Газ через бензиновые форсунки

Как выбрать жиклеры газовых форсунок? Просто о сложном!

Диаметр жиклеров — один из важнейших параметров, которые следует учитывать при установке газобаллонного оборудования четвертого поколения. В этой статье вы узнаете, что такое жиклеры форсунок, почему их роль так важна и как правильно их подобрать.

Газовые форсунки: что это и как работает? Отличия газовых форсунок от бензиновых

Одним из самых главных элементов ГБО являются газовые форсунки, задача которых обеспечить своевременную подачу распыленного газа в камеру сгорания. Хотя и существует оборудование, где для впрыска газа в сжиженном состоянии служат штатные, бензиновые форсунки, но его мало, и предназначено оно для суперсовременных двигателей. Гораздо чаще сейчас используются системы, в которых газовые форсунки устанавливают в паре с бензиновыми.

Газовые форсунки ГБО

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.

Чистка и регулировка газовых форсунок ГБО 4 поколения Valtek (Вальтек) своими руками

Производители предлагают разнообразные по конструктивному исполнению и по основным техническим характеристикам форсунки. При этом перечень характеристик, какие бы марки не рассматривались, остается единым для любого типа и включает в себя:

1. материал корпуса;
2. тип топлива;
3. рабочее напряжение катушки;
4. рабочее давление;
5. максимальное рабочее давление;

6. время открытия;

7. время закрытия;

8. электрическое сопротивление катушки;

9. рабочий диапазон температур (°C);

10. наружный диаметр выпускного штуцера;

11. диаметр седла клапана;

12. доступные размеры калиброванных жиклёров.

Каждая из приведенных характеристик оказывает существенное значение на функционирование всего комплекта оборудования, корректную работу двигателя, экономическую эффективность. Немаловажное значение при выборе конкретной марки форсунки имеет, конечно, и стоимость комплекта.

Форсунки ГБО 4 поколения: принцип работы и особенности

Газовые форсунки евро 4 для ГБО по принципу своей работы схожи с конструкцией, работающей в бензиновых инжекторах. Но схожесть этой детали не говорит о том, что они одинаково работают.

Особенность работы этой детали в том, что после того, как топливо испаряется в редукторе, на устройство газовой форсунки ГБО 4 поколения газа подается в 250 раз больше, чем это было бы в случае с бензином. Это говорит о том, что проходное сечение отверстий намного больше – это нужно для того, чтобы пропускная способность была лучше.

Еще одна особенность – это сниженное сопротивление в электроцепях:

• для газовых – от 1 до 3 ОМ;
• для бензиновых – от 15 до 17 ОМ.

Это продиктовано тем, что деталям элемента необходимо за короткий срок пропустить несравнимо больший объем пропана или метана в отличие от бензина.

Поэтому реализация управления форсунками в ГБО устроена иначе. В случае с бензином деталь совершает открытие, если импульс равен 12 В, но если пустить такое напряжение на газовую деталь, то она выйдет из строя, а попросту, перегорит.

После того, как происходит первая подача импульса, осуществляется открытие, и импульс сразу прерывается, но затем, через краткий перерыв, возобновляется. Прерывание снимает сильную нагрузку с обмотки, и она не успевает перегорать, но перерыв такой короткий, что она не успевает закрыться.

В этом и состоит особенность работы.

Чистка штоковых газовых форсунок Valtek

Радуясь стабильной работе двигателя на установленном газобаллонном оборудовании 4 поколения (ГБО-4) со временем автолюбитель начинает замечать, что автомобиль при работе на газе, начал терять резвость, вяло реагировать на педаль акселератора, медленно набирать обороты и скорость, а еще в добавок и расход пропан-бутана вырос. Техническое обслуживание газовой установки проведено вовремя, фильтры заменены, а газовая заправка не менялась – все это косвенный признак того, что газовые форсунки вашего автомобиля требуют чистки. Если же простая чистка не поможет — придется проводить замену изношенных или неисправных деталей и последующую регулировку инжекторов. Все это, конечно можно сделать на сервисе, но почему бы не сэкономить немного денег и пустить их в другое нужное русло? В этой статье мы с Вами узнаем как производится чистка газовых форсунок, и вполне возможно, что Вы решите и сделаете это сами.

Выбор форсунок ГБО на автомобиль с оборудованием 4-го поколения

Начиная с третьей версии газобаллонного оборудования, функцию подачи топлива (метан, пропан-бутановая смесь) в камеры сгорания двигателя стали выполнять специальные инжекторы механического типа. Газовые форсунки ГБО 4 поколения – совершенно иной уровень. Благодаря электронному управлению и тонким настройкам, появилась возможность более эффективного применения газовых систем на авто.

Газовый комплект для монтажа на машину часто собирается из набора деталей разных производителей. Какие форсунки лучше поставить и как их выбрать, а также правильно установить расскажем в данной статье.

Обслуживание газовых форсунок: основные правила, важные моменты, дельные советы

Исправные форсунки ГБО — залог стабильной работы двигателя. Именно перебои в подаче газового топлива очень часто становятся причиной нарушения работы двигателя с ГБО. Учитывая это, можно сделать вывод о необходимости регулярного обслуживания газовых форсунок, которая включает в себя чистку, промывку и своевременную замену износившихся деталей.

В противном случае у вас могут наблюдаться не только перебои в работе газовой аппаратуры, но и увеличенный расход топлива, ухудшение динамики и прочие «болячки», возникающие на фоне перебоев в работе форсунок.

Небольшой экскурс о том, что собой представляет газовая форсунка. Инжектор, он же форсунка, может быть как классическим (бензин, дизель), так и газовым. Данное устройство служит для дозированной подачи газа во впускной коллектор или непосредственно в цилиндры двигателя. В процессе работы форсунки могут изнашиваться, загрязняться из-за некачественного топлива или забитого фильтра, что так или иначе отразится на работе форсунок и двигателя в целом.

Самостоятельная установка газобаллонного оборудования (ГБО) 4-го поколения на инжекторный автомобиль

Чтобы качественно смонтировать газовое оборудование на машину, потребуется определённый набор оснастки и инструмента:

• комплект ГБО 4;
• газовые шланги с хомутами длинной 60-80см Ø4-5мм и Ø12мм 50-100см (для 4 цилиндрового двигателя); 40-70см вакуумной трубки Ø6мм; шланг системы охлаждения с двумя металлическими тройниками соответствующие размеру входа/выхода на редукторе – длинна всех магистралей подбирается индивидуально под авто;
• термопластиковая газовая трубка нужной длинны (можно использовать медную или алюминиевую);
• автоинструменты;
• дрель и/или шуруповёрт;
• свёрла (Ø4,8мм, коронка 30мм);
• метчик 6мм;
• изолента, термоусадочная трубка, строительный фен;
• паяльник (материалы для пайки проводки);
• мультиметр;
• металлические хомуты/скобы с саморезами (для крепления магистралей под днищем);
• баллончик антикоррозийной обработки или автоэмаль;
• прокладка впускного коллектора ДВС.

Также понадобиться подъёмник/эстакада или смотровая яма.

Форсунки

Вообще, форсунка – устройство, позволяющее расщеплять основной поток вещества на несколько направленных второстепенных потоков. Топливная форсунка предназначена для направленного распыления топлива, что способствует его лучшему сгоранию. Кроме того, она дозирует количество распыляемого топлива, и этот процесс принято называть впрыском. Происходит это за счет действия электромагнитного клапана, который открывает и закрывает подачу топлива согласно электрическому сигналу – импульсу.

Виды и устройство

Разновидность форсунок по техническим характеристикам, а также по производителям велика. Существуют экземпляры с редким устройством (к примеру, «лепестковые» инжектор фирмы Matrix), но основных типа два:

Устройство рейки АЕБ

мембранного (тарельчатые), популярные представители AEB (АЕБ) ECO/EVO, Landi Renzo (Лэнди Рензо) GIRS 12;

Устройство форсунки Барракуды

штоковые – Valtak (Вальтек) type 30 и множество им подобных, например Rail (Реил). В этом же ряду такие образцы как Barracuda (Барракуда).

Принцип работы газовых инжекторов по сути один и тот же, сигналы (кратковременные электрические импульсы) от ЭБУ оборудования поступают на катушку электромагнита. В ходе чего прорезиненный сердечник/поршень в штоке или тарелка внутри форсунки, перемещается, открывая отверстие седла для выхода газа. Закрытие происходит под воздействием возвратной пружины.

Так как топливо на выходе из редуктора находится уже в испарённом состоянии, его распыление, как в бензиновом варианте, не требуется. Объём подаваемого газа кратно превышает количество бензина (около 200 раз). Для этого сечение дозирующих отверстий газовых инжекторов сделано намного больше, а также в отличии от бензиновых форсунок сопротивление катушки, у газовой детали 1-3 Ом, т.к. процесс управления происходит в результате широтно-импульсной модуляции (ШИМ). У бензиновой 15-16 Ом.

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.

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.

Немного теории

Итак в общих чертах что из себя представляет штоковая газовая форсунка (инжектор).

Конструкция газовой форсунки схожа с конструкцией бензиновой и состоит из:

• корпуса,
• электромагнитной катушки (низкого сопротивления порядка 1-3 Ом),
• штока (плунжера) с уплотнениями,
• пружины,
• штуцера с калиброванным отверстием.

Зачастую, для удобства, несколько инжекторов собирают в один общий набор — рампу, в основном, по количеству цилиндров (если двигатель рядный) или по количеству цилиндров в ряде (оппозитные и V образные двигатели).

Работает штоковая катушка по принципу работы простого электромагнитного клапана: при подаче питания на катушку, соленоид преодолевает усилие возвратной пружины штока, и втягивая шток открывает подачу газообразного пропан-бутана через калибровочное отверстие во впускной коллектор двигателя. Так как электро катушка инжектора имеет низкое сопротивление, то электрический сигнал на нее подается не одним, а несколькими короткими импульсами.

Штоковые инжекторы одними из самых дешевых и ремонтопригодных. Однако они за счет особенностей своей конструкции являются и самыми «медленными».

Почему маленький диаметр жиклера — это нехорошо?

Если выбрать меньший диаметр жиклера, то, с одной стороны, можно получить плюс в виде стабильной работы форсунок, а с другой — это может привести к нехватке газа во время нагрузок. В итоге, получаем “бедную смесь”, падение мощности и ошибку (постоянно открытые инжекторы). Определить такое явление во время настройки несложно, достаточно узнать максимальное время впрыска двигателя вашего авто. Если этот показатель приближен к 18 мс., то есть очень большая вероятность, что жиклеры у вас будут постоянно открыты. Здесь нужно провести тестовые заезды и проверить как будет вести себя мотор во время движения. Каким будет впрыск газа при повышенных нагрузках. Бывает, что после, казалось бы, правильного подбора жиклеров, а также настройки коэффициента газовой карты, во время движения, газовое время близко к 25 мс., в таком случае имеет смысл серьезно задуматься о том, чтобы рассверлить еще или выбрать более производительные и быстрые газовые форсунки. Как вариант можно настроить переключение на бензин во время больших нагрузок. Такое явление характерно для турбовых моторов, где может быть небольшой объем и время впрыска на холостом ходу, и в то же время могут быть значительные нагрузки и расход топлива, когда водитель начинает “наваливать”.

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.

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.

Чистка

Итак, чистка газовых форсунок своими руками производится следующим образом:

• перекрыть расходный кран на газовом баллоне;
• выработать весь газ из магистрали. Машина должна выработать весь газ и переключиться на бензин, после чего еще пару раз принудительно перевести систему на газ, пока вся смесь, которая есть в магистрале, не выработается;

• сделать отметку на проводах, подходящих к катушке и рампе разными цветами либо цифрами (маркером, изолентой), чтобы при установке на место не перепутать какой разъем принадлежал какой из катушек;

• снять рампу;

• выкрутить калибровочные жиклеры ключом на 12;

• снять штопорные кольца и катушку, открутить направляющие ключом на 14;

• извлечь штоки, пружины и уплотнительные кольца, не забыв при этом рассортировать какой шток вынут из какого инжектора;

• очистить отложения на штоках (с помощью ветоши, которая не оставляет за собой ворс, после протирания смоченной жидкостью для очистки карбюратора, или спиртом. Не допускать попадания жидкости на резиновые уплотнения);

• очистить корпус инжектора внутри (той же ветошью не оставляющей ворс а, смоченной теми же составами);
• собрать все в обратном порядке;
• на этом чистка газовых форсунок завершена

Отличие скоростных форсунок от обычных

Выбирая газовую форсунку ГБО, следует, обратить внимание на скорость функционирования этих устройств. Т.к. инжекторы различаются скоростью закрытия и открытия штока. Также, отличаются сопротивлением катушки электрического клапана, типами штоков, внешним видом и разъемом. Именно, от двигателя и его объема будет зависеть, какая именно форсунка необходима для машины: скоростная или обычная.

Стоит отметить, что характеристики мощности ГБО, а также экономия пропана или метана будет зависеть от скорости срабатывания форсунок ГБО и от того, насколько точным будет впрыск газа в систему двигателя. К примеру, на машину, которая имеет мощный двигатель, следует устанавливать скоростные инжекторы (например, АЕВ или Hana). А если объем двигателя составляет 1,5 л, то устанавливают форсунки обычные (например, RAIL).

У скоростных форсунок сопротивление катушки составляет 1,9 Ом, а скорость срабатывания инжектора – 2мс, давление максимальное – 4,5 bar.

При этом, у обычных инжекторов сопротивление катушки составляет – 3 Ом, производительность – 15-35 л.с./цил., давление максимальное – 3,0 bar, давление рабочее – от 0,5 bar до 2,0 bar.

Что в итоге?

При выборе жиклеров для газовых форсунок, необходимо стараться выбрать вариант близкий к значению газового впрыска на холостом ходу или немного выше минимально возможного для рейки. Во время нагрузок старайтесь, чтобы время газового впрыска не было выше максимально возможного впрыска (как правило 25 мс).

Какие бывают газовые форсунки

На рынке представлен широкий ассортимент газовых форсунок, которые можно разделить на две основные группы – ремонтопригодные и ремонтонепригодные. Форсунки обоих групп бывают регулируемые и нерегулируемые, одиночные и в планку, а также – иметь корпус из разных материалов. Кроме того, они делятся по мощности двигателя. Делая выбор газовых форсунок, следует в первую очередь ориентироваться на скорость их работы – это главное. Чем ближе к показателям скорости работы штатных бензиновых форсунок, тем лучше.

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.

Заключение

Далее собранную рампу можно вернуть на авто, все подключить, открыть расходный вентиль и проверить собранный узел на наличие утечек газа путем обмыливания. Но лучше пока не устанавливать, а отрегулировать эти форсунки как указано в этой статье и лишь после регулировки продолжить эксплуатацию авто на газу.

Регулировка

• Регулировка газовых форсунок Valtek начинается с выкручивания из них регулировочных жиклеров. Сделать это можно используя ключ на 12.

• Далее установить удлинительный шток и закрепить с помощью переходной втулки индикатор часового типа на рампе.

• Проверить наличие касания удлинительного штока и штока газового инжектора. Если стрелка прибора начинает двигаться то значит, что соприкосновение достигнуто.
• Выставить «0» на приборе — индикаторе. Подать на регулируемую деталь питание продолжительностью до 1 сек.

Не подавать питание более чем 1 секунду, это может привести к выходу из строя детали, которая регулируется!

• Записать значение полученное на индикаторе часового типа в результате измерения.
• Проделать вышеизложенное для всех газовых распылителей двигателя, записывая значения.
• Далее, с помощью винта с внутренним шестигранником, расположенном на торце электрической катушки, устанавливаем необходимый ход штоков. Вращая по часовой стрелке — уменьшаем ход штока, и наоборот, если вращаем против часовой стрелки — увеличиваем ход. Выставляем одинаковый ход штоков, но не более 0.7 мм, согласно рекомендаций фирмы Valtek.

Ниже представлена таблица регулировки хода якоря в зависимости от мощности двигателя.

• После проведения регулировок всех газовых форсунок измерения необходимо провести повторно. И в случае необходимости подкорректировать для получения одинакового хода всех инжекторов.

После получения нужного результата вкручиваем назад жиклеры и устанавливаем собранную рампу назад в автомобиль. Подключаем все магистрали, открываем расходный вентиль на баллоне, обмыливаем систему и включаем зажигание. При выявлении утечек газа в обязательном порядке их устраняем.

Если у Вас остались любые вопросы — задавайте их в комментариях к статье, и мы с радостью на них ответим.

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.

Результаты

На холостых мотор больше не глохнет, расход газа нормализовался, «на холодную» двигатель работает так же, как и при прогретом ДВС. Проще говоря, все пришло в норму, динамика, тяга, все как было раньше. Я доволен! Спасибо за внимание, до новых встреч на ГБОшнике.

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.