Переоборудование автобусов ISUZU

Процедура переоборудования дизельных автобусов SAZ ISUZU моделей NP-21; NP-26; NP-37;  по модернизации двигателей ISUZU 4HF1 для работы на сжатом природном газе. Отчёт о испытании двигателя ISUZU 4HF1 в Южной Корее.  

 

Решение проблемы

Преобразование двигателя ISUZU 4HF1, работающего на дизельном топливе, в двигатель, работающий на газе согласно требованиям нормативным документам O’z DSt 1082:2013 и O’z DSt 35.220:2011 в соответствии со Стандартом организации – Ts 24456650-01:2013 «Дизельные автобусы SAZ ISUZU моделей NP-21; NP-26; NP-37;, переоборудованные для работы на сжатом природном газе (СПГ)». 
Пути преобразования двигателя: частичные изменения конструкции впускного патрубка, распределительного вала, которая поможет определить точную синхронизацию двигателя и установить датчик на распределительном и коленчатом валах для контроля работы двигателя, точную степень сжатия с новой конструкций поршня и головки цилиндра, установить свечи зажигания для воспламенения газа в камере сгорания.

Технические объекты

  • Система воспламенения природного газа
  • Лямбда-регулирование с обратной связью
  • Диагностические функции
  • Регулируемая скорость двигателя на холостых оборотах
  • Вспышка – определение точного момента вспышки

Детализация всей процедуры

1. Концептуальное решение

1.1. Произведена проверка двигателя ISUZU 4HF1 
- Проведено испытание  4HF1 при работе на дизельном топливе на динамометре
- Проверена работа двигателя 4HF1 на дизельном топливе
- Определены мощностные характеристики и крутящий момент на основе оборотов двигателя
 
1.2 Произведены Моделирование поршня и камеры сгорания
- Измерение размеров поршня дизеля
- Измерение размеров камеры сгорания
- Моделирование поршня и камеры сгорания
 
1.3 Расчет массы воздуха и количества топлива
- Анализ массы воздуха в дизельном двигателе на разных скоростях вращения
- Произведён расчёт массы воздуха при  работе на СПГ на разных оборотах вращения двигателя 4HF1 
- Произведён расчёт массы СПГ на разных скоростях вращения

2 Калибровка главного датчика
Калибровка – означает подбор датчика, который будет использоваться в двигателе в соответствии с требованиями работы двигателя на СПГ. Произведён расчёт физических значений показания датчиков: показания датчика по напряжению, току и сопротивлению.  

2.1 Датчик распределительного вала
- Показания углового положения распределительного вала и определение положения цилиндра №1 с помощью датчика кривошипа
- Принято решение по типу датчика: аналоговый или цифровой датчик

2.2 Корпус дроссельной заслонки
- Определены внутренние и наружные диаметры корпуса дроссельной заслонки
- Определен холостой ход двигателя

2.3 Датчик кривошипа
- Показания углового положения кривошипа и определение скорости вращения двигателя
- Определен тип датчика: аналоговый или цифровой датчик

2.4 Датчик кислорода
- Определен тип датчика: нагревательный или не нагревательного типа
- Выход: 0~1 вольт или 1~5 вольт

2.5 Датчик температуры воздуха
- Определен показатель температуры: электрического напряжения, силы тока и сопротивления
- Форма корпуса датчика для установки нового приемного патрубка
- Датчик температуры воды
- Определение выхода: электрическое напряжение, ток и сопротивление

2.6 Датчик давления воздуха
- Рассчитан и определен тип датчика

2.7 Инжекторы
- Проверена работа дизеля 4HF1 и произведён расчёт  количества горючего для каждого режима работы двигателя
- Определен тип контроля инжектора: впрыск и остановка / насыщение
- Определён расход инжектора (см³/мин или см³/ход)
 













2.8 Газовый Регулятор - Редуктор 
- Определён размер регулятора, соответствующий расходу инжектора
- Определено давление топлива на выходе регулятора 

3 Конструктивные изменения
Концепция и конструкция дизеля сильно отличаются от двигателя, работающего на газе.

1. Изменены степень сжатия. 
2. Изменены размеры поршня  
3. Метод воспламенения с установкой запальных свеч на головке цилиндров и катушке зажигания. 

Основными частями новой конструкции двигателя на газе являются: 

3.1 Приемный патрубок
- Установлены инжекторы, датчик температуры и давления воздуха и корпус дроссельной заслонки на двигатель.
- Новая конструкция
  


3.2 Поршень
- Создана новая степень сжатия для двигателя на газе путем модификации размера поршня.


3.3 Головка цилиндров
- Произведены замены системы дизельного топлива для установки запальных свечей для природного газа
- Установлен датчик температуры воды

3.4 Модуль  кривошипа
- Заменен топливный насос высокого давления для дизельного топлива на модуль новой конструкции.
- Установлен в модуле датчик кривошипа и распредвала для измерения каждого положения цилиндра и скорости вращения двигателя

3.5 Установлены монтажные детали
- Новые детали автомобиля, которые не существуют в дизельном двигателе, установлены на автомобиле ISUZU.
Эти необходимые детали: катушка зажигания, регулятор (редуктор), маховик, датчик давления газа, блок управления двигателем и электропроводка двигателя.

4 Испытание надежности моделированием
Преобразованный двигатель, работающий на газе, имеет такую же мощность и надежную работу под нагрузкой. Без этого клиент столкнется с такими проблемами, как стук двигателя, потеря мощности, поломка монтажных деталей, расход масла, перегрев охлаждающей воды, и другими проблемами.


Процесс проведённого испытания предотвратил возникновение некоторых проблем, которые могут появиться в модернизированном двигателе при работе под нагрузкой. Процесс состоит из двух составляющих: 
- Испытание на соответствие между инжектором и регулятором.
- Испытание надежности моделированием на испытательном стенде.