На главную  /  Эволюция автогазовых систем

Эволюция автогазовых систем

Эволюция — это естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся процессами изменений, адаптаций, видообразований и вымиранием целых видов. Все эти процессы по большому счету справедливы и для сферы производства, в том числе и автомобилестроения. Научно-технический прогресс в 21 веке шагает по планете семимильными шагами. Нынешний потребитель технологичных товаров, не успев всласть насладиться своей новой «игрушкой», понимает, что она уже немного устарела, и на рынке появляется что-то новенькое, еще более продвинутое, удивительное, желанное. Все это в полной мере относится и к мировой автомобильной промышленности. Современный автомобиль должен соответствовать целому ряду современных требований и стандартов. Он должен быть надежным, безопасным, экологичным, экономичным, доступным, комфортным, динамичным, и еще много каким... Благодаря жесткой конкуренции, мировой автопром развивается ни чуть не хуже, чем рынок электроники, связи и прочих нанотехнологий. Автомобильные двигатели становятся все мощнее и экономичнее. А что же происходит с производством ГБО? Высокие темпы автомобильных инноваций не позволяют производителям автогазового оборудования расслабляться. Требования к качеству современных автогазовых систем таковы, что они должны максимально точно интегрироваться в систему питания автомобиля, сохраняя все параметры и характеристики абсолютно любой машины. Другими словами водитель не должен замечать никакой разницы от того, на каком топливе он движется. Любая машина на газе должна ездить так же хорошо, как и на бензине, при этом не нанося абсолютно никакого ущерба автомобилю и сохраняя все заявленные производителем ресурсы.

А начиналась история использования газового топлива в двигателях внутреннего сгорания очень давно, еще в 19 веке.

С газового горючего, собственно, и началась вся история нынешнего автомобилестроения. 1823 г. – англичанин Самуэль Браун построил газовый двигатель внутреннего сгорания на светильном газе. Светильный газ - это смесь водорода, метана, окиси углерода и этилена (этина), получаемая при коксовании угля. Лет 200 назад его употребляли для освещения (отсюда и второе название «светильный»). В 1842 г. – Дрейк (Англия) запатентовал газовый двигатель с калильным зажиганием, то есть зажигание поисходило от предварительно разогретой катильной головки. В 1860 г. – выдан патент Жану Этьену Ленуару, запустившему выпуск двигателя внутреннего сгорания. Машина Этьена Ленуара, представляла собой агрегат, мощностью 1,5 л.с, и работала на светильном газе. Тем же топливом питались и первые автомобили. Например, хорошо известный «Бенц-Виктория» 1893 года выпуска, мощностью в три л.с., рабочим объемом почти три литра, применял в качестве топлива каменноугольный газ, подаваемый из баллона через специальный вентиль. В 1928 г. – прошла испытания газогенераторная установка конструкции профессора В.С. Наумова на шасси Фиат-15-тер. В предвоенные годы специалисты Советской автомобильной промышленности уделяли огромное значение использованию газового топлива. Наиболее практичным в то время представлялось использование машин не с запасом сжатого или сжиженного газа на борту, а с установкой газогенератора для получения газа из органического сырья, например дерева, угля и торфа. В то время отсутсвовала сеть газонаполнительных станций, а для производства высокопрочных баллонов для сжатого газа необходима была легированная сталь. Отсутствие необходимой производственной базы сделало эти причины решающими и поставило в центр внимания создание газогенераторов. В 1927 г. в Ленинграде профессор В.С. Наумов построил установку с прямым процессом газификации древесного угля и испытал ее на грузовом автомобиле "ФИАТ-15-тер". На смену газогенераторам, работавшим на древесном угле, пришли более сложные, использовавшие в качестве исходного продукта газификации древесные чурки размером 40X40X50 мм.

В 1935 г. инженер А. И. Пельтцер, сконструировал опытный газогенератор НАТИ-Автодор-3", котороый был установлен на легковой автомобиль ГАЗ-А.

ГA3-А с газогенераторной установкой "Автодор-3". 1935 г.

ГА3-М 1 с газогенераторной установкой НАТИ-Г12. 1938 г.

Нати-Г12 — это усовершенствованная разновидность газогенераторной установки.

На ЗИСе под руководством А. И. Скерджиева и А. И. Пельтцера был сконструирован газогенераторный ЗИС-13. В отличие от ГАЗ-42, у которого камера сгорания выполнялась из дешевой малоуглеродистой стали с аллитированием (покрытием слоем алюминия), у ЗИС-13 она изготовлялась из хромоникелевой жароупорной стали. ЗИС-13 производился с середины 1936 г. до середины 1938 г.

Серийный газогенераторный грузовик ЗИС-13 на длинно-базовом шасси ЗИС-11. 1936 г.

В 1940-41 годах с конвейера была выпущена небольшая серия, (43 экземпляра), газобаллонных грузовика ЗИС-30. В них газ, подавался из восьми баллонов, размещенных на раме под грузовой платформой. Заправлялись баллоны на газонаполнительной станции. Фактически модели ЗИС-30 и Газ-44 можно считать началом использования ГБО - газобаллонного оборудования у нас в стране.

 

Открытие сжиженного газа датировано 1911 годом, когда доктор Вальтер Снеллинг, изобретатель и ученый, который работал в Геологической службе США, создал образцы пропана и бутана и представил систему хранения и распределения этих видов топлива. В 1913 году он получил патент на свой метод получения жидких газов.

Современные поколения ГБО

Современные автомобильные газовые системы находятся в непрерывном процессе усовершенствования. Этот процесс тесно связан с эволюцией двигателей внутреннего сгорания, а точнее от типов системы питания двигателей: карбюраторный, распределенный впрыск топлива, непосредственный впрыск топлива.

Первое поколение

Первое поколение ГБО разработано для карбюраторных двигателей. Газовое топливо из баллона через запорную арматуру по трубопроводу поступает в вакуумный или электронный газовый редуктор. В редукторе газ переходит в парообразное состояние. Редуктор дозирует количество газа в зависимости от давления во впускном коллекторе мотора. В вакуумных редукторах используется вакуумный клапан, который открывает подачу газа только если в коллекторе двигателя появляется пониженное давление (вакуум). Отсюда и название. В электронном редукторе подача газа управляется электромагнитным клапаном, связанным с катушкой зажигания или высоковольтным проводом. Соответственно, если есть электрический импульс редуктор открыт, если нет - закрыт. Газ из редуктора, посредством действия разрежения вакуумной среды во впускном коллекторе, через дозатор попадает в смеситель, который установлен между воздушным фильтром и дроссельными заслонками карбюратора. При этом регулировка подачи газа осуществляется вручную с помощью винта-заслонки. Также возможна установка ГБО 1 поколения на инжекторные двигатели. Здесь вместо бензинового клапана устанавливается эмулятор форсунок. Когда подается газ, этот эмулятор иммитирует работу бензиновых форсунок, чтобы компьютер не перешел в аварийный режим. По этой же причине устанавливается эмулятор лямбда-зонда.

На сегодняшний день оборудование первого поколения считается устаревшим и првктически не устанавливается.

 

Второе поколение

Оборудование второго поколения работает по тем же принципам, что и первое, но имеет одно существенное преимущество. Подача газа регулируется электронным дозатором, который управляется электронным блоком. Электроника считывает и обрабатывает сигнал от лямбда-зонда автомобиля для поддержания правильного состава газо-воздушной смеси, подающейся во впускной коллектор. Настройка оборудования производится через компьютер. ГБО второго поколения гарантирует поддержание экологических требований ЕВРО 1, которые существовали до 1996 года. Системы второго поколения устанавливаются до сих пор, но с каждым годом данное оборудование востребовано все меньше и сойдет на нет в краткосрочной перспективе.