Цитата:
Может несколько коротко и сжато, мне тоже показалось, что как-то слишком кратко
Приведенная выше статья была опубликована в журнале
"Новости авторемонта". Приведу и свою статью, опубликованную там же (
№ 49, июнь 2006 г. "ГБО: знать опасность в лицо".
Цитата:
Причины взрывов и пожаров на автомобилях с инжекторными двигателями, переоборудованными для работы
на сжиженном нефтяном газе
Предлагаемая на рассмотрение работа является обзором литературных и интернетовских источников. Однако в ней была предпринята попытка свести информацию по взрывам на инжекторных газобаллонных двигателях воедино и как-то ее систематизировать. И, главное, показать, что взрывы газовоздушной смеси во впускной магистрали на эжекторных по газу и инжекторных по бензину двигателях:
1. суть взрывы, а не "хлопки" (профессиональный слэнг, притупляющий бдительность в общении с веществами и оборудованием высокой потенциальной опасности);
2. имеют место не только на проблемных двигателях, но и, главное, - на абсолютно исправных, причем на проблемных двигателях взрывы можно предотвратить, поскольку неисправности проявляют себя еще на бензине, при заводке и прогреве, а вот на беспроблемных двигателях взрывы газа предотвратить нельзя, а потому они недопустимы, и ставить газобаллонную аппаратуру с центральным подводом газа (эжекторную) на инжекторные по бензину двигатели нельзя;
3. частота их появления напрямую зависит от мощности двигателя (в т.ч. и из-за психологии водителя), а разрушительные последствия - от объема впускной магистрали, т.е. чем мощнее машина (соответственно - и чем дороже), тем чаще и разрушительнее могут быть взрывы во впускных магистралях двигателей;
4. имеют место в диапазоне их (горючих смесей) определенных концентраций;
5. ставят вопросы об отнесении газобаллонного оборудования к источникам повышенной опасности, и, следовательно, безусловной гражданской ответственности по возмещению ущерба из-за взрывов на установщиков ГБО и обязательном страховании ими своей гражданской ответственности по техническим рискам из-за реализации и установки оборудования, работающего с химическими веществами высокой взрыво и пожарной опасности;
6. чрезвычайно опасны на дороге, особенно при резких ускорениях.
Следует подчеркнуть, что "хлопки" в принципе могут иметь место при любых сочетаниях топливных систем, однако нас интересуют взрывы, несущие в себе высокую потенциальную опасность для жизни и здоровья людей и их имущества, а это возможно при заполнении газовыми смесями относительно больших объемов, что характерно именно для сочетания: инжектор по бензину + эжектор по газу, когда возможно заполнение горючей смесью большого объема газовоздушной магистрали.
ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ ВЗРЫВОВ ВО ВПУСКНОЙ МАГИСТРАЛИ НА НЕИСПРАВНЫХ ИНЖЕКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ
- подсос воздуха во впускной магистрали, что приводит к нештатному переобеднению горючей смеси, и достаточно еще чуть-чуть и она сможет воспламениться от малого источника энергии, которого не хватилобы для воспламенения газовой смеси штатного качества;
- калильное зажигание от нагара
Калильное зажигание по своим проявлениям аналогично детонации топлива в цилиндрах. Оно возникает из-за значительных отложений копоти (сажи), т.н. нагара, на стенках цилиндра, поршне, на седлах клапанов, на самих клапанах, на юбках и электродах свечей. Принципиально то, что калильное зажигание имеет место лишь при значительных (толстых) отложениях сажи (калильное зажигание от нагретых элементов цилиндра будет рассмотрено ниже), поскольку тонкий ее слой хорошо охлаждается металическими элементами цилиндра и не доходит до раскаленного состояния. К образованию сажи приводят и некачественный бензин (большое количество тяжелых фракций), и потеря двигателем компрессии из-за дефектов поршневых колец. С течением времени, при наличии указанных условий, сажа накапливается, все хуже и хуже охлаждаясь, и отдельные ее элементы раскаляются до такой степени, что в состоянии поджигать бензовоздушную смесь или ее остатки. Процесс этот весьма хаотичен, зажигание нарушается и носит бессистемный характер, работа двигателя становится неустойчивой, с хорошо слышимыми стуками. Переключаться на газ нельзя.
Калильное зажигание имеет место исключительно на двигателях, работающих только на бензине, особенно низкого качества, и, как правило, уже изрядно потрудившихся и имеющих значительный износ. При работе на газе калильное зажигание от нагара практически не известно.
При заводке и прогреве двигателя на бензине переход на газ осуществляется достаточно быстро, как правило, до достижения двигателем номинальной температуры (главное здесь – чтобы газовый редуктор хотя бы немного прогрелся). Газ, сгорая при более высокой температуре, чем бензин, выжигает толику сажи, выделяемую лишь при заводке двигателя на бензине, и поэтому не происходит ее накопления в камере сгорания цилиндра. Тонкий же слой сажи, если он осаждается на элементах цилиндра, имеет настолько большую поверхность охлаждения, что, при своей ничтожной массе, не может являться концентратором тепла, большего, нежели нагрет объект, на котором этот тонкий слой сажи отложился. А следовательно, он не может и что-либо поджигать, поскольку не находится в раскаленном состоянии.
- сбои зажигания
1. искра на свече появляется не в своем такте работы цилиндра
Это отклонение от нормы носит не эпизодический, а систематический характер и хорошо узнаваемо, особенно при заводке холодного двигателя. При этом последний "упрямо" не хочет поддерживать начинающуюся было работу цилиндров и еще на бензине может "раскрыть" свой сбой "выстрелами" в карбюратор или глушитель. Такое явление характерно для карбюраторных двигателей и, как правило, происходит по вине прерывателя-распределителя или катушки зажигания. Однако, при наличии проблем с двигателем на бензине на газ переходить нельзя. Если же такой сбой появился при работе двигателя на газе, то взрыв-"хлопок" очень даже возможен.
2. искра на свече появляется в своем такте работы цилиндра, но запредельно рано
Это может иметь место из-за "болтания" прерывателя-распределителя (карбюраторные двигатели), когда он незакреплен, или из-за выработки и износа его элементов, когда появляются недопустимые люфты. При этом вспышка в карбюратор может иметь место, в начале 2-го такта при открытом еще впускном клапане. Однако, как и в п.1, это проявляется и на бензине, работа двигателя на котором становится неустойчивой и вызывающей сильное беспокойство. Переходить на газ не стоит.
Другая возможная причина выброса пламени в карбюратор будет рассмотрена ниже.
3. пропуск или отсутствие искры на свече (для полноты картины, ибо может вызвать взрыв только в системе выхлопа)
Такой сбой зажигания может проявиться в виде отсутствия искры на электродах свечи, эпизодического на карбюраторном двигателе (в зависимости от его оборотов при уменьшенном против нормы межконтактном зазоре прерывателя-распределителя) или постоянного, как на карбюраторном, так и на инжекторном двигателях. Но в этом случае какая-то часть порции несгоревшей топливоздушной смеси попросту будет уходить в выхлоп (что может вызвать "выстрелы"-"хлопки", тоже взрывы, в глушителе), а другая часть останется в камере сгорания. На следующем цикле работы в цилиндр поступит горючей смеси меньше на величину оставшегося ее количества от предыдущего цикла, он наполнится до нормы, так как превышения количества топлива в цилиндре над тем, что он может засосать, быть никак не может. При появлении искры на электродах свечи увеличения оборотов двигателя не произойдет.
Описанное относится и к просто пропуску воспламенения горючей смеси по каким-либо причинам, поскольку пропуск воспламенения (например, из-за малой мощности искры на свече при "посаженном" аккумуляторе) по своим проявлениям аналогичен пропуску искрообразования.
- неисправности газораспределительного механизма
1. прогорание клапанов
Как уже говорилось, горение газа происходит при более высокой температуре (на 100÷200°), нежели горение бензина (имеются ввиду смеси с воздухом). И по этой причине требуется согласовывать установку ГБО с производителем машины: как поведет себя клапанный механизм при более высокой температуре?!
Из-за неправильного выбора смесителя и других вариантов подсоса воздуха, а также на переходных режимах газовоздушная смесь в той или иной степени обеднена, и это, в свою очередь, может приводить к перегреву и даже к прогоранию клапанов.
2. неплотное прилегание клапанов к седлам (посадочные места клапанов) в цилиндре двигателя (нарушение регулировок зазоров клапанов и пр.). Такое случается из-за износа (выработки) толкателей и коромысел клапанного механизма (чрезмерного против нормы уменьшения зазора между ними) или ослабления крепления толкателей. Однако на некоторых машинах зазоры регулировкам не подлежат, поскольку они поддерживаются в норме автоматически, гидрокомпенсаторами.
В обоих случаях имеет место сообщение полостей цилиндра и впускного коллектора на всех тактах работы цилиндра, что и на бензине носит систематический характер и приводит к неустойчивой работе двигателя, ощутимой потере мощности, т.е. к тому, что и при работе на бензине заставляет водителя незамедлительно принимать надлежащие меры к устанению подобных неполадок.
- неисправная электропроводка
последнее, что автор слышал от газовщиков в качестве вероятной причины пожара – это возможное искрение в неисправной электропроводке. Имеется ввиду, что при возможной утечке газа в подкапотное пространство и образовании там в смеси с воздухом взрывоопасного состава искрение (электрический пробой между проводами с нарушенной изоляцией, несущими на себе определенный электрический потенциал, и корпусом двигателя, шасси автомобиля или его кузовом) может привести к взрыву. Но это взрыв вне впускной магистрали и потому в наше рассмотрение не входит.
Остается лишь еще раз заострить внимание читателя на том, что перечисленные возможные причины взрывов газовых смесей относятся к разряду неисправностей двигателя, какой-либо из его систем. А неисправности, они и есть неисправности. Даже надлежащее регламентное обслуживание автомобиля, позволяет заметить (далеко не всегда) и устранить лишь постепенный уход параметров из-за старения и износа каких-то узлов и деталей, да еще может приводить к замене ряда элементов двигателя (далеко не всех), которые исчерпали свой регламентный (календарный или по пробегу) срок. А что делать с катастрофическими (внезапными и полными) отказами, причины которых могут лежать в недоступных глубинах и далях?! От них никто не застрахован. И что прикажете делать: покорно ждать своей участи, взрыв предопределен?! Все когда-нибудь выходит из строя, ломается. И наступление события (аварии) при изначально ошибочном выборе оборудования становится предопределенностью, или закономерностью. Что, в свою очередь, должно быть интересно не только владельцам автотранспорта и установщикам ГБО, но и страховым компаниям.
ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ ВЗРЫВОВ ВО ВПУСКНОЙ МАГИСТРАЛИ ИСПРАВНЫХ ИНЖЕКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
- совпадение (перекрытие) во времени открытого состояния клапанов в цилиндре, и впускного, и выпускного [50,51,65] ("продувка" цилиндра)
Это – одна из возможных причин взрыва ("хлопка") во впускном коллекторе. Ее следует описать, как вполне штатную ситуацию, не являющуюся неисправностью и организуемую специально для улучшения некоторых характеристик двигателя.
Из теории работы двигателя мы знаем, что существует и активно используется система рециркуляции отработанных газов [62,63]. Она бывает внешней и внутренней. Здесь рассматривается внутренняя, осуществляемая перекрытием клапанов.
На таких двигателях конструкция распределительного вала газораспределительного механизма предопределяет открытие впускного клапана в конце 4-го такта работы цилиндра, такта выхлопа, а закрытие – в начале 2-го такта работы цилиндра, такта сжатия и поджига горючей смеси, открытие выпускного клапана – в конце 3-такта (рабочий ход), а закрытие – в начале первого такта (впрыск).
Таким образом имеет место совмещение во времени (перекрытие) выпуска отработанных газов в выхлоп через выпускной клапан и во впускной коллектор через впускной клапан, причем это перекрытие на некоторых двигателях составляет порядка 40 градусов, по 20˚ с каждой стороны В.М.Т. Это явление и служит для "внутренней рециркуляции отработавших газов". Она оказывает весьма благотворное влияние на работу двигателя: уменьшается концентрация кислорода в топливовоздушной смеси, обогащая ее во впускном коллекторе, что приводит к уменьшению температуры ее горения в цилиндре двигателя и увеличению времени этого горения, а также - к уменьшению вредных выбросов в атмосферу за счет более равномерного и полного сгорания топлива при, конечно же, уменьшении ударных нагрузок на кривошипно-шатунный механизм и поршневую пару (поршень-гильза).
При этом, что очень важно:
1. Взрывы во впускной системе могут иметь место в результате малой скорости сгорания в цилиндрах, смесь в этих случаях продолжает гореть даже в такте выпуска и при перекрытии клапанов может зажечь смесь во впускной системе;
2. Стремление к перманентной интенсификации процессов горения, с одной стороны, и относительно низкая реакционная способность природных углеводородных горючих (метана, пропана и др.) — с другой, приводят, как правило, к тому, что в современных камерах сгорания процесс горения полностью не завершается. Т.е. при перекрытии клапанов рабочая смесь может продолжать гореть и поджигать горючую смесь во впускном коллекторе, если та имеет для этого соответствующие кондиции (концентрации или качество на переходных режимах), т.е. может быть поддожена.
В такой ситуации взрывы будут иметь место, на переходных режимах, когда качество, или концентрация газовой смеси будет предрасполагать к этому. Тем более, как любезно сообщили мне в авторитетнейшей компании "Газомотор" (Бурцев В.А., г. Рыбинск Ярославской обл.), температура отработанных газов в конце 4-го такта работы двигателя, при движении поршня к В.М.Т., резко повышается, в том числе и из-за возрастающего давления в цилиндре, что несомненно повышает риск поджига и взрыва горючей смеси во впускной магистрали.
В связи с перекрытием клапанов ниже будет отмечена еще одна возможная причина ("холостая искра") поджига горючей смеси во впускном коллекторе.
- воспламенение газовоздушной смеси на впрыске (1-й такт) от нагретых элементов камеры сгорания и поджиг смеси во впускной магистрали
В некоторых источниках это называется калильным зажиганием от нагретых элементов камеры сгорания.
Итак, вторая вероятная причина состоит в том, что на переходных режимах рабочая смесь (в пределах диапазона концентрационных пределов) может воспламеняться от нагретых элементов камеры сгорания цилиндра, таких, как: клапанов, их седел и, конечно же, нагретых элементов свечей (на газе рекомендуется использовать "холодные свечи", с высоким калильным числом: у них более эффективный теплоотвод, они быстрее охлаждаются). Первичное воспламенение, таким образом, происходит от перегретых элементов камеры сгорания, на 1-ом такте работы цилиндра, такте впрыска. А поскольку впускной клапан в это время открыт, то поджигается уже успевший достаточно наполниться впускной коллектор ("склад" взрывоопасной газовоздушной, или горючей смеси). Взрыв!!!
- "обратные хлопки", взрывы на некоторых двигателях, оснащенных системами зажигания, не имеющими механических распределителей – "холостая искра" [66]
Достаточно распространенный вариант - система зажигания с двумя катушками и двухканальным коммутатором, обслуживающая четырехцилиндровый двигатель. В нее конструктивно заложено "холостое" зажигание в каждом из четырех цилиндров в конце такта выпуска. Именно эта конструктивная особенность позволяет некоторым последним моделям "Жигулей" и "Волг" иметь только по две, а не по четыре катушки зажигания и по одному, а не по два двухканальных коммутатора.
В это время оба клапана открыты (перекрытие клапанов). Угол опережения зажигания (как "рабочего", так и "холостого") при повышении нагрузки на двигатель корректируется (по разрежению во впускном коллекторе) в сторону уменьшения. Значит, момент "холостого" зажигания при резком и полном открытии дроссельной заслонки смещается по времени в сторону большего открытия впускного клапана в начале такта впуска.
Таким образом, возникает очень подходящая для взрыва-"хлопка" ситуация: сильно открытая дроссельная заслонка, наличие топливной смеси в цилиндре, приоткрытый впускной клапан и полноценная (а не возникшая в результате сбоя системы зажигания) искра.
Открытое состояние впускного клапана, никак не синхронизировано с переходными режимами и, соответственно, с появлением взрывоопасных концентраций газовоздушной смеси. Вероятность такого совпадения сильно зависит от частоты вращения распределительного вала, определяющего, в частности, время, в течение которого клапаны находятся в том или ином состоянии.. Очевидно, что чем больше обороты двигателя, тем меньше по времени открыт впускной клапан, тем меньше по времени газовоздушная смесь находится во взрывоопасном состоянии (концентации, или качестве), тем меньше вероятность совпадения этих состояний во времени и, соответственно, взрыва во впускной магистрали. Однако эта вероятность не носит характер исчезающе малой величины, имеет свое конечное значение, возрастающее с увеличением числа цилиндров, и это всегда надо держать в голове.
При сбое автоматического переключателя "бензин-газ" (как правило, это – контрафакт) возможен пуск двигателя на газе. Частота вращения стартера под нагрузкой гораздо меньше числа оборотов работающего двигателя, даже на холостом ходу. А это, в свою очередь, означает, что на оборотах прогретого на газе двигателя, соответствующих частоте вращения стартера под нагрузкой, крайне малых, вероятность совпадения неблагоприятных в отношении появления "хлопка" факторов резко возрастает, поскольку намного увеличивается время их существования, и также резко возрастает вероятность реализации взрыва. Причем взрыва мощного, очень разрушительного, поскольку на частоте вращения стартера степень отбора горючей смеси из впускной магистрали – мала, и газ, поступающий в магистраль (при том, что автомат нештатно перевел двигатель на газ) еще и по причине хоть и малого, но все же давления, успевает заполнить ее, если и не полностью, то весьма и весьма значительно.
Не напрасно разработчики газовой аппаратуры настраивают автомат-переключатель видов топлива на 2500 мин-1 и выше.
- прокаливание платиновой нити аэромассметра (MAF, ДМРВ)
Так загрязнение нити удаляется ее нагревом до 1000°С в течение около 1 сек.
Существуют ситуации, когда горючая смесь формируется между воздухомером и смесителем. Одна из них может быть описана следующим образом.
При использовании электронного редуктора при заводке двигателя на газе (нештатно сработал переключатель с бензина на газ) при включении зажигания идет 5-тисекундный вброс газа во впускную магистраль для облегчения пуска двигателя (этот режим на карбюраторном двигателе является штатным), который заполняет весь объем впускной магистрали от блока двигателя до воздушного фильтра. Здесь нить MAF и может его поджечь. Взрывы на пуске двигателя особенно разрушительны, из-за того, что весь объем впускной магистрали заполнен взрывчатой смесью, поскольку, если машина в движении, то идет интенсивный отбор горючей смеси из впускной магистрали, а потому она при этом заполнена не полностью.
Несколько слов об экономичности газа по сравнению с бензином.
Многие автовладельцы, установив на свои машины с инжекторными двигателями ГБО I и II поколений, жалуются на кажущийся им большой перерасход газа, тратят деньги и время на разного рода регулировки, добиваясь снижения расхода газа.
Делают они это напрасно. Ничто им, как правило помочь не может.
Дело в том, что разработчики и производители инжекторных двигателей, а за ними и потребители пошли на усложнение машины и, как следствие, повышение ее стоимости из-за стремления уменьшить вредные выбросы в атмосферу и резко уменьшить расход топлива. Карбюратор, при наличии в нем даже 5-ти камер, не в состоянии обеспечить оптимальную бензовоздушную смесь на всех режимах работы двигателя. На инжекторном двигателе оптимум смесеобразования на всех режимах работы двигателя достигается компьютерными анализом информации о его работе и выработкой управляющей информации для систем двигателя. На карбюраторном же ГБО все осталось по-прежнему – всего лишь одна камера (смеситель) на все режимы работы двигателя. И это при том, что на карбюраторном по бензину двигателе газа расходуется больше, чем бензина процентов до 10-ти. Вот и считайте: на инжекторном двигателе карбюраторное ГБО даст Вам расход газа по сравнению с расходом бензина на (30÷40) % больше. При том, что само ГБО в комплекте будет подобрано именно на Вашу модель автомашины. А если комплект ГБО собран с миру по нитке, то ... На машине автора расход газа по сравнению с бензином был на (55÷60)% выше (двигатель 3 литра, 204 л.с. Вольво-960).
Таким образом, при решении вопросов, связанных с установкой на машину дополнительного оборудования, чтобы не ошибаться в делах, несущих серьезную опасность потребителю, следует тщательно соблюдать требования Законодательства, согласовывать установку конкретной системы газобаллонного оборудования на данный, или конкретный тип автомобиля (его марку и модель) с его производителем, т.е. сертифицировать ГБО не ва...аще, а на конкретный двигатель.
В заключение – пара рекомендаций.
При оснащении инжекторных двигателей ГБО:
1. устанавливать в салоне дистанционный разъединитель массы, а еще лучше, дополнять его ручным разъединителем непосредственно у аккумулятора;
2. пуск двигателя производить в положении автоматического переключателя "принудительно бензин", чтобы, если он окажется контрафактным, то не дал сбой, что может привести к взрыву-хлопку;
3. устанавливать ГБО там, где фирма застраховала свою гражданскую ответственность перед потребителем и там, где после расспросов персонала или мастера Вы убедитесь, что он знает все причины хлопков.
Вход
Регистрация
FAQ
Поиск
