Service TrainingПрограмма самообучения 528Газобаллонное оборудование для работы на природном газе в Golf/Golf Variant TGI BlueMotion Устройство и принцип действияВпервые на модели Golf будет устанавливаться двигатель, работающий на природном газе и на бензине, с непосредственным впрыском – двигатель TGI* 1,4 л 81 кВт семейства EA211. Не считая модификаций, связанных с работой на природном газе, этот двигатель конструктивно идентичен двигателю TSI 1,4 л 90 кВт. Благодаря комбинации технических решений нового семейства EA211 и BlueMotion, Golf TGI расходует всего 3,4 кг природного газа на 100 км с 7 ступенчатой КП DSG и 3,5 кг/100 км с 6 ступенчатой МКП. Выбросы CO2 составляют, тем самым, только 92 г/км или, соответственно, 94 г/км.* Сокращение «TGI» является зарегистрированной торговой маркой и обозначает двигатели, которые могут работать на природном газе.Свойства природного газа по сравнению с другими видами топливаТоксичность отработавших газов на бензине — на природном газеТеплотворная способность разных видов топливаПриродный газСжиженный газБензин Премиум Евро 95 100 % выбросы при работе на бензине Премиум Евро 95 Сжиженный газ 12,80 кВтч/кг Природный газ 13,00 кВтч/кг Двуокись углерода (CO2) Бензин Премиум Евро 95 12,00 кВтч/кг Монооксид углерода (CO) Оксиды азота (NOx) Углеводороды (HC) Дизельное топливо 11,80 кВтч/кгДизельное топливоs528_002В этой программе самообучения объясняются устройство и принцип действия системы газобаллонного оборудования для работы на природном газе в Golf/Golf Variant TGI BlueMotion. Дополнительную информацию по теме природного газа можно найти в программах самообучения № 262 «Природный газ — альтернативное моторное топливо», № 373 «Двигатели на природном газе в Touran и Caddy» и № 425 «Газобаллонное оборудование для природного газа EcoFuel на двигателе TSI 1,4 л 110 кВт».Программа самообучения содержит информацию о новинках конструкции автомобиля! Содержание программы не обновляется.Для получения сведений по контролю, настройке, техническому обслуживанию и ремонту используйте соответствующую специальную документацию.Внимание Указание2ОглавлениеВведение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Golf/Golf Variant TGI BlueMotion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Механическая часть двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Двигатель TGI 1,4 л 81 кВт (для работы на природном газе) . . . . . . . . . . . . .6 Конструктивные изменения механической части двигателя . . . . . . . . . . . . . 7Газобаллонное оборудование для природного газа . . . . . . . . . . . 8 Газобаллонное оборудование для природного газа в Golf/Golf Variant TGI BlueMotion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Система управления двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Общая схема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Блок управления двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Датчики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Исполнительные механизмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Комбинация приборов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 12 13 15 16 26Техническое обслуживание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Особенности автомобилей, работающих на природном газе . . . . . . . . . . 28 Оборудование и специальные инструменты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303ВведениеGolf/Golf Variant TGI BlueMotionДвигатель этого автомобиля может работать как на природном газе (CNG), так и на бензине. При выполнении всех требующихся для работы на газе условий двигатель всегда запускается и работает в газовом режиме как экономически и экологически предпочтительном. Общие характеристики — природный газ • Газовый баллон вмещает прим. 15 кг природного газа при давлении до макс. 200 бар и наружной температуре 15 °C. • Расход топлива в газовом режиме составляет 3,4 кг природного газа H* на 100 км, запас хода — примерно 440 км (с 7 ступенчатой КП DSG DQ200).* Природный газ H (High) имеет более высокое содержание метана, чем природный газ L (Low). Чем выше содержание метана, тем больше теплота сгорания природного газа и, тем самым, запас хода автомобиля.Общие характеристики — бензин • Топливный бак вмещает 50 л бензина. • Расход топлива при работе на бензине составляет 5,0 л бензина на 100 км, запас хода — примерно 1000 км (с 7 ступенчатой КП DSG DQ200).Газозаправочный штуцер с обратным клапаномБаллоны для природного газа 1/2 с запорно предохранительными клапанами 1/2 N361/N362Топливный бак (для бензина)4Комбинация приборов с указателем запаса природного газа G411, указателем уровня топлива G1, контрольной лампой работы на природном газе K192 и контрольной лампой резервного запаса топлива K105Реле запорных газовых клапанов J908Газовая рампа с клапанами подачи газа 1 4 N366 N369 и датчиком температуры и давления GX21s528_004Система выпуска ОГ, выпуск (концевая труба) рядом с топливным баком для бензина Покрытие в каталитическом нейтрализаторе, модифицировано для режима работы на природном газеЭлектронный регулятор давления газа с клапаном высокого давления N372 и датчиком давления в газовых баллонах G4005Механическая часть двигателяДвигатель TGI 1,4 л 81 кВт (для работы на природном газе)Этот двигатель с буквенным обозначением CPWA будет устанавливаться на моделях Golf и Golf Variant с 2014 модельного года. Он отличается от двигателя TSI 1,4 л 90 кВт только теми компонентами, которые были изменены для работы на природном газе.Особенности конструкции• Один блок управления двигателя для работы как на природном газе, так и на бензине. • Электронный регулятор давления газа с одним механическим и одним электронным газовым редуктором. • Газовая рампа с датчиком температуры и давления. • Модернизированные клапаны подачи газа, обеспечивающие возможность запуска двигателя на газе при температурах от –10 °C. • Изменённое по структуре и составу каталитическое покрытие в нейтрализаторе для преобразования обладающего высокой термостойкостью метана.s528_006Более подробная информация об этом двигателе содержится в программе самообучения № 511 «Новое семейство бензиновых двигателей EA211».Внешняя скоростная характеристика240 220 200 Крутящий момент, Н·м 180 160 140 120 100 80 0 1000 3000 5000 7000 100 90 80 70 60 50 40 30 20 Мощность, кВтТехнические характеристикиБуквенное обозначение двигателя Тип двигателя Рабочий объём Диаметр цилиндра Ход поршня Количество клапанов на цилиндр Степень сжатия Макс. мощность Макс. крутящий момент Система управления двигателя Топливо CPWA 4 цилиндровый, рядный 1395 см3 74,5 мм 80 мм 4 10,5 : 1 81 кВт при 4800–6000 об/мин 200 Н·м при 1500–3500 об/мин Bosch Motronic MED 17.5.21 Природный газ группы H Природный газ группы L (с уменьшением запаса хода) Неэтилированный бензин Премиум Евро 95 Трёхкомпонентный каталити ческий нейтрализатор, широкополосный лямбда зонд перед нейтрализатором и триггерный — после Евро 6Нейтрализация ОГЧисло оборотов, об/мин s528_037Экологический класс6Volkswagen Technical Site: http://vwts.ru http://volkswagen.msk.ru http://vwts.infoогромный архив документации по автомобилям Volkswagen, Skoda, Seat, AudiКонструктивные изменения механической части двигателяПри использовании в качестве моторного топлива природный газ не только имеет более низкую токсичность ОГ, чем бензин, но также и более высокую детонационную стойкость. Так, например, октановое число природного газа группы H может доходить до 130. Это позволяет реализовать большие углы опережения зажигания без возникновения детонационного сгорания. Эффективность сгорания увеличивается, а вместе с ней — температура и давление в камере сгорания. Кроме того, природный газ — сухой, то есть не обладает смазочными свойствами, в отличие от бензина. В результате многие механизмы двигателя работают в более сложных условиях, что требует их доработки.Поршни и поршневые кольца Внутренняя поверхность первой канавки алюминиевого поршня анодируется с упрочнением, а на верхнее поршневое кольцо наносится специальное покрытие. Обе эти меры повышают износостойкость узла.Профиль кулачков распределительного вала Сбегающая сторона профиля кулачков на распредвалах впускных и выпускных клапанов выполнена чуть более пологой. За счёт этого клапаны закрываются немного медленнее и механическая нагрузка на них уменьшается.Клапаны, направляющие втулки, маслосъёмные колпачки и сёдла клапанов Для повышения износостойкости впускные и выпускные клапаны азотируются и покрываются жаростойким покрытием, а концы их стержней закаляются. Направляющие втулки впускных клапанов и сёдла всех клапанов изготавливаются из другого материала. Маслосъёмные колпачки выпускных клапанов имеют две уплотняющих кромки со сниженным радиальным усилием. За счёт этого увеличивается перенос масла и улучшается смазка пар стержни клапанов – направляющие втулки. Вторая, дополнительная уплотнительная кромка при ходе клапана вверх удерживает масло между стержнем клапана и направляющей втулкой. Форсунки высокого давления 1–4 N30 – N33 При работе на бензине охлаждение форсунок обеспечивается потоком топлива (бензина). При работе на газе этого охлаждения нет. А значит, выходящие прямо в камеры сгорания форсунки будут перегреваться. Поэтому в конструкции используется тефлоновое кольцо с графитовым наполнителем, обеспечивающее высокую теплопроводность.Турбонагнетатель Поскольку КПД двигателя при работе на природном газе очень высок, энергия отработавших газов сравнительно мала. Чтобы обеспечить, несмотря на это, быструю реакцию турбонагнетателя, в нём используется насосное колесо меньшего размера.7Газобаллонное оборудованиеГазобаллонное оборудование для природного газа в Golf/Golf Variant TGI BlueMotionРежим работы на природном газе является основным. Это означает, что если выполнены все требуемые для работы на газе условия, двигатель всегда запускается и работает на газе. Водитель не имеет возможности переключаться между двумя режимами работы по своему выбору.Газозаправочный штуцер с фильтром и обратным клапаном Баллоны для природного газа 1/2 с запорно предохранительными клапанами N361/N362 Крепёжный элемент газовых баллонов Электронный регулятор давления газа с датчиком давления в газовых баллонах G400 и клапаном высокого давления N372 Газовая рампа с датчиком температуры и давления GX21 и клапанами подачи газа N366 – N369Штуцеры системы охлажденияЗащита Разветвитель Трубопровод природного газа высокого давления Топливный (бензиновый) бак Трубопровод природного газа низкого давления к газовой рампе в двигателе Газозаправочный штуцер с фильтром и обратным клапаном Заливная горловина для бензинаs528_007Газозаправочный штуцерГазозаправочный штуцер находится с правой стороны автомобиля под лючком, рядом с заливной горловиной топливного бака. Газовый трубопровод высокого давления теперь не прикручивается, а приваривается к газозаправочному штуцеру, так что необходимости контролировать это соединение, находящееся в труднодоступном месте, при проверке герметичности нет. В состав газозаправочного штуцера входят также обратный клапан и металлический фильтр.Металлический фильтрs528_008 Обратный клапан8Баллоны для природного газаНа Golf TGI для хранения природного газа используются два одинаковых стальных баллона. Они вмещают каждый примерно 7,5 кг газа под давлением 200 бар при наружной температуре 15 °C. Масса одного пустого баллона составляет примерно 44 кг. Снаружи баллоны имеют 3 слойное лакокрасочное покрытие. Это обеспечивает лучшую защиту баллонов от коррозии и царапин, чем прежнее 2 слойное покрытие.Штампованный крепёжный элемент для газовых баллоновs528_009 Баллон для природного газа 1 Баллон для природного газа 2КреплениеБаллоны для природного газа крепятся 2 или 3 хомутами к штампованному крепёжному элементу, который крепится болтами к кузову. Для предотвращения повреждения хомутами лакокрасочного покрытия баллонов между баллонами и хомутами устанавливаются защитные прокладки. Надлежащее натяжение хомутов обеспечивается упругими шайбами. Упругие шайбы для каждого крепления разделены на три равных по количеству шайб пакета, повёрнутых в противоположных направлениях. Перед установкой необходимо проверить правильность расположения упругих шайб, после чего затянуть пакет упругих шайб до определённого размера.Перед снятием пометить монтажное положе ние защитных прокладок по отношению к баллонам и измерить длину хомутов. Хомуты находятся под натяжением. При откручива нии креплений хомутов это нужно учитывать и не допустить повреждений (царапин) лакокрасочного покрытия.Крепёжный элементПрокладкаХомут Упругая шайбаБолтs528_0349Газобаллонное оборудованиеТрубопроводы природного газаВсе трубопроводы природного газа в тракте высокого давления выполнены из нержавеющей стали и имеют наружный диаметр 6 мм. Все трубопроводы природного газа высокого давления соединяются друг с другом через разветвитель. Газ от газозаправочного штуцера сначала поступает в разветвитель. Оттуда он подаётся через запорно предохранительные клапаны в газовые баллоны и к электронному регулятору давления газа. В контур низкого давления входят трубопровод низкого давления (гибкий шланг в оплётке) и газовая рампа из нержавеющей стали.Контур высокого давленияКонтур низкого давленияГазозаправочный штуцер с фильтром и обратным клапаномЭлектронный регулятор давления газаГазовая рампаЭлектромагнитные запорные клапаны газовых баллонов Трубопроводы природного газа высокого давления Разветвитель с обратным клапаномТрубопровод природного газа высокого давленияГибкий трубопровод природного газа низкого давленияs528_033Трубопровод природного газа высокого давления между разветвителем и электронным регулятором давления представляет собой одну цельную магистраль. Места соединения в ней нет, в отличие, например, от eco up!. 10Разветвитель с обратным клапаномРазветвитель связывает между собой различные компоненты газотопливной системы. От него идут два трубопровода природного газа высокого давления к двум газовым баллонам: один — к электронному регулятору давления газа и один — к заправочному штуцеру. В штуцере для трубопровода природного газа, идущего к заправочному штуцеру, имеется обратный клапан. В самом газозаправочном штуцере также имеется обратный клапан, таким образом, после каждой заправки канал соединения газотопливной системы с атмосферой перекрывается двумя клапанами.К газовому баллону 1К газовому баллону 2К электронному регулятору давления газаОбратный клапан s528_057 От заправочного штуцера для природного газаКрепление трубопроводов природного газаКрепление трубопроводов природного газа высокого давления к компонентам системы осуществляется резьбовым соединением с двумя обжимными кольцами. При затягивании накидной гайки заднее обжимное кольцо вдавливается под переднее, создавая ещё одну зону обжима и дополнительно уплотняя соединение. Накидная гайка трубопровода сначала закручивается от руки до упора (упором служит конусный буртик на штуцере) и после этого затягивается предписанным моментом. Дополнительно этот буртик защищает резьбовое соединение от грубых загрязнений.Незатянутое резьбовое соединение с двойным обжимным кольцом Переднее Накидная гайка обжимное кольцо Заднее обжимное кольцоs528_043 Конический буртик (упор) на штуцере Затянутое резьбовое соединение с двойным обжимным кольцом Штуцер Конический буртик (упор) на штуцереЗатянутая накидная гайка должна быть заподлицо с коническим буртиком.s528_044 Накидная гайка11Система управления двигателяОбщая схемаНа общей схеме показаны датчики и исполнительные механизмы, которые были добавлены в систему управления двигателя для обеспечения работы на природном газе.ДатчикиИсполнительные механизмыДатчик давления в газовых баллонах G400 Датчик температуры и давления в газовой рампе GX21Блок управления двигателя J623Клапан высокого давления для работы на газе N372Реле запорных газовых клапанов J908 Запорно предохранительные клапаны 1 и 2 газовых баллонов N361 и N362 Клапаны подачи газа 1 – 4 N366 – N369CAN приводКонтрольная лампа электропривода акселератора K132 CAN комфорт Лампа check engine K83Диагностический разъём Блок управления комбинации приборов J285 Указатель запаса природного газа G411 Контрольная лампа работы на природном газе K192 Указатель уровня топлива G1 Контрольная лампа резервного запаса топлива K105Диагностический интерфейс шин данных J533s528_01512Блок управления двигателя J623Блок управления двигателя установлен в моторном отсеке, слева по направлению движения, между АКБ и блоком предохранителей В. Он выполняет все функции управления двигателем как при работе на бензине, так и при работе на газе. Кроме того, в режиме работы на газе он также контролирует через функцию самодиагностики все компоненты, связанные с газотопливной системой.В режиме Самодиагностика можно вручную переключаться между режимами работы на газе и на бензине. Это может быть полезно при поиске неисправностей.s528_016Функция холодного пускаЕсли при пуске двигателя температура ОЖ ниже –10 °C, в режиме работы на бензине активируется функция холодного пуска для клапанов подачи газа. При этом из газовой системы питания с закрытым клапаном высокого давления к бензину добавляется природный газ в объёме 12 % от общего необходимого количества топлива до тех пор, пока весь природный газ в рампе не будет выработан. После этого на клапаны подачи газа подаётся максимальное управляющее напряжение от 45 до 90 секунд, в зависимости от наружной температуры. Это повышает температуру клапанов примерно на 35 °C и предотвращает их залипание. Затем задействуется клапан высокого давления для работы на газе, в газовой рампе снова создаётся давление и как можно быстрее происходит переход на режим работы на газе.Стратегия аварийного пускаЕсли в течение нескольких секунд двигатель не запустится в каком либо режиме, то происходит переключение на другой режим. Это означает, например, что после заправки природным газом двигатель вследствие какой либо неисправности в бензиновой системе питания запускается не в режиме работы на бензине, а в режиме работы на газе. Как только лямбда регулирование будет активно, выполняется попытка переключиться на режим работы на бензине.Работа подкачивающего топливного насоса G6 и регулятора давления топлива N276Подкачивающий топливный насос постоянно используется и при работе двигателя на газе. Создаваемое подкачивающим насосом давление предотвращает образование пузырьков паров топлива в механическом топливном насосе высокого давления и обеспечивает его смазку. Регулятор давления топлива задействуется системой управления таким образом, что давление в контуре высокого давления всегда составляет 100 бар. Это необходимо для того, чтобы форсунки высокого давления всегда оставались надёжно закрыты, несмотря на временами высокое давление в камерах сгорания. 13Система управления двигателяВыбор режимов при пуске двигателя TGI 1,4 л 81 кВтПуск двигателя Температура ОЖ ниже –10 °C Пуск на бензине Пуск на газе Активируется функция холодного пуска Не после заправки природным газом Переключение на природный газ Функция холодного пуска выполнена Температура ОЖ выше или равна –10 °C Пуск на бензине Функция холодного пуска не была завершена и выполняется теперь до конца Переключение на природный газ Функция холодного пуска выполненаПуск на бензине Пуск на бензине Активируется функция холодного Если функция холодного пуска при предыдущем пуске двигателя не пуска была доведена до конца, она доводится до конца теперь После заправки природным газом или при ещё не завершённой адаптации качества природного газа Переключение на природный газ Функция холодного пуска завершена, и лямбда регулирование активно, или не менее 648 секунд работы двигателя и расход бензина не менее 140 мл* Переключение на природный газ Функция холодного пуска была завершена Лямбда регулирование активно и расход бензина не менее 140 мл* Функция холодного пуска не была завершена до конца Функция холодного пуска завершена и лямбда регулирование активно или не менее 540 секунд работы двигателя и расход бензина не менее 140 мл** Бензин, протекающий через топливный насос высокого давления и форсунки высокого давления, промывает их и защищает от загрязненияЗаправка природным газом Двигатели на природном газе очень хорошо работают на бедной, но сравнительно плохо на богатой смеси. Поэтому после каждой заправки природным газом адаптируется время подачи газа в зависимости от качества имеющегося природного газа группы H (богатая смесь) или L (бедная смесь). Если при запуске двигателя датчик давления в газовых баллонах G400 распознает, что давление газа с последнего момента работы двигателя увеличилось больше чем примерно на 20 %, система исходит из того, что имела место заправка (новым) природным газом, и запуск выполняется в бензиновом режиме. После того как станет активно лямбда регулирование и расход бензина составит не менее 140 мл, двигатель переключается на работу на газе. Начинается адаптация к качеству (теплоте сгорания) природного газа в среднем диапазоне нагрузок и оборотов. В ходе этой процедуры адаптируется продолжительность открытия клапанов подачи газа в зависимости от сигналов лямбда регулирования. Адаптация при движении с постоянной скоростью занимает примерно 45–90 секунд. По её завершении двигатель всегда запускается в режиме работы на газе. Температура охлаждающей жидкости Начиная с температуры –10 °C охлаждающая жидкость предотвращает обмерзание регулятора давления газа при регулировании им давления природного газа. Кроме того, при температурах ниже –10 °C клапаны подачи газа могут залипать в эластомерных уплотнениях сёдел, так что клапаны перестанут открываться.14ДатчикиДатчик давления в газовых баллонах G400Датчик давления в газовых баллонах вкручен в электронный регулятор давления газа. Датчик соединяется поперечным каналом с контуром высокого давления и измеряет давление природного газа в нём. Использование сигнала По сигналу этого датчика блок управления двигателя распознаёт: • количество имеющегося в баллонах природного газа; • заправку природным газом. Последствия отсутствия сигнала При отсутствии сигнала от этого датчика двигатель продолжает работать на газе. Если при пропадании сигнала газовые баллоны были почти полными, то иs528_017 Датчик давления в газовых баллонах G400последующие запуски двигателя осуществляются на газе. Если отказ датчика произойдёт при полупустых газовых баллонах, то в следующий раз двигатель запускается на бензине и система выполняет адаптацию к качеству природного газа.Датчик температуры и давления в газовой рампе GX21Датчик температуры и давления в газовой рампе вкручен в газовую рампу с правой стороны (по направлению движения). Он определяет давление и температуру природного газа в контуре низкого давления. Использование сигнала Блок управления двигателя использует сигнал …датчика давления: • для определения, является ли давление газа достаточным для работы на газе; • для поддержания давления газа в газовой рампе на уровне 5–9 бар. …датчика температуры: • для более точного расчёта времени открытия клапанов подачи газа, чтобы как можно более точно впрыскивать необходимое количество газа, и • для инициации необходимых мер, когда температура газа в контуре низкого давления опускается ниже –40 °C.Датчик температуры и давления в газовой рампе GX21 s528_018Последствия отсутствия сигнала При пропадании сигнала давления двигатель немедленно переключается на бензин. При пропадании сигнала температуры используется значение температуры газа, рассчитанное блоком управления.15Система управления двигателяИсполнительные механизмыЗапорно предохранительные клапаны 1, 2 N361, N362Каждый газовый баллон оснащается запорно предохранительном клапаном. Этот клапан непосредственно вкручивается в баллон. Назначение Нормально закрытые клапаны в соответствии с требованиями безопасности предотвращают выход газа из баллонов при неработающем двигателе. Помимо этого, клапаны выполняют также и другие функции: • механического (вручную) перекрывания баллонов; • термопредохранителей на случай воздействия высоких температур; • ограничителя расхода газа. Последствия при выходе из строя При выходе одного из клапанов из строя движение продолжается в газовом режиме до тех пор, пока ещё имеется достаточный запас газа.s528_010Баллон для природного газа 1Запорно предохранительный клапан 2 газового баллона N362 Баллон для Запорно предохранительный природного газа 2 клапан 1 газового баллона N361Перед снятием запорно предохранительного клапана необходимо убедиться в том, что остаточное давление газа в баллоне не превышает 1 бар. Соблюдайте указания в литературе по техническому обслуживанию.Устройство запорно предохранительного клапанаОграничитель расходаЭлектромагнитный запорный клапан газового баллонаМеханический запорный клапанТермопредохранитель Штуцер трубопровода природного газаs528_04216Электромагнитный запорный клапан газового баллонаПружина клапанаОписание работы Электромагнитный запорный клапан газового баллона может находиться в одном из трёх состояний: Клемма 15 ВЫКЛ. Когда клапан обесточен, пружина прижимает тарелку клапана к седлу, закрывая клапан. Поток газа из газового баллона перекрыт.Тарелка клапана Седло клапанаОт газового баллонаs528_060 Электромагнитный запорный клапан газового баллонаКлемма 15 ВКЛ. и запуск двигателя в режиме на газе При включении клеммы 15 срабатывает реле запорных газовых клапанов J908 и через обмотку электромагнитного клапана протекает ток. Возникающее магнитное поле отжимает тарелку клапана от седла, преодолевая усилие пружины, и открывает канал к электронному регулятору давления газа. Газовые баллоны теперь открыты, работа двигателя на газе возможна.От газового баллонаЭлектромагнитный клапанК электронному регулятору давления газа Тарелка клапана открыта Магнитное полеs528_061Заправка природного газа При заправке поступающий от заправочного штуцера под давлением до 260 бар (точное значение зависит от температуры наружного воздуха) газ отжимает тарелку клапана от седла, преодолевая сопротивление пружины. Поступающий газ перетекает в газовый баллон. Когда давление с обеих сторон клапана становится одинаковым, перетекание газа прекращается и пружина снова прижимает тарелку клапана к седлу, закрывая газовый баллон.К баллону природного газаОт газозаправоч ного штуцера s528_06217Система управления двигателяОграничитель расходаОграничитель расхода играет роль предохранительного клапана и установлен в каждом из двух штуцеров подсоединения к газовому баллону. Назначение Ограничитель расхода предотвращает неконтролируемый, взрывной выход природного газа из газового баллона при повреждении газового трубопровода или при неисправности регулятора давления.s528_068 Ограничитель расхода Штуцер подсоединения к газовому баллонуОписание работы Трубопроводы исправны В нормальном, исправном состоянии системы давление природного газа до и после ограничителя расхода примерно одинаково. Пружина удерживает клапан открытым.Пружина клапана КлапанГазовый трубопровод повреждён При повреждении, например при обрывании газового трубопровода, в нём происходит резкое падение давления и давление перед ограничителем расхода становится больше давления за ним. Как только разница давлений превысит примерно 6,5 бара, клапан под воздействием этой разницы давлений закрывается. При этом выход природного газа из баллона не прекращается полностью, газ продолжает выходить через калиброванное отверстие в клапане (законодательное требование) постепенно и под существенно более низким давлением. При последующем выключении зажигания или при перекрывании механического запорного клапана вручную давление перед и за ограничителем давления снова выравнивается. Тем самым ограничитель расхода снова автоматически открывается. 18s528_063СедлоКонусs528_064 Низкое давление Калиброванное отверстие Высокое давление газаПриродный газ не имеет запаха. Чтобы небольшие утечки в системе можно было ощутить, в него добавляют так называе мые одоранты — специальные газы, имеющие резко выраженный запах.Механический запорный клапанМеханический запорный клапан позволяет полностью перекрыть газовый баллон вручную, с помощью специального маховичка. Это необходимо делать по соображениям техники безопасности при выполнении любых работ с газотопливной системой.Механический запорный клапанОграничитель расходаКанал к термопредохранителю остаётся по соображениям безопасности открыт и при перекрытом механическом запорном клапане.s528_065 Термопредохранитель Канал к разветвителюТермопредохранительЕщё одним компонентом запорно предохранительного клапана газового баллона является термоклапан. Он предотвращает разрыв газового баллона в результате роста давления при высоких температурах. Описание работы В нормальных температурных условиях канал соединения с атмосферой перекрыт элементом, заполненным плавким припоем.s528_066 Плавкий припойКанал соединения с атмосферойПриродный газПриродный газКогда термопредохранитель в течение определённого времени подвергается воздействию температур выше 110 °C, припой плавится и вытекает, открывая канал соединения с атмосферой. Природный газ из газового баллона может теперь постепенно (через дроссельные отверстия) выходить в атмосферу.Расплавившийся припойs528_067 Природный газ выходит в атмосферу19Система управления двигателяЭлектронный регулятор давления газаШтуцеры для шлангов ОЖ Контур природного газа низкого давленияДатчик давления в газовых баллонах G4001 я ступень уменьшения давления2 я ступень уменьшения давления — клапан высокого давления для работы на газе N372 Контур природного газа высокого давленияs528_036 Механический предохранительный клапанЭлектронный регулятор давления газа состоит из следующих компонентов:Датчик давления в газовых баллонах G400 Датчик соединяется поперечным каналом с контуром высокого давления и измеряет давление природного газа в нём. 1 я и 2 я ступени уменьшения давления Первая ступень уменьшает давление газа до 20 бар, вторая — до 5–9 бар. Механический предохранительный клапан Вкручивается в регулятор давления в области контура низкого давления и открывается при давлении примерно 16 бар. Этим предотвращается ситуация, когда газ под высоким давлением поступает в контур низкого давления, повреждая его компоненты. Подключение к контуру ОЖ Уменьшение давления газа приводит к его охлаждению на стороне контура низкого давления. В результате охлаждаются также детали контура и их окружение, что может приводить к обмерзанию. Для предотвращения этого регулятор давления газа включён в контур системы охлаждения для обогрева его охлаждающей жидкостью.20Регулирование давления газаВозможность регулировать давление газа в диапазоне 5–9 бар (абс.) по сравнению с фиксированным значением давления 7 бар (абс.) на первых моделях Touran/Caddy EcoFuel с механическим регулятором давления даёт следующие преимущества: В диапазоне средних нагрузок/оборотов газ подаётся под давлением 5 бар. Низкое давление подачи позволяет более полно использовать газ в газовых баллонах. В результате увеличение запаса хода составляет до 25 км. В диапазоне высоких нагрузок/оборотов газ подаётся под давлением до 9 бар. За счёт этого при максимально возможном времени открытия клапанов подачи газа за рабочий цикл может быть подано больше газа. Только таким образом обеспечивается мощность в 81 кВт и крутящий момент 200 Н·м.Давление в системе, барЭлектронный регулятор давления газа макс. массовый расход газа при полной нагрузке 28 кг/ч Механический регулятор давления газа макс. массовый расход газа при полной нагрузке прим. 27 кг/ч Массовый расход газа, кг/ч s528_024Переключение между режимами работыВыбор режима работы определяется, прежде всего, давлением природного газа в газовой рампе. До тех пор, пока номинальное давление достигается, двигатель работает на газе, в противном случае он переключается на бензин. При очень динамичной манере вождения и связанным с ней высоким номинальным давлением переключение на работу на бензине может происходить уже при давлении газа в баллонах 15–17 бар. При спокойной манере вождения переключение происходит при давлении в баллонах 6–8 бар. Чтобы обеспечить максимально возможный запас хода на газе, при давлении газа в баллоне выше 8,5 бара система может переключаться на работу на газе. То есть, например, если при давлении газа в баллонах 15 бар водитель выполнит интенсивное ускорение и двигатель переключится на работу на бензине, то при последующей более спокойной езде после определённой задержки снова произойдёт переключение на работу на газе. Количество таких возможных обратных переключений зависит от давления газа в баллонах.21Система управления двигателяУменьшение давления природного газа с высокого до низкого1 я ступень уменьшения давления В первой ступени давление газа до 200 бар понижается механически примерно до 20 бар.s528_038 1 я ступень уменьшения давления Штуцер высокого давления с фильтрующим элементомЗа полым поршнем давление природного газа меньше 20 бар Природный газ из баллонов поступает через штуцер высокого давления в первую ступень. В ней газ через полый поршень перетекает на сторону днища поршня. С ростом давления, действующего на днище поршня, поршень, преодолевая усилие пружины, смещается вправо.Днище поршняПружинаШтуцер высокого давленияs528_025 Полый поршень Поступающий природный газЗа полым поршнем давление природного газа 20 бар Когда давление газа на днище поршня достигает примерно 20 бар, полый поршень упирается в уплотнение. Поступление газа из контура высокого давления прекращается, давление в 1 й ступени уменьшено, таким образом, примерно до 20 бар. Но поскольку в режиме работы на газе газ из контура низкого давления постоянно расходуется, давление на днище поршня снова становится ниже 20 бар. Пружина опять отжимает полый поршень, и газ поступает в контур низкого давления. Когда давление в контуре высокого давления опускается ниже 20 бар, поршень остаётся постоянно открыт. 22Штуцер высокого давленияs528_026 Давление природного газа 20 бар Уплотнение2 я ступень уменьшения давления Во второй ступени электронно управляемый клапан высокого давления для работы на газе уменьшает давление газа примерно с 20 бар до 5–9 бар. Давление и температура газа в контуре низкого давления измеряются датчиком температуры и давления в газовой рампе GX21.s528_039 2 я ступень уменьшения давления Катушка электромагнитаДавление газа перед клапаном высокого давления для работы на газе примерно 20 бар Полости первой и второй ступеней уменьшения давления соединены каналом. Это означает, что давление на закрытом клапане высокого давления для работы на газе тоже составляет примерно 20 бар.От 1 й ступени уменьшения давленияs528_028 Игла клапана Шарик клапана Седло шарикового клапанаУстановление нужного давления газа в диапазоне 5–9 бар Для регулирования давления природного газа в диапазоне 5–9 бар блок управления двигателя активирует клапан высокого давления для работы на газе сигналом с широтно импульсным модуляцией (ШИМ сигналом). Игла клапана притягивается электромагнитной катушкой, и шарик клапана отходит от седла. Газ теперь подаётся до тех пор, пока в контуре низкого давления не будет достигнуто необходимое давление.Контур низкого давления в двигателеs528_030 Игла клапана Шарик клапана Поступление природного газа23Система управления двигателяКлапан высокого давления для работы на газе N372Клапан высокого давления для работы на газе установлен непосредственно на электронном регуляторе давления газа и действует по принципу электромагнитного запорного клапана. Он является второй ступенью уменьшения давления и регулирует поток газа к двигателю. Назначение В режиме работы на газе блок управления двигателя подаёт на клапан высокого давления для работы на газе широтно импульсно модулированный сигнал. За счёт этого давление газа снижается с 20 бар до требуемого значения в диапазоне 5–9 бар. При отсутствии сигнала от блока управления двигателя J623 клапан высокого давления для работы на газе закрыт. Последствия при выходе из строя При выходе из строя клапана высокого давления для работы на газе двигатель переключается в режим работы на бензине.s528_023 Клапан высокого давления для работы на газе N372Электронный регулятор давления газа24Клапаны подачи газа N366 – N369Клапаны подачи газа вставляются в каналы во впускном коллекторе. В режиме работы на газе эти клапаны задействуются блоком управления двигателя. Назначение Клапаны пре