірне збільшення перепаду тиску може привести до того, що електромагнітної сили котушки форсунки буде недостатньо для відкриття її клапана. При заниженому перепаді тиску газу на клапані форсунки блок керування двигуном збільшує ширину імпульсу на електромагнітної котушці до величини, яка більше періоду необхідної подачі палива на конкретних величинах частоти обертання колінчастого вала двигуна, що може привести до нестачі палива (збіднення паливоповітряної суміші) на високих режимах роботи і відповідно недобору крутного моменту і потужності ДВС.

    Для існуючих електромагнітних газових форсунок для ЗВГ можна порекомендувати такі робочі значення перепаду тиску:

    | Для форсунок (рис. 1) з металевим важким клапаном 70200 кПа (на режимі холостого ходу - 110-140 кПа);

    | Для форсунок (рис. 2) з мембранними клапанами 40-135 кПа (на режимі холостого ходу - 70-100 кПа).

    Для компримованого природного газу можна порекомендувати

    наступні робочі значення перепаду тиску:

    | Для форсунок з металевими важкими клапанами в залежності від міцності конкретної конструкції 200-350 кПа або 350-750 кПа (відповідно на режимі холостого ходу - 280-350 кПа або 650-700 кПа);

    | Для форсунок з мембранними клапанами 40-135 кПа (на режимі холостого ходу - 70-100 кПа).

    2. Тип керуючого імпульсу: форсований або лінійний. Форсований є короткочасне збільшення на час до 1 мс напруги і струму на котушці електромагнітної форсунки для збільшення електромагнітної сили на її клапан і зниження часу його відкриття, а далі напруга і струм знижуються до величини утримання клапана у відкритому стані (зазвичай ток утримання дорівнює приблизно 1 А). Лінійний імпульс являє собою подачу постійної напруги на котушку електромагнітного форсунки і його утримання на всій ширині імпульсу (зазвичай 12 В при струмі 1 А). Відрізнити форсунки по типу керуючого їм-

    форсунки

    Мал. 2. Газові електромагнітні форсунки з мембранними клапанами

    пульсу можна шляхом вимірювання омічного опору її котушки. Для форсунок, керованих форсованим імпульсом, воно становить 1-4 Ом, а для форсунок, керованих лінійним імпульсом, - 8-24 Ом (частіше 12-14,5 Ом). Зазвичай більшість електромагнітних газових форсунок з важким металевим клапаном має форсує імпульс управління для зниження часу відкриття, а мембранні газові форсунки зазвичай використовують лінійний керуючий імпульс.

    3. Мінімальний час відкриття і закриття клапана електромагнітної форсунки впливає на загальну ширину подається імпульсу і відповідно на кількість і стабільність циклової подачі газового палива. Для більшості форсунок з важкими металевими клапанами час відкриття навіть при форсованому типі керуючого імпульсу лежить в діапазоні 2-4,5 мс, час закриття

    - 0,9-1,5 мс, а це значить, що повна ширина імпульсу буде на 1,2-4,2 мс більше, ніж для бензинових форсунок. Для форсунок з мембранними клапанами час відкриття становить зазвичай 1-1,6 мс, час закриття

    - 0,6-0,8 мс, а це значить, що повна ширина імпульсу на котушці газової електромагнітної форсунки приблизно дорівнює ширині імпульсу на бензинової форсунки.

    Якщо при виконанні калібрування на конкретному автомобілі не виходять вищеназвані відмінності між шириною імпульсу газових і бензинових форсунок, то це може бути з наступних причин:

    | Неправильно налаштований перепад тиску на клапані газової форсунки (слід звернутися до рекомендованим значенням тиску на виході з газового редуктора), при занадто високому перепаді тиску на клапані ширину імпульсу на газовій форсунки необхідно збільшувати;

    | Неправильно підібраний діаметр отвору в жиклері газової

    форсунки - при збільшенні діаметра ширина імпульсу на газовій форсунки буде знижуватися і навпаки (деякі постачальники ГБО дають рекомендовані діапазони діаметрів жиклерів для конкретних, використовуваних ними, форсунок залежно від літрової потужності ДВС);

    | Неправильно обраний тип керуючого імпульсу на котушці електромагнітної форсунки.

    Як видно з цього прикладу, знання параметрів використовуваних форсунок усуває помилки при проведенні калібрувальних робіт на конкретному автомобілі. Є ще багато параметрів форсунок, впливають на точність подачі газового палива, наприклад, вплив напруги імпульсу на електромагнітної котушці, повторюваність видаткової характеристики, величина допуску на лінійну характеристику витрати, величина витоку газу при закритому клапані форсунки і т.д. Але ці параметри зазвичай враховує в своїй програмі управління топливоподачей розробник блоку управління ДВС та програмного забезпечення. Ці особливості відображені зазвичай в меню налаштувань при виборі типу і виробника електромагнітних газових форсунок.

    Необхідно відзначити, що для різних ГБО автомобіля характеристика форсунки може бути обрана двома шляхами:

    | Коригування одного коефіцієнта газової подачі на холостому ходу застосовується тільки в тих випадках, коли в програмне забезпечення блоку управління закладена вся видаткова характеристика (залежність витрати газу від ширини імпульсу в усьому робочому діапазоні, зазвичай від 0 до 20 мс) конкретної електромагнітної газової форсунки ( ГБО «елгарія-2»); в цьому випадку видаткова характеристика форсунки паралельно зміщується вгору або вниз по витраті газу без зміни її нахилу щодо осі часу (ширини імпульсу);

    | Коригування двох і більше коефіцієнтів газової подачі на

    холостому ходу і на часткове (их) мощностном (их) режимі (ах) роботи ДВС застосовується тоді, коли в програмному забезпеченні блоку управління подачею газу не визначена видаткова характеристика газової форсунки (ГБО фірм «Stefanelli», Renzo »,« Digitronic-DGI » , «TamonaGAS»). В цьому випадку є можливість паралельно зміщувати видаткову характеристику форсунки вгору або вниз по витраті газу і змінювати нахил її окремих ділянок щодо осі часу (ширини імпульсу). Фактично цю роботу виробник ГБО автомобіля покладає на установника обладнання.

    Кожен з цих способів завдання характеристики форсунки має свої переваги і недоліки, пов'язані в основному з додатковими роботами з калібрування і ремонту в разі заміни форсунок на інший тип або на іншого виробника. Точність завдання характеристики газової форсунки в електронному блоці управління в першому випадку повністю залежить від розробника і постачальника ГБО, а в другому випадку - від точності калібрування в процесі адаптації ГБО до конкретного автомобіля монтажником, що часто позначається на якості виконуваних робіт і дискредитації як останнього, так і ГБО.

    газовий редуктор

    Для його правильної роботи в системі ГБО 4-го покоління необхідно знати наступні параметри:

    1. Величину настройки тиску газу на виході редуктора. Рекомендовані значення вибираються в залежності від типу застосовуваних газових форсунок.

    2. Величину зміни тиску газу на виході в залежності від тиску на вході і величини витрати газу, що протікає через клапанну пару. Чим менше вплив цих параметрів на вихідний тиск в редукторі, тим простіше і точніше можна управляти подачею газового палива в ДВС. Розробник програмного забезпечення зазвичай враховує зміни цих

    характеристик для конкретного типу і виробника редуктора. Тому часто заміна одного типу редуктора на інший може призвести до неправильної і неточною топлівоподаче газу на окремих режимах роботи ДВС в разі відсутності датчиків тиску і температури газу перед газовими форсунками. Якщо ці датчики присутні в системі управління ГБО, то по ним ведеться коригування подачі палива незалежно від типу застосовуваного редуктора.

    3. Наявність компенсації в газовому редукторі тиску розрідження у впускному колекторі ДВС або при її відсутності програмна компенсація в залежності від оборотів колінчастого вала і навантаження на двигун. Ця інформація зазвичай не вказується виробником ГБО, що ускладнює проведення робіт по його адаптації до конкретного автомобіля. Якщо в газовому редукторі немає штуцера компенсації розрядження у впускному колекторі ДВС і його програмної компенсації, то проблем при калібрування не уникнути. На підвищених режимах роботи ДВС перепад тиску на газових форсунках замість того щоб збільшуватися буде знижуватися, що призведе до збіднення палив-вовоздушной суміші, так як не буде вистачати ширини імпульсу форсунки за період на конкретних оборотах колінчастого вала. Налаштувати таку систему на нормальну роботу двигуна внутрішнього згоряння на всіх режимах буде неможливо. Якщо налаштувати склад паливо-повітряної суміші на режимі холостого ходу на одиницю, то на навантажувальних режимах склад суміші становитиме 1,1-1,6. Якщо налаштувати склад суміші на одиницю на навантажувальних режимах, то на режимі холостого ходу складу топ-лівовоздушной суміші буде багатим - 0,6-0,8. Все це призведе до виходу з ладу датчика кисню і нейтралізатора відпрацьованих газів.

    4. Діапазон тисків газу на виході і діапазон витрати газу. Зазвичай ці параметри побічно враховуються в рекомендаціях виробника ГБО по потужності ДВС (наприклад, редук-

    тор для ДВС потужністю до 100 кВт або від 100 до 200 кВт).

    Як бачимо, знання основних параметрів газового редуктора важливо при виборі ГБО для конкретного автомобіля, воно дозволяє оцінити правильність комплектації цього устаткування постачальником (сумісність редуктора з газовими форсунками, наявність штуцера розрідження або програмна компенсація в електронному блоці управління і т.д.).

    датчики температури

    і тиску газу перед газовими форсунками

    Для їх належного функціонування в системі ГБО автомобіля необхідно знати наступні параметри:

    1. Таріровочние характеристики датчиків і можливість їх коригування в разі заміни на інший тип або виробника при ремонті. Від цих параметрів залежить точність дозування газового палива на всіх режимах роботи ДВС. Деякі виробники, застосовуючи конкретні типи датчиків, закладають Таріровочние характеристики в своє програмне забезпечення без можливості його заміни на інший тип датчиків, ніж прив'язують до себе клієнта, вимушеного звертатися до нього при закупівлі запасних частин.

    2. Посадочні розміри різьби і ущільнень в разі заміни на інший тип або виробника при ремонті.

    Зі сказаного вище випливає, що всі перераховані вироби з їх характеристиками впливають на якісну адаптацію ГБО до конкретного автомобіля. Тому виробник і постачальник ГБО зацікавлені в наданні цієї інформації, оскільки наступні відгуки споживача і установника впливають на кількість продажів цього обладнання. Бажано, щоб вся необхідна інформація була викладена в інструкції по установці і калібрування ГБО.

    Типовою помилкою при виконанні фахівцями калібрувальних робіт є те, що не контролюється зміна ширини імпульсу на

    бензинової форсунки при роботі ДВС на газі при управлінні по зворотного зв'язку по сигналу датчика кисню в відпрацьованих газах. Ширина імпульсу бензинової форсунки на одних і тих же режимах роботи ДВС на газі і бензині повинна бути однакова. Якщо ширина імпульсу бензинової форсунки зросла при роботі на газі, то це означає, що калібрування і адаптація ГБО до автомобіля зроблені неправильно. В цьому випадку при роботі на газі бензиновий блок управління ДВС накопичить табличні значення коефіцієнта навчання, і при перемиканні з газу на бензин двигун буде працювати на багатій бензином суміші, що в свою чергу призведе до нестійкої роботи ДВС автомобіля і підвищеної витрати бензину. Якщо в цьому випадку продовжувати рух автомобіля, використовуючи бензин, то приблизно через 50-100 км значення коефіцієнта навчання повернеться до свого початкового значення при роботі на бензині.

    Більш небезпечний для ДВС автомобіля зворотний випадок, коли при роботі на газі ширина імпульсу бензинової форсунки зменшилася. В цьому випадку при переході з газу на бензин відбудеться збіднення паливовіз-задушливій суміші, що небезпечно як для випускних клапанів двигуна, так і для нейтралізатора відпрацьованих газів, так як зросте температура горіння в камері згоряння, що в свою чергу може привести до прогару клапанів і нейтралізатора.

    Тому актуальна наступна практична рекомендація: калібрування коефіцієнтів газової системи слід виконувати після того, як автомобіль проїхав не менше 50-100 км на бензині, і коефіцієнт навчання в бензиновому контролері стабілізувався на необхідному рівні їздових якостей для конкретного автомобіля і водія. Значення величини коефіцієнта навчання в бензиновому контролері можна дізнатися за допомогою діагностичного приладу для електронної системи управління двигуном. У разі, якщо коеффіці-

    ент навчання бензинового контролера невідомий і автомобіль вже експлуатувався на газовому паливі, то краще за все перед калібруванням коефіцієнтів газової системи стерти його значення шляхом виключення бортового харчування (відключити акумуляторну батарею приблизно на 60 с), при цьому коефіцієнт корекції подачі палива, що залежить від коефіцієнта навчання, повернеться в початкове значення, рівне одиниці.

    висновок

    1. Правильний вибір схеми управління ДВС, що працює на газовому паливі, дозволяє без суттєвих ускладнень виконати міжнародні вимоги щодо токсичності відпрацьованих газів.

    2. Для забезпечення безпечної експлуатації конкретного автомобіля з ГБО необхідно мати обладнання для контролю його сумісності з даною комплектацією автомобіля в умовах технічного огляду та діагностики.

    3. Слід вимагати від виробників та постачальників ГБО дані, необхідні для його якісної адаптації до конкретного автомобіля.

    4. Ширина імпульсу на бензинової форсунки при роботі на газі і бензині на ідентичних режимах роботи ДВС повинна бути однакова.

    5. Коефіцієнт навчання в бензиновому контролері не повинен змінюватися після пробігу автомобілем не менше 50 км як на бензині, так і пробігу не менше 50 км на газі.

    література

    1. Шишков В.А., Терентьєв Б.А., Пашин Ю.М. Проблеми організації виробництва і переваги складання автомобілів, що працюють на КОМПРО-рованном природному газі, на головному конвеєрі складального автозаводу. - Ав-тогазозаправочний комплекс + Альтернативное топливо, № 5, 2005. - С. 46-49.

    2. Шишков В.А. Алгоритм управління та діагностики стану електромагнітних газових форсунок ДВС з іскровим запалюванням. - Автогазозаправочниє комплекс + Альтернативное топливо, № 6, 2006. - С. 46-48.


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити