XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Изначально двигатели КАМАЗ 820 оснащались электронной системой управления с блоком управления АБИТ М20. Электронный блок управления АБИТ М20 управляет подачей топлива, искрообразованием, положением дроссельной заслонки и давлением наддува исходя из показаний датчиков, приведенных на рисунке 1.

Данная схема управления характерна тем, что осуществляет фазированный впрыск газового топлива и не использует датчик детонации.

Модернизированный газовый двигатель КАМАЗ 820 с системой ECONTROL не проявляет рабочие последствия в виде детонационного горения топлива. Предположительно, таких последствий не происходит из-за другого принципа подачи топлива, что позволило приготавливать соответствующую газо-воздушную топливную смесь.

1 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 2 – узел дроссельной заслонки; 3 – датчик абсолютного давления во впускном коллекторе; 4 – датчик положения коленчатого вала; 5 – датчик температуры воздуха во впускном коллекторе; 6 – датчик положения распределительного вала (датчик фазы); 7 – форсунка газовая; 8 – свеча зажигания; 9 – датчик температуры отработавших газов; 10 – датчик температуры газа; 11 – датчик давления газа; 12 – газовый фильтр; 13 – электронная педаль управления дросселем; 14 – вентиль магистральный; 15 – ЭБУ; 16 – тройник; 17 – заправочное устройство; 18 – газовый редуктор; 19 – манометр; 20 – газовый баллон; 21 – вентиль баллона с электромагнитным клапаном; 22 – колодка диагностическая; 23 – лампа диагностики; 24 – выключатель ЭМК; 25 – замок зажигания; 26 – выключатель питания АКБ; 27 – ЭМК подогревателя; 28 – ЭМК высокого давления; 29 – регулятор подогревателя с ЭМК 30 – главное реле; 31 – реле топливное; 32 – реле включения электромагнитных клапанов баллонов без двигателя для питания подогревателя

Рисунок 1 – Схема электронного блока управления АБИТ М20

Система ECONTROL использует другой электронный блок управления и принцип смесеобразования с подачей топлива. Отличительной особенностью системы ECONTROL от предыдущей системы является то, что подача топлива осуществляется с помощью моновпрыска в измененный впускной трубопровод (рисунок 2).

Рисунок 2– Измененный впускной трубопровод системы ECONTROL

Также с этой системой стал применяться датчик детонации (рисунок 3).

Рисунок 3 – Расположение датчика детонации

Что касается газобаллонного оборудования автомобиля, то запорно-предохранительная, контрольная, соединительная арматура и газовые баллоны остаются. Газовый редуктор заменяется на моноблок, который монтируется в развале блока цилиндров двигателя (рисунок 4).

Рисунок 4 – Моноблок системы ECONTROL

Моноблок выполняет функции электромагнитного клапана газа (запирает магистраль, когда в подаче газа нет необходимости), редуктора (снижает давление газа), дозатора (устанавливает расход газа в соответствии с расходом воздуха). Моноблок осуществляет подачу газа на смеситель, который устанавливается в изменённом впускном коллекторе до дроссельного узла вместо электромагнитных газовых дозаторов (рисунок 5).

Рисунок 5 – Газовый смеситель и дроссельный узел системы ECONTROL

Для системы подогрева при пуске холодного двигателя используется штатный редуктор (рисунок 6).

Рисунок 6 – Штатный газовый редуктор системы подогрева

Для оборудования стандартного газового двигателя КАМАЗ 820 системой ECONTROL, необходимо демонтировать с него электронный блок управления, газовые дозаторы, датчик абсолютного давления, газовый редуктор, узел дроссельной заслонки. Все данные элементы необходимо заменить на элементы системы ECONTROL. В таблице 1 приведен весь список заменяемых элементов.

Таблица 1 – Список основных заменяемых элементов при установке системы ECONTROL

Наименование	Количество
Газовый фильтр в сборе с датчиком давления газа	1 шт
Датчик абсолютного давления	1 шт
Дозатор газа (форсунка) «РМЗ РариТЭК»	8 шт
Газовый редуктор Landi Renzo	1 шт
ЭБУ М20.21	1 шт
Газовый коллектор в сборе левый	1 шт
Газовый коллектор в сборе правый	1 шт
Узел дроссельной заслонки ЕТС 5	1 шт

Так же, если на двигателе установлены катушки зажигания 27.3705, то их необходимо заменить на катушки YUCHAI M2D00-3705061 с высоковольтными проводами J4AOO-3705070A в комплекте. Свечи зажигания необходимо заменить на M2A00-3705002A.

Газовая система питания моноподачи газа ECONTROL оптимально подошла для двигателей КАМАЗ с V-образным расположением цилиндров, обеспечила получение заявленных оптимальных характеристик и улучшила работу двигателя на всех режимах. Достигнутого результата удалось добиться за счет приготовления однородного состава газо-воздушной смеси и равномерного распределения ее по цилиндрам двигателя. Для этого был полностью изменен впускной тракт двигателя, разработана система управления работой турбонаддува и подачей воздуха, применена система контроля, регулирования и подачи газа.

Стоимость переоборудования газового двигателя КАМАЗ с системой управления АБИТ М20 в газовый с системой управления ECONTROL составляет 30000 руб. В таблице 2 приведен список элементов системы ECONTROL необходимых для установки и их стоимость.

Таблица 2 – Элементы системы ECONTROL и их стоимость

Наименование	Количество	Стоимость
Газовый фильтр «Parker»	1 шт	3000 руб
Смеситель газовый ECONTROL	1 шт	4000 руб
Моноблок системы ECONTROL	1 шт	8900 руб
Дроссельный узел	1 шт	3500 руб
ЭБУ ECONTROL	1 шт	9500 руб
Датчик детонации	2 шт	900 руб
Итого		29800 руб

В таблице 3 приведены технические характеристики газовых двигателей КАМАЗ, оборудованных системой фазированного впрыска с электронным блоком управления АБИТ М20 и системой моновпрыска ECONTROL.

Таблица 3 – Технические характеристики газовых двигателей КАМАЗ

Наименование основных параметров и размеров	Значения параметров и размеров
	820.60-260	820.61-260
1	2	3
Тип двигателя	4-х тактный с принудительным искровым зажиганием
Число и расположение цилиндров	V-8, с углом развала 900
Порядок работы цилиндров	1-5-4-2-6-3-7-8
Диаметр цилиндра и ход поршня, мм	120130
Рабочий объем цилиндров, л	11,76
Степень сжатия	11,7
Номинальная мощность, кВт (л.с.), не менее	191 (260)
Номинальная частота вращения коленвала, мин-1	2200
Частота вращения коленвала, соответствующая максимальному крутящему моменту, мин-1	1300…1500
Максимальный крутящий момент, Нм (кгсм)	1078 (110)	931 (95)
Количество клапанов в головке цилиндров	2 (впускной и выпускной)
Система наддува	Газотурбинная с двумя турбокомпрессорами и ОНВ типа «воздух-воздух» (управление давлением наддувочного воздуха осуществляется ЭБУ)
Свеча зажигания Искровой зазор между контактами, мм	BRISK Silver LR15YS или LR14YS 0,3…0,4
Микропроцессорный блок управления	АБИТ М20		ECONTROL
Катушки зажигания	27.3705		YUCHAI M2D00-3705061

Как показала эксплуатация транспортных средств с общим пробегом 1170000 км (таблица 4), система моноподачи газа ECONTROL обладает рядом преимуществ.

Таблица 4 – Пробег транспортных средств оборудованных системой ECONTROL

Первый тестовый автомобиль	188000 км
Два автобуса Нижнекамского ПАТП	145000 км
Автобус РариТЭК	28591 км
Автомобиль РариТЭК	88200 км
Два автомобиля в Астрахани	79000 км
Автомобиль «Челны-Бройлер»	64500 км
Автомобиль Ярыш	61300 км
Шесть автомобилей «Челны-Хлеб»	242000 км
Пять автомобилей в Югорске	102000 км
Два автомобиля в Екатеринбурге	52500 км
Автомобиль КАМАЗ 43118 (автокран)	5500 км
Трактор К702	600 мч

1) Система ECONTROL обеспечивает равномерную газо-воздушную смесь, лучшее перемешивание газа с воздухом и наполнение цилиндров рабочей смесью одинакового состава.

2) За счет этого улучшается работа двигателя, обеспечивается стабильное воспламенение газо-воздушной смеси, исключаются пропуски искрообразования, увеличивается ресурс системы зажигания и свечей.

3) Двигатель с системой ЕС выполняет экологические требования ЕВРО-5 и в перспективе ЕВРО-6.

4) Улучшает топливную экономичность на 15%.

5) Позволила получить широкую гамму газовых моторов по мощности и крутящему моменту аналогичную дизельным двигателям КАМАЗ.

6) Может устанавливаться на двигатель непосредственно на транспортном средстве и позволяет производить переоборудование дизельных моторов в условиях специализированного сервиса.

7) Устойчива к загрязнениям и газовому конденсату.

8) Обеспечивает длительный ресурс, высокую надежность и стабильность рабочих параметров в течение длительного периода эксплуатации.

9) Улучшает холодный пуск без подогрева до минус 30 градусов.

На одном из участков компании ООО «Газпром добыча Оренбург» уже есть опыт эксплуатации самосвала КАМАЗ 6520 оснащенного газовым двигателем КАМАЗ 820 с системой ECONTROL.

Пробег самосвала, на данный момент, составляет 90000 км, из них 70000 км машина эксплуатируется с системой ECONTROL. В течение эксплуатации двигателя с данной системой, рабочих последствий в виде детонационного горения топлива не наблюдается в течение всего пробега. Необходимо отметить, что данная система была установлена после капитального ремонта двигателя автомобиля при пробеге 20000 км, вызванного оплавлением поршней вследствие детонационного сгорания.

Список использованных источников

Батыршин, Р.Р. Автотехника ОАО «КАМАЗ» на природном газе / Р.Р. Батыршин, А.А. Гатиятов // Транспорт на альтернативном топливе. Международный научно-технический журнал. –2012. – № 1. – С. 42-43.

Лукшо, В.А. Комплексный метод повышения энергоэффективности газовых двигателей с высокой степенью сжатия и укороченными тактами впуска и выпуска: дис. …докт. техн. наук : 05.04.02 / Лукшо Владислав Анатольевич. – М., 2015. – 369 с.

Соколик А, С. Самовоспламенение, пламя и детонация в газах. АН СССР, М., 1960. 428 с.

Воинов А. Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях. М., «Машиностроение». 1977, 276.

Код для цитирования: Скопировать