Паливо для двигунів газобалонних автомобілів. Система живлення двигуна від газобалонної установки Система живлення двигуна від газобалонної установки

Перший газовий двигун внутрішнього згоряннябув розроблений німецьким винахідником Н. Отто. Принцип його роботи полягав у тому, що горюча суміш попередньо піддавалася сильному стиску у верхній точці положення поршня. На створення економічного двигуна, ККД якого досягав 15%, винахіднику знадобилося близько 15 років, він отримав назву чотиритактного, оскільки робочий цикл у ньому протікав за чотири ходи поршня.

Газовий двигун внутрішнього згоряння – загальний опис агрегату

Сучасні двигуни такого роду працюють на природному та попутному газах, а також на зрідженому пропан-бутані, доменному газі та інших. Перевага таких двигунів полягає в меншому зносі основних вузлів та деталей, що досягається шляхом створення якісної горючої суміші та її ефективного спалювання. До того ж у вихлопах практично відсутні шкідливі домішки.

ККД сучасних двигунів на такому паливі досягає близько 42%.Найбільш широко вони застосовуються в газовій та нафтовій промисловості як приводні пристрої на газоперекачувальних установках. Останнім часом перестали бути новинкою такі агрегати та в автомобілі.

Працює таке обладнання майже так само, як і бензинове. Спочатку скраплений газ по паливній магістралі надходить у клапан-фільтр, де проходить попереднє очищення від різних суспензій і смол. Далі очищений газ надходить у редуктор-випарник, у якому його тиск знижується до 1 атмосфери, після чого через дозатор подається у змішувач.

В обладнанні для інжекторних двигунів не застосовується бензиновий клапан, замість нього встановлюється емулятор форсунок.

Газовий двигун своїми руками – чи це реально?

В даний час на автомобілях застосовуються дві схеми підключення обладнання:

• класична – газ подається безпосередньо до карбюратора або інжектора;
• послідовна – паливо надходить у форсунки, встановлені паралельно з бензиновими.

Класична схема вважається менш витратною, відрізняється простотою установки, але має значний недолік. При перемиканні режимів утворюється суміш низької якості, внаслідок чого швидко зношується. На сьогоднішній день послідовна система хоч і є більш дорогою, але відрізняється якіснішою подачею газу.

Основні переваги застосування такого обладнання:

1. Можливість легко створити газовий двигун власноруч, тобто змонтувати установку на автомобілі самостійно.
2. Низька вартість палива.
3. Високе октанове число.
4. Відсутність шкідливих викидів.
5. Більш якісна робота двигуна.
6. Завдяки використанню газу значно збільшується ресурс двигуна.

Недоліки:

1. Зниження динаміки розгону автомобіля.
2. Істотно збільшується навантаження на клапани газорозподільного механізму.
3. Все обладнання займає дуже багато місця.
4. Складнощі з використанням обладнання в зимовий час.

Газобалонне обладнання (ГБО), яке додатково може вбудовуватися своїми руками у вже існуючу паливну систему автомобіля, купується на ринку, кожній моделі двигуна відповідає своя модель ГБО. Заправний балон з комплектуючими (клапан та випарник) кріпиться в якійсь ніші, найчастіше це місце для «запаски».

Потім приєднується виносний заправний пристрій, отвір якого виходитиме на зовнішню сторону кузова. А потім на двигуні встановлюються клапани проти витоку газу для перекривання бензину при включенні газу. А в салоні автомобіля знаходиться перемикач бензин-газ. Якщо ви сумніваєтеся у своїх знаннях про традиційний пристрій двигуна, то не ризикуйте до нього приєднувати ГБО, краще зверніться до фахівців.

Газовими називаються карбюраторні двигуни, що працюють на газоподібному паливі – стислих та зріджених газах. Система живлення таких двигунів має спеціальне газове обладнання. Існує також додаткова резервна система, що забезпечує при необхідності роботу газового двигуна на бензині.

Горючі гази, що використовуються в газобалонних автомобілях, можуть бути природними та штучними. Природні (природні) гази видобувають із підземних газових чи нафтових свердловин. Штучні гази є побічними продуктами, одержуваними на хімічних чи металургійних заводах.

Зрідженими (зріджуваними) газами називають такі, що переходять з газоподібного стану в рідке за нормальної температури і невеликого тиску. До них відносять суміші вуглеводнів, одержуваних під час переробки нафти. Для газобалонних автомобілів використання зріджених газів краще, ніж стислих.

Стиснутими (стиснутими) називають гази, які за нормальної температури навколишнього середовища проживання і високому тиску зберігають газоподібний стан. Природний газ, що використовується для газобалонних автомобілів, що працюють на стислих газах, складається в основному з метану. Можна використовувати і промислові гази: світильний, коксовий та синтез-газ, але треба пам'ятати, що вони містять окис вуглецю (СО) і тому отруйні.

Таким чином, газове паливо застосовують у двох видах: скраплений нафтовий газ та стислий природний газ. Зріджений нафтовий газ випускають двох марок: СПБТЗ та СПБТЛ – суміш пропану та бутану технічна зимова та літня. Стиснутий природний газ випускають також двох марок (А та Б), що відрізняються відносною щільністю газу.

Газобалонні автомобілі, що працюють на зріджених газах, у порівнянні з автомобілями, що працюють на стиснутих газах, мають наступні переваги: ​​більша вантажопідйомність автомобіля, так як балони легші та їх число менше; менший робочий тиск у газобалонній установці, і, отже, такі системи надійніші та безпечніші; вище теплотворна здатність газоповітряної суміші, що сприяє збільшенню потужності двигуна; більша концентрація теплової енергії в одиниці об'єму, що дозволяє збільшити радіус дії автомобіля; простіше заправні станції; простіше перевезення зріджених газів на великі відстані та різними видами транспорту.

У систему живлення двигуна, що працює на газі, входять балони для газу, вентилі, манометри, газопроводи високого та низького тиску, редуктори з дозуючими пристроями та змішувач.

При роботі двигуна газ із балонів через фільтр проходить у редуктор. З редуктора через пристрій, що дозує, газ проходить в змішувач, де утворюється газоповітряна горюча суміш. Суміш під дією розрідження при такті впуску надходить у циліндри двигуна. Процес згоряння суміші та відведення відпрацьованих газів відбувається так само, як і в карбюраторних двигунах.

Крім основної, є резервна система живлення, що забезпечує роботу двигуна на бензині в необхідних випадках (несправності системи, витрачено весь газ у балонах та ін.). В резервну систему живлення входять паливний бак, паливний фільтр, паливний насос та карбюратор. При цьому тривала робота двигуна на бензині не рекомендується, оскільки призводить до підвищеного зношування двигуна.

Система живлення газобалонних двигунів при використанні зрідженого газу складається з балона 1 зі зрідженим газом (під тиском 1,6 МПа), випарника, фільтра, газового редуктора, змішувача, вентиля. Як резерв застосовують додаткову систему, що складається з бензобака, фільтра, насоса, карбюратора, що має головне дозуючий пристрій і пристрій холостого ходу. Крім того, як і в будь-якій системі живлення є повітряний фільтр, колектор впускний, випускний колектор, вихлопна труба, глушник. Робота двигуна з одночасним використанням обох систем заборонено.

Випарник в автомобілі, що обігрівається рідиною системи охолодження, служить для переведення зрідженого газу газоподібний стан.

Газовий редуктор забезпечує зниження тиску газу до значення близького до атмосферного. Змішувач готує газоповітряну суміш, склад якої змінюється в залежності від режиму роботи двигуна, для чого є додаткові пристрої, як у карбюратора.

За допомогою контрольно-вимірювальних приладів на щитку приладів контролюється рівень (кількість) - зрідженого газу в балоні та тиск газу в газовому редукторі. Система живлення газобалонних двигунів при використанні стисненого природного газу має замість балона кілька балонів високого тиску (20 МПа), газові редуктори високого та низького тиску. Випарника немає. Для контролю кількості газу використовують манометр, причому на щитку приладів може бути контрольна лампа, що сигналізує про неприпустиме падіння тиску в балонах автомобіля.

Крім однопаливних систем живлення, застосовують двопаливні системи з рівноцінними системами живлення на газовому та рідкому паливах, а також газорідинні системи, у яких частина рідкого палива використовується як запальна доза для запалення газоповітряної суміші (газодизелі).

Гази, що стискаються та зріджуються, для автомобільних двигунів. Двигуни газобалонних автомобілів працюють на різних природних та промислових газах, які зберігаються у стислому або зрідженому стані у балонах.

Як стисливі використовують гази, що виділяються з бурових газових і нафтових свердловин або виходять при обробці нафти на крекінгових заводах. Основою стисливих газів є метан. Тиск стиснутих газів у балонах досягає 20 МПа та знижується у міру витрати газу.

Зріджувані гази - пропан, бутан та ін-одержують на заводах нафтопереробної промисловості. У зарядженому балоні скраплений газ заповнює близько 90% його обсягу. У решті балона газ перебуває у пароподібному стані. Наявність парової подушки оберігає балон від руйнування при підвищенні температури, тому що тиск у ньому визначається тиском насичених парою палива для умов навколишнього середовища і за будь-якої кількості зрідженого газу не перевищує 1,6 - 2,0 МПа.

Стислі та зріджені гази, що застосовуються для двигунів газобалонних автомобілів, мають високу детонаційну стійкість. Теплота згоряння газоповітряної суміші дозволяє отримати при використанні серійних карбюраторних двигунів трохи меншу потужність, ніж при роботі на бензоповітряній суміші. Підвищення ступеня стиснення цих двигунах створює можливість компенсувати втрату потужності. Істотна перевага двигунів газобалонних автомобілів полягає у зниженні токсичності відпрацьованих газів, що значною мірою визначає перспективність таких автомобілів.

Для роботи на стислих та зріджених газах використовують серійні автомобілі з бензиновими двигунами. Деякі бензинові двигуни спеціально пристосовують для роботи лише на газі. Зміни їх конструкції полягають головним чином тому, що підвищується ступінь стиснення. Інші двигуни газобалонних автомобілів не зазнають значних конструктивних змін і допускають роботу як на зрідженому газі, так і бензині. Зміни в шасі в тому, що на них встановлюють газові балони. Маса балонів зі стисненим газом у кілька разів більша за масу заправленого бензобака, що забезпечує такий же запас ходу автомобіля. Маса балонів зі зрідженим газом трохи відрізняється від маси бензобака.

Зріджені гази перед їх використанням у двигуні перетворюються і на спеціальному пристрої - випарнику з рідкої фази в газоподібну. Стислі гази надходять із балонів до двигуна в пароподібному стані. В обох випадках гази підводяться до двигуна під тиском, близьким до атмосферного. Для зниження тиску газів у системах живлення газових двигунів застосовуються редуктори.

Паливоподаюча апаратура газобалоїних автомобілів.

Схема паливної апаратури двигуна ЗІЛ-138, що працює на зрідженому газі, показана на малюнку. З балона 8 зріджений газ під тиском надходить через видатковий 9 і магістральний 7 вентилі у випарник 1. В гарячій рідині, що обігрівається, з системи охолодження випарнику зріджений газ переходить у газоподібний стан. Фільтрування газу відбувається у фільтрі 2.

Для зниження тиску газу застосований двоступінчастий газовий редуктор 6, що є мембранно-важільний регулятор тиску, виходячи з якого газ по шлангу низького тиску надходить у змішувач 10. Газовий змішувач служить для приготування газоповітряної суміші, склад якої змінюється в залежності від навантаження двигуна. Пуск та прогрів холодного двигуна здійснюється з використанням парової фази палива в балоні. Для цього відкривають вентиль, забірна трубка якого виведена у верхню частину балона.

Але двом покажчикам 4 і 5 контролюють тиск газів у першому ступені редуктора та рівень палива в балоні. Балон 8 забезпечений також вентилем для наповнення зрідженим газом при заправці, запобіжним клапаном та іншою арматурою.

Як резервну систему використовують живлення двигунів бензоповітряною сумішшю. Для цього є бензобак 12, паливний насос 14 і карбюратор 11, що складається з головної системи дозування і системи холостого ходу. Робота двигуна з одночасним використанням обох систем заборонено.

Газовий змішувач двокамерний з низхідним потоком горючої суміші та паралельним відкриттям двох дросельних заслін. У корпусі 4 (рис.) на загальних валиках обох камер змонтовані повітряна 3 і дросельна 12 заслінки, дифузор б, у вузьку частину якого виведена форсунка 5. До корпусу через прокладку кріпиться патрубок 13 підведення газу, закритий кришкою 2. 1. В іншому патрубку 7, через який суміш надходить у канали 10 і 11, є гвинти 8 і 9 регулювання роботи двигуна на режимі холостого ходу. З'єднання газового редуктора здійснюється двома трубопроводами через економайзерний пристрій 3 (див. мал.), від якої газ підводиться до патрубків 13 та 7 (див. мал.).

При роботі двигуна на холостому ходу утворення горючої суміші відбувається в порожнинах за дросельними заслінками. У міру відкриття дросельних заслінок і збільшення навантаження газ починає надходити у форсунку 5, через тиск, що відкривається внаслідок перепаду, зворотний клапан 1. Нарешті, при максимальних навантаженнях і відкритті дросельних заслінок, близькому до повного, через спеціальний клапан економайзера газового редуктора в патрубок 1 газу, що збагачує газоповітряну суміш до потужнісного складу. Так змінюється склад горючої суміші, що готується газовим змішувачем залежно від навантаження двигуна.

poisk-ru.ru

8. Система живлення газобалонного автомобіля

Тема 8. Система живлення газобалонного автомобіля

Спрощена схема системи живлення газобалонного автомобіля

1 - Паливний бак. Призначений для зберігання запасу палива на автомобілі.

2 – Балон. Призначений для зберігання запасу зрідженого газу на автомобілі

3 – Коробка вентиляції із блоком арматури. Тут знаходяться наповнювальний та видатковий вентилі, а також покажчик рівня газу

5 – Перемикач "Бензин-Газ". Клавіша перемикача має три положення: Бензин – Вимкнено – Газ

6 – Паливопровід зрідженого газу

7 – Газовий шланг низького тиску

8 – Шланг управління

ФГ – Фільтр газу

ФБ – Фільтр бензину

БН - Бензонасос. Штатний бензонасос двигуна

КЛГ – Клапан газу електромагнітний. При подачі напруги живлення від перемикача 5 відкривається клапан

КЛБ – Клапан бензину електромагнітний. При подачі напруги живлення від перемикача 5 відкривається клапан

Р - Газовий редуктор. У редукторі газ випаровується і переходить із рідкого стану в газоподібний. Для випаровування газу корпус редуктора підігрівається гарячим тосолом із двигуна. Редуктор також знижує тиск газу від 12...15 кг/см2 до атмосферного

Д - Дозатор. Дозволяє регулювати кількість газу, що надходить у двигун і цим встановлювати або економічний режим руху, або динамічний.

Принцип дії системи живлення газобалонного автомобіля

Робота двигуна на бензині не відрізняється від роботи звичайної системи живлення карбюраторного двигуна. Зокрема, бензонасос БН всмоктує бензин з бака 1. пропускає його через паливний фільтр ФБ і через відкритий клапан КЛБ подає його в карбюратор КС. У карбюраторі бензин змішується з повітрям та утворює паливно-повітряну горючу суміш. Для перемикання двигуна на газ перемикач 5 переводять спочатку в положення "Вимкнено" (в цьому положенні обидва клапани закриті) і чекають, коли залишок бензину в камері поплавця карбюратора буде витрачений. Потім переводять перемикач у положення "Газ". При цьому відкривається газовий клапан КЛГ, і двигун починає працювати на газі.

Балон для зрідженого газу сталевий, зварний. Тиск зрідженого газу в балоні залежить від співвідношення пропану та бутану в суміші, не залежить від ступеня заповнення балона і знаходиться в межах 12...15 кг/см2. На балоні закріплено коробку вентиляції з блоком арматури. У блоці арматури знаходяться наповнювальний та витратний вентилі. Наповнювач відкривають на час заправки балона зрідженим газом, після закінчення заправки цей вентиль закривають. Витратний вентиль закривають при тривалій стоянці автомобіля, у решті випадків цей вентиль відкритий. З блоком арматури пов'язаний поплавковий механізм, розташований усередині балона і пов'язаний зі стрілковим покажчиком на зовнішній стороні блоку арматури. Крім цього, поплавковий механізм пов'язаний з обмежувальним клапаном, який закриває наповнювальну магістраль при заповненні балона на 90%. Газова "подушка" обсягом 10% необхідна компенсації теплового розширення зрідженого газу. Зріджений газ має великий коефіцієнт теплового розширення. За відсутності в балоні газової фази збільшення температури на 1 градус призводить до збільшення тиску на 7 кг/см2. Це може спричинити руйнування балона, тому заповнення балона зрідженим газом на 100% не дозволяється.

Заправний пристрій 4 зазвичай виводиться назовні автомобіля, щоб можливі витоку газу з пристрою не потрапляли до салону автомобіля або кабіни. У заправному пристрої є кульковий клапан, що пропускає газ із заправного шланга в балон і не пропускає його у зворотному напрямку.

Відбір зрідженого газу з балона здійснюється з дня, з рідкої фази. По паливопроводу зріджений газ надходить у фільтр ФГ і потім через відкритий клапан КЛГ надходить у редуктор-випарник. Корпус редуктора-випарника підігрівається гарячим тосолом із системи охолодження двигуна. Це необхідно для випаровування зрідженого газу та переходу його в газоподібний стан. Газовий редуктор діафрагмового типу двоступінчастий, знижує тиск газу до атмосферного тиску. Паливопровід 6 – мідна трубка, шланг управління 8 з маслостійкої гуми, газовий шланг 7 з маслостійкої гуми, з великим прохідним перетином.

При непрацюючому двигуні в карбюраторі розрідження немає і атмосферний тиск шлангу управління 8 передається в редуктор Р, що призводить до його закриття. Газ із редуктора не виходить. При працюючому двигуні в карбюраторі утворюється розрідження, яке шлангу управління 8 передається в редуктор і знімає блокування подачі газу в двигун. Розрідження в змішувальній камері карбюратора викликає всмоктування газу з газового шланга 7 низького тиску через дозатор Д. У карбюраторі-змішувачі КС газ змішується з повітрям і утворює горючу газоповітряну суміш, яка надходить в циліндри двигуна. Дозатор Д є звичайним краном, яким можна збільшувати або зменшувати прохідний переріз газової магістралі низького тиску. При зменшенні кількості газу в суміші вона стає більш бідною, рух автомобіля стає більш економічним, але динаміка автомобіля погіршується. При обертанні дозатора в інший бік все змінюється у зворотному напрямку.

Газовий редуктор Ловато (Lovato) – Італія

Малогабаритний газовий редуктор-випарник Ловато призначений для застосування на легкових автомобілях – має у своєму складі такі функціональні елементи:

Випарник зрідженого газу,

Двоступінчастий редуктор тиску,

Розвантажувальний пристрій,

Пристрій для примусової подачі газу змішувач,

Регулятор холостого ходу.

Редуктор-випарник Ловато: 1 – вхідний канал для зрідженого газу, 2 – сідло клапана першого ступеня, 3 – діафрагма другого ступеня, 4 – діафрагма розвантажувального пристрою, 5 – пружина розвантажувального пристрою, 6 – електромагніт, 7 – постійний магніт, 8 – важіль клапана другого ступеня, 9 – регулювальний гвинт холостого ходу, 10 – клапан другого ступеня, 11 – канал, 12 – діафрагма першого ступеня, 13 – важіль клапана першого ступеня, 14 – пружина, 15 – клапан першого ступеня, А – порожнина камери першого ступеня , В – порожнину камери другого ступеня, З – порожнину теплообмінника, D – порожнину розвантажувального пристрою, Е – штуцер розвантажувального пристрою.

Редуктор складається з корпусу, двох кришок та деталей клапанних механізмів. У порожнині З безперервно циркулює гарячий тосол із системи охолодження двигуна (підведення та відведення тосолу на малюнку не показаний). В результаті цього весь корпус редуктора прогрівається до робочої температури двигуна і тому зріджений газ, потрапляючи через канал 1 в порожнину А, випаровується і переходить в газоподібний стан. При цьому газ впливає на діафрагму першого ступеня 12 і, долаючи опір пружини 14, зміщує її вниз і через важіль 13 закриває клапан першого ступеня 15. ,5 ... 0,7 кг/см2).

З порожнини А через канал 11 газ надходить до клапана першого ступеня 10 і, проходячи через нього, заповнює порожнину У другому ступені. При цьому газ впливає на діафрагму 3 другого ступеня, піднімає її, і через важіль 8 закриває клапан 10. Рівнавага настає при тиску в порожнині 50 ... 100 Па (0,0005 ... 0,001 кг/см2), тобто трохи вище атмосферного.

При працюючому двигуні розрідження із змішувача передається по шлангу в порожнину першої щаблі і газ з неї надходить у змішувач. При цьому тиск у порожнині знижується, діафрагма 3 опускається, відкриває клапан 10 другого ступеня, і газ з порожнини А надходить в порожнину, а звідти в змішувач. У міру витрати газу з порожнини А тиск у ній знижується, діафрагма 12 піднімається, відкриває клапан першого ступеня 15 і газ з каналу 1 надходить у порожнину А.

Розвантажувальний пристрій D призначений для примусового закриття клапана другого ступеня 10 при двигуні, що не працює. Це необхідно для забезпечення пожежної безпеки автомобіля. Порожнина D пов'язана зі штуцером Е і далі, через шланг, із задроссельним простором двигуна. При непрацюючому двигуні в порожнині D атмосферний тиск і пружина через 5 важіль 8 примусово закриває клапан 10 другого ступеня, в результаті чого газ з редуктора не виходить. При працюючому двигуні розрідження із задроссельного простору шлангу, через штуцер Е передається в порожнину D. При цьому діафрагма розвантажувального пристрою, долаючи опір пружини 5, опускається і не перешкоджає руху важеля 8, яким управляє діафрагма 3 другого ступеня.

На коротке плече важеля 8 впливає пружина та регулювальний гвинт 9 холостого ходу. За допомогою цього гвинта настроюють роботу двигуна на холостому ходу.

Електромагніт 6 використовується для примусового відкриття клапана 10 другого ступеня. Це може знадобитися для збагачення суміші при пуску двигуна або для випуску газу з редуктора перед його обслуговуванням або ремонтом. Щоб увімкнути електромагніт, водій натискає на кнопку керування в кабіні. При цьому напруга 12В подається на обмотку електромагніту 6. Його сердечник втягується всередину обмотки і впливає на важіль 8, відкриваючи клапан 10 другого ступеня - газ надходить у змішувач. Сердечник електромагніту виступає назовні і, у разі потреби, водій може натиснути на нього безпосередньо з боку моторного відсіку.

gigabaza.ru

Вузли та прилади газобалонних установок.

Вузли та прилади газобалонних установок

Газопостачаюча апаратура

До газоподаючої апаратури газобалонної установки відносяться такі прилади та вузли:

• випарник газу;
• підігрівач газу;
• газовий змішувач;
• фільтри газу;
• газові редуктори;
• дозуючий-економайзерний пристрій.

Випарник газу

Випарник газу служить для перетворення зрідженого газу на парову фазу (газоподібний стан). На рис. 1 показаний випарник, що застосовується у вітчизняних газобалонних установках вантажних автомобілів. Він складається з двох частин, відлитих із алюмінієвого сплаву. Джерелом теплоти в цьому випарнику є рідина із системи охолодження двигуна.

Зріджений газ проходить через теплообмінник випарника і перетворюється на газоподібний стан. Випарник забезпечує нормальну роботу двигуна при температурі охолоджуючої рідини не менше 80 ˚С, тому для запуску та розігріву двигуна найчастіше вдаються до роботи на традиційних видах палива (бензині).

Підігрівач газу

Підігрівач газу служить для попереднього підігріву стисненого газу з метою виключення конденсації вологи в газопроводах та замерзанні в зимовий час.

На вітчизняних вантажних автомобілях встановлюється підігрівач (рис. 2), у якому використовується теплота газів, що відпрацювали.

Підігрівач складається з корпусу 2, в якому розміщений теплообмінний змійовик 5. Підігрівач підключається до системи випуску газів, що відпрацювали до глушника. Відпрацьовані гази, проходячи через корпус підігрівача, омивають змійовик, яким проходить стислий газ, і підігрівають його. Потім відпрацьовані гази, пройшовши підігрівач, викидаються в навколишнє середовище, минаючи глушник, через вихідний патрубок приварений 6.

Інтенсивність підігріву газу регулюється розміром отвору спеціальної шайби, що дозує.

Фільтри газу

Фільтри служать очищення газу від механічних домішок. Фільтри можуть бути повстяними з кільцями та сітчастими. Вони встановлюються у магістралі після випарника. Сітчастий фільтр встановлюється, як правило, на газовому редукторі, а фільтр з повстяними кільцями об'єднується з електромагнітним клапаном.

На автомобілях, що працюють на стиснутому газі, один фільтруючий елемент встановлюється на вході в редуктор високого тиску, інший - на лінії низького тиску перед двоступінчастим редуктором.

Фільтр складається з корпусу 2 (рис.3), склянки 4, повстяного фільтруючого елемента 3 і стяжного болта 5.

Електромагнітний клапан 1 знаходиться нормально закритому положенні і при включенні його в бортову електромережу автомобіля (включення запалювання) відкривається і пропускає газ живильну газову магістраль.

Газові редуктори служать зниження тиску зрідженого чи стиснутого газу до тиску, близького тиску довкілля (атмосферному).

Для газобалонних установок зрідженого газу використовують двоступінчасті редуктори низького тиску, а для установок стисненого газу додатково використовують одноступінчастий редуктор високого тиску.

Двоступінчастий газовий редуктор

Двоступінчастий газовий редуктор (рис. 4) призначений для всіх вітчизняних вантажних газобалонних автомобілів. Конструктивно з ним поєднано дозуючий-економайзерний пристрій.

При непрацюючому двигуні електромагнітний клапан закритий, газ у вхідний штуцер 8 редуктора не надходить. У цьому випадку тиск у порожнині Д, яка пов'язана з навколишнім середовищем, прогинає мембрану 11 вниз і через важіль 10 відкриває клапан 7 першого ступеня редуктора. У порожнині Б також тиск, що відповідає тиску навколишнього середовища, тому мембрана через 2 пружину 5 і шток 4 переміщує важіль 1 вгору і відкриває клапан 12 другого ступеня редуктора. Тиск у всьому редукторі відповідає тиску довкілля.

При включенні запалення і відкритому магістральному вентилі газ через вхід I клапан 7 надходить у порожнини Г і В і впливає на мембрани 11 і 2. Якщо двигун не працює і споживання газу немає, то ці мембрани закривають клапани 12 і 7.

При пуску двигуна через вихід II розрідження передається в порожнину Г, відкриваючи клапан 7. При малих навантаженнях ця система підтримує в порожнині тиск 50 ... 100 кПа. У міру відкриття дросельних заслін спрацьовує клапан 13 економайзера. Розрідження передається на мембрану знизу і пружина економайзера прогинає мембрану вгору, відкриваючи клапан і пропускаючи додаткову кількість газу на вихід II.

Одноступінчастий редуктор високого тиску

Одноступінчастий газовий редуктор високого тиску (мал. 5) служить зниження тиску стиснутого газу до 1,2 МПа. Газ з балона надходить в порожнину редуктора А через штуцер з накидною гайкою 15 і керамічний фільтр 14 до клапана 12. На клапан тисне зверху через штовхач 3 і мембрану пружина редуктора.

При тиску газу в порожнині Б менше заданого пружина редуктора через штовхач опускає клапан 12, пропускаючи через щілину газ у порожнину Б. Газ при цьому проходить додатковий фільтр 11. При досягненні заданого тиску в порожнині Б мембрана 2 прогинається вгору, долаючи зусилля своєї пружини, і клапан 12 під дією пружини 13 піднімається та закриває прохід газу.

Вихідний тиск регулюється рукояткою з гвинтом 4. Робота редуктора контролюється за манометром, що приймає сигнал від датчика високого тиску 1 та сигналізатора падіння вихідного тиску 6 (аварійного датчика).

Газовий змішувач

Газові змішувачі призначені для приготування горючої суміші та регулювання її подачі до циліндрів двигуна відповідно до режимів його роботи. Їх виготовляють як автономного приладу (у чисто газовому варіанті) або поєднують з карбюратором. В останньому випадку прилад називається карбюратором-змішувачем і відрізняється від звичайного карбюратора наявністю форсунки для введення газу в нього. При цьому зберігається здатність роботи двигуна на бензин без зміни динамічних і економічних показників. Газову форсунку розміщують або у проставці між корпусом дросельних заслін і дифузорами, або вводять у дифузор зверху.

Змішувачі для газового варіанту мають найпростішу конструкцію, схема з'єднання газових каналів змішувача та редуктора показана на рис. 6. Змішувачі не мають прискорювальних насосів, оскільки, на відміну від бензину, щільність нафтового та природного газів мало відрізняється від щільності повітря. Отже, при різкому відкритті дросельних заслін переобідняння горючої суміші не відбудеться.

Основна подача газу здійснюється дозуючим-економайзерним пристроєм 1 через канал 2, зворотний клапан 6 і газові форсунки 7, які розташовані у вузькому перерізі дифузорів 8.

При роботі двигуна на мінімальній частоті обертання холостого ходу зворотний клапан 6 закритий, отвір прямокутного перерізу знаходиться в зоні низького розрідження, і газ надходить в задроссельний простір через круглий отвір 3. Кількість газу, що надходить, регулюють гвинтом 11. Повітря в цьому випадку надходить через щілини між ін. заслінками та стінками змішувальних камер.

При відкритті дросельних заслін 5 прямокутні отвори 4 переходять у зону високого розрідження, через них починає надходити газ, частота обертання колінчастого валу та потужність двигуна збільшуються. Загальну подачу газу систему холостого ходу регулюють гвинтом 10.

Зі збільшенням частоти обертання колінчастого валу двигуна збільшується розрідження в дифузорах 8 і відкривається зворотний клапан 6, що включає основну подачу газу.

Газ в систему холостого ходу подається по двох каналах: безпосередньо з другого ступеня редуктора по каналу 12 і порожнини за дозуючим пристроєм по каналу 2. Така конструкція забезпечує плавний перехід з режиму холостого ходу на режим часткових навантажень і відсутність перезбагачення горючої суміші на малих навантаженнях.

Газове обладнання та арматура

k-a-t.ru

Система живлення газових двигунів Вантажні автомобілі. Система харчування

Система живлення газових двигунів

Перевівши автомобіль на газове паливо, можна заощадити дорожчий і дефіцитний бензин. Газове паливо екологічніше чисте, з його згоряння виділяється менше токсичних речовин, у атмосферу. Істотним недоліком газового палива є низька об'ємна теплота згоряння.

Для газових двигунів застосовують зріджені (нафтові) гази, що знаходяться у балонах під тиском до 1.57 МПа, та стислі (природні), що знаходяться під тиском до 19.6 МПа. Газове паливо зберігається в ємностях із сталі або алюмінієвих сплавів. Зріджене паливо набуло більш широкого застосування в автомобілях. У газових двигунах, так само як і в двигунах, що працюють на рідкому паливі, може бути здійснене зовнішнє або внутрішнє сумішоутворення. Для роботи на стислих та зріджених газах застосовують автомобілі з карбюраторними двигунами, проте деякі двигуни спеціально пристосовують для роботи лише на газовому паливі. Робочий цикл двигуна, що працює на газовому паливі, такий же як і у двигуна, що працює на бензині, однак робота вузлів та агрегатів системи при цьому суттєво відрізняється.

У двигунах із зовнішнім сумішоутворенням без наддуву, газ надходить до змішувальних пристроїв під тиском, приблизно близьким до атмосферного, у цьому випадку запобігає витоку газу у зовнішнє середовище та проникнення повітря в газопровід. При надмірному тиску відбувається витік газу, а у разі наявності розрідження в газопроводі, утворюється горюча суміш із газу та повітря, може призвести до вибуху. У двигунах з будь-яким сумішоутворенням з наддувом газ підводиться до газового клапана під тиском, що дещо перевищує тиск наддуву, також відбувається в двигунах з внутрішнім сумішоутворенням без наддуву. У стаціонарних газових двигунах для підтримки постійного тиску перед змішувальними органами встановлюють регулятор тиску газу, який автоматично підтримує потрібний тиск для роботи двигуна.

Для зниження тиску газу перед пристроями змішувачами, встановлюють редуктор. Цей прилад теж регулює тиск газу та відрізняється від регуляторів тиску газу, тільки більш високим ступенем зниження тиску газу. Зустрічаються одне, двох та багатоступінчасті редуктори, залежно від кількості елементів, у яких відбувається послідовне зниження тиску газу. Редуктор також перешкоджає надходженню газу до змішувача при двигуні, що не працює.

Розглянемо будову та принцип роботи системи живлення на зрідженому газі на прикладі автомобілів сімейства ЗІЛ.

Рис. Схема газобалонної установки на зрідженому газі.

1 – карбюратор, 2 – трубопровід. 3 - трубопровід підведення газу з редуктора в змішувач, 4 - трубопровід підведення газу нахолостому ходу, 5 - манометр низького тиску, 6 - кран для зливу відстою або води в холодну пору року, 7 і 8 - трубопроводи для підведення та відведення рідини із системи охолодження , 9 – магістральний вентиль (у кабіні водія), 10 – заправний вентиль для рідкого газу, 11 – покажчик рівня газу в балоні, 12 та 13 – видаткові вентилі рідкої та пароподібної фаз газу, 14 – запобіжний клапан.

Зріджений газ із балона, через видатковий вентиль 12, клапан – фільтр, випарник та газовий фільтр надходить до редуктора. Редуктор регулює тиск і через трубопроводи подає його змішувач. Повітря подається зверху, через патрубок газового змішувача, який разом з газом, що надійшов у змішувач, утворює газоповітряну суміш, що надходить потім через впускну трубу в циліндри двигуна. Редуктор низький тиск.

Рис. Схема роботи двоступінчастого редуктора.

А – при закритому магістральному вентилі, б – під час пуску та роботи двигуна, 1 та 10 – мембрани другого та першого ступенів, 2, 9 – пружини другого та першого ступенів, 3 – конічна пружина, 4 – зворотний клапан, 5 – дросельна заслінка , 6 та 8 – двоплечі важелі другого та першого ступенів, 7 та 11 – клапани другого та першого ступенів, 12 – мембрана розвантажувального пристрою, 13 – дозатор-економайзер, 14 та 19 – трубопроводи для газу, 15 – повітряний фільтр, 16 – змішувальна камера, 17 – впускний трубопровід, 18 – вакуумний трубопровід, 20 – запобіжний клапан, I – перший ступінь редуктора, II – другий ступінь редуктора, А – атмосферна порожнина, Б – вакуумна порожнина, В – порожнина економайзерного пристрою.

Кожен ступінь, двоступінчастого мембранно – важільного редуктора має клапани 7 та 11, пружину 3, двоплечі важелі 6 та 8, які з'єднують шарнірну мембрану з клапаном.

Клапан першого ступеня знаходиться у відкритому положенні під дією пружини 9 і мембрани 10, двоплечого важеля 8, тиск у порожнині першого ступеня I залишається постійним і рівним атмосферному при непрацюючому двигуні і закритому видатковому вентилі.

Клапан II, другого ступеня, при непрацюючому двигуні, знаходиться в закритому положенні і щільно притиснутий до сідла пружинами конічної та циліндричної через важіль двоплечий 6.

Якщо включений електромагнітний клапан і відкритий видатковий вентиль газ надходить у порожнину першого ступеня редуктора. Мембрана 1, долає зусилля пружини 3, прогинається і через важіль 6, закриває клапан 7. Тиск газу порожнини першого ступеня регулюється зміною зусилля пружини 2 в межах гайки 0,16 .... 0,18 МПа. Манометр, яким контролюється рівень тиску, розташований у кабіні водія.

Коли дросельні заслінки напіввідкриті (рис. б), при запуску двигуна та його роботі на середніх навантаженнях, під дросельними заслінками створюється вакуум, який передається в порожнину економайзера. Під вакуумом мембрани вакуумного розвантажувального пристрою прогинається вниз і стискає конічну пружину3, розвантажуючи клапан 7 другого ступеня. Клапан з першого ступеня відкривається, долає опір циліндричної пружини мембрани 2 1. Газ заповнює порожнину другого ступеня, надходить у змішувач по трубопроводу 19.

При повному відкритті дросельних заслін, вакуум у змішувальній камері 16 стає достатнім для відкриття зворотного клапана 4 і газ починає надходити додатково через дозатор – екомайзер 13.При збільшенні подачі газу через повітропровід 14 та 19, газоповітряна суміш збагачується та потужність двигуна збільшується.

Газовий змішувач служить для отримання паливної суміші в газобалонних автомобілях. Істотною відмінністю такого автомобіля від карбюраторного є те, що подача палива здійснюється в однаковому з повітрям агрегатному стані, звідси конструкція газового змішувача набагато простіша за карбюратор. Такі змішувачі можуть бути як окремою конструкцією, так і виконаними разом із карбюратором.

Наявність карбюратора-змішувача не говорить про те, що такий автомобіль не може працювати на бензині.

Випарник зрідженого газу призначений для перетворення рідкого палива на газоподібний стан. Виготовляється випарник з алюмінію та складається з двох частин. Внутрішні порожнини випарника обігріваються за рахунок рідини із системи охолодження двигуна, яка підігріває газ, що рухається по каналах.

Електромагнітний клапан – фільтр для очищення газу від механічних домішок. Очищений газ потім надходить через випарник редуктор і далі в змішувач.

Система живлення природного газу – це встановлення високого тиску. Балони послідовно з'єднані трубопроводами, заповнюються такі балони на газозаправних станціях, через наповнювальний вентиль. Тиск стисненого газу в балонах та редукторі контролюють за допомогою манометрів.

До недоліків автомобілів, що працюють на газобалонному паливі, варто віднести зменшену на величину маси балонів вантажопідйомність автомобілів, а також його підвищену пожежну небезпеку. Поділіться на сторінці

Наступний розділ >

tech.wikireading.ru

Ремонт паливної апаратури автомобілів

По виду газоподібного палива газобалонні установки для двигунів внутрішнього згоряння поділяються на три типи: для стиснутого природного газу, рідкого метану та зрідженого пропан-бутанового газу. Газобалонная установка, незалежно від виду газу, що застосовується, складається з балонів для зберігання і транспортування газу, випаруючого або підігрівуючого пристрою, газового редуктора, дозуючого пристрою, змішувача, трубопроводу і контрольних приладів.

Прилади та апарати, що застосовуються для будь-якого виду газу, не мають суттєвих відмінностей за принципом дії. Виняток становлять балони для зберігання та транспортування газу. Це тим, що стиснений природний газ зберігається при високому тиску (до 20 МПа) і вимагає товстостінних судин. Рідкий метан міститься при температурі кипіння (-161 °С) в ізотермічних судинах, а зріджений пропан-бутановий газ має максимальний робочий тиск 1,6 МПа і для його зберігання та транспортування на автомобілях використовують балони з товщиною стінок від 3,0 до 6, 0 мм та місткістю до 300 л.

Зріджений пропан-бутановий газ з усіх газоподібних палив, найближче підходить до бензину за концентрацією енергії в одиниці об'єму, за способом зберігання та іншими експлуатаційними якостями. Його найбільш широко застосовують як паливо для двигунів автомобілів.

З 1975 р. розпочато серійний випуск газобалонних автомобілів ЗІЛ-138 та ГАЗ-53-07. На цих автомобілях встановлені газові двигуни. Їхні газобалонні установки розраховані на надлишковий тиск 1,6 МПа і забезпечують зберігання зрідженого газу, його випаровування, очищення, ступінчасте редукування та подачу в двигун у строго заданих кількостях у суміші з повітрям. Крім того, на автомобілі є резервна система живлення двигуна бензином (рис. 94).

Зріджений газ у газобалонних автомобілях міститься в балоні 20 у рідкому та пароподібному стані. Газовий балон крім контрольно-запобіжної та наповнювальної арматури забезпечений двома витратними вентилями, що дозволяють здійснювати живлення двигуна паровою або рідинною фазою газу.

Система живлення забезпечує нормальну роботу двигуна за умови подачі газу до редукуючого пристрою в пароподібному стані. Випаровування зрідженого газу в системі живлення відбувається за рахунок тепловиділення із системи охолодження двигуна.

При пуску та прогріві двигуна незначний перепад температур між теплоносієм (рідкістю системи охолодження) та газом не забезпечує його випаровування. В цьому випадку живлення двигуна здійснюється паровою фазою газу через вентиль.

Рис. 94. Схема системи живлення газобалонного автомобіля: 1 – проставка, 2 – фільтр-відстійник, 3 – паливний насос, 4 – карбюратор, 5 – змішувач газу, 6 – трубка, що з'єднує редуктор з всмоктуючим трубопроводом, 7,9 – шланги для підведення та відведення рідини системи охолодження у випарник, 8 - випарник, 10 трубка для відведення газу в систему холостого ходу, 11 - шланг основної подачі газу, 12 - дозируюче-економайзерний пристрій, 13 - редуктор газу, 14 - газовий фільтр, 15 - сітчастий фільтр, 16-манометр першого ступеня редуктора, 17 - покажчик рівня зрідженого газу в балоні, 18 - магістральний вентиль, 19 - паливний бак, 20 - балон для зрідженого газу, 21 - витратний вентиль парової фази, 22 - витратний вентиль рідкої фази

Після прогрівання двигуна його живлення здійснюється рідкою фазою газу через вентиль. Живлення двигуна рідкою фазою дозволяє виключити кипіння рідини та падіння тиску в газовому балоні, а також зберегти стабільність показників газу, так як у рідкій фазі всі компоненти добре перемішані і хімічний склад палива практично не змінюється в міру спорожнення балона.

З балона газ підводиться до магістрального вентиля, який слугує для швидкого припинення подачі газу до двигуна. Керують вентилем із кабіни водія. Після магістрального вентиля зріджений газ потрапляє у випарник, у якому через шланги та циркулює гаряча рідина із системи охолодження двигуна. Пройшовши змійовик випарника, скраплений газ з рідкого стану повністю переходить у пароподібний і піддається очищенню. Для цієї мети в системі встановлено фільтр з повстяними кільцями та сітчастий фільтр.

Очищений газ подається в редуктор, де відбувається двоступінчасте зниження тиску до величини, близької до атмосферного тиску. Управління роботою редуктора здійснюється розрідженням з всмоктувального трубопроводу, яке передається в нього по трубці 6. З редуктора через дозуючий-економайзерний пристрій і шланг основної подачі газ направляється в змішувач газу.

Крім того, по трубці газ, минаючи дозуючий-економайзерний пристрій, з редуктора подається в систему холостого ходу змішувача. У змішувачі газ змішується з повітрям, утворюючи горючу суміш, яка засмоктується у циліндри двигуна.

Газобалонова установка автомобіля забезпечена двома контрольними приладами: дистанційним електричним манометром, що показує тиск газу в першому ступені редуктора, і вказівником рівня зрідженого газу в балоні.

Резервна система живлення двигуна бензином складається з паливного бака, фільтра-відбудовника, паливного насоса і однокамерного карбюратора, встановленого на проставці, розташованої під газовим змішувачем.

Наявність на автомобілі резервної системи живлення створює можливість при повному витрати газу або несправності газової апаратури роботи двигуна на бензині. При переході з газоподібного палива на бензин, або навпаки, не слід допускати роботу двигуна на суміші двох палив, оскільки це призводить до зворотних спалахів, небезпечних у пожежному відношенні.

При переведенні живлення двигуна з одного виду палива. на інший обов'язково зупиняють двигун. При цьому перекривають подачу і виробляють із системи один вид палива, потім важіль управління дросельною заслінкою приєднують до карбюратора (або, навпаки, змішувача), відкривають подачу іншого виду палива і пускають двигун звичайним способом.

stroy-technics.ru

Будівельні машини та обладнання, довідник

Автомобілі та трактори

Схеми впливу газобалонних установок різних автомобілів принципово однакові. Газобалона установка для стиснутого газу складається з балонів, балонних вентилів, наповнювача, підігрівача газу, магістрального вентиля, газопроводів високого тиску, газового редуктора з фільтром, манометрів, карбюратора-змішувача та газопроводів низького тиску. Прилади системи живлення для роботи на бензині у газобалонних автомобілів збережені (паливний бак, фільтр-відстійник, паливний насос та паливопроводи).

При працюючому двигуні вентилі та відкриті газ під великим тиском надходить до редуктора, пройшовши попереднє очищення в сітчастому фільтрі. У редукторі тиск газів знижується приблизно 0,1 МПа. Потім газ йде гумовим шлангом до карбюратора-змішувача, що використовується при роботі на газі як газовий змішувач, з якого газоповітряна суміш надходить в циліндри двигуна. Манометр високого тиску показує тиск газу балонах. За допомогою манометра низького тиску контролюють роботу першого ступеня редуктора. Підігрівач, в якому газ нагрівається відпрацьованими газами від випускної труби, необхідний тому, що при різкому зниженні тиску в редукторі газ сильно охолоджується, що може призвести до перебоїв у роботі та утворення крижаних пробок, особливо в холодну пору року. Інтенсивність підігріву можна регулювати шайбами ​​з отворами різного діаметра. До вентиля приєднують шланг заправної колонки газонаповнювальної станції при заправці балонів газом. Балонними вентилями перекривають магісталь наприкінці робочого дня. Магістральний вентиль знаходиться у кабіні водія та служить для перекриття газової магістралі на стоянках.

Газобалона установка для зріджених газів (рис. 67, б) відрізняється від описаної конструкцією балонів, випарника і наявністю незначних змін у конструкції редуктора і кар-бюратор а-змішувачів.

Головна → Довідник → Статті → Форум

stroy-technics.ru

Система живлення із впорскуванням газу.

Система живлення двигуна від газобалонної установки

Система упорскування газу

Розглянута в попередніх статтях конструкція системи живлення двигуна на газоподібному паливі є механічною системою з вакуумним керуванням і відноситься до першого покоління газобалонних установок. Останнім часом газобалонні установки набули широкого застосування. На зміну першому поколінню прийшло друге – механічні системи з електронним управлінням, у яких зберігаються ті ж самі схема установки газового обладнання та ланцюжок: заправний пристрій - балонна арматура – ​​газовий балон – магістральний запірний клапан (замість вентиля) – редуктор – газозмішувальний пристрій – система підігріву.

Однак подача газу в системах другого покоління регулюється електронним блоком управління (ЕБУ), який забезпечує стехіометричний склад суміші на всіх режимах роботи двигуна та, крім того, автоматично закриває запірні клапани у разі аварійного пошкодження газової магістралі або при зупинці двигуна.

Виконавчим елементом регулювання подачі газу є електричний дозатор газу - пристрій, що працює за принципом крокового електродвигуна. Зміна положення його поршня за сигналом ЕБУ забезпечує оптимальний склад газоповітряної суміші, що подається в циліндри двигуна.

Системи живлення двигуна другого покоління можуть встановлюватись і на автомобілях, обладнаних системами упорскування бензину. В цьому випадку при переході на газ відключається електричний паливний насос (у системах з механічними форсунками). При цьому вони заміняються емуляторами - пристроями, що емітують роботу форсунок. Необхідність застосування емуляторів обумовлена ​​тим, що електронний блок управління двигуном, не отримуючи інформацію про спрацьовування форсунок, відключає всю систему, у тому числі систему запалювання, припускаючи, що сталося пошкодження в електричному ланцюзі.

Датчик витрати повітря захищають «хлопушкою» - пристроєм, що запобігає пошкодженню датчика і повітряного фільтра при можливому зворотному спалаху газу із впускної труби. Додатково встановлюють датчики кількості газу, що надходить двигун, і газозмішувальний пристрій, яке встановлюють на дросельний вузол.

На рис. 1 показана схема установки на автомобіль газової апаратури Landi Renzo, що виробляється в Італії.

Електронний блок управління виконує ті ж функції, що і ЕБУ в системі упорскування бензину, і, крім того, імітує нормальний сигнал датчика кисню, призначеного для роботи на газі. Він забезпечує пуск двигуна тільки на бензині, автоматично відключаючи подачу газу, а також дає можливість за допомогою перемикача 2 в будь-який момент перейти на бажаний вид палива без зупинки двигуна.

До третього покоління газобалонних установок можна віднести систему упорскування газу. Однією з варіантів цієї системи є система IGS, показана на рис. 2. Вона відрізняється зниженою витратою газу порівняно із системами попередніх поколінь.

Динамічні характеристики автомобіля, обладнаного такою системою, під час роботи на газі максимально наближаються до параметрів автомобіля, що працює на бензині.

Електронний блок управління 2 коригує подачу газу в циліндри двигуна на основі аналізу сигналів від датчиків кисню, положення дросельної заслінки, частоти обертання колінчастого валу та абсолютного значення тиску у впускному трубопроводі. Отримавши необхідну інформацію, ЕБУ визначає позицію відкриття дозуючого вузла і положення блокуючого клапана, що знаходиться в ньому.

Дозуючий вузол 3 за сигналами ЕБУ відкривається на певну величину, збільшуючи або зменшуючи кількість газу, що надходить. Блокуючий клапан при гальмуванні автомобіля двигуном припиняє подачу газу.

Розподільник 4 подає газ у кожен циліндр двигуна через спеціальні форсунки, встановлені у впускному трубопроводі поблизу впускних клапанів.

Редуктор-випарник 5 оснащений датчиком температури охолоджувальної рідини, що визначає момент перемикання живлення двигуна з бензину на газ. Після запуску двигуна на бензині, як тільки запрограмована температура буде досягнута, ЕБУ переводить двигун на живлення газом.

Газ надходить з балона редуктор-випарник 5, який встановлює величину тиску газу в залежності від величини розрідження у впускному трубопроводі. Далі газ надходить у дозуючий вузол 3, який за сигналом електронного блоку управління 2 миттєво визначає і видає необхідну для двигуна кількість газу, що надходить потім до розподільника 4. системи після дозуючого вузла

При збільшенні навантаження на двигун редуктор збільшує тиск газу на вході до вузол, щоб гарантовано забезпечити подачу необхідного на цьому режимі газу, в той час як на виході з дозатора тиск залишається незмінним.

Постійно ведеться пошук нових рішень у вдосконаленні газобалонних установок для стиснутого газу. Розроблено нову газопаливну систему «САГА-7» для автомобілів марки «ЗІЛ», особливістю якої є полегшені балони підвищеної міцності, що мають металевий корпус, вкритий шаром склопластику.

Також розроблено газопаливне обладнання для зберігання та подачі зрідженого природного газу в теплообмінник, де газ випаровується і далі через редуктор подається до циліндрів двигуна за звичайною схемою.

Особливістю газопаливного обладнання автомобіля «Газель» є наявність судини з високими вакуумно-тілоізоляційними властивостями (рис. 3), що дозволяють зберігати метан при температурі -150 ˚С у рідкому стані, що значно зменшує його обсяг. Посудина являє собою своєрідний термос - подвійний циліндричний резервуар, виготовлений із нержавіючої сталі. Внутрішня судина розрахована на надлишковий тиск (0,5 МПа).

Для підтримки необхідного розрідження в ізоляційному просторі між внутрішньою судиною і зовнішнім кожухом і забезпечення термоізоляції зовнішня поверхня внутрішньої посудини покрита високоефективним матеріалом (вакуумна сорочка), що утворює шарувату термоізоляцію. Посудину закріплений у кожусі двома циліндричними опорними втулками зі склопластику.

У верхній порожнині внутрішньої судини встановлена ​​пастка, що запобігає викиду рідкої фази газу в дренажний трубопровід під час руху автомобіля по нерівній дорозі. На днищі кожуха розташований вакуумний вентиль, за допомогою якого можна створювати довго підтримувати розрідження. Місткість газової посудини 100 л. Посудину наповнюють газом не більше ніж на 90%. Запас газу в посудині забезпечує приблизно такий самий пробіг автомобіля без дозаправки, як і бензину.

Як уже згадувалося у попередніх статтях, дизельні двигуни нині менш широко використовуються для роботи на газовому паливі. Основна причина – висока температура самозаймання нафтового та природного газу порівняно з дизельним паливом, тому для переобладнання дизеля для роботи на газі необхідно вирішити проблему із запаленням горючої суміші. Вирішення цієї проблеми можливо двома шляхами - здійснювати впорскування газу спільно з невеликою «запальною» порцією дизельного палива, або обладнати дизельний двигун системою запалювання.

Особливості експлуатації газобалонних автомобілів

Паливо для газобалонних автомобілів. Порівняльна характеристика газового палива. Переваги та недоліки газового палива порівняно з бензином.

Паливом для газобалонних автомобілів є стислі та скраплені гази. Зріджений газ - газ, що перетворюється на рідину при нормальній температурі та тиску до 1,6 МПа. Стиснутий газ - такі гази, що зберігають газоподібний стан при звичайних температурах та тиску до 20 МПа.

Зріджений газ - суміш пропану та бутану з домішками інших газів. Основними виробниками зрідженого газу є: газолінові заводи, що виробляють бензин із нафтових газів (вихід газу 50% від виробництва бензину); крекінгу заводи (газ виходить як забірний продукт до 3%); заводи, що виробляють бензин із кам'яного вугілля (вихід газу 10-15%). Зріджений газ не повинен містити механічних домішок, води, водорозчинних кислот і лугів та смолистих речовин.

Стислі гази ділять на природні, нафтові та біологічні. Природні видобувають із бурових газових свердловин; нафтові гази отримують як пабковий продукт при видобутку, транспортуванні, переробці нафти.

Зріджений газ. Переваги.

Значний нижчий робочий тиск; дозволяє застосовувати більш легкі та дешеві газопроводи балони; простіша транспортування автомобільним і залізничним транспортом; більш дешеві та прості газозаправні пристрої; більший запас ходу.

Стиснутий газ. Переваги.

Найменша вартість; наявність розвиненої мережі газопроводів; дозволяє зберігати доставку рідкого палива до цих регіонів.

Порівняння газового палива із бензином.

Газ - найкраще сумішоутворення; зменшення нагароутворення в циліндрах та відсутність розрідження моторного масла; менша отруйність газів, що відпрацювали; високі антидитанаційні властивості (дозволяє підвищити ступінь стиснення та потужність двигуна).

Недоліки.

Ускладнення, подорожчання та обтяження паливної апаратури; зниження потужності двигуна під час переведення з бензину на газ 15-20% без переробок; скрутний холодний пуск.

Призначення, влаштування та робота системи живлення на стиснутому газі.

Газобалона установка вантажного автомобіля для стисненого газу включає: вісім газових балонів, з'єднаних трубками; двоступінчастий газовий редуктор високого тиску; електромагнітний клапан із газовим фільтром; газопроводи; манометри високого та низького тиску; підігрівач газу; газові вентилі - наповнювальний, балонний та магістральний; карбюратор-змішувач, прилади резервного палива.

Робота.

Газ з балону при відкритому запірному вентилі надходить у розподільну хрестовину і через видатковий вентиль трубопроводом надходить у рдуктор високого тиску, де відбувається зниження тиску газу до 0,9-1,2 МПа. Газ проходить електромагнітний клапан із вбудованим у нього газовим фільтром, у якому відбувається очищення газу від механічних домішок та автоматичне відключення газової магістралі в аварійній ситуації. Після цього трубопроводом газ надходить у редуктор низького тиску, де відбуваються вторинні зниження тиску газу до тиску близького до атмосферного. За рахунок розрядження, створюваного циліндрами двигуна, газ надходить у карбюратор-змішувач, де відбувається процес сумішоутворення, і надалі газоповітряна суміш надходить по впускному тракту в циліндри двигуна відповідно до його порядку роботи. Для роботи на резервному паливі (бензині) автомобіль має паливний бак, фільтр-відстійник, паливний насос, паливопроводи.

Призначення, влаштування та робота системи живлення на зрідженому газі.

Газобалона установка, що працює на зрідженому газі, складається з газових балонів, випарника газу, двоступінчастого газового редуктора, манометрів високого та низького тиску, електромагнітного клапана з газовим фільтром, карбюратора-змішувача, приладів резервного палива. Газовий балон має контрольний вентиль рівня рідини, запобіжний клапан, покажчик рівня рідини, вентиль витрати газу.

Робота.

Газ з балона, який може бути заповнений рідким газом на 85% (на балоні встановлена ​​надатково-витратна арматура, що включає наповнювач, через який відбувається заправка, витратний вентиль, через який здійснюється відбір газу в систему і вентиляційні шланги, що відводять газ від автомобіля при наявності витоку), по трубопроводу надходить у газовий клапан-фільтр, а від нього в двоступінчастий редуктор-випарник, де відбувається зниження тиску газу до атмосферного та його випаровування. До редуктора-випарника від сорочки охолодження двигуна по шлангах підводиться гаряча охолодна рідина, що дозволяє підігрівати газ для переведення його в парову фазу і не дозволяє йому замерзати при низьких температурах. Випарений газ рахунок розрядження, створюваного в циліндрах двигуна, надходить у карбюратор-змішувач і звідти по впускному трубопроводу в циліндри двигуна. Для переходу з одного виду палива на інший служить перемикач, розташований на панелі приладів та керуючий електромагнітним клапаном перемикання видів палива.

Призначення, влаштування та робота системи електронного упорскування газу.

1 - газовий клапан 2 - випарник / регулятор тиску СНД 3 - температурний датчик 4 - живлення від силового ланцюга запалювання 5 - заземлення на корпус автомобіля 6 - газовий фільтр 5-7 мкм 7 - газовий інжектор 8 - бензинова форсунка 9 - кабель емулятора бензинових форсунок 10 - трубка, що подає 11 - перемикач виду палива з індикатором 12 - електронний блок управління 13 - впускний повітряний колектор двигуна 14 - двигун автомобіля

Робота.

Газ з балону, пройшовши надатково-витратну арматуру, надходить у редукторний випарник. У редукторі відбувається зниження тиску до близького до атмосферного та випаровування газу. Редуктор управляється залежно від розрядження у впускному трубопроводі та сигналів блоку управління, далі газ надходить до дозатора-розподільника з кроковим електродвигуном. Дозування та подача газу відбувається по відповідних трубопроводах до форсунок, які розпорошують його в простір біля впускних клапанів.

Автомобільні двигуниможуть працювати на стиснутому та зрідженому газі. Стиснутими називають гази, які при температурі 15...20°З тиску до 20 МПа зберігають газоподібний стан. Для двигунів, що працюють на стиснутому газі, широко використовують природний газ. Зрідженими називають гази, які переходять з газоподібного рідкий стан при тиску 1,6 МПа і температурі до 50°С.

Двигуни, що працюють на стисненому (ЗМЗ-53-27) та зрідженому (ЗМЗ-53-19) газах встановлюють на автомобілях ГАЗ-53-12. На зрідженому газі працює також двигунавтомобіля ЗІЛ-138.

Широке поширення двигунів, що працюють на зрідженому газі, пояснюється меншим робочим тиском у газобалонній установці, що надійніше та безпечніше, а також порівняно невеликим зниженням потужності порівняно з карбюраторним двигуном.

Рис. 38.Схеми систем живлення газових двигунів
а - працюючих на стиснутому газі: 1-балон; 2-кутник балона; 3-газопровід високого тиску; 4-трійник балона; 5-хрестовина наповнювального вентиля; 6-наповнювальний вентиль; 7-паливний бак; 8-витратний вентиль; 9-магітральний вентиль; 10 та 11 - манометри відповідно високого та низького тиску; 12-газовий фільтр; 13-двоступінчастий газовий редуктор; 14-дозуючий пристрій; 15-газопровід низького тиску; 16-карбюратор-змішувач; 17-паливопровід; 18-паливний насос; 19-підігрівач; 20-фільтр-відстійник; 21-трубопровід; 22-трубка; б-працюючих на зрідженому газі: 1-двигун: 2 - трубка: 3 - карбюратор-змішувач: 4 - електромагнітний клапан із фільтром для бензину; 5 – паливний бак; 6- газовий редуктор; випарник газу; 8 – штуцер для підведення води; 9 – штуцер для відведення води; 10 – кран для зливу води; 11 - електромагнітний клапан із фільтром для газу; 12 – манометр для редуктора; 13 – балон для зрідженого газу; 14 – запобіжний клапан; 15 – контрольний вентиль; 16 – наповнювальний вентиль; 17 - покажчик рівня газу; 18 - рідинний (витратний) вентиль; 19 - паровий вентиль

Система живлення двигуна, що працює на стиснутому газі

Система живлення двигуна, що працює на стиснутому газі, схематично показана на рис.38, а. Зі сталевих балонів стислий газ проходить під великим тиском через газопровід 3, видатковий клапан (вентиль) 8, підігрівач 19, вентиль 9 і фільтр 12 в редуктор 13. Підігрів газу необхідний, щоб волога, що виділяється при зниженні тиску газу, не перетворювалася на лід. У двоступінчастому редукторі 13 тиск газу знижується до 0,1 МПа, і через дозуючий пристрій 14 по газопроводу 15 надходить в карбюратор-змішувач 16, де утворюється горюча суміш. ...

Система живлення двигуна, що працює на зрідженому газі

Система живлення двигуна, що працює на зрідженому газі ( Рис. 38,6), має один балон 13, який заповнюють через наповнювальний 16 і 15 контрольний вентилі. Для відбору з балона 13 газу рідкій фазі служить видатковий вентиль 18. За вказівником 17 контролюють кількість зрідженого газу в балоні. З балона 1 рідина при відкритому вентилі 18 та включеному електромагнітному клапані 11 надходить у випарник 7, який підігрівається водою із системи охолодження. Зріджений газ випаровується через двоступінчастий редуктор 6, в якому його тиск знижується до 0,1 МПа, і газопровід надходить в карбюратор-змішувач 3. Роботу редуктора 6 контролюють за допомогою манометра 12.