Устройство автомобилей

Система питания двигателя от газобаллонной установки

Система впрыска газа

Рассмотренная в предыдущих статьях конструкция системы питания двигателя на газообразном топливе является механической системой с вакуумным управлением и относится к первому поколению газобаллонных установок.
В последнее время газобаллонные установки получили широкое применение. На смену первому поколению пришло второе – механические системы с электронным управлением, в которых сохраняются те же схема установки газового оборудования и цепочка: заправочное устройство — баллонная арматура – газовый баллон – магистральный запорный клапан (вместо вентиля) – редуктор – газосмесительное устройство – система подогрева.

Однако подача газа в системах второго поколения регулируется электронным блоком управления (ЭБУ), который обеспечивает стехиометрический состав смеси на всех режимах работы двигателя и, кроме того, автоматически закрывает запорные клапаны в случае аварийного повреждения газовой магистрали или при остановке двигателя.

Исполнительным элементом по регулированию подачи газа является электрический дозатор газа – устройство, работающее по принципу шагового электродвигателя. Изменение положения его поршня по сигналу ЭБУ обеспечивает оптимальный состав газовоздушной смеси, подаваемой в цилиндры двигателя.

Системы питания двигателя второго поколения могут устанавливаться и на автомобилях, оборудованных системами впрыска бензина. В этом случае при переходе на газ отключается электрический топливный насос (в системах с механическими форсунками). При этом они замещаются эмуляторами – устройствами, эмитирующими работу форсунок.
Необходимость применения эмуляторов обусловлена тем, что электронный блок управления двигателем, не получая информацию о срабатывании форсунок, отключает всю систему, в том числе и систему зажигания, предполагая, что произошло повреждение в электрической цепи.

Датчик расхода воздуха защищают «хлопушкой» — устройством, предотвращающим повреждение датчика и воздушного фильтра при возможной обратной вспышке газа из впускной трубы. Дополнительно устанавливают датчики количества газа, поступающего в двигатель, и газосмесительное устройство, которое устанавливают на дроссельный узел.

На рис. 1 показана схема установки на автомобиль газовой аппаратуры Landi Renzo производимой в Италии.

Электронный блок управления выполняет те же функции, что и ЭБУ в системе впрыска бензина, и, кроме того, имитирует нормальный сигнал датчика кислорода, предназначенного для работы на газе. Он же обеспечивает пуск двигателя только на бензине, автоматически отключая подачу газа, а также дает возможность с помощью переключателя 2 в любой момент перейти на желаемый вид топлива без остановки двигателя.

К третьему поколению газобаллонных установок можно отнести систему впрыска газа. Одним из вариантов данной системы является система IGS, показанная на рис. 2. Она отличается пониженным расходом газа по сравнению с системами предыдущих поколений.

Динамические характеристики автомобиля, оборудованного такой системой, при работе на газе максимально приближаются к параметрам автомобиля, работающего на бензине.

Электронный блок управления 2 корректирует подачу газа в цилиндры двигателя на основе анализа сигналов от датчиков кислорода, положения дроссельной заслонки, частоты вращения коленчатого вала и абсолютного значения давления во впускном трубопроводе.
Получив необходимую информацию, ЭБУ определяет позицию открытия дозирующего узла и положение находящегося в нем блокирующего клапана.

Дозирующий узел 3 по сигналам ЭБУ открывается на определенную величину, увеличивая или уменьшая количество поступающего газа.
Блокирующий клапан при торможении автомобиля двигателем прекращает подачу газа.

Распределитель 4 подает газ в каждый цилиндр двигателя через специальные форсунки, установленные во впускном трубопроводе вблизи впускных клапанов.

Редуктор-испаритель 5 оснащен датчиком температуры охлаждающей жидкости, определяющим момент переключения питания двигателя с бензина на газ.
После пуска двигателя на бензине, как только запрограммированная температура будет достигнута, ЭБУ переводит двигатель на питание газом.

Газ поступает из баллона в редуктор-испаритель 5, который устанавливает величину давления газа в зависимости от величины разрежения во впускном трубопроводе.
Далее газ поступает в дозирующий узел 3, который по сигналу электронного блока управления 2 мгновенно определяет и выдает необходимое для двигателя количество газа, поступающее затем к распределителю 4.
Распределитель не только разделяет поток газа по цилиндрам, но и поддерживает на постоянном уровне оптимальное давление на участке системы после дозирующего узла.

При увеличении нагрузки на двигатель редуктор увеличивает давление газа на входе в дозирующий узел, чтобы гарантированно обеспечить подачу требуемого на этом режиме газа, в то время как на выходе из дозатора давление остается неизменным.

Постоянно ведется поиск новых решений в совершенствовании газобаллонных установок для сжатого природного газа. Разработана новая газотопливная система «САГА-7» для автомобилей марки «ЗИЛ», особенностью которой являются облегченные баллоны повышенной прочности, имеющие металлический корпус, покрытый слоем стеклопластика.

Также разработано газотопливное оборудование для хранения и подачи сжиженного природного газа в теплообменник, где газ испаряется и далее через редуктор подается в цилиндры двигателя по обычной схеме.

Особенностью газотопливного оборудования автомобиля «Газель» является наличие сосуда с высокими вакуумно-телоизоляционными свойствами (рис. 3), позволяющими хранить метан при температуре -150 ˚С в жидком состоянии, что значительно уменьшает его объем.
Сосуд представляет собой своеобразный термос — двойной цилиндрический резервуар, изготовленный из нержавеющей стали. Внутренний сосуд рассчитан на избыточное давление (0,5 МПа).

Для поддержания требуемого разрежения в изоляционном пространстве между внутренним сосудом и наружным кожухом и обеспечения термоизоляции наружная поверхность внутреннего сосуда покрыта высокоэффективным адсорбирующим материалом (вакуумная рубашка), образующим слоистую термоизоляцию.
Сосуд закреплен в кожухе двумя цилиндрическими опорными втулками из стеклопластика.

В верхней полости внутреннего сосуда установлена ловушка, предотвращающая выброс жидкой фазы газа в дренажный трубопровод при движении автомобиля по неровной дороге.
На днище кожуха расположен вакуумный вентиль, с помощью которого можно создавать и долго поддерживать разрежение.
Вместимость газового сосуда 100 л.
Сосуд наполняют газом не более, чем на 90%. Запас газа в сосуде обеспечивает примерно такой же пробег автомобиля без дозаправки, как и на бензине.

Как уже упоминалось в предыдущих статьях, дизельные двигатели в настоящее время менее широко используются для работы на газовом топливе. Основная причина – высокая температура самовоспламенения нефтяного и природного газа по сравнению с дизельным топливом, поэтому для переоборудования дизеля для работы на газе необходимо решить проблему с воспламенением горючей смеси.
Решение этой проблемы возможно двумя путями – осуществлять впрыск газа совместно с небольшой «запальной» порцией дизельного топлива, либо оборудовать дизельный двигатель системой зажигания.

5.1.3 Система впрыска — общая информация

Система впрыска — общая информация

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Автомобили оборудуются следующими системами впрыска.
Двигатель 2.0 л с восемью клапанами (OHC) оснащен системой многопозиционного впрыска производства фирмы Bosch типа Motronic M1.5. С середины 1995 г. устанавливается новая система типа Motronic M1.5.4. Она представляет собой единую систему управления двигателем. В двигателях этого типа устанавливается новая система рецируцляции отработавших газов (EGR), которая до 15 % отработавших газов направляет в камеры сгорания двигателя. Вся серия двигателей 2.4 л оснащена указанной системой впрыска.
Новый двигатель 2.2 л (DOHC), принадлежащий к серии «ECOTEC» с 16-ю клапанами, оснащен многопозиционной системой впрыска, исполнения Motronic 15.4. Двигатель имеет регулирование по детонации, систему рециркуляции отработавших газов с электронным управлением, и систему подмешивания вторичного воздуха. Следует иметь в виду, что с 1997 г. эта система не устанавливается.
Хотя, как уже было сказано, ремонтные работы с системой впрыска не проводятся, здесь приводится описание основных элементов системы. В основном приводится описание системы Motronic M1.5.4. Приводится также описание более старых систем впрыска.
Для проведения каких-либо работ в соответствии с приведенными указаниями необходимо иметь определенный опыт работы с системами впрыска и связанными с ними системами зажигания. Мы не несем никакой ответственности за какие-либо повреждения, могущие возникнуть вследствие неквалифицированного вмешательства в элементы системы.

СИСТЕМА BOSCH М1 5.4

Присоединенный к двигателю кабельный жгут имеет много разъемов различной формы. Если в процессе работы отсоединяют более одного штекера, то необходимо их соответствующим образом пометить, особенно, если штекеры находятся рядом.
Следующее ниже описание некоторых работ приводится в краткой форме. Для их проведения необходимы специальные знания. Описываются работы по замене некоторых частей.
Система впрыска работает совместно со статическим зажиганием и датчиком детонации. Электронный блок управления регулирует состав смеси и зажигание.
Количество впрыскиваемого топлива зависит от длительности открытия вентиля впрыска. Длительность впрыска зависит от нагрузки двигателя (датчик давления), числа оборотов двигателя (датчик маховика) и других факторов состояния двигателя.

Потенциометр дроссельной заслонки

Если смотреть спереди, потенциометр (1) находится на левой стенке двигательного отсека, справа от амортизатора. Для его снятия расстыкуйте штекерное соединение и, отвернув болты крепления (иллюстр.).
Перед установкой присоедините дроссельную заслонку. Проверьте, чтобы потенциометр правильно сидел на валу дроссельной заслонки. Состыкуйте штекерное соединение.

Регулятор давления топлива

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Давление в топливной системе должно быть снято с соблюдением указанных выше мер предосторожности. 2. Отсоедините вакуумный шланг от регулятора давления и снимите хомут с регулятора давления и топливной распределительной магистрали. Регулятор давления находится с обратной стороны двигателя. 3. Проверьте, как установлен регулятор давления топлива (1) и выньте его наверх из топливной распределительной магистрали, как показано на иллюстр. Уплотнительные кольца находятся на регуляторе давления. 4. Уплотнительные кольца перед установкой регулятора смажьте двигательным маслом и введите регулятор в топливную распределительную магистраль так, чтобы он занял свое прежнее положение. Закрепите регулятор и наденьте вакуумный шланг.

Замена вентилей впрыска (инжекторов)

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Сбросьте давление в системе. 2. Отсоедините топливопроводы в местах (1) и (2), как показано на иллюстр. 3. Отсоедините привод ускорения у корпуса дроссельной заслонки. Отсоедините опору от впускного трубопровода и положите в сторону. 4. Отсоедините два вакуумных шланга, один от впускного трубопровода, другой от регулятора давления топлива. 5. Снимите крепежный палец у топливной распределительной магистрали. Он не сразу виден и находится рядом с корпусом дроссельной заслонки. 6. Расстыкуйте штекерное соединение вентилей впрыска. 7. Отверните гайку кабеля массы от болта крепления и снимите кабель. Отверните болт крепления топливной распределительной магистрали. 8. Выньте топливную распределительную магистраль (1) вместе с вентилями впрыска (иллюстр.). Для замены вентиля впрыска отведите зажим.

Установка выполняется в последовательности, обратной снятию. Топливная распределительная магистраль крепится моментом 8 Нм, кабель массы моментом 7 Нм. Снова присоедините топливопроводы. Закрепите опору привода газа двумя болтами.

Замена измерителя количества воздуха

Измеритель количества воздуха находится непосредственно перед воздушным фильтром и вставлен во всасывающий шланг.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Снимите хомуты (1) и штекер (2) на иллюстр. 2. Снимите измеритель количества воздуха с всасывающего шланга. При наличии внешних повреждений его следует заменить. На измерителе нанесена стрелка, указывающая направление потока воздуха. Шланги должны быть присоединены герметично.

Замена датчика ВМТ коленчатого вала

(обращайтесь к Главе Электрооборудование двигателя)

Замена датчика детонации

(обращайтесь к Главе Электрооборудование двигателя)

Замена датчика кислорода

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Датчик кислорода находится в приемной трубе глушителя и может быть вывернут после расстыковки штекерного (у коробки передач) соединения. Перед установкой датчика присоединительная резьба должна быть смазана специальной смазкой. Датчик затягивается моментом 30 Нм. Следите за тем, чтобы провода датчика не прилегали к приемной трубе глушителя и не могли перетираться об элементы шасси автомобиля.

Регулятор холостого хода

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Регулятор холостого хода (1) находится в месте, показанном на иллюстр., на корпусе дроссельной заслонки и крепится двумя болтами. Перед снятием расстыкуйте штекерное соединение. Регулятор имеет уплотнение, которое необходимо правильно установить.

Датчик температуры всасываемого воздуха

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Датчик ввернут в шланг всасываемого воздуха рядом с входом в воздушный фильтр. После расстыковки штекерного соединения и снятия шланга всасываемого воздуха датчик может быть выдавлен острым предметом (например, ножом) из шланга. Перед установкой датчика на место проверьте состояние шланга. Установите на место все снятые детали.

Датчик температуры охлаждающей жидкости

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Замена этого датчика достаточно трудоемка, так как доступ к нему не удобен. Он ввернут в корпус термостата (иллюстр.). Чтобы добраться до датчика (1), необходимо снять клиновой ремень и генератор (отодвинуть в сторону), рассоединить штекерные соединения на шланге всасывания воздуха, шланге всасывания воздуха между корпусом воздушного фильтра и корпусом дроссельной заслонки и датчика температуры. После этого выверните датчик. Новый датчик крепится моментом 8 Нм. Снятые детали устанавливаются в обратной последовательности.

Система Bosch М1 5.4 для двигателя DOHC

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Приведенные здесь указания касаются только отличий, имеющих место для данного двигателя. Если описание какой-либо работы не приводится, то имеется в виду, что она выполняется аналогично, описанной выше. Следует иметь в виду, что некоторые элементы системы впрыска здесь находятся на других местах, что не соответствует приведенным иллюстрациям.

Потенциометр дроссельной заслонки

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. У двигателя DOHC потенциометр устанавливается в месте, показанном на иллюстр. Для снятия расстыкуйте штекерное соединение (1) потенциометра (2) и снимите потенциометр, отвернув болты. Перед установкой присоедините дроссельную заслонку. Убедитесь, что потенциометр правильно сидит на дроссельной заслонке. Состыкуйте штекерное соединение.

Регулятор давления топлива

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Снимите давление в топливной системе, соблюдая меры предосторожности. Регулятор находится в центре шлангов и шланга всасываемого воздуха. Снятие и установка производится в соответствии с ранее приведенным описанием.

Замена вентилей впрыска (инжекторов)

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Работа значительно более трудоемкая, чем у двигателя 2.0 л, так как требует проведения определенной подготовки, чтобы добраться до топливной распределительной магистрали и вентилей впрыска. По этой причине настоящая работа здесь не описывается.

Замена измерителя количества воздуха

Измеритель находится непосредственно перед воздушным фильтром и вставлен в шланг всасывания воздуха. Снятие и установка производится в соответствии с иллюстр.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Снимите хомут (1) с шланга всасывания воздуха. 2. Отсоедините шланг отбора картерных газов в точке (2). 3. Снимите хомут (3) с резонатора всасываемого воздуха. 4. Расстыкуйте штекерное соединение (4) датчика температуры всасываемого воздуха. 5. Отсоедините шланг всасываемого воздуха (5) от корпуса дроссельной заслонки и измерителя количества воздуха (6). 6. Ослабьте хомут (7) шланга всасываемого воздуха. 7. Снимите измеритель количества воздуха с корпуса воздушного фильтра. Измеритель заменяется в комплекте.

Установка измерителя выполняется в последовательности, обратной его снятию. Соединения выполняйте в соответствии с иллюстр. выше.

Замена датчика ВМТ коленчатого вала

(обращайтесь к Главе Электрооборудование двигателя)

Замена датчика детонации

(обращайтесь к Главе Электрооборудование двигателя)

Регулятор холостого хода

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Чтобы добраться до регулятора холостого хода, необходимо снять детали, показанные на иллюстр. 4.29. Снятие и установка выполняются аналогично рассматриваемой операции для двигателя OHC.

Датчик температуры всасываемого воздуха

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Датчик ввернут в шланг всасываемого воздуха рядом с входом в воздушный фильтр. После расстыковки штекерного соединения и снятия шланга всасываемого воздуха датчик может быть выдавлен острым предметом (например, ножом) из шланга. Ослабьте все показанные на иллюстрации хомуты, расстыкуйте штекерное соединение. Перед установкой датчика на место проверьте состояние шланга. Установите на место все снятые детали.

Замена датчика температуры охлаждающей жидкости

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Замена выполняется просто. Датчик находится вблизи модуля зажигания и после расстыковки штекерного соединения может быть вывернут. Внимание При этом вытекает охлаждающая жидкость.

СИСТЕМА BOSCH MOTRONIC M1.5 ДВИГАТЕЛЕЙ 2.0 И 2.4 Л

Нижеследующие указания относятся к двигателю 2.0 л до 1995 г. выпуска и двигателю 2.4 л

Снятие и установка распределителя зажигания

(обращайтесь к Главе Электрооборудование двигателя)

Снятие и установка индуктивного импульсного датчика

(обращайтесь к Главе Электрооборудование двигателя)

Снятие и установка вентиля впрыска

Представляет определенные сложности и здесь описывается кратко.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Отсоедините кабель массы от аккумуляторной батареи. 2. Снимите перечисленные ниже части в указанной последовательности: вакуумный шланг усилителя тормоза, демпфер дроссельной заслонки и регулятор холостого хода. Указания по снятию перечисленных частей приведены в соответствующих подразделах. 3. Снимите отверткой четыре зажима вентилей впрыска, как показано на иллюстр. 4. Снимите топливную распределительную магистраль и ее крепление. 5. Выньте вентили впрыска из топливной распределительной магистрали.

При установке:

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Вентили впрыска устанавливайте с новыми уплотнениями. 2. Установите крепление и топливную распределительную магистраль. 3. Прочие части устанавливаются в последовательности, обратной их снятию.

ДВИГАТЕЛЬ 2.4 Л

У этого двигателя вентили впрыска снимаются попарно.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Расстыкуйте штекерное соединение и отсоедините топливопроводы от топливной распределительной магистрали. 2. Снимите топливную распределительную магистраль и вентили впрыска. Вентили вынимаются из магистрали. Они крепятся скобами.

Установка выполняется в обратной последовательности.

Замена потенциометра дроссельной заслонки

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. У двигателя 2.0 л потенциометр находится в месте, показанном на иллюстр. После расстыковки штекерного соединения потенциометр может быть вывернут. У двигателя 2.4 л он крепится двумя винтами.

Замена измерителя воздушного потока

В рассматриваемом устройстве впрыска вместо измерителя количества воздуха применяется измеритель объема воздуха. Заслонка измерителя перемещается в соответствии с объемом всасываемого воздуха. Перемещение заслонки преобразуется в соответствующий электрический сигнал. Расположения измерителя объема воздуха двигателя 2.0 л показано на иллюстр. ниже. У двигателя 2.4 л измеритель расположен несколько иначе.
Замена измерителя объема воздуха выполняется следующим образом:

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Расстыкуйте штекерное соединение и снимите шланг всасывающего воздуха. Снимите верхнюю часть воздушного фильтра. Если необходимо, освободите для этого четыре зажима. 2. У двигателя 2.0 л снимите крышку измерителя и снимите сам измеритель (4 винта крепления), у двигателя 2.4 л снимите измеритель с верхней части воздушного фильтра. 3. Снимите впускной трубопровод (двигатель 2.0 л) и выньте измеритель. 4. Установите новый измеритель в правильное положение, смажьте четыре винта средством для фиксации резьбы и закрепите измеритель. 5. Установите крышку измерителя, впускное колено, верхнюю часть воздушного фильтра, шланг всасывания воздуха и состыкуйте штекерное соединение.

Замена регулятора давления

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Внешний вид регулятора давления для двигателя 2.0 л показан на иллюстр. У двигателя 2.4 л он имеет похожий вид. Регулятор давления легко заменяется после отсоединения вакуумных и топливных шлангов.

Замена датчика температуры охлаждающей жидкости

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Датчик находится во впускном трубопроводе и может быть вывернут после расстыковки штекерного соединения. При этом вытекает охлаждающая жидкость. Датчик крепится моментом 10 Нм. У двигателя 2.4 л отсоедините шланг охлаждающей жидкости от впускного трубопровода. Охлаждающая жидкость должна быть слита в емкость. Датчик отсоединяется после расстыковки штекерного соединения. Закрепите датчик моментом 10 Нм, состыкуйте штекерное соединение и залейте жидкость в систему.

Замена регулятора холостого хода

Регулятор холостого хода представляет собой деталь круглой формы, находящуюся непосредственно около обозначения «OHC» на верхней стороне двигателя. Для его замены расстыкуйте штекерное соединение, ослабьте хомуты, снимите шланги и отверните винты крепления.
Устанавливается датчик в последовательности, обратной снятию.