Обзор использования автогазовой установки в современных решениях автомобильного рынка — СУГ в гибриде и в двигателях с непосредственным впрыском бензина
Производители автомобилей все еще ищут способы повысить эффективность установленных в них двигателей, чтобы снизить расход топлива и уменьшить количество выбрасываемых загрязняющих веществ. Правовые нормы, введенные на европейском уровне, требуют все более и более радикального снижения содержания вредных химических соединений в выхлопных газах, выходящих из выхлопной системы. Большинство разработчиков видят решение этой проблемы в использовании двух потенциально взаимосвязанных технологий. С одной стороны, это приведет к уменьшению мощности двигателей при одновременном увеличении давления подаваемого в них воздуха, что приведет к увеличению полноты сгорания, называемому уменьшением габаритов. С другой стороны, разработчики сосредотачиваются на использовании гибридных приводов, то есть установки, состоящей из электродвигателя, поддерживающего бензиновый агрегат, особенно при более низких нагрузках, и системы, которая восстанавливает энергию во время замедления и торможения, оснащенной эффективным генератором переменного тока, так как а также батареи, позволяющие накапливать энергию. Интересно, что в обоих случаях — как в случае уменьшения габаритов двигателей, так и при использовании гибридов — производители газовых установок идут в ногу с последними тенденциями, предлагая решения, которые могут успешно повысить эффективность использования и снизить затраты на топливо за счет установки газовой установки в автомобили с двигателями пониженной мощности и в гибридах. Давайте подробнее рассмотрим, как работают используемые технологии, посмотрим, как работают разработанные для них автогазовые установки, и увидим преимущества их установки.
Специфика двигателей с непосредственным впрыском топлива
Технология уменьшения габаритов, используемая в подавляющем большинстве современных двигателей, использует два основных решения — уменьшение мощности двигателя и повышение эффективности сгорания за счет использования компрессоров, которые увеличивают давление воздуха, поступающего в камеру сгорания, и, таким образом, позволяют создавать более богатую смесь, несмотря на меньший объем он занимает. Система подачи топлива также становится наиболее важным компонентом двигателя пониженной мощности в дополнение к компрессору. В традиционных конструкциях с форсунками топливо подавалось во впускные коллекторы, где образовывало смесь с воздухом, нагнетаемым в цилиндр. В старых конструкциях использовался одноточечный впрыск, в более новых — многоточечный впрыск, который позволяет точно дозировать топливо в отдельные цилиндры и увеличивает как эффективность двигателя, так и означает более полное и, следовательно, более чистое сгорание. Однако внедрение двигателей с прямым впрыском топлива открыло возможность дальнейшего улучшения получаемых эффектов — уменьшение сгорания и еще большее сокращение выбросов.
В двигателях с прямым впрыском топливо дозируется форсункой, расположенной непосредственно в головке блока цилиндров, поэтому его доза поступает непосредственно в камеру сгорания. Это позволяет решить многие проблемы, связанные со сгоранием очень бедных смесей, которые необходимо подавать при движении на малых оборотах и низкой нагрузке на двигатель. Специфика работы, требующей использования обедненных смесей, вытекает из принципа работы бензинового двигателя, в котором подаваемая мощность определяется количеством топлива, распределенного в таком объеме воздуха, который позволяет ему беспрепятственно гореть. Однако бедная смесь, необходимая при низкой нагрузке, вызывает потенциальные проблемы с точным сгоранием, как с точки зрения самого воспламенения, так и с точки зрения образования большого количества оксидов азота. Решением этой проблемы оказалось использование соответствующих систем, направляющих поток топлива так, чтобы он находился близко к свече зажигания, а также использование турбины, эффективно повышающей давление в камере сгорания.
Двигатели с прямым впрыском стали сегодня практически обязательным оборудованием для бензиновых автомобилей. Их основные преимущества заключаются в возможности значительно снизить количество вредных веществ, образующихся во время работы, включая оксиды азота, а также в обеспечении хороших характеристик при уменьшении собственной массы двигателя в результате меньшей мощности. С другой стороны, установка турбин позволила обеспечить динамическое ускорение и возможность достижения тех же скоростей, что и в гораздо более крупных и тяжелых двигателях без наддува. Хотя двигатели с прямым впрыском способствовали снижению выбросов выхлопных газов при сохранении и, во многих отношениях, улучшении рабочих характеристик, они не достигли столь впечатляющих успехов с точки зрения снижения расхода топлива; технические сложности и более высокие цены дали скромные результаты — несмотря на официальные каталожные декларации производителей автомобилей. К счастью, и в двигателях этого типа в большинстве случаев можно установить современную газовую установку.
Автомобили с гибридным приводом
Еще одна попытка повысить эффективность автомобилей с точки зрения экологии и расхода топлива, а также сохранить возможные характеристики на неизменном уровне — это все более широкое использование конструкторами гибридных приводов. Они являются альтернативой полностью электрическим автомобилям, которые по-прежнему дороги, а их ассортимент настолько мал, что вряд ли они могут быть серьезной альтернативой традиционным автомобилям. Активно продвигаемые электромобили также требуют использования соответствующей инфраструктуры в виде общедоступных станций быстрой зарядки, оснащенных дорогостоящими и эффективными установками. Безопасность эксплуатации полностью электрических автомобилей также вызывает много вопросов — например, о способах тушения в случае пожара. Мы также должны помнить, что энергия, произведенная из угля, не оказывает положительного воздействия на окружающую среду.
В гибридных автомобилях электрическая система дополняет традиционный двигатель внутреннего сгорания. Конструкторы используют несколько различных решений, в которых доля электропривода при использовании транспортного средства может быть на разных уровнях. В самых простых решениях используется специальный усиленный генератор переменного тока, подключенный к электродвигателю. Он используется для запуска автомобиля и часто используется для помощи при движении на низкой скорости, и большую часть времени его роль ограничивается выработкой энергии для подзарядки аккумулятора. Работа так называемых транспортных средств более сложна. мягкий гибрид, который иногда переводят как мягкий или мягкий гибрид. В этом случае, помимо помощи при запуске, электродвигатель поддерживает приводной агрегат во время быстрого ускорения, обычно также восстанавливает энергию во время торможения и использует ее для питания аккумуляторов.
Полноценные гибриды — это автомобили, которые оснащены как двигателем внутреннего сгорания, так и эффективным электродвигателем. Как и в случае мягких гибридных автомобилей, электрическая система поддерживает трогание с места и движение, а также имеет расширенные возможности рекуперации энергии во время замедления и торможения. Однако разница в том, что полный гибрид также может двигаться только благодаря своему электрическому приводу. Это особенно полезно при движении на короткие расстояния, например, при частой езде по городу. Все чаще и чаще встречаются решения, в которых двигатель внутреннего сгорания не подключен к двигательной установке транспортного средства, а действует только как генератор энергии, обеспечивающий полную зарядку аккумулятора.
Технология комбинирования различных двигателей обеспечивает значительную экономию стоимости одного километра, в основном за счет эффективного рекуперации энергии. Специфика гибридов, то есть необходимое наличие двигателя внутреннего сгорания, означает, что их работу можно улучшить. Гибридный двигатель внутреннего сгорания вместо бензина может успешно работать на гораздо более дешевом автомобильном газе, а производители установок для сжиженного нефтяного газа предлагают решения, которые могут быть установлены в наиболее популярных автомобилях этого типа, например, Toyota Prius.
Автогазовые установки для современных двигателей
Несмотря на значительный прогресс в области приводных технологий, используемых в современных автомобилях, и внедрение новых решений, отвечающих строгим экологическим стандартам, по-прежнему сложно рассчитывать на реальное сокращение расхода топлива и заметное снижение стоимости одного километра пути. Ответом на рыночный спрос, вызванный высокими ценами на топливо, является разработка установок для сжиженного нефтяного газа, которые можно использовать практически в любом, даже самом современном двигателе.
Газовые установки для автомобилей с прямым впрыском могут использовать два метода подачи — с использованием газа в жидкой фазе и с использованием топливной системы автомобиля или с традиционным непрямым впрыском газа и использованием так называемого впрыск топлива оригинальными форсунками. Под жидкофазной системой закачки газа понимается установка, состоящая из меньшего количества компонентов — нет необходимости в редукторе или отдельных форсунках. Преимуществом будет практическое устранение необходимости использовать бензин, а недостатком — высокая стоимость установки, в большинстве случаев находящаяся на грани рентабельности (предлагаем проверить рентабельность и принять решение самостоятельно). В случае установок с дополнительным впрыском топлива потребуется установка всей традиционной газовой системы, а также использование небольшого количества бензина, но установка будет значительно дешевле.
Установки с дополнительным впрыском бензина кажутся намного более экономичными, поскольку окупаются намного быстрее. Преимуществом здесь также является полная защита форсунок, которые должным образом смазываются и охлаждаются благодаря систематической подаче очень малых доз топлива. В системах с дополнительным впрыском топлива контроллер системы LPG должен хорошо работать с компьютером автомобиля, который должен получать смоделированные данные о расходе топлива и давлении. Следовательно, необходимо точно согласовать контроллер с конкретным приводом. Известные производители газовых установок, таких как система Zenit DIRECT, предоставляют устройства, которые, помимо высококачественных механических элементов и передовой электроники, имеют программное обеспечение, строго адаптированное к конкретному двигателю. Благодаря такому сочетанию не возникает проблем с эффективной работой газовой установки, а ее работа никоим образом не влияет на срок службы двигателя или его отдельных узлов.
Несмотря на постоянное развитие приводных устройств в современных двигателях, автогаз остается привлекательной альтернативой для водителей, ищущих возможности снизить эксплуатационные расходы. Лучшим примером возможностей, предлагаемых установками для сжиженного нефтяного газа, является их обычная установка на гибриды, используемые компаниями такси. Комбинация усовершенствованной системы рекуперации энергии с использованием газа означает, что цена на топливо значительно снижается, и автомобиль ничего не теряет ни по характеристикам, ни по сроку службы отдельных компонентов.
В следующем видео вы можете увидеть, как гибридный автомобиль работает с нашей установкой ZENIT Blue Box. Он был протестирован для вас Захаром, видео доступно по этой ссылке:
https://www.youtube.com/watch?v=9Ipqpf1FFCc&ab_channel=ZacharOFF
(Translated using the Google Translate tool)