Работа электромеханического дозатора газа
в качестве "ограничителя обогащения смеси"
На практике существует большое разнообразие редукторов и смесителей с самыми разными характеристиками.
Производители сложных и дорогих газотопливных систем объективно обращают больше внимания на линейность как редукторов, так и смесителей. Использование простейших электродозаторов в таких системах весьма эффективно.
Однако чаще встречаются простые недорогие смесители и редукторы, параметры которых сильно зависят от расхода газа. Производители этого класса газотопливной аппаратуры, как правило (если не сказать "в лучшем случае"), стремятся к тому, чтобы нелинейность смесителя и редуктора компенсировали друг друга. Однако добавление дозатора между парой этих изделий, как правило, нарушает согласование между ними. При использовании электродозатора это нарушение выражается в необходимости расширения диапазона регулирования. Поэтому нелинейность редуктора и смесителя становятся главными источниками изменения качества газотопливной смеси, оттесняя на второй план отношение "пропан/бутан" и плотность газа.
Следует отметить, что использование простейших электродозаторов с узким диапазоном регулирования в этом случае все-таки может дать положительный эффект в виде экономии газового топлива. Для этого система в целом настраивается так, чтобы электродозатор играл роль не регулятора, а "ограничителя обогащения смеси". А именно, на холостом ходе, малых и средних нагрузках система настраивается на "бедную" смесь, а на больших нагрузках - на "богатую". При такой настройке электродозатор на холостом ходе, малых и средних нагрузках в основном полностью открыт. А на больших нагрузках - либо полностью закрыт (примерно на 50%), либо поддерживает состав смеси оптимальным.
Ниже иллюстрируется работа электродозатора с узким диапазоном регулирования в составе газотопливной системы с большой зависимостью качества смеси от расхода газа.
"Мин." и "Макс." - значения коэффициента избытка воздуха, соответствующие пределам воспламенения газовоздушной топливной смеси.
Подробнее об этих значениях.
Видно, что при движении на малых и средних нагрузках приготавливается обедненная смесь.
На практике такая настройка может давать снижение среднего расхода пропан/бутановой смеси в литрах до значения среднего расхода бензина.
Расход метана в кубометрах на 100км пробега в некоторых случаях достигается в 1.5-2 раза меньший, чем расход бензина в литрах. Это возможно благодаря высокому значению максимального коэффициента избытка воздуха.
В обоих случаях (как на пропан/бутановой смеси, так и на метане) сохраняется удовлетворительная динамика автомобиля, поскольку в момент перехода к большим нагрузкам электродозатор оказывается полностью открытым.
В отсутствие электродозатора (с механическим дозатором) можно получить такие же значения расхода газового топлива, однако динамика автомобиля будет хуже, чем с электродозатором, и большее значение будут иметь приемы вождения. Это связано со статичным положением дозатора.
Подробнее о дозаторах.
Следует отметить, что при работе мотора на обедненной смеси возрастает процент окислов азота в отработавших газах. На практике это наблюдается даже на автомобилях, имеющих каталитические нейтрализаторы, поскольку существует пороговое значение процента CO, необходимое для удовлетворительной работы нейтрализатора по окислам азота. Это значение может обеспечить электродозатор, работающий в области регулирования.