Пропан или метан?

Существует два вида газового топлива – LPG и CNG, сжиженный попутный нефтяной газ и компримированный (сжатый) природный газ. По-простому, это пропан — бутановая смесь и метан. Различие в том, что пропан — бутановая смесь заправляется в автомобиль в сжиженном виде, а сжатый природный газ метан – в газообразном под большим давлением. Таким образом, топливные баки этих систем отличаются. У пропан – бутанового оборудования это обычный газовый баллон (цилиндрический, похожий на баллон для бытового газа, либо тор, который, как правило, размещают в багажнике в нише запасного колеса) – металлический баллон, выдерживающий давление сжиженного пропан — бутана порядка 10 атмосфер. Для хранения же сжатого метана такой баллон не подойдёт. В метановом ГБО применяются баллоны из композитных материалов, выдерживающих гораздо большее давление (порядка 250 атм.). Эти баллоны значительно более дорогие, чем баллоны для пропана.

Продолжим сравнивать две газотопливные системы, двигаясь от топливного бака к двигателю. Итак, в пропан — бутановой системе топливо – сжиженный газ. В цилиндры его можно подать либо в виде газа, предварительно испарив его, либо в виде жидкости, предоставив ему возможность испариться самостоятельно уже в цилиндре. Рассмотрим эволюцию пропановых систем.

1,2 поколения. Эжекторные системы.

Самые простые, самые недорогие системы, имеющие только грубую настройку и множество неустранимых недостатков. В эжекторной системе сжиженный газ испарялся в громоздком редукторе до газообразного состояния и атмосферного давления, после чего по резиновому шлангу с установленным на нём регулятором количества газа подавался во впускной тракт автомобиля.

• простота установки;
• система содержит минимум электронных компонентов, что позволяет ей работать на любом бензиновом автомобиле;
• невысокая цена;

На этом достоинства, пожалуй, заканчиваются. Недостатки:

• негибкая регулировка параметров газовоздушной смеси. Позволяет задать только одно соотношение газ/воздух. Это приводит к многим нежелательным последствиям: переобеднению смеси при резком открытии дроссельной заслонки (с риском взрыва смеси во впускном коллекторе, нередко приводящему к повреждению компонентов двигателя), повышенным расходом газа по сравнению с бензином ввиду снижения КПД двигателя и т.д.
• громоздкий редуктор занимает много места в подкапотном пространстве;
• работа редуктора очень зависит от температуры двигателя. Для эффективного испарения газа в редукторе по нему циркулирует охлаждающая жидкость. Таким образом, качество испарения газа напрямую зависит от температуры двигателя. Таким образом, на водителя ложится задача своевременного переключения системы питания с бензиновой на газовую и обратно в зависимости от температуры двигателя. Завести автомобиль на газе, как правило, затруднительно, так газ практически не испаряется в холодном редукторе, особенно зимой. Необходимо прогреть машину на бензине, и только потом переключить её на газ;
• повышенный расход газа по сравнению с расходом бензина, что снижает экономический эффект системы;
• падение мощности двигателя в связи с меньшей энергоёмкостью газа и меньшей скоростью его горения.

Это поколение ГБО рекомендуется для установки на карбюраторные автомобили.

3,4 поколения ГБО Инжекторное ГБО. Система с впрыском газа через форсунки.

Это современное поколение ГБО, наиболее широко представленное в настоящий момент на российском рынке. 3 поколение – моновпрыск (одна форсунка), 4 поколение – распределённый впрыск (по форсунке на цилиндр). Это единственное их принципиальное отличие. В остальном они схожи. Система включает в себя редуктор, форсунки и блок управления. Блок управления – мозг системы. Его работа – сделать так, чтобы двигатель работал на газе, а блок управления двигателям не понимал этого и считал, что двигатель по-прежнему работает на бензине. Системы 3 и 4 поколения по своей сути напоминают обычную бензиновую систему питания. Форсунки подают газ во впускной коллектор уже за дроссельной заслонкой, непосредственно туда, куда бензиновые форсунки подают бензин. Блок управления двигателем следит за параметрами работы двигателя и корректирует качество и количество смеси (в зависимости от внешних условий: глубины нажатия педали газа, температуры двигателя, температуры окружающего воздуха, оборотов двигателя) путём изменения длительности открытия бензиновых форсунок, поддерживая стехиометрическое соотношение. При переключении питания двигателя на газ в работу вступает блок управления газовой системой. Он отключает бензиновые форсунки и включает газовые, подавая вместо бензина газ, при этом следит за импульсами открытия бензиновых форсунок, подаваемыми блоком управления двигателя, и замеряет их длительность. В блоке управления ГБО имеется калибровочная карта, которая сопоставляет время открытия бензиновой форсунки времени открытия газовой. И по вычисленному значению времени открытия бензиновой форсунки открывает газовую на требуемое время.

• чрезвычайная гибкость настройки. Позволяет сформировать калибровочную карту и учесть в ней все режимы работы двигателя: резкое ускорение, холостой ход, средние обороты;
• безопасность для двигателя. В этих системах невозможно неконтролируемое переобеднение смеси, поэтому двигатель не боится хлопков во впускной коллектор и прогоревших клапанов;
• экономичность. Расход газа в такой системе приближен по цифрам к расходу бензина;
• практически отсутствующее падение мощности по сравнению с работой на бензине. Тонкая настройка смесеобразования позволяет приблизить динамические характеристики газового двигателя к характеристикам бензинового;
• минимальное вмешательство водителя в работу. Переключения газ-бензин-газ (при прогреве, на высоких оборотах, при пустом газовом баллоне и т.д.) осуществляются автоматически согласно настройкам;

• сложный монтаж. Необходимо вмешательство в электросистему автомобиля (нужно обеспечить блоку управления ГБО возможность отключить бензиновые форсунки), а также механическое вмешательство во впускной коллектор (необходимо просверлить отверстия для форсунок);
• необходима тщательная калибровка для достижения хорошей работы;
• высокая стоимость оборудования;

Данное поколение систем ГБО рекомендуется для всех инжекторных бензиновых автомобилей.

5 поколение Впрыск газа в жидкой фазе.

Высокая стоимость данного типа оборудования обусловила его наименьше распространение на рынке. Принцип его работы аналогичен оборудованию 4 поколения, исключая редуктор. В нём нет необходимости – газ впрыскивается форсункой в цилиндр в жидкой фазе. Система данного типа напоминает бензиновую систему с прямым впрыском.

• ещё лучшая экономичность по сравнению с системами 4 поколения;
• возможность установки на спортивные автомобили, в том числе с турбинами;

• высокая стоимость, которая экономически нецелесообразна ни в коммерческом секторе, ни в личном автотранспорте;
• сложность монтажа. Необходимо установить форсунки прямо в головку блока;

Мы рассмотрели ГБО (газовое оборудование) на пропан — бутановой смеси. Рассмотрим теперь для сравнения метановую систему.

Метановая система

Принцип её действия схож с принципом действия LPG — систем. Подавляющее большинство представленных на современном рынке систем – это распределённый впрыск метана в коллектор, в задроссельное пространство, аналогично 4 поколению пропан — бутанового ГБО. Метановые системы имеют несколько коренных отличий:

• хранения топлива в газообразном виде. Это отличие позволяет эксплуатировать транспортное средство вообще без бензина. Автомобиль может завестись на газу в любой мороз. И даже лучше, чем на бензине. Ведь даже при температурах, при которых бензин испаряется очень неохотно, газ-метан находится в газообразном состоянии и готов гореть;
• специальные высокотехнологичные баллоны. Очень дорогие баллоны снижают экономическую эффективность системы. Такая система окупается только в коммерческом секторе при больших пробегах;
• малое количество метановых заправок. Среднее количество метановых заправок в областном центре – 5 штук. Этого мало. А на междугородных трассах их нет вообще, что мешает эксплуатировать эти системы в междугородных перевозках;
• высокое давление топлива в системе, а так же физические свойства самого газа позволяют эксплуатировать эти системы на ДИЗЕЛЬНЫХ двигателях. В настоящее время завод КАМАЗ выпускает с конвейера автомобили с газодизельными двигателями;
• экологическая чистота. Метан – экологически чистое топливо;
• более низкая по сравнению с пропан – бутаном энергоёмкость метана. Двигатель, работающий на метане, менее мощный, чем аналогичный двигатель, работающий на пропане;

Всё про газовое оборудование на авто (ГБО)

Газобаллонное оборудование, установленное на автомобиле, позволяет использовать в качестве топлива для двигателя не дорогой бензин, а дешевый газ. Именно ради экономии многие автовладельцы устанавливают газовое оборудование на свои авто. Но как понять, какое оборудование лучше и чем одно поколение ГБО отличается от другого?

Это и сложно и просто одновременно. Сложно – потому что ново и неизвестно, а просто – потому что ничего фантастически сложного в этом нет.

Кстати, на нашем сайте есть отличная статья об установке ГБО на автомобиль, в которой также подробно рассмотрен вопрос о порядке его регистрации в ГИБДД.

В данном материале мы рассмотрим следующие вопросы:

1. Устройство и принцип работы газового оборудования на автомобиле;
2. Эволюция поколений автомобильного газобаллонного оборудования: ГБО 1/2/3/4/5/6-го поколений;
3. Как выбрать газовое оборудование на авто и какое ГБО лучше?

А внизу страницы смотрите познавательно видео о плюсах и минусах установки в автомобиль газобаллонного оборудования.

Устройство и принцип работы газового оборудования на автомобиле

Цель данной статьи – поближе познакомиться с газобаллонным оборудованием для автомобилей. А лучший способ познакомиться с любым механизмом – это понять из чего он состоит, и как это работает.

Газовое оборудование для автомобилей первого поколения (подробней о поколениях ГБО читайте ниже по тексту) состояло полностью из механических узлов. А все комплекты газобаллонного оборудования, начиная со второго поколения, имеют две основные части: механическую и электрическую.

Одним из наиболее важных элементов ГБО в автомобиле является газовый баллон. Он может быть металлическим, металло-композитным или полностью композитным. В нём находится топливный газ – обычно это либо метан, либо пропан-бутан.

Метан – это сжатый природный газ, закачанный в баллоны под очень высоким давлением.

Пропан-бутан – это сжиженный нефтяной газ, состоящий из смеси газов пропана и бутана.

Газовые установки для метана и пропан-бутана практически одинаковые, различие между ними состоит в основном в баллонах.

• Баллоны для метана изготавливаются цилиндрической формы. Они тяжелее и толще пропановых, ведь газ в них находится под давлением 200 атмосфер.
• А в баллонах с пропаном давление всего 15 атмосфер, и он хранится в сжиженном состоянии.

Большинство легковых автомобилей оборудованы газобаллонным оборудованием, работающим именно на пропанобутановой смеси. Поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать устройство и принцип работы газового оборудования для авто на примере самого распространенного на сегодняшний день пропанобутанового ГБО 4-го поколения.

Пропанобутановые баллоны бывают двух видов: цилиндрические и тороидальные. Последние имеют круглую форму и предназначены для укладки в нишу под багажником вместо запасного колеса.

На баллоне для сжиженного газа установлена очень важная деталь – это мультиклапан. Он состоит из следующих основных частей:

• входной и выходной штуцеры;
• заправочный и расходный вентили;
• заборная трубка;
• поплавок уровня газа – связан с указателем уровня и автоматическим клапаном;
• автоматический клапан – при заполнении баллона до максимально допустимого уровня во время заправки (обычно до 80%) он перекрывает входной канал;
• указатель уровня газа в баллоне;
• предохранительный клапан – на случай превышения давления в баллоне (обычно настроен на 25 атмосфер);
• скоростной (расходный) клапан – на случай обрыва магистрали.

Входной штуцер через специальную трубку высокого давления (медную или пластиковую) соединяется с заправочным штуцером, который обычно устанавливают под задним бампером автомобиля либо врезают непосредственно в сам бампер.

Выходной штуцер мультиклапана также через трубку высокого давления соединяют в подкапотном пространстве с электромагнитным клапаном. Суть его работы очень проста:

1. По умолчанию электромагнитный клапан всегда закрыт, и двигатель работает на бензине;
2. При подаче электрического сигнала клапан открывается и переключает питание мотора с бензина на газ;
3. Когда мы переходим на бензин или глушим автомобиль, тогда клапан автоматически закрывается.

В электромагнитном клапане установлен фильтр очистки жидкостной фазы, так как газ находится ещё в жидком состоянии и под большим давлением то и фильтр ему нужен соответствующий.

Выходной штуцер электромагнитного клапана через трубку высокого давления подключается к газовому редуктору-испарителю. Это очень важный узел автомобильного газобаллонного оборудования, который выполняет сразу несколько функций. Внутри него происходят следующие процессы:

• На вход редуктора газ поступает в сжиженном состоянии и под высоким давлением;
• В редукторе он испаряется, и на выходе мы его получаем в газообразном состоянии и под низким давлением (около 1 атмосферы).
• Во время испарения газ очень сильно охлаждается, поэтому редуктор подключают к системе охлаждения двигателя, горячий антифриз из которой нагревает и редуктор, и газ до рабочей температуры.

Кроме того, газовый редуктор умеет изменять свою производительность. Делает он это в зависимости от давления во впускном коллекторе двигателя, с которым он соединен через вакуумную трубку.

Таким образом, на выходе из редуктора мы имеем газообразный пропан-бутан, который под низким давлением поступает через фильтр паровой фазы уже непосредственно на газовые форсунки. Форсунки – это то, через что газ впрыскивается непосредственно во впускной коллектор двигателя.

К коллектору газовые форсунки подключаются при помощи специальных штуцеров (ввёртышей). Эти штуцеры засверливаются во впускной коллектор как можно ближе к бензиновым форсункам, и через трубочки соединяются с газовыми форсунками.

Всё, о чем было написано выше, относится к механической части ГБО. Главным же узлом электрической части газобаллонного оборудования в автомобиле, от которого зависит правильная работа всей системы, является электронный блок управления (сокращенно – ЭБУ).

Блок управления – это компьютер, который управляет всей работой газобаллонного оборудования в автомобиле. Им оснащаются все современные комплекты автомобильного газового оборудования.

Суть работы блока управления ГБО 4-го поколения заключается в том, чтобы получить данные впрыска с бензиновых форсунок, затем рассчитать относительно них необходимый впрыск газа, и подать соответствующие импульсы на газовые форсунки.

Таким образом сохраняется логика управления и особенности работы автомобиля, заложенные разработчиком. Конечно, здесь не всё так просто и в электронных «мозгах» учитывается множество параметров, которые в реальном времени корректируются под особенности работы двигателя и его эксплуатации.

Эволюция поколений ГБО для автомобилей

Некоторые автолюбители ошибочно считают, что существует газовое оборудование, например, поколения «Евро-3» или «Евро-4». Но это не правильно. Такого понятия, как «ГБО Евро-4», нет.

«Евро-3», «Евро-4», «Евро-5» – это нормы токсичности выхлопных газов в Европе, и они не имеют никакого отношения к эволюции поколений автомобильного газобаллонного оборудования. На сегодняшний день существует шесть поколений газового оборудования для установки на автомобили.

ГБО 1-го поколения

Газовое оборудование первого поколения было самым примитивным по своему устройству. Оно устанавливалось на автомобили с карбюраторными двигателями, и на инжекторные моторы с подачей газа через впускной коллектор.

Дозировка газа в ГБО первого поколения производилась через регистр мощности (грубо говоря, через краник подачи), который был установлен на шланге, идущем к смесителю на впускном коллекторе.

ГБО 2-го поколения

Второе поколение газового оборудования на авто отличается от первого лишь тем, что вместо краника, регулирующегося механическим путем (того самого регистра мощности), в системе установлен шаговый двигатель. Он также регулирует подачу топлива, но уже в автоматическом режиме при помощи блока управления.

ГБО 2-го поколения имело широкую популярность, в основном его ставили на автомобили с моноинжекторными двигателями, в которых присутствовал лямбда-зонд, так как блок управления получал информацию для регулировки подачи газа именно с этого датчика.

Газобаллонное оборудование 2-го поколения, несмотря на его примитивность и низкий КПД, можно купить и установить на авто даже сейчас. Это связано с его низкой стоимость. Цены на ГБО 2-го поколения с установкой начинаются от 10 000 руб.

ГБО 3-го поколения

Газобаллонное оборудование третьего поколения было предназначено для авто с двигателями имеющими распределенный впрыск топлива. Регулировка подачи газа в нём осуществлялась таким же шаговым двигателем, как и в оборудовании 2-го поколения, но уже не в один общий коллектор, а в каждый цилиндр отдельно.

На рынках стран СНГ такое оборудование не продавалось в принципе. У нас оно встречается лишь на некоторых автомобилях 1990-х годов выпуска, пригнанных из-за границы, и комплектовавшихся ГБО на заводском конвейере.

ГБО 4-го поколения

Газовое оборудование 4-го поколения – это самое распространенное на сегодняшний день газобаллонное оборудование для автомобилей. Оно предназначено для установки на машины с инжекторным двигателем, имеющим распределенный впрыск топлива в цилиндры.

При установке ГБО 4-го поколения, на автомобиль параллельно штатному бензиновому инжектору ставится отдельный газовый инжектор, который состоит из блока управления, редуктора и газовых форсунок. Принцип его работы мы уже рассмотрели выше.

На рынке представлено множество моделей газового оборудования 4-го поколения, на которое цена комплекта с установкой колеблется в пределах 20-40 тыс. руб. (в зависимости от комплектации и производителя).

Стоимость ГБО 4-го поколения, конечно, выше чем второго, но зато его эксплуатационные характеристики (расход топлива, надежность, стоимость обслуживания) лучше на порядок. Поэтому мы рекомендуем устанавливать на автомобили газовое оборудование именно 4-го поколения.

ГБО 5-го поколения

Пятое поколение газового оборудования для авто отличается от 4-го жидкой подачей газа (пропана) в цилиндры, то есть газ не переходит из жидкого состояния в газообразное.

Работает такая система следующим образом:

• В газовом баллоне ГБО 5-го поколения установлен насос, как в бензобаке;
• Газ под давлением, нагнетаемым насосом, подается на рампу с форсунками;
• Форсунки впрыскивают жидкий газ непосредственно в коллектор.

Таким образом, в газовом оборудовании пятого поколения отсутствует газовый редуктор. Эта система предназначена для автомобилей, на которых невозможна установка ГБО 4-го поколения, либо если это бывает проблематично (например, сложно вывести подогрев газового редуктора).

Стоимость газобаллонного оборудования пятого поколения существенно выше 4-го, и с учетом установки достигает размеров 80-100 тыс. руб. Причем примерно две трети от стоимости оборудования – это цена топливного насоса, который к тому же довольно часто выходит из строя из-за высокого содержания примесей в газе.

ГБО 6-го поколения

В основе ГБО 6-го поколения также лежит принцип жидкой подачи газа, как и в 5-ом поколении, но уже не через отдельный газовый инжектор, а через штатную систему впрыска топлива автомобиля.

Для того чтобы осуществлять подачу жидкого газа, в топливопровод между двигателем и бензобаком автомобиля врезается специальный блок клапанов – селектор топлива. При помощи этого селектора и происходит переключение подачи топлива в систему: с бензина на газ, и наоборот.

Таким образом, в ГБО 6-го поколения отсутствует не только газовый редуктор, но и газовые форсунки. Подача газа осуществляется непосредственно форсунками инжектора двигателя.

Газовое оборудование 6-го поколения официально пока ещё не продается в России. Но многие специалисты считают, что стоимость такой системы будет еще выше, чем ГБО пятого поколения, так как селектор топлива – это уникальная запатентованная технология, которая дешевой точно не будет.

Какое ГБО для автомобиля выбрать лучше?

При выборе ГБО важно знать, что все узлы газового оборудования подбираются к каждому автомобилю индивидуально:

1. Баллоны, как правило, выбирают объемом не меньше, чем бензиновый бак в машине. Но обычно ставят баллон максимального размера, который влезает в посадочное место под запаску.
2. Мультиклапан, редуктор, газовые магистрали (трубки) выбираются в зависимости от мощности двигателя.
3. Газовые форсунки подбирают в зависимости от мощности, приходящейся на один цилиндр.

Желательно выбирать все узлы и комплектующие ГБО, сделанные одним производителем. Так вы существенно снизите риск возникновения проблем в дальнейшем при его эксплуатации.

Выбирая газобаллонное оборудование для авто, обязательно убедитесь в его качестве. Производителей хорошего автомобильного газового оборудования не так много. Например, хорошо себя зарекомендовали комплекты ГБО следующих марок:

• BRC (Италия – США)
• OMVL (Италия)
• Lovato (Италия)
• Prins (Нидерланды)
• Digitronic (Польша)

Однако сегодня довольно часто встречаются как комплекты никому не известных производителей откровенно низкого качества, так и множество подделок под оборудование известных брендов. Поэтому при выборе ГБО будьте предельно внимательны.

Если вы видите газовое оборудование с сомнительным названием, или продавец не может вам как-то рассказать про него точно, или установщик при настройке теряется и не может его долго подключить – это значит, что с ним что-то не то.

Также стоит отметить, что, на наш взгляд, качество работы ГБО примерно на две трети зависит от качества форсунок, поэтому на них экономить мы категорически НЕ рекомендуем.

Хорошее качественное газобаллонное оборудование, которое ввозится в страну через официальных дилеров или производителей, без проблем устанавливается на автомобиль и настраивается один, максимум два раза, после чего безотказно служит до очередного технического обслуживания.

В любом случае не торопитесь с выбором, и не торопитесь на месте. Если у вас возникли сомнения в том или ином оборудовании, езжайте домой, откройте интернет и поищите отзывы владельцев. Установка газового оборудования на автомобиль – это очень ответственное мероприятие, поэтому спешка тут совершенно ни к чему.

Видео: плюсы и минусы установки ГБО на авто