Содержание

Газобаллонное оборудование в автомобиле: описание и особенности применения

Сжиженный или природный газ довольно часто используется водителями в качестве топлива для автомобилей. Это значительно дешевле бензина и дизеля. Но его использование требует установки специального газобаллонного оборудования (ГБО) на авто.

Что такое ГБО в автомобиле

ГБО – это газовое баллонное оборудование, позволяющее использовать сжиженный или природный газ на автомобиле вместо или вместе с бензином. В основном применяется на транспортных средствах, использующихся для коммерческой деятельности с большими пробегами (перевозки, такси, корпоративные парки). Реже ГБО используется на частных автомобилях из-за долгой окупаемости.

Сжиженный и природный газ для автомобилей сейчас дешевле примерно в два раза чем бензин. Несмотря на увеличенный расход топлива на газе, денежная экономия может составить около 40% в сравнении с заправкой традиционным топливом. Также газ значительно экологичнее, по сравнению с другими видами топлива. Он выделяет меньше CO2 и вредных твердых частиц.

ГБО устанавливается для любых автомобилей с ДВС и может быть разных поколений. Газобаллонное оборудование полностью дублирует систему подачи топлива, что также увеличивает отказоустойчивость машины. В комплект оборудования входит:

баллон для газа;
топливная магистраль;
редуктор, совмещенный с испарителем (подогревателем);
клапан переключения с бензина на газ;
электронный блок управления (для старших версий);
система впрыска топлива.

В зависимости от поколения комплект может отличаться.

Редуктор используется для преобразования жидкого газа в пар при помощи испарителя (на первом поколении испаритель мог быть отдельным элементом), а также для стабилизации давления.

Какой газ используется

Чаще всего используется сжиженный газ (его еще называют СУГ – сжиженный углеводородный газ). Сжиженный газ изготавливают посредством превращения газа в жидкость под воздействием низкой температуры и высокого давления, что позволяет легко хранить его в металлических или композитных баллонах с давлением до 16 атмосфер.

СУГ изготавливается из:

Пропана технического или автомобильного;
Смеси пропан-бутана;
Бутана технического.

Также используется ГБО для метана (природного газа). Природный газ не сжижают, а сжимают, и давление в баллоне может подниматься до 200 атмосфер. Кроме разницы в давлении принципиальных отличий нет.

Описание поколений

Всего существует шесть поколений ГБО. В России наиболее часто встречается второго и четвертого. Системы первого и второго поколения ГБО используют моновпрыск топлива. То есть, газ подается во впускной коллектор перед дроссельной заслонкой. Если автомобиль инжекторный, то дополнительно устанавливается эмулятор работы бензиновых форсунок.

В третьей генерации добавилась система для распределенной подачи газа по цилиндрам. Отличается частичным управлением электроникой на основе показаний датчика кислорода. Четвертое поколение ГБО для автомобилей получило собственный электронный блок управления, а также распределенную систему впрыска топлива. Система может использоваться для пропан-бутана и для метана. Вся разница в редукторе, давлении газа, баллонах и нескольких мелких деталях.

Пятое поколение самое технологичное и обладает высоким КПД. Мощность двигателя практически не теряется. В пятом и шестом поколении произошли кардинальные изменения в сравнении с предыдущими версиями. В ГБО используют газ в жидком виде. В системе отсутствует редуктор. В баллонах устанавливается топливный насос как в обычном бензобаке, а жидкий газ подается непосредственно в цилиндры. Шестая версия от пятой отличается тем, что врезается в штатную топливную систему автомобиля. Используются одни и те же форсунки для газа и бензина.

Безопасность

Несмотря на большое количество заблуждений, слухов и домыслов, современное ГБО, при правильной установке, не опаснее обычного бензина. Хотя стоит уточнить, что природный и сжиженный газ – это взрывоопасные вещества. При утечке в системе есть риск собрать в закрытом помещении критическую массу смеси воздуха с газом, что создаст потенциальную опасность. Тем не менее, газ обладает резким запахом, и даже самая маленькая утечка легко обнаруживается. Кроме того, многие производители выпускают CNG версии (с ГБО) автомобилей уже с завода.

Из чего состоит газобаллонное оборудование

Каждая версия системы газобаллонного оборудования имеет баллон и топливную магистраль. Но в зависимости от поколения комплект ГБО для автомобиля может отличаться:

Первое – редуктор с вакуумным клапаном подачи газа в карбюратор.
Второе – редуктор с электронным клапаном и регулировкой подачи топлива.
Третье – редуктор и распределенная подача газа во впускной коллектор.
Четвертое – редуктор, форсунки (инжекторная система), электронный блок управления.
Пятое – топливный насос, ЭБУ, форсунки с непосредственным впрыском топлива в цилиндры.
Шестое – насос, отдельный ЭБУ.

Как работает

Вплоть до третьего поколения ГБО включалось вручную, с помощью специального переключателя в салоне автомобиля. Начиная с четвертой генерации газобаллонное оборудование имеет автоматический режим включения. Автомобиль самостоятельно переходит на газ при прогретом моторе, а также самостоятельно переключается на бензин при высоких оборотах (обычно выше 6 000 об/мин) или при недостаточном количестве газа в баллоне.

Вам будет интересно Как убрать ржавчину с кузовных деталей автомобиля

Для автомобиля не существует разницы между бензином и газом. Смешивание топлива происходит одинаково, как и режим работы самого мотора

Плюсы и минусы

Кроме заметного снижения расходов на заправку топливом, газ более экологичный. В выхлопе находится меньше углекислого газа и твердых частиц. Еще одним преимуществом является дополнительная топливная система. Это значительно увеличивает запас хода при полной заправке. Также появляется возможность по собственному выбору использовать то или иное топливо, а также увеличивается максимальный запас хода на полностью заправленных баках и баллонах.

Разумеется, существует и несколько минусов ГБО:

Баллон для газа занимает много места.
Окупаемость для личного автомобиля с небольшими пробегами может занять много времени.
Требуется регистрация оборудования.
Может уменьшиться мощность мотора при работе на газе.

Типичные неисправности и симптомы

Газовое оборудование для автомобилей достаточно надежное. Тем не менее иногда возникают неполадки.

Самые частые из неисправностей:

Неработающий указатель газа – изначально имеет малую точность. Можно ремонтировать, можно оставить как есть.
Дергается автомобиль – на первом и втором поколении может означать закончившийся газ в баллоне. На более старших версиях необходимо тестировать оборудование на СТО.
Проблемы с системой охлаждения двигателя – редуктор ГБО подключается к штатной магистрали охлаждающей жидкости. Из-за этого может возникнуть воздушная пробка или другие проблемы.
Значительное падение мощности или большой расход газа – неправильная настройка ГБО.
Запах газа – утечка в системе или проблемы с выхлопной системой. В любом случае требуется диагностика и ремонт.
Плохо работает мотор на высоких оборотах – возможно, требуется замена фильтров грубой (небольшой фильтр в редукторе) и тонкой очистки (фильтр похож на бензиновый и стоит на газовой трубке после редуктора).

Масло и фильтры для двигателей на газе

В Сети есть множество заблуждений по поводу особенностей обслуживания двигателя при установке ГБО. Какое-либо специальное моторное масло для газового двигателя не требуется. Кроме того, для мотора подходят обычные свечи зажигания, рекомендуемые производителем.

Тем не менее, газовое оборудование требовательно к качеству и чистоте воздушного фильтра, а также к регулярности замены фильтров грубой и тонкой очистки. Замену воздушного фильтра необходимо проводить чаще, а топливные фильтры нужно менять по регламенту от производителя ГБО.

Полезное видео

Ознакомьтесь с дополнительной информацией о работе ГБО и его поколениях на видео ниже:

Газовое оборудование позволяет хорошо экономить. Но время окупаемости может значительно растянуться, если автомобиль используется редко с небольшими пробегами. Современные системы ГБО не снижают мощность мотора и не увеличивают расход топлива. Перед установкой следует посчитать будущую экономию и определить целесообразность этого действия.

Преимущества и недостатки газового оборудования на автомобиле

Разница в стоимости бензина и газового топлива заставляет задумываться об установке газобаллонного оборудования. Однако перевод машины на газ имеет свои особенности, зная которые можно оценить все плюсы и минусы ГБО, после чего сделать выводы о целесообразности монтажа газовой системы.

Основные преимущества ГБО

В качестве газомоторного топлива распространены два вида газа сжиженный нефтяной — пропан-бутановая смесь и сжатый (компримированный) — метан (СНГ/КПГ). Ввиду разности давления при хранении газов, оборудования имеют конструктивные отличия, хотя принцип работы у них идентичен.

Стоимость газа

Ключевая выгода — пропан в среднем на 55-60% дешевле бензина, метан 60-65%. От региона к региону цена может немного отличаться.

Конечная стоимость переоснащения среднестатистического авто с 4-х цилиндровым ДВС мощностью до 150 л.с. на пропан варьируется от 35-50 тысяч рублей. Аналогичная метановая система из-за дороговизны баллона обойдется в 50-65 т.р. Оборудовать более мощные машины будет ещё дороже.

Поэтому ожидая скорую экономию, важно учитывать затраты на покупку, монтаж, оформление и обслуживание газобаллонной аппаратуры. При небольших среднемесячных/годовых пробегах окупаемость установки может затянуться. Чтобы оправдать расходы за один год эксплуатации, в месяц машина на газу должна проезжать от 1500 км при этом потребление топлива должно быть не менее 10 литров на 100 км.

Подробнее посчитать окупаемость оборудования по параметрам конкретной машины можно при помощи калькулятора ГБО.

Увеличенный запас хода

К достоинствам ГБО можно отнести возможность использования двух видов топлива. За счёт чего увеличивается пробег транспортного средства. Особенно это актуально для длительных поездок на дальние расстояния и в регионы с неразвитой автомобильной инфраструктурой, об этом ниже.

Работа и ресурс двигателя

Октановое число у метана/пропана выше бензина (около 105-110), благодаря чему снижаются детонационные нагрузки, двигатель работает мягче. К тому же сгорание газа происходит равномернее, за счёт лучшего образования топливовоздушной смеси, что также уменьшает ударные нагрузки на цилиндропоршневую группу, понижает уровень механических шумов и вибрацию ДВС.

После сгорания газового топлива образуется минимальное количество отложений, нагара. Поэтому, перевод авто на газ способствует снижению количества примесей и абразивных частиц в моторном масле, что влечёт за собой увеличение интервала его замены, а также повышение ресурса деталей двигателя. Отсутствие эффекта смывания масляной пленки со стенок цилиндров, способны дать серьезный прирост срока службы ЦПГ.

Вам будет интересно Метровый пьедестал: трактор почистил снег вокруг машин (видео)

Так как газ горит медленнее бензина и при более высокой температуре, случаи с прогаром клапанов действительно встречаются. Однако правильная настройка ГБО, а также установка вариатора УОЗ полностью снимает проблему.

Детально узнать о проблемах с мотором при переходе на газ, можно из статьи про «влияние газового топлива на ДВС авто».

Экологическая составляющая

Газ – экологически чистое топливо с минимальным негативным влиянием на окружающую среду, особенно это актуально для густонаселённых городов.

При сгорании СНГ/КПГ выхлопные газы содержат, примерно в 10 раз меньше вредных веществ, что является значительным преимуществом перед бензином или дизелем. Ко всему прочему снижается нагрузка с катализатора и выхлопной системы автомобиля.

Для некоторых регионов РФ специально снижен транспортный налог на авто с ГБО.

Безопасность

Часто преградой к переходу на газ становится боязнь взрыва баллона, подкреплённая фото и видеоинформацией из сети. Количество подобных происшествий увеличивается пропорционально росту числа транспорта с ГБО.

Вот только причиной тому в 100% случаев является безответственность тех или иных лиц:

установка б/у баллонов (с истекшим сроком эксплуатации или не прошедших своевременное переосвидетельствование)
не качественный монтаж и обслуживание системы
установка не сертифицированных, устаревших или низкого качества комплектующих оборудования
нарушение сроков технического обслуживания ГБО
не соблюдение элементарных правил эксплуатации авто с газовой системой

Стоит отметить, что при должном внимании к газовому оборудованию, многоступенчатая система безопасности современного ГБО 4-го поколения полностью исключает возможность каких либо аварийных ситуаций.

Подробно узнать о причинах подобных происшествий можно из материала о взрывах и пожарах машин с газовым топливом.

Видео о преимуществах и недостатках использования газового оборудования:

Главные недостатки ГБО

Помимо очевидной выгоды существует ряд отрицательных моментов, которые необходимо учитывать при переоборудовании авто на газ.

Объём багажника

Серьёзным препятствием для монтажа газового оборудования, становится отсутствие в автомобиле предусмотренного места для баллона.

Установка ёмкости неизбежно сокращает полезный объём багажного отделения. Особенно это критично для большинства легковых машин, у которых отсутствует возможность закрепить бак под днищем салона. Частично проблема решается установкой пропанового баллона тороидального вида в нишу запасного колеса. Однако тогда придётся исключать запаску или возить её в багажнике, что также доставит неудобства.

К тому же монтаж цилиндрического бака в багажный отсек лишает возможности трансформации спинок задних сидений. Такое решение наиболее не приемлемо для владельцев хэтчбеков и универсалов.

В плане компоновки, установка газа на коммерческий транспорт практичнее. Так в грузовиках или автобусах есть возможность крепления баллонов вне полезного объема кузова (рама, за кабиной, салон), а их масса по отношению к весу автомобиля и его грузу значительно меньше, чем у легковых машин.

Утяжеление массы авто

Вес одного пустого тор баллона вместимостью 50 литров составляет 30-31 кг, бак 50 л цилиндрической формы без газа весит 20-21 кг. Масса толстостенных метановых ёмкостей порядком выше, так как КПГ топливо хранится под давлением 200 атмосфер, а пропан 12-15.

Например, пустой цельнометаллический баллон под метан 1-го типа объёмом 50л весит 60кг, вес емкости той же вместимости второго типа составит 40-42 кг. Конечно, существуют более лёгкие виды метановых ёмкостей, но их цена и надёжность пока вызывают вопросы.

Мало того что сами баллоны достаточно тяжёлые, вдобавок остальные компоненты системы имеют вес, хоть и не большой, но лишняя нагрузка на детали подвески обеспечена.

Также излишняя масса существенно сокращает грузоподъёмность транспорта. Особенно критично для коммерческого транспорта.

Обязательная регистрация оборудования

Согласно техническому регламенту таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011), принятому в 2015 году, установка ГБО является изменением конструкции ТС, которое требует обязательного оформления.

Процедура регистрации газового оборудования проходит в несколько этапов и отнимает много времени. Затраты на легализацию также стоит отнести к статье расходов при подсчетах окупаемости.

Если не узаконить ГБО, можно столкнуться с проблемами при техосмотре, снятии/постановке транспорта на учет, к тому же за это предусмотрено наказание в виде штрафа.

Дополнительные расходы

Поставить и забыть навсегда – это не про газовое оборудование. Регулярное, своевременное техническое обслуживание ГБО будет способствовать максимальному экономическому эффекту и бесперебойной работе системы.

Обычно ТО оборудования совмещают с обслуживанием автомобиля. Межсервисный интервал составляет 10-15 тысяч км пробега, что сильно зависит от качества газа. В перечень операций входит:

замена фильтрующих элементов
проверка, поиск и устранение возможных утечек газа
диагностика работы ДВС и ГБО
регулировка форсунок

Для ГБО 1-2 поколения появляется необходимость периодического слива конденсата из редуктора.

Как любая техника, газовое оборудование имеет свой ресурс, по истечении которого потребуется замена или ремонт комплектующих. Особенно это касается резиновых компонентов (магистрали, диафрагма редуктора, уплотнители).

Исходя из этого, дополнительная топливная система требует определенного внимания, а также добавляет финансовых затрат.

Минусы ГБО для двигателя

Часто при езде на газе наблюдается потеря динамики автомобиля (примерно 5-15%). Этот недостаток ощущается лишь на малообъёмных двигателях. В автомобилях со средней и высокой мощностью ДВС, потеря мощности не заметна. При условии правильной подборки, монтажа и регулировки оборудования.

Проблема с заправочными станциями

Сеть газовых заправок гораздо меньше бензиновых. Недостаток пропановых АГЗС существует только в отдаленных, малонаселенных пунктах и на пути между ними. За последние годы с увеличением количества транспорта на пропане ситуация с газовыми заправками меняется к лучшему. В угоду тому, доступность этого вида предпринимательства для малого бизнеса, постройка одной газовой станции не требует многомиллионных вложений.

Вам будет интересно Как выбрать радиатор для автомобиля

С метановыми газонаполнительными компрессорными станциями ситуация намного хуже. Численность авто с метановым ГБО куда меньше пропанового, в основном это коммерческий транспорт. К тому же, для возведения АГНКС требуются огромные затраты. Поэтому заправиться метаном в небольших городах, а тем более на трассах будет проблематично.

Стоит также отметить, что наполнение баллона сжатым метаном длится достаточно продолжительное время, что также доставляет неудобства в виде ожидания и очередей.

Соблюдение правил по эксплуатации и хранению автомобиля с ГБО

Хотя система газобаллонного оборудования 4-го поколения работает в автоматическом режиме, но некоторые эксплуатационные требования необходимо знать, чтобы сохранить работоспособность деталей автомобиля.

Например, для устойчивой работы мотора, а также во избежание повреждения редуктора-испарителя, пуск ДВС нужно производить только на бензине, особенно при отрицательной температуре окружающей среды. Четвертое поколение позволяет не задумываться об этом, но возможность аварийного запуска имеется. Для 2-го поколения сразу доступна функция принудительного старта двигателя на газе.

Для сохранения работоспособности штатного бензонасоса и форсунок, необходимо всегда контролировать наличие бензина в баке. Иначе без смазки и охлаждения эти детали топливной системы попросту сгорят.

При настройке газового оборудования устанавливается ограничение по высоким оборотам мотора, так как газ при этом малоэффективен. Из-за этого обгон может повлечь аварийную ситуацию, когда работа ГБО деактивируется, а бензиновая система не включится.

Вдобавок ко всему запрещается ставить машину с утечками газа в закрытом боксе и оставлять ее на длительное хранение с открытой баллонной арматурой при наполненном баллоне.

Бывают закрытые парковки, где владельцам запрещается парковать газовые машины.

Безопасность ГБО на краш-тестах и ее уровень

Приводим несколько примеров испытаний баллонов на прочность по сравнению с бензобаком. Также стоит знать, что сама система газового оборудования имеет различные элементы защиты, не допускающие трагических последствий.

Безопасность ГБО

Сначала разберемся в возможности сохранять безопасность за счет устройств газобаллонного оборудования машины, предназначенных для этого. Для эксперимента взяли два легковых авто, оснащенных ГБО Stag. На полигоне реально была воспроизведена аварийная ситуация.

Столкновение автомобилей, оборудованных ГБО

Исходный момент — одна машина стоит неподвижно с работающим на пропан-бутане мотором. Второе авто на скорости 50 километра в час врезается ей прямо в кормовую часть. Стоящая машина оснащена тороидальным баллоном компании Stako. Он смонтирован в багажнике в нише для запасного колеса.

Тороидальный баллон в багажнике автомобиля

На движущемся автомобиле в багажнике вплотную к спинке заднего сидения смонтирован традиционный цилиндрический баллон того же производителя. На обоих автомобилях используются шланги для газа низкого давления компании Parker.

Цилиндрический газовый баллон ГБО под спинкой заднего сидения

Для правдивой оценки ситуации используются несколько специальными камер, фиксирующих происходящее с разных точек. Снаружи их пять, на стоящем авто – три, на движущемся – две.

Целью теста является определить безопасность ГБО, которую можно оценить несколькими параметрами. Во-первых, насколько серьезными окажутся повреждения ГБО. Во-вторых, появятся ли утечки газа. Наконец, произойдет ли взрыв пропан-бутана.

Результаты столкновения

При ударе на движущемся авто частично повреждены элементы газового оборудования, расположенного под капотом. Сломан ниппель электромагнитного клапана, где крепится шланг. То есть произошла внезапная разгерметизация магистрали высокого давления перед редуктором. Отмечена утечка газа, которая имела место на протяжении 0,5 секунды.

Так выглядит результат столкновения машин

Это происходило непродолжительное время благодаря срабатыванию автоматики защиты. При повреждении сработал скоростной клапан, и проход газа высокого давления был практически мгновенно перекрыт. Поэтому ни о каком возгорании газа и пожаре речь не идет. Безопасность ГБО обеспечена.

Все шланги, по которым транспортируется газ, благодаря своей эластичности сохранили целостность. Остальное оборудование ГБО не пострадало, хотя сами автомобили получили серьезные повреждения. Интересно, что двигатель движущегося автомобиля сразу же переключился на бензин и продолжал работать.

Самым потенциально опасным элементом ГБО при столкновении является газовый баллон. В данном случае крепления цилиндрической емкости не пострадали, и он остался она месте. Тороидальный баллон также не поврежден. И это при том, что пол багажника машины существенно смят при ударе. Поэтому способность баллона выдерживать большие внешние нагрузки полностью подтверждена и безопасность ГБО обеспечена.

Краш-тесты газовых баллонов и бензобака

Простой эксперимент демонстрирует надежность этих емкостей при ударе и возможность взрыва. С высоты 30 метров их поочередно сбрасывали на основание, состоящее из песка, покрытого асфальтным боем. Площадку облили горючей жидкостью и подожгли. В точке удара скорость падающей емкости составляла около 70 километров в час.

Наполненный пропан-бутаном автомобильный баллон падает, получает небольшие вмятины и находится в огне. От температуры давление газа быстро повышается. Срабатывает защитный клапан и выпускает газ наружу. Образуется горящий факел, но взрыва не происходит. Безопасность ГБО для такой ситуации обеспечена.

Безопасность ГБО — поврежденный, но не взорвавшийся газовый баллон

Баллон с метаном, падая с высоты 30 метров, полностью выдерживает удар и не получает повреждений вообще. Поэтому нет смысла держать его в огне. Такие емкости заправляются газом под давлением до 200 бар. Соответственно прочность их чрезвычайно высока и вероятность повреждения при ударе практически отсутствует.

Бензобак с топливом оказался самым уязвимым. Падая, он получил такие повреждения, которые привели к его разрушению. Бензин мгновенно выплеснулся, произошел взрыв, и бензобак разорвало полностью.

Из результатов тестов видно, что газовые баллоны достаточно прочны. В этом смысле безопасность ГБО гарантируется. Для ее подтверждения необходимо периодически производить испытания емкостей в специализированных центрах.

Автор: Сергей Морозов

Внимание! Эта статья депонирована и защищается законом об авторском праве в цифровую эпоху (DMCA). Запрещается любое копирование без моего разрешения.

Источник https://techautoport.ru/dvigatel/toplivnaya-sistema/gbo-na-avto.html

Источник https://gbomotor.ru/poleznoe/avto-na-gazu-preimushhestva-i-nedostatki

Источник https://idoit.ru/2021/06/15/bezopasnost-gbo/

Источник