На сегодняшний день системы газобаллонного оборудования автомобиля становятся достаточно популярными в виду более экономичной стоимости топлива. Начиная с четвертого поколения, в систему входят электромагнитные газовые форсунки. Проведем сравнительный анализ этих элементов ГБО отдельных производителей для понимания какие же форсунки подойдут именно вам.
Общие понятия
Газобаллонное или газовое оборудование (утвержденная аббревиатура — ГБО) – это дополнительное оборудование для автомобиля, назначение которого заключается в хранении и подаче в двигатель внутреннего сгорания топлива в газообразном состоянии.
К такому виду топлива относится метан и смесь бутана с пропаном.
Различают шесть поколений газового оборудования. Разница поколений ГБО в системах подачи и регулировке газа (инжектор, карбюратор).
Форсунки ГБО 4-го поколения – это узел оборудования, который используется в параллельном или распределенном последовательном впрыскивании смеси в двигатель. Его задача осуществлять дозировку топлива.
Принцип действия
За управление работой газовых форсунок отвечает газовый блок, который обрабатывает сигналы бензинового электронного блока для бензиновых форсунок. Объем газа для подачи в ДВС (двигатель внутреннего сгорания) рассчитывается, исходя из температур газа и редуктора, давления газовой смеси и прочих параметров.
Технология впрыскивания с помощью газовой форсунки ГБО пересекается с идеей бензиновых инжекторов. Необходим электромагнит (электромагнитный клапан), который перемещает деталь (шток) для открывания потока топлива от редуктора, испаряющего смесь, до впускного коллектора. Характер топлива влияет на сечение каналов форсунок – для газа сечение больше, потому что объем газовой смеси превышает аналогичную дозу бензина (примерно в 250 раз) и необходима большая пропускная способность.
Для обеспечения таких задач газовая форсунка ГБО имеет сниженное электрическое сопротивление. Бензиновые инжекторы имеют сопротивление 16 – 17 Ом, тогда как для газа это 1 -3 Ом.
Важным является то, что для обеспечения скорости работы газового инжектора нужны электромагнитные катушки большей мощности, чем для бензиновых форсунок.
Есть и другие конструктивные отличия. Открытие бензинового инжектора происходит при импульсе в 12В. Подача такого напряжения в случае газовой смеси выведет из строя открывающийся элемент. Поэтому форсунка ГБО 4-го поколения открывается благодаря действию кратковременного импульса, скорость прерывания которого достаточно высокая. В результате чего обмотка детали не перегревается и не перегорает. Такой способ называется широтно-импульсной модуляцией.
Параметры
Основной характеристикой для газового инжектора является ее производительность, которая измеряется в лошадиных силах на цилиндр. За этот параметр отвечают различные факторы.
В газобаллонном оборудовании 4-го поколения не используются высокоточные распылители. Потому что подача газа на открывающуюся деталь осуществляется уже в испаренном состоянии (газ в жидком виде испаряется на редукторе). По этой причине на выпускной коллектор устанавливается штуцер (элемент, напоминающий втулку, по сути, часть выхлопной трубы) возле бензиновой форсунки.
Штуцер позволяет проводить более тонкую настройку в зависимости от конкретного двигателя. Поэтому очень важно подобрать детали соответствующего размера в комплексе со всеми элементами оборудования.
Так, например, на точность дозы газовой смеси будет сказываться:
- Угол, под которым установлены штуцеры, по отношению к углу движения потока воздуха
- Длина шлангов между подающим штуцером и форсункой ГБО 4-го поколения
- Место, в которое устанавливается штуцер в зависимости от головки блока цилиндров
Следующим фактором, влияющим на производительность является линейность работы конструкции. Это означает, что объем газа, который пропускается через клапан, увеличивается во столько же раз, во сколько увеличилось время открытия элемента в миллисекундах.
При отклонении в линейной производительности происходит потеря мощности и нарушение в температурном режиме двигателя, неравномерный расход газа.
Для корректной работы важно, чтобы закрытие клапана форсунки происходила в кратчайшее время после подачи импульса. Точная реакция форсунки на сигнал влияет на качество работы системы в целом.
Материал
Существенным параметров выступает материал изделия.
Функционирование всех объектов оборудования осуществляется в различных температурных колебаниях: от -200C при холодном моторе до +1000C после прогрева.
В самом газовом топливе содержаться примеси (например, парафин или масло), которые приводят к загрязнению деталей.
В этих условиях металл будет деформироваться, что не приемлемо. Например, одним из элементов форсунки является плунжер, который создает давление топлива. Он совершает поступательные движения, при этом длина хода – 0,5 мм. Любое изменение физических размеров будет оказывать влияние на работоспособность системы. Поэтому желательно, чтобы материал имел минимальный коэффициент температурного расширения.
В бюджетных вариантах инжекторов возможно уменьшение хода плунжера до 15-20%. Это сокращает срок службы форсунки, повышая ее износ.
Что такое эмулятор форсунок
Для двигателей внутреннего сгорания на газе 2-го поколения устанавливается электронный прибор для имитации бензиновых инжекторов. Такое устройство называется эмулятор форсунок ГБО. Для 3-го и 4-го поколения он встраивается в электронный газовый блок управления.
Эмуляторы зависят от количества цилиндров двигателя, потому что необходимо считывать сигнал подачи соответствующего топлива на каждый цилиндр с помощью переключателя на приборной панели.
Такое устройство позволяет задавать интервал перехода с бензина на газовую смесь. Можно установить задержку в диапазоне 0-5 секунд.
Задача эмулятора при отключении бензиновых форсунок передавать на блок управления сигналы, которые имитируют работу инжекторов.
Виды по производителям
Какие газовые форсунки ГБО лучше? Выбор за владельцем автомобиля. Есть дешевые варианты, есть более дорогие. У каждой модели есть свои плюсы и минусы.
Инжекторы разных производителей отличаются своими конструкциями. Рассмотрим некоторые из них.
Штоковые газовые форсунки
Самые распространенные и бюджетные – штоковые газовые форсунки. Их представители:
- Rail Type 30,
- Valtek Type 30,
- Rail IG1-IG5-IG9.
Преимущества данной модели:
- Стоимость
- Работают даже при отклонениях в стехиометрическом соотношении газовой смеси
- Подлежат ремонту
Основа изделия – электромагнитный клапан.
Конструкция предполагает подачу газа к штоку через отверстие, расположенное близко к седлу, перпендикулярно запорной части. В результате чего нет возможности продуть шток соленоида, он подвержен температурным нагрузкам и легко может быть закоксован грязью.
При этом штоки относительно тяжелые, что приводит к более быстрому износу отбойников из резины. При этом скорость открытия клапана не менее 2 миллисекунд, что является низкой производительностью.
Такие форсунки нуждаются в ремонте через 20-50 тысяч километров и изнашиваются на 70 тысячах. Есть отдельные случаи более длительной работы, но это не частое явление.
Ремонт
Порядок действий для ремонта штоковых форсунок ГБО несложен:
- Нужно снять и разобрать рампу
- Очистить изнутри
- Заменить элементы (резиновый отбойник, шток)
- Собрать конструкцию
- Провести калибровку хода штока до 0,45 мм с помощью микрометра
Однако рекомендуется осуществлять диагностику на СТО. Не всегда можно сразу определить, что именно нужно ремонтировать в инжекторе. Например, причиной перерасхода газовой смеси может быть как перегрев топлива, влияющий на физические параметры деталей, так и нагар на форсунке.
Очистить форсунку можно только на стенде в специальной среде под давлением. При промывании непосредственно в подкапотном пространстве есть высокий риск, что все загрязнение останется на цилиндрах и прочих деталях.
Корректировка хода штока происходит вместе с диагностикой всех узлов оборудования.
Проверка результатов ремонта осуществляется на стенде. При этом фиксируется работа каждого узла.
Более продвинутой моделью является OMVL. Облегчение конструкции произведено за счет использования композитного пластика. Шток лучше реагирует на магнитные импульсы за счет специального сплава. Это позволила более точно дозировать впрыск топлива. Срок службы таких форсунок достигает 100 тысячи километров.
Игольчатые форсунки
Еще один тип игольчатые газовые форсунки. Такие элементы, например, производят в Японии Keihin, в Корее Hana, в Польше Barracuda.
Эти форсунки дорогие и не подлежат ремонту. На их износостойкость влияет своевременная замена фильтров фазы для парообразного состояния газов (примерно через каждые 10000 километров).
Конструкция предполагает возможность продува форсунки самостоятельно. В некоторых случаях допустимо промыть инжектор на бензиновом стенде.
Игольчатые инжекторы работают длительный период. Износ наступает после 150 – 200 тысяч километров. Двигатели с использованием деталей Hana проходили более 300 тысяч километров.
Torelli Rapido производят форсунки с неразборной конструкцией типа «поршень». Благодаря подводу газа сверху, инжектор самоочищается. Помимо этих особенностей, добавлены планки, с помощью которых можно соединить 3-4 форсунки вместе.
Материал изделия – нержавеющий металл. В этом случае при подаче маленького тока на выходе будет увеличение магнитной индукции. Как результат – хорошее время отклика. Такая форсунка откроет клапан за 1,9 миллисекунд. Закрывается она на протяжении 1,2 миллисекунды.
Гарантия от производителя составляет 100 тысяч километров пробега.
Мембранные газовые форсунки
Следующий тип инжекторов – мембранные. Производитель – BRC. Такие изделия не подлежат ремонту и дорогостоящие. Мембрана повреждается при проникновении внутрь агрессивной среды.
Но конструктивная идея разделять электромагнитную часть от запорного механизма мембраной приводит к более длительному сроку службы (до 200 тысяч километров). Эта особенность не позволяет попадающей грязи заклинивать детали и слипаться.
Монтаж
Установка форсунок ГБО имеет большое влияние на стабильность работы системы.
Положение в пространстве зависит от конкретной модели. Связано это с тем, с какой стороны подается газ к штоку. При неправильном креплении форсунки будет скапливаться грязь, что приведет к потере работоспособности.
Еще один нюанс – на что крепить сам инжектор. Некоторые специалисты допускают крепление на пластиковые стяжки. Это не соответствует стандартам. Металлические кронштейны более предпочтительны. Важно установить форсунку так, чтобы ее рампа избегала излишней вибрации при соприкосновении с различными деталями в подкапотном пространстве. Пластиковые стяжки могут быстрее деформироваться, что будет влиять на качество работы форсунки.
Как было сказано выше о неремонтопригодных инжекторах, необходимым элементом в сохранении производительности являются фильтры паровой фазы.
Фильтры бывают различных типов и изготовлены из разных материалов. Наиболее удобные – это сепараторные фильтры. В отстойниках таких фильтров есть специальные каналы, в которых газ движется по спирали. Возникает эффект центрифуги, благодаря чему отделяются тяжелые фракции газа и остаются на дне конструкции.
Итоги
Газовые форсунки подразделяются, по сути, на дешевый пригодный ремонту вариант и дорогостоящий, без ремонта, но с более длительным сроком службы. Важно правильное крепление, материал деталей и использование фильтров. Последние необходимо менять для продолжения срока службы инжектора.
Помимо этого время от времени необходимо проводить диагностику ГБО для калибровки форсунок или очистки их ультразвуком.
