Газобалонне обладнання для автомобіля, скорочено - ГБО - найновіше, доступне і ефективний засібекономії палива авто, збільшення ресурсу двигуна та зниження обсягу викиду шкідливих речовин у навколишню атмосферу- все в одному флаконі. З кожним роком несприятлива ситуація на ринку цін нафти і загальне погіршення якості бензину викликають стійке бажання автовласників переходити на більш економічні та нешкідливі для двигуна принципи роботи. Можливість заправляти зрідженим пропаном та нафтовим газом(метаном) відома з середини XIXстоліття, вона з'явилася одночасно з бензиновими та дизельними двигунами внутрішнього згоряннята розвивалася паралельно. Але тільки з кінця 70-х років XX століття газове обладнання стало по-справжньому затребуваним, і з'явилася розвинена інфраструктура заправок та станцій. технічного обслуговуванняавтомобілів.

У загальному випадку, включає в себе газовий балон, від якого тягнеться газова магістраль, наприкінці перекриває мультиклапан. За ним редукторний випарник переводить газ у робочий стані накопичує порціями в колекторі і через окремі форсунки впорскує в двигун. Процес контролює керуючий блок, пов'язаний з бортовим комп'ютером (у більш сучасних моделях).

Класифікація

На сьогоднішній день величезна кількістьспеціалізованих виробників пропонує широкий асортиментяк на карбюраторні, так і на інжекторні типи двигунів будь-якої складності та конфігурації. Умовно всі системи поділяють на покоління, у кожного з яких — власна робота та рівень автоматизації регулювання:

• Перше покоління – вакуумний принцип дозування кожної газової порції. Спеціальний механічний клапан реагує на розрідженість, що виникає у вхідному колекторі авто, коли працює двигун та відкриває дорогу газу. Примітивний пристрій для нескладних карбюраторних систем не має зворотного зв'язку з електронікою мотора, точного регулювання та інших опціональних надбудов.

• Редуктори другого покоління вже забезпечені найпростішими електронними мізками, які, зв'язуючись із внутрішнім датчиком вмісту кисню, впливають на простий електромагнітний клапан. Такий принцип роботи вже дозволяє не просто машині їхати аби як, а регулює склад газоповітряної суміші, прагнучи до оптимальним параметрам. Практичний і широко поширений пристрій серед власників карбюраторних автомобілів, але в Європі воно вже заборонено з 1996 року до застосування високий рівеньзабруднення навколишнього середовища.

• Попит на представників перехідного досить низький. Робота цих високотехнологічних систем заснована на автономному програмне забезпечення, що створює власні паливні картки. Газ подається спеціальним вбудованим інжектором у кожен циліндр окремо. Внутрішнє програмне обладнання емулює роботу бензинових форсунок на апаратних потужностях. Конструкція виявилася не надто вдалою, слабкий процесор блоку зависав, викликаючи збої в роботі механізму. Ідея загубилася з появою нового і опрацьованого класу ГБО.

• Найпоширеніші на сьогоднішній день редуктори — з розділеним упорскуванням газоповітряної суміші. Це доведений до кінця проект 3-го покоління, але використовує в програмі налаштування стандартні бензинові карти автомобіля, що не збільшує навантаження на обчислювальні потужності блоку управління. Окремо йде лінійка покоління 4+, розроблена для прямоточних систембезпосереднього упорскування палива прямо в мотор FSI.

• Новий засіб, що впроваджується на ринку автомобіля - 5 покоління. Ключова особливістьпринцип дії полягає в тому, що газ не випаровується в редукторі, а нагнітається рідким прямо в циліндри. В іншому це повна відповідність 4 поколінню: розділений упорскування, задіяння даних із заводської паливної картки, автоматичний режимпереходу з газу на бензин і т. д. З переваг ще можна відзначити ті, що обладнання повністю сумісне з діючими екологічними стандартамита нової бортової діагностикою.

Електромагнітний мультиклапан

У всіх цих системах ГБО незалежно від класу та принципу дії ключову роль відіграє такий пристрій як мультиклапан. Саме він пропускає та замикає газ, фільтрує склад суміші, відбираючи шкідливі речовиниі домішки (саме тому вбудований фільтр потребує регулярної заміни).

Спочатку звичайний механічний клапан мав тільки запірну функцію і був приварений намертво прямо до балона. Обладнання першого покоління вакуумного типу починає використовувати клапан з додатковою вакуумною мембраною, що відіграє роль датчика рівня розрідженості в колекторі. Подальше ускладнення конструкції та загальна уніфікація горловин балонів різних виробниківпризвели до збільшення числа робочих операцій, що одночасно виконуються. Сучасний електромагнітний мультиклапан для авто складається з цілого набору вбудованих клапанів, пов'язаних зворотним зв'язкомдатчиків з електронним блокомуправління.

Функції інтегрованих у мультиклапанів пристроїв

• Захищають балон від витоку газу

На момент заправки на 80% зрідженим газомзаправний клапан перекриває подачу палива. Повне заповнення фактичного об'єму балона неприпустимо згідно з вимогами безпеки - при дії деяких зовнішніх факторів, наприклад, різкої зміни температури середовища газ може різко розширитися, що може загрожувати небезпечними наслідкамипри повному завантаженні (ємність навіть може вибухнути), тобто коли тиск досягне показника в 25 атмосфер (стандартний накопичувальний пристрій)

• Регулювання рівня подачі на газову магістраль

На газопроводі розташований спеціальний бавовняний швидкісний клапан, що регулює темп подачі палива в газопровід. Додатково він виконує ще одну запобіжну функцію— запобігає потенційному витоку, якщо відбудеться деформація або обрив магістралі авто.

Аварійний захист від пожежі автомобіля, що переміщається на газу, полягає в окремому елементі мультиклапану: запобіжник випустить паливо через вентиляційний блок за межі машини, якщо різке та сильне підвищення температури (отже, надлишковий тискв системі) сигналізує про загоряння, що почалося в безпосередньої близькостівід ГБО.

Наявність запобіжника автоматично переводить категорію безпеки з класу В клас А. Строго заборонено встановлювати газовий мультиклапан без подібного запобіжника на балон ємністю понад 50 літрів.

• Вимірювальний клапан

Для індикації запасу газу, що залишився, в системі використовується ще один окремий заправний клапан, робота якого пов'язана з відповідним. магнітним датчиком. В інжекторних системах 3 і більше покоління в момент автоматичного переходу на бензин при нестачі альтернативного палива газовий вимірювальний клапан саме замикає магістраль.

• Зворотний клапан

Другий заправний запобіжник працює лише на впуск газу та перешкоджає його поверненню назад під час заправки.

• Резервні запірні вентилі

Безпека на першому місці: яке б сучасне та комп'ютеризоване обладнання не було, завжди можливі збої, неполадки, аварійні ситуації. У положенні, що вимагає рішучих дій від водія авто, можуть стати у нагоді два ручні вентилі, які при крайній необхідності завжди здатні примусово перекрити газовий потік у магістралі.

Фільтраційні властивості мультиклапану

Стандартна конструкція ГБО передбачає розміщення мультиклапану в вентиляційному блоці, який знаходиться прямо на балоні окремою ємністю, що знімається. Спеціальні шланги виходять назовні, щоб відокремлювати домішки і за будь-якої небезпеки випустити газ подалі від салону авто.

Повітряний фільтр, яким обладнана вентиляційна коробка, рекомендується замінювати кожні 15-20 тисяч кілометрів пробігу, щоб уникнути сильного засмічення.

Газобалонне обладнання все частіше зустрічається на автомобілях. Багато в чому подібна тенденція походить від того, що пальне у вигляді газу досить дешеве і допомагає заощадити чималі гроші при експлуатації машини. Газове обладнання влаштоване в міру складно, тому розібратися з ним цілком можливо, якщо поставити таку мету. Вона у вас є? Тоді обов'язково прочитайте ряд статей про газової апаратуридля автомобілів на нашому ресурсі Зокрема сьогоднішня стаття розповість усім охочим про те, що таке клапан ГБО, як він влаштований і працює.

Влаштування клапана газової апаратури

Клапан або мультиклапан ГБО (нерідко званий електромагнітним) досить-таки важливий елементу конструкції газового обладнання. Важливість даного вузла пов'язана з переліком виконуваних ним функцій, представлених і фільтрацією газової суміші, та її замиканням у деяких моментах функціонування машини.

У типовому варіанті електромагнітний клапан ГБО складається з:

• осердя, оснащеного прокладкою;
• пружини повернення клапана у зворотне положення;
• безпосередньо клапана, що також має прокладку;
• мідної котушки;
• джерела магнітного поля;
• прокладок та ущільнювачів;
• фільтруючого елемента;
• корпуси.

Більш детально конструкція газового клапана розглянута на наведеному нижче зображенні. Зазначимо, що в залежності від фірми-виробника вузла ГБО його пристрій та конструкція можуть трохи відрізнятися від розглянутих у сьогоднішній статті, але незначно. Так, наприклад, деякі мультиклапани додатково оснащуються швидкісним клапаном, який необхідний організації харчування мотора при обриві основний паливної мережі.

У шаблонному варіанті газовий клапанрозташовується перед редуктором-розпилювачем, часто прямий у його корпусі. Власне, подібний елемент ГБО є прообразом клапанів бензину, які у карбюраторних і інжекторних системах. Звичайно, газове обладнання - докорінно інший спосіб підживлення мотора, але все-таки деякі подібності з бензиновими типами живлення знайти можна. Наприклад, клапани обох систем забезпечення є перемикачами режимів роботи двигуна. Тобто, якщо за допомогою перемикання спеціального тумблера автомобіліст включає газове обладнання як основне живлення мотора, то бензинова системавідключається спеціальним клапаном, і навпаки.

Функції клапанів ГБО

Електромагнітні клапани, що встановлюються на газове обладнання, отримали назвою «мультиклапани» через те, що виконують відразу кілька функцій. Якщо бути точніше, то функціональний набір більшості вузлів такого типу входять:

• Можливість заправки через спеціальний штуцер. Таким чином, заправна функція клапана дозволяє через нього наповнити балон паливом, якщо інші способи досягнення цієї мети не застосовні з яких-небудь причин;
• Навпаки, можливість спустошення балона через спеціальний штуцер;
• Блокування заправних та видаткових каналів шляхом використання клапанного механізму;
• Блокування надмірного наповнення балона за допомогою використання спеціального відсікання з поплавком;
• Блокування подачі газу по магістралі в мотор при зупинці його роботи, що організує «антихлопкову» функцію клапана. Особливо це було актуально для обладнання перших поколінь, бо найменші проблемиз подачею газу до ДВС супроводжувалися звуками бавовни, вибухів. Саме мультиклапан – антибавовна, вирішила цю проблему першою;
• Визначення рівня газу в резервуарі завдяки унікальній магнітній системі індикації його кількості;
• Фільтрування газу в його зрідженому стані, що відбувається через наявність у структурі вузла елемента, що фільтрує;
• Організація додаткового підживлення двигуна пальним.

На сьогоднішній день мультиклапан у своєму стандартному виглядііз набором зазначених вище функцій практично не використовуються, бо така система ГБО не є абсолютно безпечною. Незважаючи на це, такий гігант у сфері універсальних газоклапанів як Ловато досі трохи випускає їх на продаж.

Несправності клапана: діагностика та ремонт

Поява деяких проблем із функціонуванням ГБО може свідчити саме про вихід із ладу його клапана. Найчастіше поломки вузла полягають у наступному:

• Скупчення в їхньому корпусі сторонніх фракцій (пил, сміття тощо);
• Вироблення внутрішніх елементівдеталі;
• відсутність подачі на клапан електроенергії;
• "Забитість" фільтра;
• Виробничий шлюб.

Перевірити газовий клапан будь-якого ГБО можна двома способами:

1. Вимірювання показників струму на його виходах;
2. Аналіз його роботи. Справний клапан завжди клацає при повороті ключа у замку запалювання або запуску двигуна.

Ремонт несправного вузла здійснюється або за допомогою його повної заміни, або окремих елементіввузла. На щастя, більшість мультиклапанів досі продаються спеціальні ремкомплекти. Розбирання та складання вузла проводиться дуже просто на інтуїтивному рівні. Головне - робити все акуратно, щоб власноруч нічого не зашкодити.

Як бачите, навіть найменший елемент ГБО може грати найважливішу рольу функціонуванні всієї системи. Сподіваємося, представлений вище матеріал був для вас корисним і дав відповіді на запитання, що цікавлять. Успіхів на дорогах!

Електромагнітний клапан (клапан соленоїдний) складається з наступних основних деталей: корпусу, кришки, мембрани (поршня), пружини, плунжера, штока та електричної котушки (соленоїда). Корпуси та кришки клапанів відливають з латуні, нержавіючої сталі, чавуну або полімерів: поліпропілену, еколону, нейлону та ін. Клапани розраховані для використання при різних робочих середовищах, тисках та температурах. Для плунжерів та штоків застосовують спеціальні магнітні матеріали. Електрокотушки (соленоїди) для клапанів виготовляють у пилозахищеному або герметичному корпусі. Обмотка котушок виконана високоякісним емальним дротом з електротехнічної міді. Приєднання до трубопроводу різьбове або фланцеве. Для підключення до електричної мережівикористовується штекер. Управління здійснюється подачею напруги (або імпульсу) на котушку.

Напруги живлення:
Змінного струму, AC: 24В, 110В, 220В;
Постійного струму, DC: 12В, 24В;
Допуск напруги: ± 10%.
Клас захисту: IP65.

Основні робочі положення:
Клапани електромагнітні по виконанню бувають: «НЗ» - нормально закриті клапани, «АЛЕ» - нормально відкриті клапани і "БС" - бістабільні (імпульсні) клапани, що перемикаються з відкритого на закрите положення по імпульсу, що управляє.

За принципом дії:
Для різних умовексплуатації застосовують клапани прямої дії, що спрацьовують при тиску нульовому перепаді і пілотні клапани (непрямої дії) - спрацьовують тільки при мінімальному перепаді тиску. Також електромагнітні клапани поділяються на запірні (2/2 ходові), що розподіляють триходові (3/2 ходові), і перемикаючі клапани (2/3 ходові).

Мембрани та ущільнення:
Мембрани клапанів виготовлені з еластичних. полімерних матеріалівспеціальної конструкції та хімічного складу- EPDM, NBR, FKM, а ущільнення з PTFE чи TEFLON. Так само в конструкції клапанів використовуються нові склади силіконових гум - VMQ та інші полімери.

Властивості матеріалів:

EPDM- Етилен-пропілен-дієн-каучук. Недорогий, хімічно та зносостійкий еластичний полімер. Висока стійкістьдо старіння та атмосферним впливам. Стійкий до кислот, лугів, окислювачів, солоних розчинів, води, пари низького тискунейтральним газам. Нестійкий до бензину, бензолу та вуглеводнів. Температура застосування –40…+140 °С.

NBR- Нітрил-бутадієн-каучук. Поширений і недорогий еластичний полімер, нейтральний до дії бензину, мінеральної олії, дизельного палива, розчинів лугів, неорганічних кислот, пропану, бутану та води. Температурний діапазон−30…+100 °С. Руйнується бензолом, окислювачами та ультрафіолетом.

FKM– Фторкаучук. Термостійкий та еластичний синтетичний полімер. Висока стійкість до старіння, озону та ультрафіолету. Хімічно стійкий для кислотних та лужних середовищ, нафтопродуктів, для палива та вуглеводнів. Застосовується для спиртів, води, повітря та пари низького тиску при температурі −30…+150 °С. Руйнується ефірами, органічними кислотами.

PTFE- Політетрафторетилен. Фторполімер, один із самих хімічно стійких полімерних матеріалів. Застосовується в хімічній промисловості для кислот та їх сумішей високої концентрації, лугів, розчинників. Стійкий до бензолу, окислювачів, олій та палив. Використовується для агресивних газів, вуглеводнів, повітря, води та пари. Температурний діапазон -50 ... +200 °С. Руйнується трифторидом хлору та рідкими лужними металами.

TEFLON- Політетрафторетилен. Запатентована назва фторполімеру, на основі PTFE з покращеними експлуатаційними характеристиками. Робоча температура застосування в діапазоні -50 ... +250 °С.

Полімери, стійкість хімічних сполук та робочі середовища,
загальні технічні дані та матеріали.

Принцип дії пілотного електромагнітного клапана

Клапан нормально закритий
У статичному положенні напруга на котушці відсутня – електро клапан закритий. Запірний орган (мембрана або поршень, залежно від типу клапана) герметично притиснутий силою дії пружини та тиску робочого середовища до сідла ущільнювальної поверхні. Пілотний канал закритий пружним плунжером. Тиск у верхній порожнині клапана (над мембраною) підтримується через перепускний отвір у мембрані (або через канал у поршні) і дорівнює тиску на вході в клапан. Клапан електромагнітний знаходиться в закритому положенні, поки котушка не опиниться під напругою.

Для відкриття клапана напруга подається на котушку. Плунжер під впливом магнітного поля піднімається і відкриває пілотний канал. Так як діаметр пілотного каналу більший за перепускний, тиск у верхній порожнині клапана (над мембраною) знижується. Під дією різниці тисків мембрана або поршень піднімається вгору і клапан відкривається. Клапан залишиться у відкритому положенні, поки котушка перебуває під напругою.

Клапан нормально відкритий
Принцип дії нормально відкритого клапананавпаки - у статичному положенні клапан знаходиться у відкритому положенні, а при подачі напруги на котушку клапан закривається. Для утримання нормально відкритого клапана закритому станінапругу необхідно подавати на котушку довгостроково.

Для правильної роботибудь-яких клапанів пілотної дії необхідний мінімальний перепад тиску, ΔP - різниця тисків на вході та на виході клапана. Пілотні клапани називають клапанами непрямої дії, т.к. крім подачі напруги, необхідно виконання умови перепаду тиску. Підходить у більшості випадків, для експлуатації в системах водопостачання, опалення, системах ГВП, системах пневмоуправління та ін - скрізь, де присутній тиск у трубопроводі.

Принцип дії клапана електромагнітної прямої дії

У електро магнітного клапанапрямої дії пілотний канал відсутні. Еластична мембрана в центрі має тверде металеве кільце і через пружину з'єднана з плунжером. При відкритті клапана під впливом магнітного поля котушки плунжер піднімається вгору і знімає зусилля з мембрани, яка моментально піднімається і відкриває клапан. При закритті (відсутності магнітного поля), пружний плунжер опускається і з зусиллям притискає мембрану, через кільце до ущільнювальної поверхні.

Для електромагнітного клапана прямої дії, мінімальний перепад тиску на клапані не потрібно, ΔPmin=0 бар. Клапани прямої дії можуть працювати як у системах з тиском у трубопроводі, так і на зливних ємностях, накопичувальних ресиверах та інших місцях, де тиск мінімальний або відсутній.

Принцип дії бістабільного клапана

Бістабільний клапан має два стійкі положення: "Відкрито" та "Закрито". Перемикання між ними здійснюється послідовно, подачею короткого імпульсу на котушку клапана. Особливістю управління є необхідність подачі імпульсів змінної полярності, тому бістабільні клапани працюють лише від джерел постійного струму. Для утримання відкритого або закритого положення подавати напругу на котушку не потрібно! Конструктивно, бистабильные імпульсні клапани виконані як пілотні клапани, тобто. необхідний мінімальний перепад тиску.

Клапан електромагнітний соленоїдний (англ. solenoid valve) - це функціональна та надійна трубопровідна арматура. Ресурс роботи спеціальних електромагнітних котушокскладає до 1 мільйона включень. Час, необхідний для спрацьовування мембранного магнітного клапана в середньому становить від 30 до 500 мілісекунд, залежно від діаметра, тиску та виконання. Клапани електромагнітні можна застосовувати як запірні пристрої дистанційного керування, так і для безпеки, як відсічні, перемикаючі або відключаючі електроклапани.

На газифікованих об'єктах обов'язково присутні системи захисту від можливого витоку та загоряння газу. Причин тому може бути багато, і одна з них – пожежа у приміщенні. Пожежа призводить до зростання температури, яка може досягти межі займання газу та спричинити його вибух. Щоб цього не допустити, розроблено спеціальні клапанивідсічення подачі газу у разі пожежі.

Клапан термозапірний: призначення

Автоматичний тип клапана, який перекриває газопровід, що йде до всіх пристроїв, що працюють на газу, під час пожежі називається термозапірним клапаном. Завдяки цьому пристрою знижується ризик вибухів, травмування та фізичних руйнувань.

Установка клапанів термозапірного дії КТЗрегламентована нормативами, викладеними у правилах безпеки пожежної. Вони наказують:

• Обладнати будь-які типи магістралей природного газунезалежно від їх складності, розгалуженості та кількості приладів-споживачів системами термочутливого контролю та відсічення подачі.
• Застосовувати як захисних пристроївклапани, розраховані на спрацьовування при досягненні температури довкілля ста градусів за Цельсієм.
• Встановлювати термозапірні модулі на вході до приміщення.

Клапани мають маркування як КТЗ з числом після неї. Число вказує, яким повинен бути діаметр труби, що подає газ, на яку можна встановити цей клапан.

Принцип дії

Клапан термозапірний складається з корпусу з різьбовим з'єднанням, плавкою вставки, пружинного механізму та елемента (затвора) у формі тарілки або кулі, що замикає канал.

У вихідному стані за нормальної температури в приміщенні запірний елемент клапана зведений і утримується плавкою вставкою. При загорянні загальна температура підвищується, досягнення її позначки в 85-100 градусів призводить до розплавлення вставки та звільнення механізму, що відсікає. Останній, у свою чергу, під дією пружини перекриває канал руху газу.

Клапан термозапірний (КТЗ) може працювати з будь-якими газами. Після спрацьовування його замінюють на новий. Можлива заміна плавкою вставки на іншу та подальша експлуатація виробу.

Правила встановлення

Щоб надійно працював термозапірний клапан, необхідно дотримуватися правил його встановлення:

• Клапани на різьбовому з'єднанніповинні бути встановлені у лініях з тиском не вище 0.6 МПа. Клапани витримують тиск до 1.6 МПа.
• Прохідна здатність клапана повинна бути не меншою за прохідну здатність газової лінії.
• Встановлювати термозапірний клапан на газопроводі потрібно в першу чергу, а далі решту арматури.
• КТЗ має бути встановлений усередині приміщення та захищати арматуру, не розраховану на велике нагрівання.
• Вісь клапана може бути розташована у будь-якому напрямку.
• Слід враховувати потік газу, напрямок якого вказано на корпусі пристрою.
• Встановлення клапана в місцях, близьких до нагрівальним елементам, температура повітря біля яких може перевищувати 53 градуси, виключена.
• Вмонтований термозапірний клапан повинен бути перевірений на відсутність витоків.
• Після встановлення КТЗ на нього не повинні надавати додатковий тисктруби, згинаючи або викручуючи пристрій.
• Доступ до клапана має бути вільним і нічим не захаращений.

Висновок

При покупці термозапірного клапанаслід переконатися, чи не спрацював механізм відсічення каналу, що іноді буває під час транспортування. При складному розведенні газу всередині приміщення та наявності кількох споживачів палива, розташованих у різних частинахбудівлі, рекомендується встановлення кількох запірних клапанів на кожну гілку.