집 상수도 가스 엔진. 가스 자동차 장비의 장단점 가스로 작동하는 엔진

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가스 엔진. 가스 자동차 장비의 장단점 가스로 작동하는 엔진

상용차를 구매할 때는 적재 능력이나 기타 특성뿐만 아니라 엔진에도 주의를 기울이는 것이 중요합니다. GAZelle은 러시아에서 가장 인기 있는 경상용차입니다. 이 기계는 1994년부터 대량 생산되었습니다. 이 기간 동안 다양한 발전소가 설치되었습니다. 오늘 기사에서 GAZelle에 어떤 엔진이 더 좋은지 알려 드리겠습니다.

발전소의 종류

처음에 이 자동차에는 모두 직렬 실린더 배열이 있는 장치가 장착되었습니다. 1994년부터 2003년까지 GAZelle 402 엔진(기화기)이 설치되었습니다. 나중에 어느 것을 선택하는 것이 더 좋은지 살펴 보겠습니다. 차세대 GAZelles(2003년)이 출시되면서 엔진 라인에 다른 동력 장치가 보충되었습니다. 이것은 ZMZ-406 모터입니다.

1년 후, ZMZ-405라는 보다 현대화된 장치가 GAZelle에 설치되기 시작했습니다. 이 전원 장치에는 어떤 기능이 있습니까? 각각을 개별적으로 고려해 봅시다.

ZMZ-402

이것은 기화기 동력 시스템을 갖춘 4기통 가솔린 엔진입니다. 소련 시절 볼가호에 탑재되었던 ZMZ-24D 엔진을 개량한 버전이다. 엔진의 출력은 100마력, 실린더 용량은 2.44리터입니다. 엔진에는 실린더당 2개의 밸브가 있습니다. 이 모터에 대한 리뷰는 무엇을 말합니까? 소유자는 이 엔진이 하중을 견디기가 어렵다는 점에 주목합니다. ZMZ-402는 상업용 차량용이 아닙니다. 이것은 낮은 토크를 생성하는 여객 엔진입니다.

다른 단점 중에서도 소유자는 과열 위험이 높다는 점에 주목합니다. 엔진이 지속적으로 부하에 노출되기 때문에 블록과 헤드가 가열됩니다. 모터의 수명은 짧습니다(약 15만km). 엔진에는 정기적인 튜닝과 기화기 청소도 필요합니다. 장점으로는 ZMZ-402의 디자인이 매우 단순하고 수리 가능성이 매우 높다는 점입니다. 이 엔진을 정밀 검사하는 데 드는 비용은 최신 아날로그 엔진보다 훨씬 낮습니다. 연료 소비 측면에서 이 장치가 가장 탐욕스럽습니다. 402 엔진의 효율성에 관한 주제는 소련 볼가 시대부터 자동차 운전자들에게 친숙했습니다. 적재된 GAZelle은 도시에서 100km당 최소 19리터를 소비합니다. 겨울에는 이 수치가 22에 도달할 수 있습니다. HBO가 설치된 경우에만 이러한 장비를 사용하는 것이 합리적입니다.

ZMZ-406

2.3리터 용량의 이 엔진은 145마력의 출력을 발휘합니다. 이것은 16밸브 타이밍 메커니즘을 갖춘 새로운 장치 라인입니다. 그러나 타이밍 메커니즘은 여전히 체인에 의해 구동됩니다. 엔진에는 기화기 동력 시스템이 있지만 토크가 높아 상용차에 매우 중요합니다. 주요 장점은 더 높은 서비스 수명과 전력입니다.

GAZelle에는 어떤 엔진이 더 좋습니까? 이 질문에 답하려면 406 엔진의 부정적인 측면을 강조해야 합니다. 단점 중 리뷰에서는 타이밍 장치의 복잡성에 주목합니다. 우선, 이 요소는 시간이 지남에 따라 늘어나서 10만 개에 교체가 필요합니다. 디자인은 또한 구식 피스톤 링 디자인을 사용합니다. 이로 인해 오일 소비와 높은 연료 소비가 관찰됩니다. 이 엔진을 장착한 GAZelle은 작동 모드에 따라 약 15-20리터를 소비합니다.

ZMZ-405

이것은 406 엔진을 기반으로 제작된 더욱 발전된 장치입니다. 보다 현대적인 주사 주입 방식이 있습니다. 2.5리터의 부피로 152마력의 출력을 발휘합니다. 피스톤 그룹도 디자인이 변경되었습니다. 이것은 가속 중에 강하게 느껴집니다.

리뷰에 따르면 406보다 훨씬 더 쾌활합니다. 이 장치는 또한 좀 더 적당한 "식욕"을 가지고 있습니다. 100km를 주행하는 데 16~18리터의 연료가 소비됩니다. GAZelle은 부스 높이(풍량)가 다르고 다양한 톤수의 화물을 운송할 수 있으므로 이 매개변수가 다를 수 있다는 점을 고려해 볼 가치가 있습니다.

무엇이 개선되었나요?

GAZelle에 가장 적합한 엔진에 대한 질문에 답할 때 이 장치의 기술적 수정을 고려해 볼 가치가 있습니다. 이 모터에는 약간의 디자인 변경이 이루어졌습니다. 따라서 엔지니어들은 실린더 헤드를 수정하여 유휴 시스템의 채널을 제거했습니다. 실린더 헤드의 무게는 1.3kg 감소했습니다. 406번째 엔진에 비석면 실린더 헤드 개스킷이 사용된 경우 405번째 엔진에는 2층 금속 부품이 있습니다. 이는 냉각 시스템 채널, 윤활 및 가스 조인트를 더 효과적으로 밀봉합니다. 따라서 엔지니어들은 중요한 영역에서 최상의 연결 밀봉을 달성할 수 있었습니다. 그건 그렇고, 이 엔진은 Euro-3 요구 사항을 공식적으로 충족한 최초의 엔진이었습니다.

결과는 무엇입니까?

그렇다면 402 또는 406 중 어떤 엔진이 더 좋습니까? 첫 번째 엔진을 장착한 GAZelle은 속도가 매우 낮고 하중을 거의 견딜 수 없습니다. 이로 인해 엔진이 과열되고 오일이 소모됩니다. GAZelle에는 어떤 엔진이 더 좋습니까? 406 엔진의 경우 402와 405 사이의 탁월한 대안입니다. 이 엔진을 사용하는 GAZelles의 비용은 분사 장치를 사용하는 것보다 훨씬 낮습니다. 동시에 406번째 엔진은 현대적인 16밸브 타이밍 메커니즘과 엄청난 튜닝 잠재력을 갖추고 있습니다. 원하는 경우 피스톤 그룹을 Ulyanovsk 그룹으로 교체하여 부스트할 수 있습니다. 이 엔진의 가장 큰 단점은 기화기입니다. 이제 이를 설정하는 데 관련된 전문가는 거의 없습니다. 그러나 기화기는 지속적인 유지 관리와 조정이 필요합니다.

GAZelle의 경우 405 또는 406 중 어느 엔진이 더 나은지 고려하면 확실한 리더는 ZMZ-405가 될 것입니다. 이 엔진에는 연료 분사 장치가 장착되어 있어 이전의 단점이 없으며 유지 관리가 덜 필요합니다. 이 엔진은 연료 소비가 적고 토크가 높습니다. 405 엔진은 부동액을 적시에 교체하고 서비스 수명이 길면 과열되지 않습니다. 실습에 따르면 이 엔진은 정밀 검사 전 30만 킬로미터 동안 지속됩니다. 그러나 이 엔진을 사용하는 GAZelles의 비용은 훨씬 높습니다. 이것이 아마도 이 엔진의 유일한 단점일 것입니다. 그렇지 않으면 ZMZ-405는 가솔린 장치 라인의 선두 주자입니다. GAZelle에 어떤 엔진을 장착하는 것이 더 좋은지에 대한 질문이 있다면 확실히 405번째 엔진입니다. 이것은 이 자동차에 설치된 것 중 가장 안정적이고 내구성이 뛰어난 동력 장치입니다.

그래서 우리는 GAZelle에 어떤 엔진이 더 좋은지 알아냈습니다.

SUV에 가스 장비를 설치할 때의 모든 장단점

걷잡을 수 없이 치솟는 휘발유 가격과 SUV 엔진의 엄청난 식욕이 더해져 종종 소유자는 자동차를 휘발유 "다이어트"로 전환하는 것을 고려하게 됩니다. 한편으로는 가스 장비를 설치하는 데 한 번 돈을 쓰고 라이딩의 즐거움을 위해 단돈 몇 푼도 지불하고 싶은 유혹이 있습니다. 그러나 알려진 바와 같이 달성된 결과에는 양면이 있습니다. 그렇다면 대체 식품 시스템의 장점과 단점은 무엇입니까?

성질과 기원이 다른 두 가지 가스가 자동차 연료로 사용됩니다. 화학식 CH 4를 갖는 메탄과 C 2 H 8 및 C 4 H 10을 혼합하여 얻은 프로판-부탄입니다. 메탄은 도시로 유입되는 동일한 가스입니다. 파이프를 통한 아파트. 프로판-부탄 혼합물은 석유 정제 과정에서 얻어지는 액화 가스입니다. 후자는 여름 거주자와 관광객에게 잘 알려져 있으며 0.5 ~ 50 리터 용량의 실린더로 판매됩니다.

프로판-부탄

두 경우 모두 엔진에 가스를 공급하는 기본 방식이 유사하다는 사실에도 불구하고 메탄과 프로판-부탄에 필요한 장비는 완전히 다릅니다. 상대적으로 높은 밀도(공기보다 1.5-2배 더 무겁다)와 가장 중요한 것은 석유가스의 상대적으로 높은 끓는점 덕분에 석유가스를 액체 형태로 저장할 수 있으며 그 위의 여유 공간은 포화 증기로 채워집니다. 액상의 밀도가 높기 때문에 작은 부피에 많은 양의 연료를 담을 수 있습니다. 가스가 소모됨에 따라 실린더 내의 압력은 감소하고 결과적으로 다시 증발이 일어나 압력이 증가하며, 엔진 작동 중에는 이 두 과정이 거의 동시에 연속적으로 일어나기 때문에 실린더 내부의 압력은 거의 변하지 않고 유지됩니다. 완전히 비어 있습니다. 압력은 주로 주변 온도에 따라 달라집니다. 따라서 프로판-부탄으로 채워진 실린더의 0°C에서는 0.7atm에 불과하고, 20°C~3~4atm에서는 50°C에서는 16atm에 가까워지며 이는 실린더의 한계값에 매우 가깝습니다. 가장 흔한 브랜드 중. 그런데 더운 날에는 주유 차량을 그늘에 주차하는 것이 더 좋은 이유도 바로 여기에 있습니다. 물론, 가스화된 차량이 과열되어도 폭발하지 않습니다. 과잉 압력 완화 밸브가 작동하고 가스가 점차 대기 중으로 빠져나갑니다. 하지만 이것은 밸브가 있는 경우에만 해당됩니다... 사실 값싼 장비에는 설치되지 않는 경우가 많으며 과열되면 실린더가 터질 수 있습니다. 주유할 때 이 속성을 기억해야 합니다. 실린더는 액체상의 부피 증가를 보상하기 위해 증기 쿠션이 남아 있도록 80-90%까지 채워야 합니다.

자동차를 프로판-부탄으로 전환할 때 엔진이 이중 연료가 되는 것이 일반적입니다. 작동 중에 휘발유를 사용할 필요성을 완전히 없앨 수 없기 때문입니다. 추운 날씨에 엔진을 시동하고 예열하려면 최소한 기존 연료를 사용해야 합니다. 가스가 액상에서 전환되는 동안 크게 냉각되고 기어박스를 엔진 냉각수로 가열해야 하기 때문입니다. 부동액 자체가 차가우면 감속기의 가스 온도가 40°C 이하로 떨어져서 얼어버릴 수 있습니다! 따라서 가스 장비에 대한 모든 지침에서는 주변 온도가 +10°C 이상인 경우에만 프로판-부탄으로 엔진을 시동할 것을 권장합니다. 그러나 현대 전자 시스템은 온도를 제어하고 다양한 유형의 연료 공급을 자동으로 전환합니다.

메탄

메탄은 석유가스와 달리 공기보다 1.6배 가벼우며, 누출 시 빠르게 증발해 사용 안전성이 크게 높아진다. 가연성 한계(표 1 참조)를 보면 폭발 시 프로판-부탄보다 2.5배 더 많은 양이 축적되어야 한다는 것이 분명합니다. 그러나 끓는점이 낮기 때문에 메탄을 자동차에 사용하기 위한 액체 상태로 변환하는 것은 불가능하므로 메탄 시스템의 작동 압력은 200atm이다. 결과적으로 이는 설계에 큰 안전 여유를 도입하게 되며 이는 무게와 가격 모두에 영향을 미칩니다. 예를 들어, UAZ를 위한 가장 간단한 메탄 장비 세트의 비용은 현재 약 50,000루블인 반면, 이 자동차의 가장 간단한 프로판-부탄 세트는 6,000루블입니다. 또한 파워 리저브가 심각하게 감소합니다. 실린더에 들어가는 가스 물질이 훨씬 적습니다. 액체보다 . 한 번의 리필로 마일리지를 늘리기 위해 메탄 시스템은 일반적으로 세 가지 크기로 제공되는 여러 개의 실린더를 사용합니다. 가장 큰 것(트럭과 버스용)은 SUV에 배치하는 것이 거의 불가능하며, 총 중량이 150kg인 5개의 "승객" 실린더를 사용하면 UAZ를 단 300km만 운전할 수 있습니다. , 3단 기어박스는 단순히 메탄 라인의 압력을 200기압에서 1기압으로 낮추고 증발이 발생하지 않습니다. 그 결과 추운 날씨에는 가솔린 엔진보다 메탄 엔진이 훨씬 쉽게 시동됩니다! 또한 천연가스는 휘발유, 디젤 연료뿐만 아니라 프로판-부탄에 비해 훨씬 저렴합니다. 우리나라에서는 메탄 비용이 입방 미터당 4.5 ~ 7 루블입니다. 더욱이, 메탄 1입방미터는 휘발유 1.18리터, 프로판-부탄 1.41리터와 대략 "동일"합니다.

* 휘발유는 수많은 성분으로 구성되어 있으며, 그 화학식은 의미가 없습니다. 조건부, 평균만 가능합니다.
** +150C 및 대기압에서
*** 기체 상태

주유소

지난 세기 80년대에는 석유를 대체 연료로 대체하는 것이 국가 경제의 중요한 과제로 선언되었고, 메탄 방향은 자동차 운송 분야에서 가장 유망한 방향으로 선언되었습니다. 그 결과, 1993년까지 러시아의 대도시와 모든 연방 고속도로를 따라 368개의 자동차 가스 충전 압축기 스테이션이 건설되었습니다. 모스크바에는 그 중 10개가 있으며 모두 모스크바 순환 도로에 위치하고 있으며 고속도로에서 CNG 충전소 사이의 거리는 거의 250km를 넘지 않습니다. 이를 통해 어느 방향으로든 장거리 여행을 안전하게 이동할 수 있습니다. 하지만 명심하세요. 압축기 스테이션이 고속도로 바로 옆에 있는 경우는 거의 없으며, 연료를 보급하려면 일반적으로 짧은 우회로를 거쳐야 합니다. 그러나 모든 CNG 충전소는 주요 가스 파이프라인의 분기점에 구축되어 있기 때문에 특정 충전소의 청소 및 건조 시스템이 충분히 효율적으로 작동하지 않는 드문 경우를 제외하고는 연료 품질이 안정적입니다. 그러나 여행을 계획할 때 주요 고속도로에서 멀리 떨어진 곳에 천연가스 연료를 공급할 것을 기대해서는 안 됩니다. 거기에는 압축기 스테이션이 없습니다.

연방 고속도로에서 멀리 떨어진 곳에 자동차에 프로판 부탄을 채우는 것이 가능합니다. 석유가스는 탱크에 저장되어 운송되며, 전국에 프로판 주유소가 많이 건설되어 있기 때문입니다. 그러나 여기서는 표준 이하가 되는 것이 더 쉽습니다(휘발유와 동일한 확률로). 첫째, 프로판-부탄은 "겨울"과 "여름" 유형이 있습니다. 끓는점의 차이로 인해 가스의 두 성분이 서로 다른 비율로 혼합됩니다. 일반적으로 디젤 연료와 마찬가지로 여기에서도 계절적 중단이 가능합니다. 또한, 때때로 가스 운반선의 탱크에서 수분(종종 메탄 혼합물)이 발견됩니다.

블라디슬라프 루크쇼
NAMI 가스엔진사업부장

모든 것이 중요합니다

장비 작동의 관점에서 볼 때 메탄과 프로판-부탄은 유사하며 시스템 요소도 동일합니다. 모든 차이점은 세부 사항과 설정에 있습니다. 우리에게는 메탄 장비가 더 적합합니다. 프로판-부탄보다 비싸다는 사실에도 불구하고(장비 가격의 주요 부분은 실린더 가격임) 결과적으로 상당한 비용 절감이 가능합니다. 장비를 설치할 때 특정 차량과 엔진에 적합한지 여부가 매우 중요합니다. 모든 것이 중요합니다. 믹서, 도징 요소의 구성을 통해 실린더가 올바르게 설치되고 조여지며 캐빈 주위에 매달리지 않도록 해야 합니다. 물론 어떻게든 설정하면 자동차가 운전하게 됩니다. 그러나 1.5리터 엔진용 키트에서는 3리터 엔진이 그 기능을 실현할 수 없습니다. 장비는 그가 이것을 하는 것을 허용하지 않을 것입니다.

국산차의 경우 모든 엔진에 대한 키트가 있습니다. 매개 변수가 유사하면 외국 자동차에 동일한 장비를 설치할 수 있습니다. 하지만 안타깝게도 수입 SUV의 대형 엔진에는 아무것도 없습니다. 러시아에서 가장 큰 여객 엔진의 부피는 2.5리터에 불과합니다. 부피가 큰 트럭 엔진은 리터 출력이 적습니다. 우리는 GAZ 4.6 리터 엔진에서 100 마리가 넘는 "말"을 얻는 반면, 이 볼륨의 수입 SUV는 약 300 마리를 얻습니다. 가스 소비는 변위뿐만 아니라 전력에 의해서도 결정됩니다. 여기의 특성은 다르며 당사 장비에서는 이 모터가 최대 출력을 발휘하지 못합니다. 엔진이 최대 1/4 부하되는 고속도로의 경우 가능성이 충분할 것이라고 가정해 보겠습니다. 그러나 급격히 가속해야 하는 경우 엔진은 이러한 작업에 대처하지 못합니다. 장비는 전체 작동 범위에 걸쳐 정상적인 엔진 성능을 보장해야 합니다. 저속에서는 작동하지 않지만 고속에서는 작동하지 않습니다. 자동차의 가스통 위치는 SUV의 경우 트렁크에만 설치할 수 있습니다.

엔진 상태

엔진을 가스로 변환하면 엔진이 가솔린과 다른 조건에서 작동하게 됩니다. 한편으로는 분명한 장점이 있습니다. 프로판-부탄 혼합물의 옥탄가는 어떤 경우에도 100을 초과하는 반면, 메탄의 경우 옥탄가는 심지어 117입니다! 결과적으로, 가스는 폭발하는 경향이 최소화되어 피스톤 그룹에 가해지는 부하가 줄어듭니다. 또한, 가스 연소는 액체 연료에 비해 더욱 완전해지기 때문에 탄소 형성을 줄이고 배기가스 독성을 줄입니다. 또한 가스는 냉간 시동 중에 실린더 벽에서 오일을 씻어 내지 않으며 금속 노화 촉매인 불순물을 포함하지 않습니다. 그러나 반면에 가스 혼합물의 연소는 더 느리게 발생하여 밸브와 시트의 열 부하가 증가합니다. 또한 장비를 잘못 선택, 설치 및 조정하면 이 기능이 악화되어 일반적으로 심각한 결과를 초래합니다. 따라서 엔진 출력을 낮추도록 설계된 기어박스를 자동차에 설치하면 필요한 양의 연료를 공급할 수 없습니다. 결과적으로 엔진은 출력 손실뿐만 아니라 밸브 소진으로 인한 희박 혼합물로 작동하게 됩니다!

또 다른 점은 가스가 휘발유보다 느리게 연소되므로 점화 시기를 늘려야 한다는 것입니다. 이것이 완료되지 않으면 피스톤이 이미 위로 움직일 때 혼합물이 계속 연소됩니다. 결과적으로, 엔진의 열효율이 감소할 뿐만 아니라, 뜨거운 가스에 의한 과열로 인해 피스톤과 밸브도 파손됩니다. 따라서 시스템에는 점화 모드 교정기가 필요합니다. 그리고 최신 세대의 전자 시스템에서 점화가 자동으로 조정된다면 저렴한 기계 시스템에서는 변경된 혼합물의 연소 조건에 따른 점화 시기 조정의 정확성이 매우 중요합니다.

그건 그렇고, 가솔린 엔진을 메탄으로 변환하기위한 최초의 소련 지침에서는 압축비를 높이기 위해 실린더 헤드를 연삭하도록 규정했습니다. 이는 72-76 가솔린을 소비하도록 설계된 엔진의 작동을 최적화하기 위해 수행되었습니다. 이론적으로 이는 저옥탄가솔린으로 작동하는 모든 엔진에 유용합니다. 그러나 이 절차는 이미 비용이 많이 드는 "가스화" 작업을 더욱 비싸게 만듭니다.

자동차를 가스로 전환한 후 때로는 두 밸브가 모두 열리는 순간(단계가 겹치는 순간) 흡기 매니폴드에서 연료-공기 혼합물이 점화되는 소위 "역 팝"이라는 또 다른 불쾌한 현상이 발생합니다. 그러나 가스연료는 그것과 아무런 관련이 없으며, 휘발유의 연소성 때문에 눈에 보이지 않는 문제점만 드러냈다. 일반 가솔린 엔진에서도 팝핑이 발생할 수 있지만 발생 빈도는 훨씬 낮고 일반적으로 치명적인 결과는 없습니다. 현상의 원인은 점화 시스템이나 타이밍 시스템의 오작동에 있습니다. 역화에 가장 취약한 것은 레버 다이어프램 가스 장비가 장착된 분배기가 없는 트윈 스파크 점화 시스템을 갖춘 분사 엔진입니다.

아버지와 아들

1877년 독일 발명가 니콜라우스 아우구스트 오토(Nikolaus August Otto)가 만든 최초의 기능성 4행정 엔진은 가스로 작동했습니다. 그러나 특히 작고 가벼운 실린더가 부족하여 가스는 오랫동안 자동차에 실용화되지 못했습니다. 어느 정도 가스 실린더 자동차의 프로토타입은 1차 세계 대전 중에 등장하여 2차 세계 대전 중에 최고조에 달했고 마침내 60년대 초반에야 현장에서 사라진 가스 생성 자동차로 간주될 수 있습니다. 그들은 고체 연료를 연구했습니다. 물론 기화기에 덩어리를 붙이거나 실린더에 밀어 넣는 사람은 아무도 없습니다. 객실 뒤에는 두 개의 수직 금속 기둥이 있습니다. 그 중 한 곳에서는 거리 공기가 나무를 태워 배출구에서 가연성 가스로 변하게 되었습니다. 그런 다음 냉각, 청소를 거쳐 다른 컬럼에 위치한 복잡한 필터를 통과하고 기화기 대신 설치된 믹서에 들어갑니다. 전쟁 기간 동안 휘발유가 급격히 부족하여이 기계는 매우 유용한 것으로 판명되었지만 엔진 시동에 걸리는 시간, 발전기 세트 서비스의 어려움 및 화재 안전과 같은 단점도있었습니다.

가스 연료가 자동차 운전자들 사이에서 점차적으로 사용되기 시작한 것은 20세기 후반이 되어서였습니다. 시간이 지남에 따라 시스템은 개선되었지만 장비의 기본 작동 원리는 동일하게 유지되었습니다. 필터를 통해 고압 라인을 따라 실린더에서 가스가 감속기로 들어가며, 그 목적은 압력을 대기압에 가깝게 낮추는 것입니다. 프로판-부탄의 경우 2단계 감속기가 사용되며, 메탄의 경우 3단계 또는 별도의 고압 감속기가 있는 2단계 감속기가 사용됩니다. 감속기에서 가스는 연료 공급을 조절하는 디스펜서의 저압 라인으로 들어갑니다. 그리고 차이점이 시작됩니다. 1세대 장치는 순전히 기화기 차량용 기계 시스템입니다. 기화기와 마찬가지로 흡기 매니폴드의 진공을 사용하여 연료를 흡입하는 원리를 기반으로 합니다. 2세대는 촉매 변환기를 갖춘 분사 엔진용으로 설계된 기계 시스템입니다. 산소 센서로부터 피드백을 받는 전자 계량 장치가 장착되어 있습니다. 3세대는 전자 프로세서로 제어되는 디스펜서-분배기로 구별됩니다. 가스는 가스 라인의 과도한 압력으로 작동하는 기계식 노즐을 통해 공급됩니다. 이 유형의 장비는 동기식 분산 가스 주입을 수행합니다. 4세대는 순차적 분산 주입을 제공합니다. 이 시스템에는 흡기 밸브 바로 옆 흡기 매니폴드에 위치한 고급 "브레인"과 전자기 인젝터가 장착되어 있습니다. 세대가 거듭될수록 시스템은 더욱 복잡해지고 비용도 높아졌습니다. 이러한 합병증은 연료 소비를 줄이고 궁극적으로 전력 손실을 줄이기 위해 연료를 보다 정확하게 측정할 수 있도록 고안되었습니다.

힘과 충격

가스를 사용하면 엔진 출력이 감소한다고 믿어집니다. 포장 도로 밖에서 작동하는 SUV의 경우 이는 물론 손실이 크지 않는 한 기존 연료를 계속 사용하는 매우 좋은 이유입니다. 그녀는 정말 어떤가요? 실습에 따르면 가장 간단한 가스 시스템을 갖춘 기화기 기계에서 격차가 가장 두드러집니다. 사실 휘발유와 가스는 흡입관에서 공기와 다른 비율로 혼합됩니다. 이 때문에 프로판-부탄, 특히 메탄을 사용하여 작업할 때 칼로리가 낮은 가연성 혼합물이 연소실로 들어갑니다. 결과적으로 첫 번째 경우 전력은 5~7% 감소하고 두 번째 경우 18~20% 감소합니다(분산 전자 주입을 사용하는 최신 시스템에서는 전력 손실이 절반입니다). 그리고 고속도로에서 최대 출력의 20% 손실이 실제로 눈에 띄지 않는다면 오프로드에서는 완전히 다른 문제입니다. 특히 토크의 파생물인 출력이 후자의 감소로 인해 감소하기 때문입니다. . 메탄으로 전환해도 토크 특성의 형태는 변하지 않습니다. 즉, 엔진 작동 범위 중 가장 중요한 오프로드 영역인 저속 영역에서 토크가 손실됩니다.

반면 SUV에 가스통을 올려놓으면 흔들리거나 뛰어오르거나 지면에 충격이 가해질 수 있다는 두려움은 근거가 없다. 가스 실린더 시스템을 설계할 때 엔지니어는 먼저 안전을 생각합니다. 인증 과정에서 모든 새 실린더는 총에 맞아 폭발할 정도로 엄격한 테스트를 거칩니다. 표준에 따르면 실린더는 사고 발생 시 다른 차량과의 충돌을 견뎌야 하며, 서스펜션이 파손되거나 후면 오버행이 땅에 부딪히는 것뿐만 아니라 이를 견뎌야 합니다. 가스통 벽의 두께는 가스탱크보다 몇 배 더 두껍고, 경량 실린더라도 알루미늄이나 강철 캡슐에 합성수지를 함침시킨 유리섬유를 반복해서 감은 구조다. 중요한 것은 자동차에 강력하고 견고하게 장착된다는 것입니다.

디젤 각도

자동차를 휘발유로 바꾸는 것에 대해 이야기할 때 우리는 일반적으로 휘발유로 작동하는 엔진을 생각합니다. 그러나 디젤 엔진에는 가스(메탄) 장비도 장착되어 있습니다. 사실 승용차 SUV에 장착하는 것은 불가능할 것 같습니다. 이 유형의 장비는 디젤 대형 트럭용으로 설계되었습니다. 디젤을 가스로 전환하는 데는 두 가지 옵션이 있습니다. 첫 번째 경우에는 엔진을 가스 동력 시스템으로 간단히 개조할 수 있습니다. 시동은 디젤 연료로 이루어지며 이로 인해 유휴 속도도 유지되지만 추가 인젝터 세트를 통해 실린더에 직접 가스를 분사하기 때문에 속도가 더욱 증가합니다. 결과적으로 휘발유로 작동할 때 엔진 출력은 감소할 뿐만 아니라 증가할 수도 있습니다. 이 경우에도 디젤 연료가 여전히 엔진에 유입됩니다. 메탄은 압축으로 인해 점화될 수 없으며 파일럿 용량의 디젤 연료가 필요합니다. 고속에서 액체 연료가 부족하면 인젝터 냉각에 영향을 미칩니다. 다른 모든 측면에서 여기의 가스 공급 시스템은 가솔린 엔진과 동일합니다. 또 다른 옵션으로는 디젤 엔진을 가스 엔진으로 완전히 전환해 압축비를 낮추고 스파크 점화 시스템을 설치하는 것이다. 엔진은 디젤 연료로 영원히 작동을 멈추고 가솔린은 예비 연료로 사용됩니다.

결과

엄밀히 말하면 SUV, 승용차, 트럭 등에 가스 장비를 설치하는 것에는 근본적인 차이가 없습니다. 모든 4행정 내연기관은 동일한 작동 원리로 제작되었습니다. 적절한 장비 모델을 선택하는 것만 중요합니다. 우선 이것은 기어 박스에 관한 것입니다. SUV 소유자의 경우 시장 공급이 항상 수요에 반응하고 시장 조사에 따르면 가스 장비가 1.5-2 리터 엔진과 최대 150– 170마력. "대형" 엔진의 공급은 극도로 제한되어 있으며 이를 위한 메탄 장비를 찾는 것이 거의 불가능합니다. 소형 엔진을 장착한 SUV 소유자에게는 더 쉽지만 선택의 폭이 넓어 무엇을 설치해야 할지 고민하게 됩니다. 메탄은 가격이 매우 매력적이지만 가장 단순한 장비라도 비용이 너무 많이 들기 때문에 가장 발전된 프로판 시스템은 예산이 적당해 보일 것입니다. 또한 주유소의 열악한 지형과 심각한 탑재량 감소... 그러나 실린더 배치 문제는 모든 가스 연료와 관련이 있으며 엔진 출력 감소도 있습니다. 그러므로 가스가 스포츠에 적합하지 않다는 것은 명백합니다. 다른 모든 사람들과 마찬가지로 우리는 가스가 타협이라는 점을 즉시 이해하고 받아들여야 합니다. 게다가 오프로드에서 힘이 부족할 경우 언제든지 가솔린으로 전환할 수 있는데...

진실의 기준

휘발유로 전환한 후 자동차의 행동이 어떻게 변하는지 이해하기 위해 우리는 휘발유 시스템 진화의 두 가지 극단적인 단계를 대표하는 두 대의 자동차를 테스트했습니다. 하나는 기화기 UMZ 417과 1세대 기계식 가스 공급 시스템을 갖춘 메탄 UAZ입니다. 이 시스템에서 전기로 작동하는 유일한 장치는 연료 스위치입니다. 다른 하나는 교체 가능한 노즐 덕분에 거의 모든 크기의 엔진에서 석유와 천연 가스를 모두 사용할 수 있는 전자기 분사 장치가 있는 4세대 전자 분사 장치가 장착된 프로판 Niva입니다. 인젝터는 표준 전자 제어 장치와 산소 센서의 신호를 다시 계산하고 가스 인젝터의 개방 정도와 지속 시간을 결정하는 가스 프로세서에 의해 제어됩니다.

우리는 휘발유와 휘발유로 달릴 때 엔진 출력의 차이를 실제적으로 표현하는 데 주로 관심이 있었습니다. 이러한 차이를 느껴보기 위해 두 모드 모두에서 두 자동차 엔진의 최대 속도와 탄력성을 측정했습니다. 예약할 가치가 있습니다. 테스트 결과는 가스 실린더 장비의 특성 발현에 대한 대략적인 그림만을 제공합니다. 각각의 특정 경우에, 다양한 유형의 연료를 사용하는 차량의 동력계 성능은 시스템 설정 및 장비 상태에 따라 달라집니다. 우리는 테스트를 시작하자마자 후자를 확신했습니다. 두 기계 모두 동일한 속성의 기술적 단점이 있는 것으로 밝혀졌습니다. UAZ는 메탄으로만 작동하며 기화기는 휘발유의 "맛"을 잊어버렸습니다(실험의 순도를 위해 새로운 K-151을 구입하여 설치했습니다). 반면 Niva는 스포츠 매우 똑똑하고 자체 조정이 가능한 인젝터로, 가스 프로세서가 휘발유 수요에 맞게 신호를 다시 계산합니다.

측정 장비를 설치하고 도로로 나가기 전에 차량의 무게를 측정했습니다. 실린더가 위치한 뒷부분으로 인해 질량이 증가했다는 사실은 누구도 놀라지 않았습니다. 그러나 프로판-부탄을 담은 가벼운 용기는 근본적으로 무게 분포에 영향을 미치지 않았습니다. 빈 자동차의 앞차축은 여전히 뒷차축보다 100kg 이상 더 많은 무게를 운반합니다. UAZ의 경우 상황은 정반대입니다. 리어 액슬이 거의 150kg 더 많습니다. 오프로드 주행에서는 빈 것이 좋은데, 차량의 운반 능력이 크게 떨어졌습니다.

최대 속도를 측정하여 모든 것이 간단하다고 판명되면 엔진 탄성 테스트를 위해 다음 방법이 선택되었습니다. UAZ는 4단에서 40km/h에서 80km/h로, Niva는 4단에서 60km/h에서 100km/h로 각각 가속할 예정이었습니다. 자동차가 주어진 속도에 도달하는 데 걸리는 시간과 이 시간 동안 이동한 거리를 측정했습니다.

UAZ부터 전력 손실이 예상되었지만 그다지 많지는 않았습니다. 게다가, 나는 가스에 대한 엔진 작동의 본질과 경주에 따른 결과의 엄청난 차이에 놀랐습니다. 산술 평균 탄력성 지표는 휘발유보다 1.8 배 낮은 것으로 나타났습니다! 그리고 최대 속도 측면에서는 메탄과 가솔린의 차이가 예상보다 약간 큰 것으로 나타났습니다. 상황을 분석한 결과, '불량 행위'의 원인을 가스 감속기에서 찾아야 한다고 판단했습니다. 설치된 장비는 매우 오래되었으며, 나이가 들면서 기어박스 멤브레인이 탄력성을 잃었을 가능성이 높습니다. 그러나 가솔린에 대한 UAZ의 작동은 화를 내거나 놀라지 않았습니다. 주행거리 차이는 30m를 넘지 않았고, '최대 속도'도 여권 수치에 가까운 것으로 나타났다. Niva의 경우 자동차는 상당히 예측 가능한 성능을 보여 일련의 경주에서 거의 변화가 없음을 보여주었습니다. 동시에 휘발유 성능 지표는 휘발유 성능 지표를 초과했지만 약간만 높았습니다. 사실, 최대 속도 값은 여권 값에 도달하지 못했습니다.

안드레이 보르주노프
UAZ 소유자

콜드 스타트 문제 없음

이 기계에는 간단한 가스 시스템이 있습니다. 여러 대의 자동차에서 작동했기 때문에 주행거리는 알 수 없습니다. UAZ는 이 키트가 설치된 다섯 번째 차량입니다. 물건은 좋고 파괴할 수 없으며 어떤 문제도 일으키지 않았습니다. 메탄 실린더(5개, 각각 약 33리터)는 직경이 매우 좋습니다. 트렁크에만 공간이 있는 프로판 실린더와 달리 뒷좌석 아래에 맞습니다. 시행착오를 거쳐 모든 것을 직접 설치했습니다. 98등급 휘발유용 블록 헤드를 접지하고 돌이킬 수 없게 완전히 메탄으로 전환했습니다.

오프로드에서는 견인력이 충분하지 않지만 시골을 통과하는 데는 충분합니다. 고속도로의 역학은 거의 중요하지 않습니다. 가장 중요한 것은 저렴한 휘발유를 얻고 최소한의 연료 비용을 지불하려는 목표가 달성되었다는 것입니다. 스스로 판단하십시오 : 약 30 입방 미터의 5 개의 실린더를 입방 미터당 7 루블로 채우는 데 210 루블이 듭니다 (모스크바에 있지만 주변 지역에서는 더 저렴합니다). 한 주유소의 파워 리저브는 최소 250km입니다. 1km의 비용은 80-90 코펙인 것으로 나타났습니다. 그리고 한 가지 더-프로판과 달리 메탄으로 냉간 시동하는 데 아무런 문제가 없었습니다.

가스 혼합물을 기반으로 한 내연 기관 생성에 대한 첫 번째 작업은 독일의 유명한 엔지니어 Otto의 지도력하에 수행되었습니다. 당시 그 기능의 기본 기반은 피스톤의 최고점에서 가연성 물질 혼합물을 강력하게 압축하는 것이었습니다.

그리고 15년 동안 지속적이고 어려운 연구 개발을 거친 후에야 엔지니어는 여전히 혁신적이고 경제적인 엔진을 조립할 수 있었습니다. 이 모델의 효율성은 15%였습니다. 이 엔진은 이미 4행정 엔진이었으며 피스톤의 4행정으로 인해 작업 사이클이 발생했습니다.

이 원리의 현대 모델 장치는 액화 프로판-부탄 또는 용광로 가스뿐만 아니라 천연 또는 관련 유형의 가스에 의해 구동됩니다. 대부분 이러한 설치에는 핵심 부품과 요소가 덜 지워지는 긍정적인 측면이 있습니다. 이는 연소 물질과 적절한 연소의 최적 조합을 얻음으로써 달성됩니다. 게다가 배기 가스에는 실제로 독성 첨가제가 포함되어 있지 않습니다.

이러한 유형의 연료를 사용하는 신세대 장치의 효율은 이미 약 42%입니다. 그들은 석유 및 가스 산업의 원료 생산에 널리 사용됩니다. 또한 가스 펌핑 시설의 구동 장치에도 사용됩니다. 최근부터 바퀴 달린 차량의 혁신이 중단되었습니다.

현대 모델과 달리 Otto의 첫 번째 엔진은 회전 수가 상당히 적고 크기가 너무 컸습니다. 샤프트 속도가 180rpm으로 증가하자마자 작동 문제가 자주 관찰되었습니다. 게다가 스풀이 너무 빨리 마모되기도 했습니다. 가스 저장 용량이 대형 탱크여서 차량에 장착하는 것이 거의 불가능했다. 그러나 다양한 전문 공장에서 널리 사용되기 시작했습니다.

가스 엔진의 작동 원리

자동차 설치용으로 설계된 가스 내연 기관용 전원 공급 시스템은 가솔린 대신 액화 가스를 사용하는 도징 시스템입니다. 구성에는 다음이 포함됩니다.

1. 다양한 모양을 가질 수 있는 연료 실린더.
2. 자동차 내부에 설치된 다양한 연료 액체로 전환합니다.
3. 감속기 증발기는 액화 연료를 가열하고 증발시키는 기능을 수행합니다.
4. 전자기 가스 밸브 - 자동차가 움직이지 않을 때 연료 흐름을 차단합니다.
5. 솔레노이드 가솔린 밸브 - 장치가 가스로 작동할 때 가솔린의 흐름을 차단합니다.
6. 장치를 다시 채우는 것.
7. 가스 누출을 방지하는 특수 밸브입니다.

이러한 장비의 작동 원리는 휘발유 설치 작동의 뉘앙스와 다르지 않습니다. 초기 단계에서 액화 가스는 연료 파이프를 통과하여 밸브 필터로 들어갑니다. 여기에서는 모든 유형의 중질 물질과 수지에 대한 예비 여과 및 정제가 이루어집니다. 그리고 가스가 깨끗할 때만 증발 감속기로 들어가서 압력이 1기압 수준으로 감소합니다. 가스가 믹서로 들어가는 특수 디스펜서가 있습니다.

주입 장치 설치에는 가솔린 밸브 설치가 제공되지 않습니다. 대신 인젝터 에뮬레이터가 사용됩니다.

가스 설치 유형

아시다시피 가스 설치에는 널리 사용되는 두 가지 유형이 있습니다.

1. 메탄(압축 가스)의 경우
2. 프로판-부탄(액화 가스)의 경우.

연료 혼합물을 축적하고 저장하는 방법만 다릅니다. 두 가지 유형의 장비에 실린더가 설치되어 있습니다. 그러나 메탄을 생성하려면 200kgf에 달하는 고압용으로 설계된 두꺼운 벽의 용기가 필요합니다. 이는 프로판-부탄용 얇은 벽을 가진 실린더보다 크며 최대 10kG의 압력용으로 설계되었습니다.

미세 조정 장비 문제는 모든 유형의 연료 혼합물과 관련이 있습니다. 모든 구성 요소의 조화로운 작동을 통해 엔진 수명을 늘릴 수 있습니다. 그러나 가스와 가솔린의 연소 매개변수에는 중요한 차이가 있습니다. 이 가스는 최고 옥탄가의 휘발유보다 노크에 더 강한 것으로 알려져 있습니다. 실제로 가스연료의 성능을 향상시키려면 연소실을 줄여 압축비를 높이는 것이 좋을 것이다. 그러나 그러면 엔진은 더 이상 휘발유로 정상적으로 작동할 수 없습니다.

자동차 연료 공급 시스템의 최신 개발은 가스 장비 설치에 대한 두 가지 옵션을 제공합니다.

1. 고전적인 방식에는 기화기 또는 인젝터에 가스를 직접 공급하는 것이 포함됩니다.
2. 순차 회로를 사용하면 가솔린 동력 장치와 평행한 높이에 위치한 인젝터에 연료를 공급할 수 있습니다.

첫 번째 공급 원칙은 더 경제적이기 때문에 인기가 있습니다. 장점은 자동차에 쉽게 설치할 수 있다는 것입니다. 사실, 한 가지 중요한 뉘앙스가 있습니다. 다양한 유형의 연료 소비 모드 간 전환 중에 혼합물의 품질이 만족스럽지 않습니다. 결과적으로 일부 엔진 부품은 빠르게 마모됩니다. 따라서 전문가들은 순차 방식이 비록 비용은 더 들지만 최고 품질의 가스 연료 공급이 특징이라고 주장합니다.

자동차에 가스 장비를 설치할 때의 장점:

1. 가스 엔진을 직접 설치할 수 있습니다. 전혀 어렵지 않습니다. 이 설치물을 자동차에 직접 조립하기만 하면 됩니다.
2. 더 저렴한 유형의 연료로 비용을 절약합니다.
3. 높은 옥탄가를 기준으로 원하는 품질.
4. 상대적 환경 친화성 - 처리된 가스의 배출에는 독성 물질이 포함되어 있지 않습니다.
5. 엔진 출력 및 작동 품질이 향상됩니다.
6. 가스를 연소 혼합물로 사용하면 동력 장치의 자원이 증가합니다.

뉘앙스:

1. 자동차의 가속 역학이 감소합니다.
2. 가스 분배 메커니즘의 밸브는 부하가 증가합니다.
3. 가스 설치 공간이 크고 공간을 많이 차지합니다.
4. 추운 계절에는 운전자가 장비를 시동하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다.
5. 가스 장비는 수동으로 설치할 수 있으며 차량의 공장 연료 시스템에 추가로 연결할 수 있습니다. 시장에서 종종 구입합니다. 그리고 특정 전원 장치 모델의 경우 적절한 유형의 장비를 선택해야 합니다.

밸브, 증발기 등 추가 부품이 포함된 연료 용기가 "스페어 타이어"를 대신합니다.

그런 다음 외부 충전 용기를 설치해야 합니다. 구멍은 몸체 바깥쪽에 위치해야 합니다. 그 후 엔진에 가스 누출 방지 밸브를 설치해 가스를 켰을 때 휘발유를 차단한다. 그리고 차 안에는 휘발유-가스 스위치가 있습니다. 모터의 전통적인 설계에 대한 지식이 의심스러우면 가스 장비를 모터에 연결할 위험이 없으며 전문 회사에 문의하는 것이 좋습니다.

GAZ(Gorky Automobile Plant)는 러시아의 자동차 제조 회사입니다. 본사 - 니즈니 노브고로드에 있습니다. 자동차, 트럭, 미니버스, 특수 장비 및 동력 장치를 생산하는 러시아 최대 자동차 제조 기업 중 하나입니다. 카탈로그에는 다음 GAZ 모델용 엔진이 포함되어 있습니다. 24 Volga | 3102 볼가 | 31029 볼가 | 3110 볼가 | 31105 볼가 | 3111 볼가 | 가젤 | 검정색.

ZMZ-406은 Zavolzhsky Motor Plant OJSC에서 생산하는 직렬 4기통 16밸브 가솔린 자동차 내연기관 라인입니다. ZMZ-406 엔진은 원래 유망한 GAZ-3105 모델에 설치하도록 설계되었습니다. 첫 번째 엔진 프로토타입은 1993년에 등장했고, 1996년에 소규모 조립이 시작되었으며, 1997년에 주 조립 라인에 들어갔습니다.

ZMZ-402 엔진은 작동이 소박하고 유지 관리가 매우 쉽습니다. 이들은 가솔린, 기화기, 4기통 직렬 엔진입니다. 주로 Volga 및 Gazelle 자동차에 설치되었습니다. 생산 기간 동안 6,125,136개의 엔진 사본이 생산되었습니다.

UMZ-421 엔진은 신뢰성 있고 간단한 엔진으로 자리잡은 417 엔진을 대체했습니다. 421은 얇은 주철 벽이 있는 건식 라이너가 채워진 알루미늄 프레임의 독창적인 디자인을 사용합니다. 이를 통해 챔버의 단면적을 100mm로 늘리고 실린더 사이의 크기를 116mm로 유지하는 것이 가능해졌습니다. 이 솔루션은 강성이 증가하고 작동 중 실린더가 "타원형"이 되는 경향이 감소하므로 사용 수명에 긍정적인 영향을 미쳤습니다.

작동유체에 일정한 양의 열이 공급되는 경우. 이 사이클에서 작동하는 가솔린 엔진과의 차이점은 압축비가 더 높다는 것입니다(약 17). 이는 사용된 가스가 휘발유보다 옥탄가가 더 높다는 사실로 설명됩니다.

일반적으로 운송용 내연기관의 전환은 다음과 같습니다. 가스 엔진이러한 유형의 연료에 대한 판매 가격이 낮기 때문에 소유자의 비용이 크게 절약됩니다.

가스 실린더 차량의 설계 및 작동 원리

자동차의 가스 충전 장비

기화기 믹서

자동차에서 액화 프로판-부탄 혼합물은 프레임, 버스 바닥 아래 또는 자동차 트렁크에 장착된 이음매 없는 강철(용접 이음매 없음) 실린더에 들어 있습니다. 액화 가스는 16기압의 압력을 받는 실린더 안에 들어 있습니다(실린더는 최대 압력 25기압으로 설계되었습니다).

액화 가스 실린더에는 통합 충전 밸브, 안전 밸브(예: 실린더 과열 시 고압에서 가스 배출), 저융점 합금으로 만들어진 플러그(화재 시 실린더 폭발 방지, 방출 방지)가 있습니다. 단순히 연소되도록 가스를 대기로 배출) 제어 밸브 충전(실린더는 90%만 액체상으로 채워지고 10%는 증기 쿠션이어야 함) 및 2개의 흐름 밸브 - 시동 시 증기상을 엔진으로 추출 차가운 엔진과 따뜻한 엔진에서 액체 연료를 추출합니다. 실린더에는 가스 탱크의 레벨 센서(레버의 플로트 및 가변 저항기)와 유사하게 설계된 레벨 센서가 포함되어 있습니다.

압축 천연 가스용 실린더는 프레임, 버스 내부 바닥 아래 또는 지붕에 있습니다(압축 가스는 승용차에는 사용되지 않습니다. 부피가 크고 무거운 실린더를 위한 공간이 거의 없습니다). 압축된 메탄은 최대 150기압의 압력을 받습니다. 여러 개의 실린더가 공통 라인으로 결합되고 공통 충전 밸브가 있으며 각 실린더에는 자체 밸브도 있습니다.

공통 라인의 가스는 증발기(히터)로 들어갑니다. 액체 냉각 시스템에 포함된 열교환기는 엔진을 예열한 후 가스를 75°C의 온도로 가열합니다(액화 가스 증발). 그런 다음 가스는 주 필터를 통과합니다.

그런 다음 가스는 2단계 가스 감속기로 들어가서 압력이 작동 압력으로 감소됩니다.

다음으로, 가스는 믹서로 들어갑니다 (또는 연료 장비의 설계에 따라 결정된 기화기 믹서 또는 표준 기화기 아래의 혼합 스페이서로 들어감). 믹서는 기화기와 유사하게 설계되었으며 스로틀 및 공기 밸브, 유휴 시스템, 최대 전력 작동 시스템 등이 있습니다.

엔진은 다음과 같이 나뉩니다.