Зачем нужен расходомер воздуха в двигателе автомобиля, работающем на сжиженном газе? Современные газовые установки управляются сигналами от работающих бензиновых форсунок. А они, в свою очередь, приводятся в действие контроллером с помощью сигналов исходящих от ряда датчиков, установленных на двигателе. Одним из самых важных является расходомер.
Расходомер воздуха — каковы его задачи?
Сигнал расходомера «сообщает» контроллеру впрыска топлива, сколько газ в данный момент проходит через впускную систему, и он регулирует дозировку топлива, чтобы поддерживать производительность двигателя, расход топлива и уровень выбросов на необходимом уровне. Помимо дозы топлива, сигнал расходомера воздуха также влияет на работу системы зажигания. Таким образом, работа расходомера отражается на работе системы подачи газа.
Установка ГБО и расходомер топлива
В системах ГБО используются не прямые сигналы, генерируемые расходомером, а косвенные, которые, в частности, являются результатом работы расходомера, например, лямбда-датчика (системы 2-го поколения) или бензиновых форсунок (системы 4-го поколения). Поэтому точность измерения количества воздуха, подаваемого в двигатель, оказывает большое влияние на правильную работу газобаллонной установки.
Измерение расхода воздуха, подаваемого в камеры сгорания, и полученной массы кислорода является основным критерием дозировки топлива. В современных автомобилях этот параметр может измеряться двумя способами: с помощью расходомера или датчика давления во впускном коллекторе (MAP-датчик). Зная его значение и температуру воздуха, контроллер системы впрыска рассчитывает количество воздуха, всасываемого двигателем. Сложно сказать, какой метод более популярен — отдельные производители автомобилей, как правило, остаются верны тому или иному решению. Безусловно, использование расходомера гарантирует более точное измерение.
Типы расходомеров
Расходомер воздуха — это измерительный элемент, который должен работать с особой точностью в специфических условиях, сложившихся во впускной системе двигателя.
Поток воздуха не является постоянным — возникают пульсации, а также явление обратного хода воздушного столба. Чтобы устранить эти неблагоприятные условия, изменяется конструкция расходомеров и их измерительных элементов. Изменяются и алгоритмы обработки генерируемых ими сигналов.
Расходомер воздуха — историческая справка
Изначально расходомеры были механическими устройствами. Расположенная во впускной системе заслонка поворачивалась в зависимости от количества воздуха, поступающего в двигатель. В зависимости от типа системы впрыска топлива расходомер либо взаимодействует с устройством впрыска чисто механически, либо генерирует электрический сигнал (напряжение) с помощью потенциометра, расположенного на оси вращения заслонки. Эти типы расходомеров больше не используются в новых автомобилях, хотя машины с таким типом измерительной системы иногда все еще встречаются в мастерских, устанавливающих оборудование сжиженного газа.
Сжиженный газ в двигателях с впрыском K-Jetronic
Безопасный монтаж газовой установки в двигатель с системой впрыска бензина K-Jetronic практически невозможен. Поэтому автосервисы с большим опытом избегают таких автомобилей. Из-за отсутствия электрических форсунок на такой двигатель невозможно установить систему четвертого поколения (газовый впрыск, в котором основным управляющим сигналом являются импульсы работающих бензиновых форсунок).
С другой стороны, использование в таком двигателе системы второго поколения (со смесителем) означает, что все впускное устройство заполняется газовоздушной смесью. А в случае нарушения в работе цепи зажигания или кратковременное обеднение смеси приводят к неконтролируемому воспламенению во впускном коллекторе (обратное пламя).
Кроме этого может произойти повреждение расходомера (нет возможности эффективно защитить этот элемент). Двигатели этого типа иногда адаптировались для работы на газе с помощью установок ГБО третьего поколения, где газ подавался непосредственно к впускным клапанам и для управления устройством не требовался сигнал от работающих бензиновых форсунок.
Установка ГБО в двигателях с расходомером заслоночного типа
Автомобили с расходомерами заслоночного типа, генерирующими электрический сигнал, все чаще стали появляться в мастерских, устанавливающих ГБО. В то время, когда на рынке преобладали установки второго поколения (вакуумные смесители), адаптация таких автомобилей требовала применения специальных средств защиты расходомера от воздействия обратного пламени. Перед расходомером использовались заслонки, которые закрывались при неконтролируемом воспламенении, чтобы предотвратить повреждение расходомера.
Теперь, когда системы IV поколения стали более доступными (их цена немного превышает стоимость II поколения, при этом комфорт несоизмеримо выше), проблема возможного повреждения расходомера практически исчезла. Объем впускных каналов, заполненных газовоздушной смесью, сведен к минимуму (между соплами подачи газа и впускными клапанами), и даже если смесь воспламенится в коллекторе, риск повреждения расходомера отсутствует.
Расходомер воздуха — в наши дни
В современных автомобилях используются расходомеры, работающие по другому принципу. Это так называемые расходомеры с горячей проволокой и являющиеся их усовершенствованием устройства с горячей пленкой.
Расходомеры с горячей проволокой начали применяться с появлением системы впрыска бензина Bosch LH-Jetronic. Измерительный элемент этого типа расходомеров имеет форму металлического элемента (первоначально проволока, теперь пластина), который нагревается электрическим током. Он помещается в поток воздуха, проходящий через систему впуска, что приводит к его охлаждению. Изменение температуры измерительного элемента приводит к изменению его сопротивления, которое зависит от количества проходящего воздуха.
Наиболее современным типом расходомера является HFM (Hot Film Air Mass Meter). Измерительный элемент в таком расходомере представляет собой очень тонкую пластину, в которую помещен нагревательный элемент. Датчики температуры расположены перед и за нагревательным элементом, и разница в их показаниях является мерой количества воздуха, проходящего через систему впуска.
Влияние расходомера на работу газовой установки
Хотя сигнал расходомера напрямую не учитывается при регулировании дозы газообразного топлива. Но его работа оказывает очень сильное влияние на правильную работу двигателя с ГБО.
В системах 4-го поколения неисправность расходомера приводит к повышенному расходу газа и снижению мощности двигателя. Возможности диагностики расходомера с помощью имеющегося оборудования ограничены. Допуск показаний расходомеров довольно широк, и даже если они показывают некоторые неисправности. Тем не менее они не вызывают загорания сигнальной лампы неисправности. В то время как первые симптомы неисправности двигателя могут уже присутствовать.
Другим симптомом неисправного расходомера в двигателе с искровым зажиганием могут быть проблемы с запуском. Поскольку сигнал расходомера также служит для создания карты зажигания. Если расходомер неисправен, угол опережения зажигания изменяется, и автомобиль может с трудом заводиться на бензине. На газе двигатель в такой ситуации характеризуется меньшей мощностью.
Часто пользователь узнает о неисправном расходомере только после установки газовой системы. Если расходомер испытывает нормальный (медленный) износ в процессе эксплуатации, колебания значений сигнала, генерируемого расходомером, компенсируются функцией автоматической адаптации бензинового контроллера. Установка газовой системы на автомобиль предполагает отсоединение аккумулятора.
Такое действие в некоторых автомобилях приводит к удалению автоматической адаптации. То есть сбросу настроек контроллера к базовым параметрам. Повторное подключение аккумулятора означает, что запуск двигателя невозможен из-за смены адаптации контроллера и повреждения расходомера. В этой ситуации единственным выходом остается замена расходомера на новый.
