Как работает редуктор ГБО?

Как работает редуктор ГБО?

В процессе передачи газа из емкости для хранения (баллона, газгольдера и т.п.) к потребителю используется редуцирующее приспособление.

Рассмотрим основное назначение и устройство газового редуктора, а также особенности его использования для разных целей.

Назначение и устройство газового редуктора

Зачем применяется газовый редуктор

В любом сосуде газ находится под высоким давлением. Это упрощает его транспортировку и эксплуатацию. Однако, к потребителю, будь то плита, котел, сварочное или газопламенное оборудование, он должен поступать под низким давлением. Для такого преобразования существует специальное механическое устройство – газовый редуктор.

Возьмем, к примеру, пропан-бутановую смесь. Для того, чтобы ее хранить в жидком состоянии, создается давление порядка 16 бар. Вместе с тем, потребителю, в большинстве случаев, достаточно несколько десятков миллибар. Кроме того, выходное давление должно поддерживаться на определенном уровне в процессе опустошения резервуара.

Именно для таких целей необходим редуктор. Любая баллонная установка оснащена подобным устройством, без которого невозможна ее безопасная эксплуатация, вне зависимости от того, используется она в промышленных или бытовых целях.

Больше узнать о работе газобаллонного оборудования можно в статье: эксплуатация баллонных установок в автономной системе газоснабжения.

Устройство газового редуктора и его принцип действия

Подобные механизмы могут отличаться цветом, корпусом, иметь индивидуальные особенности, однако, базовое устройство и принцип действия у них одинаков.

Основными деталями данного оборудования являются:

1. запорная пружина;
2. мембрана;
3. редуцирующий клапан.

С одной стороны, пружина стремится перекрыть клапан, прервав подачу газа, а с другой – мембрана действует на клапан, пытаясь открыть его. Одновременно с этим, мембране противодействует редуцированный газ с рабочим (низким) давлением. Как только рабочее давление падает ниже нормы, сила воздействия мембраны на клапан превышает силу запорной пружины, и он открывается.

Кроме базовых деталей, устройство газового редуктора может иметь манометр и вентиль, которые выполняют функцию контроля входного/выходного давления и дополнительной регулировки выходной подачи газа.

Защита от избыточного давления

Соблюдение норм безопасности – одна из главных составляющих работы системы газоснабжения. Превышение показателей давления в несколько раз выше номинального может создать аварийную ситуацию с любыми возможными последствиями.

С целью предотвращения аварии некоторые модели оснащаются дополнительным клапаном безопасности, который сбрасывает излишек газа в случае превышения номинальных показателей в 2,5-3 раза.

При организации газификации на базе групповой баллонной установки желательно каждую единицу оснастить подобным устройством. Более подробно о принципе работы и соблюдении техники безопасности в системе автономного газоснабжения читайте в статье: автономная газификация – газовые баллонные установки.

Применение оборудования для разных типов газа

По виду редуцируемого газа редукторы делятся на следующие типы:

• ацетиленовые;
• водородные;
• кислородные;
• пропан-бутановые;
• метановые.

Вместе с тем, все варианты можно условно разделить на устройства для горючих и негорючих газов. Баллоны с горючей газовой смесью имеют левую резьбу, тогда как емкости для инертных газов и кислорода оснащены правой резьбой.

Это сделано для того, чтобы предотвратить случайное присоединение редуцирующего элемента, предназначенного, например, для метана, к баллону с кислородом. Кстати, больше информации об автономной газификации Вы найдете в этом разделе.

Для сжиженных углеводородных газов устройство газовых редукторов может иметь одну конструктивную особенность. С целью предотвращения замерзания газа на выходе, корпус приспособления выполняется с развитым оребрением.

На долговечность работы редуктора большое значение оказывает качество газа. Поэтому заправку резервуаров необходимо осуществлять у надежных компаний, таких как «Промтехгаз», где помимо хорошего обслуживания можно получить профессиональную консультацию по работе с любым газовым оборудованием.

Принцип работы газового редуктора на авто

Каждый элемент газобаллонного оборудования выполняет определённую функцию. От слаженности всей системы зависит расход горючего, работа двигателя транспортного средства в общем. Ключевая роль в этой сложной схеме отводится газовому редуктору.

Как работает газовый редуктор, почему так важно поддерживать его в идеальном рабочем состоянии? Ответы на эти вопросы помогут автовладельцам ориентироваться в выборе данного устройства и вовремя распознавать неполадки ГБО.

Что такое газовый редуктор?

Принцип работы газового редуктора в бытовых баллонах с газом, в магистральной сети газопровода, где требуется корректировка давления, в ГБО автомобилей, аналогичный. Этот прибор предназначен для снижения давления газового топлива и поддержания этого давления на оптимальном уровне.

Если устройство не будет справляться со своими функциями, безопасность и работоспособность газовой системы будет под угрозой. Во всех случаях задача одна: сделать так, чтобы давление газа всегда было на заданном рабочем уровне.

Чтобы понять принцип работы, прибор можно условно поделить на последовательно соединённые зоны, разделённые клапанами. Самый главный из них, разгрузочный, дополнительно выполняет функцию дозатора впрыска. В устройстве присутствует испаритель, а также канал холостого хода.

На заметку! В инновационных комплектах ГБО 5-й и 6-й генераций установка редуктора не требуется: впрыск газа происходит в жидком состоянии.

По какому принципу работает прибор?

Температура тосола должна подняться до 40. Работа газового редуктора возможна только после хорошего прогрева машины. Как работает газовый редуктор на авто?

1. Жидкий газ из резервуара поступает в фильтр и очищается. Там он и находится, пока электромагнитный клапан в закрытом виде.
2. Затем горючее проходит через седло клапана 1-й ступени и превращается в пар. Мембрана под его давлением оттягивает коромысло клапана, он опускается на седло и поток газа останавливается. Так получают рабочее давление 0,4 атм. Корректируется оно пружинным механизмом.
3. Автомобильное газовое топливо продвигается дальше, на седло клапана 2-й ступени. Затем через выпускной штуцер топливо идёт к мотору.

На холостом ходу

Подача топлива во 2-ю ступень регулируется нагрузкой клапана. Вращение регулировочного винта идёт через пружинный механизм. Эластичная мембрана «застывает» в равновесии. В данном случае разрежение от ДВС на холостом ходу компенсируется нагрузкой пружинного механизма. Это и есть принцип работы редуктора ГБО на холостых оборотах.

Читайте также: Какие производители ГБО лучше?

Что происходит после открытия заслонки?

Дроссельная заслонка открывается и происходит процесс эжекции. Мембранная пластина 2-й ступени отклоняется пропорционально нагрузке, которую испытывает мотор. Она тянет коромысло клапана, открывая седло и увеличивая интенсивность подачи горючего. Такие действия автоматически увеличивают обороты мотора.

Принципы работы редукторов в различных генерациях ГБО

Несмотря на то, что принцип работы редуктора ГБО 1, 2, 3 и 4 поколений подчинён единой задаче, комплектация прибора варьируется в зависимости от поколения. Методы запирания разгрузочного отсека и настройка тоже отличаются.

Редуктор 1-го поколения

В 1-м поколении стоял вакуумный прибор механического типа. Мембранная пластина отзывалась на разрежение во впускном коллекторе, к которому была протянута дополнительная магистраль.

Когда мотор заводился, карбюратор начинал втягивать горючее, давление опускалось, вакуумный клапан раскрывал путь горючему. Двигатель глушился, давление приходило в норму и вход топлива блокировался. Регулировался прибор просто: механическим вращением винта жадности. Это основные отличия в принципах действия газового редуктора 1-го и 2-го поколений.

Редуктор 2-го поколения

Принцип работы газового редуктора 2 поколения эволюционировал. Теперь это не вакуумный, электронный прибор. Важное добавление: он оснащён электромагнитным впускным клапаном, управляемым от силового блока.

Это обеспечивало автоматическую реакцию прибора на запуск мотора авто. Электроклапан подаёт газ, ориентируясь на импульсы от датчика кислорода.

Это главное достоинство устройства электронного типа, так как у старых карбюраторных двигателей не всегда достаточно вакуума, чтобы работала мембрана.

Редуктор 3-го и 4-го генераций

В 3-й и 4-й генерации ГБО данный прибор по конструкции упрощён. Часть опций передана коллектору. Отпала потребность в большом количестве мембранных перегородок. Для разделённой системы впрыска хватает 2 ступени и одного электроклапана.

Число датчиков стало большим по количеству. Добавилось сложное по конструкции фильтрующее устройство, обеспечивающее очистку газа.

Механизм настраивать стало удобнее. Электронный блок управления подключается к ноутбуку. Запускается специальная программа, которая проводит настройку и диагностику. Хорошо поддаются регулировке приборы от брендов Томасетто и Ловато.

Принцип работы газового редуктора ГБО нужно учитывать при выборе данного устройства. Обращать внимание, к какой генерации он относится, есть ли на нём пыле- и влагозащита. Мощностные характеристики должны быть с запасом. А вот габариты при этом должны соответствовать площади, которое можно отвести на устройство в подкапотном пространстве.

Редуктор ГБО на авто: 1,2,3,4,5,6 поколения обзор

Большинство автовладельцев четко осознают, что цена на бензин неуклонно растет из года в год, а если начать использовать сжиженный пропан или метан в качестве альтернативного топлива, то средняя экономия составит 30-50%, а расходы на приобретение газовой установки со всеми сопутствующими процедурами (оформление и регистрация, установка и регулировка) окупаются в течение года. Единственное, что может этому помешать — возможная неисправность ГБО.

Ремкомплект для современного газового оборудования 4 поколения и выше стоит недешево. Поэтому лучше сразу приобретать качественное оригинальное оборудование от надежного производителя, точно подобрав под свою машину требуемые характеристики.

Тщательная регулировка и детальное соблюдение правил эксплуатации и норм безопасности также помогут предотвратить подавляющее большинство потенциальных проблем. Разумеется, полностью застраховаться от возникновения нестандартных ситуаций невозможно, но обычные риски всегда можно свести к минимуму.

Редуктор-испаритель как ключевой составляющий элемент газобаллонного оборудования

Если детально рассматривать сам принцип использования ГБО, сразу возникает вопрос: как сжиженный пропан или метан, хранящиеся под высоким давлением, преобразуются в газовоздушную парообразную смесь, приемлемую для впрыска в двигатель?

Разные поколения пытаются ответить на этот вопрос по-разному. В новейших инжекторных системах 5 и 6 поколений его просто обошли: прямоточный впрыск осуществляется сразу с жидкой фазы. Но практически всю массу, представленную на рынке, составляют более ранние ГБО поколения — от 1 до 4.

Для преобразования газа в топливо в них используется редуктор, регулировка и работа которого полностью определяют нормальное функционирование всего автомобиля.

Сравнение представленных производителей

В целях сравнения представленных товаров, рекомендуем взглянуть на таблицу с их общими характеристиками.

Бренд	Страна производитель	Год создания	Стандарты мирового качества	Цена (руб)
BRC	Италия	1992	UNI EN ISO 9001:2008	от 25000 до 33000
Prins	Голландия	1990	ISO/TS 16949:2002, NEN-EN-ISO 9001:2008, ISO 15500	от 24500 до 37500
AEB	Италия	1995	UNI EN ISO 9001 Vision 2000 и ISO TS 16949	от 18000 до 27000
Tomasetto	Италия	1982	ECE 67R-01	от 11827 до 19700
Lovato	Италия	1957	ISO 9001	от 13000 до 26000
OMVL	Италия	1980	OHSAS 18001, ISO 9001, ISO/TS 16949	от 14203 до 21500
STAG	Польша	1986	ISO 9001:2000	от 14600 до 25900
ALPHA	Россия	2006	нет информации	от 9200 до 18000
SEC	Польша	1980	PRMS	от 9800 до 17000
Digitronic	Россия	2004	нет информации	от 14800 до 23450

Устройство и принцип работы

Конструкционно газовый редуктор представляет собой механизм, состоящий из нескольких последовательно соединенных камер. Друг от друга они разделены клапанами.

Основным является разгрузочный клапан на выпуске, одновременно играющий роль дозатора впрыска — он может быть механическим (вакуумным) и электромагнитным (автоматически управляемым через специальный контроллер) с дополнительной защитой против хлопка (необходимо для полноценной совместимости с инжекторными моторами).

Еще в обязательные элементы на редукторе любого поколения входят канал холостого хода и испарительный элемент. Обычный ремкомплект включает в себя быстроизнашиваемые резиновые кольца, уплотнители и прокладки. Сжиженный пропан или метан, проходя по магистрали, попадают в первую камеру (ступень) редуктора и испаряются с расширением, причем, снижается давление.

Читайте также: Какой штраф за ГБО?

В зависимости от конкретного редуктора, производителя и поколения могут присутствовать одна и больше ступеней (например, очень распространены газовые редукторы итальянских торговых марок Ловато и Tomasetto 2 поколения для карбюраторных авто с двухступенчатой системой испарения.

Дешевые и надежные, простые в регулировке, с доступным ремкомплектом). Дальше выпускной клапан пропускает уже готовый к работе газ по магистрали в коллектор, где он смешивается с воздухом до необходимой пропорции и попадает в двигатель.

Во время испарения газ расширяется. Сильно сжатый до 16 атмосфер (а метан — до 200) пропан после испарения спускает давление до 1,8 атмосферы. Этот процесс, согласно классической термодинамике, происходит с поглощением энергии и тепла из окружающей среды.

Поэтому причина, по которой газовый редуктор во время работы замерзает, абсолютна логична и естественна — он функционально не так уж отличается от обычного рефрижератора.

Проблема в том, что механизм замерзает настолько, что начинает покрываться инеем и обледеневать, теряя способность к нормальной эксплуатации — клапан раздувает, и установка пропускает сжиженный неподготовленный газ дальше (потребуются новый клапан и ремкомплект, чтобы компенсировать всего одно несвоевременное включение).

Именно для профилактики подобных явлений правильная установка включает в себя размещение прибора поближе к обогревательным элементам авто и обязательное подключение к системе охлаждения. Из-за того что редуктор замерзает, нельзя при холодной погоде запускать двигатель сразу на газу, необходимо прогреть двигатель и охлаждение на бензине и только потом переключиться на пропан или метан.

Нужно учитывать, что каждый редуктор имеет собственную производительность, и если она неправильно выбрана, и мощность подачи газа недостаточна, он будет работать интенсивнее — соответственно, сильнее остывать. Это также может стать причиной остановки ГБО, исправить которую может только ремонт.

Классификация газовых редукторов

В зависимости от каждого поколения устройство значительно меняется по комплектации, способу запирания разгрузочной камеры и способу, каким осуществляется регулировка. Ранние поколения (для карбюраторных моторов) ГБО использовали вакуумный механический редуктор.

Специальная мембрана реагировала на уровень разрежения во впускном коллекторе, для чего к нему шла дополнительная трубка. Когда двигатель запускался, и карбюратор начинал засасывать топливо, давление падало, открывая запорный вакуумный клапан потоку газа.

При остановке мотора давление восстанавливалось, плотно блокируя проходящий пропан (или метан). Простая регулировка включала в себя вращение своими руками единственного винта дозатора подачи газа на редукторе. Также привлекали пользователей ГБО высокая надежность аппарата и доступный ремкомплект.

Параллельно в комплектацию газовых установок, начиная со второго поколения, входит электронный газовый редуктор. Ключевая особенность — клапан выпускной установки электромагнитный, с управлением от несложного силового блока. Электронный редуктор проводит более точное включение, чем вакуумный, автоматически реагируя на пуск мотора.

Тем более что в износившихся карбюраторных моторах не создается достаточно вакуума для полноценной работы мембраны, в то время как электронный клапан подает газ, основываясь на результатах, полученных датчиком кислорода (лямбда-зондом) автономно.

Электронный газовый редуктор для 3 и 4 поколения имеет еще более простое устройство за счет увеличения количества функций коллектора — разделенная система впрыска индивидуально в каждый цилиндр не требует большого количества высокочувствительных мембран, этим и отличается вакуумный вариант. Достаточно одной, максимум — двух ступеней и электронного клапана.

С другой стороны, увеличилось количество датчиков в механизме, и появился многоуровневый фильтр очистки газа (пропан и метан, используемые как автомобильное горючее, имеют утвержденный нормами ЕЭК состав, требования регулярно обновляются).

Отрегулировать своими руками механизм стало намного проще — больше нет необходимости подкручивать вручную винты, подстраиваясь под холостой ход автомобиля, но ремонт значительно усложнился, правда, ремкомплект стоит недорого.

Специальная компьютерная система позволяет подключить в электронный блок управления обычный ноутбук, и диагностика, а потом и регулировка осуществятся специальным программным обеспечением.

Запчасти, входящие в ремкомплект редуктора, особенно производителей Tomasetto или Ловато 4 поколения доступны и широко распространены на рынке.

Особенности подбора ГБО 4 на авто

При подборе ГБО 4 поколения следует учитывать возможность выбора системы из двух вариантов:

• На пропан-бутане. Система комплектуется пропановым редуктором и работает с любыми видами баллонов – тороидальными (внутренними, наружными) или цилиндрическими.
• На метане. Поддерживает работу только с цилиндрическими баллонами и метановым редуктором.

Большинство автосервисов предлагают переоборудовать автомобиль для работы на пропане-бутане. Баллоны такой системы отличаются лёгкостью и компактность. А для заправки автомобиля требуется намного меньше времени по сравнению с системой, работающей на метане. К тому же метановое ГБО значительно дороже.

По количеству цилиндров в автомобильном двигателе можно выделить 3 вида ГБО 4. Для 4-хцилиндрового силового агрегата используют оборудование с одной рейкой и 4 форсунками. Для 6 цилиндров понадобится 2 рейки с 3 форсунками на каждой. Двигатель с 8 цилиндрами требует использования оборудования с 2 рейками по 4 форсунки. Также форсунки могут устанавливаться одиночным способом.

Об этом мы писали тут. Выбирать ГБО можно по мощности двигателя. Чем выше производительность редуктора газобаллонного оборудования, тем больше топлива подаётся к силовому агрегату. Неподходящее по мощности устройство не сможет обеспечить нормальную работу мотора. Допускается выбирать редуктор с производительностью равной мощности двигателя авто, но лучше рассчитывать с запасом.

Можно подбирать систему по габаритным размерам компонентов, а также надёжности их крепления. Необходимость размещения части оборудования в подкапотном пространстве требует выбора компактных вариантов. А система крепления, которая отличается для каждой разновидности редуктора, должна иметь надёжные кронштейны. Это обеспечит устойчивость, снизит вибрацию, повышая срок службы системы.

Читайте также: Чем отличаются метан и пропан на авто?

Методика, как правильно выбирать газобаллонное оборудование, должна учитывать и его производителя. Рекомендуется отдавать предпочтение продукции известных брендов, качество и ресурс которой выше, а эксплуатационный срок больше.

Выбирая систему по марке авто, можно ориентироваться на стоимость ГБО. Бюджетные модели подходят для малолитражек, также отечественного транспорта, средний класс предназначен для иномарок класса B-D с моторами объёмом до 2 л. Премиум-класс оборудования выпускают для автомобилей с мощными моторами (2 л и более).

Ремонт и настройка редуктора

Главная причина выхода из строя любого оборудования, использующего пропан или метан как горючее — несоблюдение элементарных правил эксплуатации, желание сэкономить на установке некачественных агрегатов сомнительных производителей и заправка некачественным газом, нежелание тщательно отрегулировать устройство (или халатная работа специалиста по настройке), дешевый и некачественный ремкомплект расходников (все резинотехнические изделия редуктора регулярно изнашиваются и требуют замены не реже чем каждые 50 тысяч км пробега).

Для этого продается специальный ремкомплект, содержащий все необходимые кольца, заглушки на седла, хомуты и остальные уплотнители. Ремонт и профилактика ГБО, в том числе редуктора не рекомендуется своими руками.

Тем, кто не может назвать себя опытным автомехаником, лучше обратиться в специализированный автосервис или центр поддержки официально проданного ГБО (например, марка Tomasetto обладает развитой сетью соответствующих сертифицированных станций обслуживания).

Наиболее распространены проблемы с редуктором зимой, когда испаритель замерзает. Если водитель правильно соблюдает требование переходить на газ, только прогрев движок до 50-70 градусов, то проблема в закупорке циркуляционных трубок охлаждающей жидкости (это происходит по причине коррозии внутри шлангов) не возникнет.

Редукторы высокого давления газобаллонного оборудования ГБО автомобилей, назначение, устройство и принцип работы

Редукторы высокого давления устанавливаются в системах питания газобаллонного оборудования ГБО автомобилей на газе метан и предназначены для снижения высокого давления газа (20,0 МПа), поступающего из баллонов, до 1,0 МПа, а также для подогрева газа перед снижением давления.

Во время редуцирования температура газа и всех деталей редуктора низкого давления резко снижается (эффект Джоуля — Томпсона) до минус 40 градусов, и содержащиеся в газе примеси воды могут образовать кристаллы льда на фильтрующем элементе и каналах редуктора и стать препятствием при подаче газа в двигатель. Таким образом, при эксплуатации ГБО необходим эффективный подогрев газа перед снижением давления в редукторе, особенно в зимний период эксплуатации.

По принципу работы редукторы высокого давления близки к простейшему редуктору. Рассмотрим редукторы высокого давления РЗАА рычажно-мембранного типа, состоящие из следующих основных элементов: корпуса блока редуктора, корпуса клапана высокого давления с расположенным в нем клапаном, мембраны со штоком, пружины мембраны, упора, болта регулировочного, колпака.

Колпак крепится к корпусу блока шпильками с гайками. В корпус блока редуктора ввинчен также предохранительный клапан, сообщающий полость низкого давления редуктора с атмосферой при повышении давления газа в этой полости более 1,6 МПа. Для подогрева газа в корпусе блока редуктора предусмотрены два штуцера для подвода и отвода охлаждающей жидкости двигателя.

Понижение давления газа в редукторе высокого давления происходит за счет его дросселирования. При прохождении через зазор между седлом корпуса и клапаном высокого давления и последующего расширения при попадании в камеру низкого давления. Полость между мембраной и корпусом блока.

При изменении режима работы двигателя и соответственно расхода газа происходит изменение проходного сечения редуктора высокого давления. Которое образовано положением торца клапана высокого давления относительно седла корпуса. Клапан высокого давления перемещается вдоль оси корпуса.

Принцип действия редуктора высокого давления газобаллонного оборудования ГБО автомобилей

В момент начала поступления газа в редукторы высокого давления через входной штуцер, клапан высокого давления открыт под действием усилия пружины, которое передается на шток.

Когда давление газа под мембраной достигнет 1,0 МПа и уравновесит усилие пружины, клапан высокого давления закроется под действием пружины. В этом положении клапан будет находиться, если открыт расходный вентиль на неработающем двигателе при давлении выше 1,0 МПа. Таким образом перекрывается подача газа в полость низкого давления.

При работе двигателя на различных режимах, количество газа, проходящего через редукторы высокого давления, изменяется при сохранении постоянного давления (1,0-1,2 МПа) в полости низкого давления благодаря автоматическому поддержанию необходимого зазора между клапаном и седлом корпуса.

При увеличении расхода газа (при увеличении нагрузки на двигатель) усилие на мембрану уменьшается. Пружина воздействует на шток и клапан опускается вниз. Зазор между клапаном высокого давления и седлом корпуса увеличивается.

При уменьшении расхода газа происходит обратный процесс изменения зазора между седлом и клапаном. Регулировка давления в полости низкого давления осуществляется изменением усилия пружины путем изменения положения упора пружины вращением регулировочного болта.

На входе в редукторы высокого давления установлен манометр высокого давления (до 25,0 МПа) и датчик давления ММ124Д, замыкающийся на «массу» при падении давления в рабочей полости редуктора до 0,45 МПа.

Предохранительный клапан обеспечивает аварийный сброс газа в атмосферу. При увеличении давления в редукторе выше 1,6 МПа усилие давления газа в полости низкого давления преодолевает усилие пружины.

Предохранительный клапан открывается и газ через дренажное отверстие выходит из редуктора, предотвращая прорыв мембраны. Для подогрева газа в редукторе охлаждающая жидкость из системы охлаждения циркулирует через штуцеры в полости для подогрева.

https://propan-metan.ru/ustrojstvo-gbo/reduktor-gbo.html