Презентация к открытому занятию Система питания двигателя на сжиженном газе

Презентация к открытому занятию «Система питания двигателя на сжиженном газе»

1 слайд

Лекционное занятие Тема: Система подачи топлива газобаллонных двигателей. Тема занятия: Устройство и работа системы питания на сжиженном газе. Цель занятия: формирование понятий о видах газового топлива, типах, устройстве и работе систем питания на сжиженном газе, ознакомление с приборами систем питания.

2 слайд

Актуализация опорных знаний Система питания инжекторного двигателя с центральным впрыском топлива Тестовые задания №1, 2, 3

3 слайд

Актуализация опорных знаний Система впрыска K-Jetronic Тест №4

4 слайд

Актуализация опорных знаний Система впрыска KЕ-Jetronic Тест №5

5 слайд

Актуализация опорных знаний Устройство системы распределенного впрыска Тест №6

6 слайд

Актуализация опорных знаний Система питания инжекторного двигателя с прямым впрыском топлива Тестовые задания №7, 8, 9

7 слайд

Тема занятия: Устройство и работа системы питания на сжиженном газе План занятия 1. Преимущества и недостатки газобаллонных двигателей 2. Устройство и работа системы питания на сжиженном газе

8 слайд

Преимущества и недостатки двигателей с ГБУ Все больше известных производителей автомобилей серийно выпускают модели, предназначенные для эксплуатации на двух видах топлива — жидком и газообразном. На этих автомобилях параллельно устанавливаются две системы питания — для жидкого топлива и для газа. Водитель может с помощью контрольного устройства переключать работу двигателя на тот или другой вид топлива и определять остаток любого топлива с помощью контрольных приборов. Сжиженное газовое топливо по сравнению с бензином имеет следующие преимущества: — более низкая цена газа (в 1,5-2 раза) — высокое октановое число позволяет значительно повысить степень сжатия, следовательно, увеличить экономичность двигателя; — в отработанных газах, в результате более полного сгорания газового топлива содержится меньше токсичных веществ; — увеличивается моторесурс двигателя, так как отсутствует конденсация топлива и смыв масла со стенок цилиндров; — увеличивается срок службы свечей зажигания и глушителя вследствие незначительного нагарообразования.

9 слайд

Преимущества и недостатки двигателей с ГБУ Газобаллонные автомобили имеют следующие недостатки: — вследствие более низкой теплоты сгорания топлива снижается мощность двигателя на 15-20%; — снижение динамических характеристик; — при использовании сжатого газа увеличение массы автомобиля и снижение грузоподъемности; — из-за размещения баллона с газом на легковом автомобиле снижается полезный объем багажника; — повышение пожаро и взрывоопасности; — увеличивается трудоемкость технического обслуживания и текущего ремонта; — требования к квалификации персонала, выполняющего техническое обслуживание и текущий ремонт.

10 слайд

Для газобаллонных автомобилей использование сжиженных газов предпочтительнее, чем сжатых. Газобаллонные автомобили, которые работают на сжиженных газах, по сравнению с автомобилями, работающими на сжатых газах, имеют следующие преимущества: — более грузоподъемность автомобиля, потому что меньшее число и масса баллонов; — ниже рабочее давление в газобаллонной установке, а значит, работа на таком автомобиле безопаснее; — выше теплота сгорания газовоздушной смеси, способствует увеличению мощности двигателя; большая концентрация тепловой энергии в единице объема позволяет увеличить радиус действия автомобиля; — проще заправочные станции; — проще перевозки сжиженных газов на большие расстояния и различными видами транспорта. Для всех газобаллонных автомобилей (независимо на каком газе они работают) характерна беcдетонационная работа двигателя, значительно меньше его износ и более полное сгорание топлива. Однако обслуживание и эксплуатация автомобиля более сложное, так как требуется тщательное соблюдение правил техники безопасности.

11 слайд

По ГОСТ 27578 — 87 для автомобилей установлены следующие марки сжиженных газов: — ПБА — пропан и бутан автомобильный; — ПА – пропан автомобильный. Сжиженная пропан-бутановая смесь используется при температурах выше -200С и должна содержать пропана не менее 50±10%, бутана не более 50%. Пропан автомобильный используется в северных районах и при температуре ниже -200С и должен содержать пропана не менее 85±10% . Доля остальных газов не должна превышать 6%. Массовая доля серы и сероводо-рода не должны превышать 0,01% и 0,003% соответственно. Газ не должен содержать механических примесей, воды, водораство-римых кислот, щелочей, смол и других загрязняющих веществ. При содержании меркаптановой серы менее 0,001% в сжиженные газы должен вноситься одорант. Технические смеси пропана и бутана содержат большое количество химических и механических примесей и используются в бытовых нуждах.

12 слайд

Пары сжиженного газа обладают большей плотностью, чем плотность воздуха, и могут скапливаться в низких и непроветри-ваемых местах (осмотровые канавы). Сжиженные газы образуют с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации паров пропана от 2,1 до 9,5 %, изобутана от 1,8 до 8,4 %, нормального бутана от 1,5 до 8,5 % объемных при давлении 98066 Па (1 атм) и температуре 15-20 °С. Для контроля взрывоопасных концентраций сжиженных газов в производственных помещениях используют сигнализаторы. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны (в пересчете на углерод): — предельных углеводородов — 300 мг/м3; — непредельных углеводородов — 100 мг/м3. Сжиженные газы могут оказывать следующие опасные факторы: — токсичность продуктов неполного сгорания газов; — удушающее действие газов при содержании в воздухе кислорода ниже допустимого; — сильное охлаждающее действие жидкой фазы, вызывающее тяжелое обморожение.

13 слайд

Меры первой помощи: — при отравлении — свежий воздух (кислород), тепло, вата, смоченная нашатырным спиртом, для приведения пострадавшего в сознание — горячее питье, при необходимости — искусственное дыхание; — при попадании жидкой фазы на одежду — немедленно удалить одежду с целью исключения соприкосновения жидкой фазы с телом человека; — при обморожении — наложить сухую стерильную повязку на обмороженную поверхность кожи и немедленно обратиться к врачу. При работе со сжиженными газами глаза необходимо защищать очками с боковыми открылками, так как попадание капель в глаза может вызвать потерю зрения.

14 слайд

Закрепление изученного материала Вопросы: 1. Какие преимущества имеют двигатели с газобал-лонными установками? 2. Какие недостатки имеют двигатели с газобаллон-ными установками? 3. Какие газы более предпочтительнее для использования на автомобильном транспорте? 4. Какие типы сжиженных газов выпускает промышленность и какие к ним предъявляются требования? 5. Охарактеризовать физические свойства сжиженного газа и какие меры техники безопасности необходимо соблюдать при их использовании?

15 слайд

Устройство системы питания на сжиженном газе грузового автомобиля Схема газобаллонной установки для сжиженного газа. 1 — магистральный вентиль; 2 — манометр баллона; 3 — паровой вентиль; 4 — предохранительный клапан; 5 — баллон для сжиженного газа; 6 — контрольный вентиль; 7 — накопительный вентиль баллона; 8 — указатель уровня сжиженного газа; 9 — жидкостной вентиль; 10 — манометр редуктора; 11 — двигатель; 12 — карбюра-тор; 13 — смеситель газа; 14 — бак для бензина; 15 — газовый редуктор; 16 — испаритель сжиженного газа; 17— штуцер для подвода горячей воды; 18 — штуцер для отвода воды; 19 — кран для слива воды.

16 слайд

ГАЗОБАЛЛОННЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ РАБОТЫ НА СНГ

Газобаллонные установки для использования СНГ являются установками среднего давления. СНГ в баллонах таких устано­вок находится одновременно в двух агрегатных состояниях: в жидкой и газообразной фазах.

Системы питания газобаллонных автомобилей ЗИЛ-431810, ГАЗ-53-07 и автобусов ЛАЗ-695П, ЛиАЗ-677Г практически пол­ностью унифицированы.

Рис. 5. Схема газобаллоичой установки для работы на СНГ

Схема газобаллонной установки для работы на СНГ пред­ставлена на рис. 5. Установка содержит баллон 7 для хранения СНГ, испаритель /, двухступенчатый газовый редуктор 3 низко­го давления и газовый смеситель 15 с воздушным фильтром 13. Баллон 7 снабжен двумя вентилями // и 10. Вентиль 10 предназ­начен для отбора жидкой фазы СНГ, а вентиль // — паровой фа­зы над жидкостью в газовом баллоне 7.

Газовый баллон конструируют и эксплуатируют таким обра­зом, чтобы в нем всегда существовала газовоздушная подуш­ка 8. Фактическое давление СНГ зависит от компонентного со­става газа и температуры окружающей среды. Максимальное рабочее давление газа в баллоне составляет 1,6 МПа, а мини­мальное, при котором сохраняется работоспособность газовой аппаратуры и двигателя, 0,07 МПа.

Для нормальной работы двигателя на жидкой фазе СНГ предусмотрен испаритель 1. Он соединен с двухступенчатым га­зовым редуктором 3 и с газовым баллоном 7 трубопроводом. Испаритель / газа подключен к системе охлаждения двигателя. Магистральный вентиль 5 размещен в кабине водителя. В газо­баллонных автомобилях при работе на СНГ в основном приме­няют испарители с использованием в качестве источника тепло­ты жидкость из системы охлаждения двигателя. В этом случае обеспечивается стабильная температура газа на выходе из ис­парителя. На автомобилях, имеющих газовые двигатели с воз­душным охлаждением, можно применять испарители, получаю­щие теплоту из смазочной системы двигателя или от отработав­ших газов. Испаритель может быть выполнен в виде отдельного узла или встроен в газовый редуктор низкого давления.

Газовый редуктор 3 объединен с дозирующим экономайзер-ным устройством 2 и сообщается каналом 14 с газовым смеси­телем 15. ма щитке приборов в кабине водителя размещены указатели соответственно уровня газа в баллоне 7 и давления газа в первой ступени редуктора 3.

Бензиновая резервная система питания содержит бак 6, бензопровод, бензиновый фильтр, бензиновый насос 17, карбю­ратор 18 с пламегасителем, выполненным в виде металлической сетки. Однокамерный беспоплавковый карбюратор горизонталь­ного типа сообщается с основной системой питания проставкой, размещенной между газовым смесителем 15 и впускным трубо­проводом 16.

В бензиновой системе питания используют малоразмерный карбюратор, обеспечивающий при работе на бензине круто па­дающую внешнюю характеристику. Принцип работы резервной бензиновой системы аналогичен принципу работы традиционной карбюраторной системы питания. Для прекращения подачи бен­зина в резервную систему питания бензиновый бак 6 снаб­жен краном.

Через верхний вентиль // газ может подаваться в систему в газообразной фазе (при пуске и прогреве двигателя), а через нижний вентиль 10 — в жидкой.

Проходя по каналам испарителя, СНГ переходит в парооб­разное состояние и поступает в магистральный фильтр 12, где очищается от механических примесей и смолистых веществ.

В случае обрыва газопровода после газового баллона плун­жер скоростного клапана закрывается и резко ограничивает рас­ход газа, снижая вероятность возникновения пожара на автомо­биле (скоростной клапан установлен в вентилях 10 и //).

При открытом вентиле 5 газ направляется но шлангу в ис­паритель, установленный на двигателе. Из испарителя очищен­ный газ поступает через фильтр 4 в первую ступень газового ре­дуктора 3, где понижается давление до 0,15 МПа, а затем во вторую ступень, где давление понижается до давления, близкого к атмосферному. В редукторе перед первой ступенью встроен сетчатый газовый фильтр.

Под действием работающего двигателя газ из второй ступе­ни поступает в дозирующее экономайзериое устройство, встро­енное в редуктор, а затем по каналу 14 низкого давления в газовый смеситель 15, где смешивается с воздухом и поступает в цилиндры двигателя.

Пусковая система для обеспечения пуска холодного двига­теля включает электромагнитный клапан 17 с дозирующим жиклером, трубопроводы, соединяющие первую ступень редук­тора через клапан со смесителем, и кнопку включения. При пу­ске холодного двигателя при температуре —10 °С и ниже и при малой частоте вращения коленчатого вала двигателя (вторая ступень редуктора закрыта из-за недостаточного вакуума во впускном трубопроводе) газ подается через открытый пусковой клапан. Работа газовой системы питания контролируется элект­рическим манометром, датчик которого установлен в полости первой ступени редуктора.

Длительный отбор из баллона газа в паровой фазе не допу­стим из-за интенсивного испарения жидкости, снижения темпе­ратуры газа и давления, вследствие чего нормальное поступле­ние газа к двигателю становится невозможным. Поскольку СНГ представляет собой смесь нескольких газов, то при работе КЗ паровой фазе в первую очередь будут расходоваться легкоис-паряющиеся фракции с низким парциальным давлением насы­щенных паров и более высокой теплоемкостью. Это влияет на

оптимальный состав газовоздушной смеси, увеличивает токсич­ность отработавших газов.

Резервная система питания обеспечивает приготовление обо­гащенной горючей смеси. Это позволяет увеличить степень сжа­тия двигателя по сравнению с базовым и сохранить возмож­ность работы на низкооктановом бензине А-76.

На рис. 6 приведена внешняя скоростная характеристика дви­гателя ЗИЛ-5085.1000401 (ЗИЛ-138) при работе на СНГ соста­ва: пропана 80 %, бутана 20 % при р=1,83 кг/м 3 .

Благодаря повышенной степени сжатия в двигателе в пол­ной мере реализуются положительные свойства газового топли­ва, достигаются высокие мощностные показатели и топливная экономичность. Внешняя скоростная характеристика двигателя ЗМЗ-53-07 (пропана 80 %, бутана 20 %, р=1,93 кг/м 3 ) дана на рис. 7. Высокая антидетоиационная стойкость СНГ позволяет форсировать степень сжатия двигателя ЗМЗ-53-07 с 6,7 до 8,5. С повышением степени сжатия увеличивается мощность двига­теля ЗИЛ-5085. 1000401 на 2,5…3%, а двигателя ЗМЗ-53-07 до 4… 5 %. В случае оптимальной степени сжатия наблюдается снижение удельного расхода топлива на 5 … 6 % при работе дви­гателя по внешней характеристике.

В случае использования универсальных систем питания га­зобаллонная установка автомобиля выполняется для работы на СНГ как на основном топливе. Запас хода при работе на газо­вом топливе составляет примерно 400 км, а на бензине 17 км.

Конструктивные решения газобаллонных установок отлича­ются большим многообразием. Схема газобаллонной установки автомобиля ГАЗ-24-17 «Волга> показана на рис. 8. Установка содержит газовый бал­лон 5 для хранения СНГ, размещенный в багажнике автомобиля, двухступен­чатый газовый редуктор-испаритель /, газосмеси­тельное устройство 6, фильтр 12 с электромаг­нитным клапаном. На га­зовом баллоне монтируют расходный вентиль 7 жид­костной фазы, расходный вентиль 8 паровой фазы, датчик 4 указателя уров­ня СНГ в баллоне, а также заправочное уст­ройство 9 с контрольным и предохранительным клапанами. Установ­

ка может полноценно работать как на СНГ, так и на бензине. СНГ под избыточным давлением из баллона 5 через расход­ные вентили 7 или 8 по трубопроводу // поступает в газовый фильтр 12. Из фильтра 12 очищенный газ по трубопроводу 13 поступает в двухступенчатый редуктор-испаритель /, в котором происходит одновременное испарение СНГ и понижение его дав­ления до 0,08… 0,12 МПа. Из редуктора / газ по шлангу через регулировочный винт 2 подачи газа поступает в смесительное устройство 6, расположенное в воздушном фильтре двигателя, а затем — в карбюратор-смеситель.

Для испарения газа в редукторе используют жидкость систе­мы охлаждения двигателя, которая поступает в теплообменник из головки цилиндров через шланг 3 и сливается из него через шланг в трубопровод отопителя. Подвод бензина к приборам системы питания осуществляется по трубопроводу 10.

Схема газобаллонной установки при универсальной системе питания, получившая большое распространение за рубежом, при­ведена на рис. 9. В комплект газовой аппаратуры входят: ре­дуктор, запорный вентиль, электромагнитные клапаны с фильт­рами, карбюратор и смесительная установка, переключатель ви­да топлива, механический манометр со шкалой до 40 МПа, заправочный штуцер, газопроводы, шланги, крепежные детали.

Особенностью схемы является объединение в одном блоке двухступенчатого редуктора и испарителя-подогревателя газа.

Фирма «Ланди Ренцо> выпускает электронные вариаторы уг­ла опережения зажигания при работе на газе и бензине. При­менение электронного вариатора обеспечивает автоматическую установку оптимального угла опережения зажигания при пере­ходе с одного вида топлива на другой.

Использование универсальной системы питания сопровожда­ется снижением мощности двигателя и крутящего момента при переходе с бензина на газовое топливо. Кроме того из-за вве­дения в главный воздушный канал карбюратора-смесителя га­зовых форсунок повышается его сопротивление, сопровождаю­щееся увеличением эксплуатационного расхода бензина на 5… 7%.

Схема универсальной системы питания фирмы «Ланди Хар-тог> (Нидерланды) для легкового газобаллонного автомобиля приведена на рис. 10. Для снижения токсичности отработавших газов применено специальное дозирующее устройство, регули­рующее подачу газа в зависимости от нагрузочного режима ра­боты двигателя.

Универсальная система питания японской фирмы «Катакура Чиккарин> для легкового газобаллонного автомобиля представ­лена на рис. 11. Отличительными особенностями системы явля­ется установка газового баллона / в специальном, герметизи­рованном, кожухе, применение раздельных фильтров 2 таза и

Рис. 9. Схема газобаллонной установки зарубежного легкового автомобиля при универсальной системе пнтання:

/ — выходная магистраль для газа; 2— входная магистраль для газа; 3 — редуктор-испаритель; 4— карбюратор-смеситель; 5 и 7 — электромагнитные клапаны-фильтры ма­гистралей соответственно бензиновой и газовой; б —? топливный баллон; 8 ?— переключа­тель рода работ

Рис. 10. Система питания с двухступенчатым газовым редуктором фирмы

/ — баллон для сжиженного углеводородного газа; 2 — заправочная горловина; 3 и 9 — рукоятки ручного включения подачи соответственно газа н бензина; 4 — электро­магнитный магистральный клапан с фильтром; 5 — двухступенчатый редуктор-нспари-тель; 6 — дозирующее устройство; 7 —• карбюратор-сыеснтель нлн карбюратор-смесн-тельная проставка; 8 — электромагнитный бензиновый запорный клапан; 10 — распре­делитель зажигания; // — переключатель вида топлива; 12 — электромагнитный вариа­тор угла опережения зажигания; 13 — катушка зажигания; 14 — трубы вентиляции; 15 — герметичный контейнер с блоком контрольной, запорной и заправочной арма­туры

Рнс. 11. Унив£ реальная система питания фирмы «Катакура Чиккарии»

электрическогс клапана 3, а также установки газоподводящего устройства на карбюраторе. В качестве соединительных трубо­проводов между газовым баллоном / и фильтром 2 использует­ся гибкий газопровод высокого давления, изготовленный из резинового гшанга с металлическими наконечниками. Между фильтром 2 и электромагнитным клапаном 3, а также редукто­ром-испарителем 5 размещен газопровод 4 из медных трубок. Вакуум к редуктору подается по шлангу 7. Подвод газа к газо-подводящему устройству карбюратора 9 по трубопроводу 6. Жид­кость из системы охлаждения двигателя направляется в испа­рительную часть редуктора по шлангам 8.

Устройство приборов газобаллонной установки

Баллон для сжиженного газа изготовляется из стали, рассчитан на рабочее давление 1,6 МПа и пригоден для наполнения и хранения газа при температуре до 45°С. Баллоны периодически подвергаются гидравлическому испытанию под давлением 2,4 МПа и пневматическому – под давлением воздуха 1,6 МПа. Выдержавшие испытания клеймят. На переднем днище ставят клеймо с указанием завода-изготовителя, порядкового номера, массы в килограммах, даты (месяц и год) изготовления и последнего испытания, рабочего и испытательного давления, емкости в литрах, а также клеймо ОТК завода-изготовителя. Повторные испытания проводят один раз в два года органы Гостехнадзора. Годные баллоны окрашивают в красный цвет.

Как устроен и работает испаритель газа?

Испаритель сжиженного газа служит для преобразования жидкой фазы газа в газообразную. Он состоит из разъемного корпуса, в котором выполнены каналы для прохода газа. Каналы омываются горячей жидкостью из системы охлаждения, что и приводит к испарению газа. Разборная конструкция испарителя позволяет очищать каналы от отложений и осадков.

Как устроен и работает фильтр для очистки газа?

В фильтре газ очищается от механических примесей и воды, которые, попав в редуктор, могли бы вызвать неплотное закрытие клапанов, а вода в холодное время года, замерзая, закупорила бы газопроводы, нарушив работу системы питания. Фильтр состоит из корпуса, в котором установлен фильтрующий элемент, изготовленный из мелкой латунной сетки, свернутой рулоном, и пакета войлочных колец. Газ последовательно проходит через сетку и войлок, очищается и поступает в газовый редуктор.

Какое назначение и устройство газового двухступенчатого редуктора?

Газовый двухступенчатый редуктор служит для снижения давления газа с 1,6 МПа до 0,1 МПа и подачи его в смеситель, а также регулировки его количества в зависимости от нагрузки и частоты вращения коленчатого вала. Кроме того, редуктор обеспечивает перекрытие газовой магистрали при неработающем двигателе. Он состоит (рис.74) из алюминиевого корпуса 24 с внутренней перегородкой, разделяющей его на две камеры: первой А и второй Б ступеней. Камера первой ступени снизу закрывается крышкой 4. Между корпусом и крышкой зажата гибкая мембрана 5, с которой соединен двуплечий рычаг 8, установленный шарнирно на оси. С рычагом соединен стержень, в котором запрессован клапан 3 первой ступени, который в заданные моменты плотно прижимается к седлу, установленному в газоподводящем штуцере 1. К штуцеру крепится газоподводящий трубопровод с фильтром 39. Под мембраной установлена пружина 6, стремящаяся удерживать ее в верхнем положении, а следовательно, и клапан первой ступени в открытом состоянии. Упругость пружины можно изменять вращением регулировочной гайки 7. Поддиафрагменная полость сообщается с атмосферой. В камеру первой ступени ввернут штуцер 2 для манометра и предохранительный клапан 38. Диафрагма 36 камеры второй ступени зажата между крышкой 37 и распорным кольцом, прикрепляемым к корпусу. Диафрагма пружиной 33 отжимается кверху, действуя через опорную шайбу на стержень 34. Пружина установлена в направляющей 32, вращением которой можно изменять ее упругость. Нижний конец стержня диафрагмы соединен с двуплечим рычагом 29, установленным шарнирно на оси в приливе корпуса камеры второй ступени. Другой конец рычага через регулировочный винт 27 с контргайкой 28 прижимает клапан 9 к седлу, препятствуя поступлению газа из камеры первой ступени во вторую.

Рис.74. Газовый двухступенчатый редуктор.

Над полостью второй ступени установлен вакуумный разгружатель 31 с пружиной 30 и упорами 35. Пружина 30 через упоры 35 при неработающем двигателе воздействует на диафрагму 36, поднимая ее. Полость В вакуумного разгружателя трубопроводом через штуцер 18 и 13 сообщается с впускным трубопроводом двигателя. Поэтому при работающем двигателе разрежение передается в камеру вакуумного разгружателя и пружина 30 перестает воздействовать на диафрагму камеры второй ступени, позволяя ей прогибаться и пропускать газ из камеры первой ступени во вторую.

В нижней части камеры второй ступени имеется дозатор-экономайзер 22 с крышкой 14, который регулирует количество газа, поступающего к смесителю, то есть состав горючей смеси. Между корпусом экономайзера и его крышкой установлена диафрагма 16, нагруженная пружиной 15. С диафрагмой через шток соединен клапан 11 с пружиной 12. В корпусе экономайзера выполнены отверстия 21 и 25 постоянного сечения. Сечение отверстия 17 можно изменять вращением регулировочного винта 19 и регулировать таким путем максимальную мощность двигателя. Сечение отверстия 20 регулируется автоматически с помощью клапана-регулятора 10, изменяя количество газа, проходящего к смесителю через патрубок 23. Камера второй ступени закрывается крышкой 26.

Как работает газовый двухступенчатый редуктор?

Работает редуктор так. При закрытых расходных и магистральном вентилях газ в редуктор не поступает. Клапан3 (рис.74) камеры первой ступени открыт, второй – закрыт. Двигатель не работает. Во время открытия расходного и магистрального вентилей газ через открытый клапан 3 поступает в камеру первой ступени. Когда давление в камере достигнет 0,12-0,18 МПа, диафрагма 5 прогнется, сжимая пружину 6, и через двуплечий рычаг 8 закроет клапан. Клапан 9 второй ступени все еще закрыт.

При вращении коленчатого вала разрежение из цилиндров передается в смеситель и через обратный клапан и дозирующе-экономайзерное устройство в камеру второй ступени. Одновременно разрежение передается и в вакуумный разгружатель и он перестает воздействовать на диафрагму 36. Следовательно, под диафрагмой камеры второй ступени разрежение, а над ней атмосферное давление. Из-за разности давлений диафрагма прогибается и штоком воздействует на двуплечий рычаг 29, который, поворачиваясь на оси, открывает клапан камеры второй ступени и пропускает газ из камеры первой ступени во вторую. Газ из камеры второй ступени через дозирующе-экономайзерное устройство по патрубку 23 поступает в смеситель, где смешивается с воздухом, образует газовоздушную горючую смесь, которая и поступает в цилиндры двигателя. Расход газа из камеры первой ступени вызывает снижение давления в ней, пружина 6 поднимает диафрагму 5 и снова открывается клапан первой ступени, пропуская газ в камеру первой ступени, а из нее во вторую, обеспечивая бесперебойную работу двигателя. Количество газа, поступающего в смеситель, регулируют поворотом клапана-регулятора 10 в зависимости от теплотворной способности газа. Во время работы двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала на холостом ходу дроссельная заслонка в смесителе закрыта и разрежение в камеру второй ступени передается по трубопроводу холостого хода, обеспечивая работу двигателя. При этом газ поступает в поддроссельную полость смесителя по трубопроводу 7 (см. рис.73).

Какое назначение предохранительного клапана в редукторе?

Предохранительный клапан в редукторе предотвращает повреждение диафрагмы камеры первой ступени вследствие повышенного давления в ней из-за неполного закрытия клапана первой ступени. Пружина предохранительного клапана отрегулирована на давление 0,45 МПа. Если давление в камере превысит эту величину, то клапан откроется и выпустит избыточный газ в атмосферу.

Как устроен и работает смеситель газа?

Смеситель газа двигателя автомобиля ГАЗ-53-07 состоит из двух смесительных камер, работающих параллельно. В каждой из них (рис.75) установлен диффузор 5, в горловину которого выведена газовая форсунка 4, соединенная через газоподводящий патрубок 1 и обратный клапан 2 с газовым редуктором.

Рис.75. Смеситель газа.

В нижней части смесителя смонтирована дроссельная заслонка 11, управление которой осуществляется водителем из кабины автомобиля через систему тяг, соединенных с педалью газа, а в верхней части – воздушная заслонка 3, управление которой производится кнопкой, установленной на панели кабины автомобиля. Для работы двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала на холостом ходу предусмотрены газоподводящий патрубок 7, соединенный шлангом с редуктором, и два выходных отверстия 6 и 10, сечения которых можно изменять с помощью регулировочных винтов 8 и 9. Смеситель крепится к впускному трубопроводу двигателя через специальную проставку, к которой прикреплен карбюратор.

Работает смеситель так. При открытых расходном и магистральном вентилях газ поступает в редуктор и по патрубку 1 через обратный клапан 2 – в форсунку 4 и в смесительную камеру. Сюда же устремляется воздух, проходящий через открытую воздушную заслонку. В смесительной камере газ смешивается с воздухом в соотношении 1 : 1 и образует газовоздушную горючую смесь, которая через открытую дроссельную заслонку поступает в цилиндры, обеспечивая работу двигателя. С увеличением открытия дроссельной заслонки увеличивается и количество газовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя, возрастает частота вращения коленчатого вала и мощность двигателя. При закрытой дроссельной заслонке разрежение по каналу 10 и штуцеру 7 передается в редуктор и под дроссельную заслонку мимо газоподводяшего патрубка 1 и форсунки 4. Сюда же подмешивается воздух, проходящий через щель между дроссельной заслонкой и отверстием 6, образуется газовоздушная горючая смесь, которая поступает в цилиндры, обеспечивая работу двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала на холостом ходу. С увеличением открытия дроссельной заслонки разрежение передается на канал 6 и из него также поступает газ, что обеспечивает плавный переход работы двигателя с малых нагрузок на средние. Воздушную заслонку 3 прикрывают только во время пуска холодного двигателя и то на самое короткое время, так как газовоздушная смесь быстро переобогащается, потому что газ смешивается с воздухом в пропорции 1 : 1. Во все остальное время работы двигателя она должна оставаться в открытом положении.

Как устроены соединительные газотрубопроводы?

Газотрубопроводы, соединяющие баллон с редуктором (высокого давления), изготавливают из стальных или медных трубок диаметром 10-12 мм с толщиной стенок 1 мм. Соединяют их между собой и с приборами при помощи ниппельных соединений. Газопроводы низкого давления (от редуктора до смесителя) изготавливают из тонкостенных стальных труб и газостойких резиновых шлангов большого сечения. Соединяют их с приборами стяжными хомутами.

Какая последовательность пуска двигателя при питании его от газобаллонной установки сжиженного газа?

Перед пуском двигателя проверяют герметичность соединений газопроводов, наличие газа в баллоне, исправность и надежность всех приборов, механизмов и систем. Затем открывают расходный вентиль паровой фазы газа и магистральный. Легким нажатием на шток камеры второй ступени наполняют ее газом и включают зажигание. Пустив двигатель, его прогревают и закрывают вентиль паровой фазы, а открывают жидкой фазы газа. Длительная работа прогретого двигателя на газе паровой фазы не рекомендуется, так как в этом случае интенсивно расходуются легко испаряющиеся фракции газа, что ведет к снижению температуры остальных фракций, баллон покрывается инеем, ухудшается теплообмен и последующий пуск холодного двигателя.

Как останавливают двигатель, работающий на жидком газе?

Для кратковременной остановки двигателя, работающего на жидком газе, достаточно выключить зажигание. При этом клапан второй ступени перекроет поступление газа из камеры первой ступени во вторую. Во время продолжительной остановки закрывают магистральный вентиль и вырабатывают газ из редуктора до остановки двигателя, после чего выключают зажигание. Перед длительной стоянкой (на ночь, смену) закрывают расходные вентили жидкой и паровой фаз газа и вырабатывают газ до остановки двигателя. Затем закрывают магистральный вентиль и выключают зажигание.

Как перевести работу двигателя с газа на бензин?

Для этого необходимо закрыть расходные вентили жидкой и паровой фаз газа и выработать газ до полной остановки двигателя. Закрыть магистральный вентиль. Открыть топливный кран и наполнить бензином поплавковую камеру карбюратора. Открыть выходное отверстие (заглушку) карбюратора и соединить тягу привода с рычагом дроссельной заслонки карбюратора. Закрыть воздушную заслонку смесителя и пустить двигатель обычным способом. Переводят двигатель с бензина на газ в обратном порядке.

Какие неисправности могут возникнуть в газобаллонной установке?

К наиболее частым неисправностям в газобаллонной установке относятся: трещины трубопроводов и шлангов, приводящие к утечке газа; неплотное закрытие вентилей и клапанов; засорение газового фильтра; нарушение регулировки газового редуктора и смесителя.

Образовавшиеся трещины на трубопроводах запаивают или заменяют их новыми; неисправные вентили снимают, разбирают и протирают, а при необходимости заменяют неисправные детали исправными; редуктор и смеситель проверяют, заменяют неисправные детали и регулируют; фильтр промывают в ацетоне и продувают сжатым воздухом.

Какие правила безопасности следует соблюдать на газобаллонных автомобилях?

Во время работы на газобаллонном автомобиле необходимо строго следить за герметичностью соединений газопроводов и приборов. Подозреваемые места утечки газа проверяют на слух по шипению выходящего газа или смачиванием этих мест раствором мыльной воды. Выявленные неисправности немедленно устраняют.

Нельзя соприкасаться открытыми участками тела с выходящими газами, так как это может привести к обмораживанию. Следует помнить, что вдыхание газа может вызвать удушье человека. Запрещается ставить газобаллонный автомобиль в закрытое помещение, если на нем обнаружена утечка газа. Перед пуском двигателя, после длительной стоянки, нужно поднять капот и проветрить подкапотное пространство, так как там может скопиться взрывоопасная горючая смесь. Не допускается проверка утечки газа открытым пламенем, прогрев двигателя паяльной лампой, остановка возле костров, кузниц и других источников открытого огня.

Cистема питания двигателя от газобаллонной установки

В качестве топлива для двигателей газобаллонных автомобилей применяют различные газы естественного и промышленного происхождения, которые хранятся на автомобиле в баллонах в сильно сжатом или сжиженном состоянии.

К сжимаемым газам относятся естественные газы, выделяющиеся из скважин и трещин в земной коре или добываемые из буровых газовых скважин; промысловые газы, выделяющиеся из недр земли вместе с нефтью;крекинг-газ, получаемый в виде отхода при обработке нефти на крекинговых заводах; светильный газ, являющийся продуктом сухой перегонки каменных углей.

К сжижаемым газам относятся этан, пропан, бутан и др. Источником получения этих газов являются предприятия нефтеобрабатывающей промышленности.

Отечественной промышленностью выпускаются газобаллонные автомобили ГАЗ-51Б и ЗИЛ-166.

В газобаллонную установку автомобиля ЗИЛ-166, работающего на сжатых газах, входят баллоны, соединенные трубками с помощью угольников и тройников; вентили — наполнительный, баллонный и магистральный; подогреватель газа; газовый фильтр; манометр высокого давления (на 300 кг/CMZ); манометр низкого давления (на 8 кг/см*); двухступенчатый редуктор и карбюратор-смеситель. Все части газобаллонной установки до редуктора соединены газопроводами высокого давления.

Редуктор соединен с карбюратором-смесителем газопроводом низкого давления и трубкой холостого хода, а с впускным трубопроводом двигателя — трубкой разгрузочного устройства.

Кроме газовой аппаратуры, автомобиль оборудован стандартной топливной аппаратурой для работы на бензине, включающей топливный бак, фильтр-отстойник, топливный насос и карбюратор, совмещенный с газовым смесителем.

Газ, находящийся в сжатом состоянии в баллонах, поступает по трубкам через открытые баллонный и магистральный вентили и через газовый фильтр в редуктор. На пути к редуктору газ проходит через подогреватель, расположенный около выпускного трубопровода двигателя.

В редукторе давление газа автоматически понижается, и газ поступает по газопроводу в карбюратор-смеситель.

В карбюраторе-смесителе газ, поступающий в двигатель, смешивается в определенной пропорции с воздухом, и образующаяся газо-воздушная горючая смесь поступает в двигатель.

Давление газа в баллонах, а следовательно, и запас топлива в них контролируют манометром высокого давления. Давление газа после первой ступени редуктора контролируют манометром низкого давления.

При израсходовании газа из баллонов их вновь заполняют сжатым газом через наполнительный вентиль.

Газобаллонная установка автомобиля ГАЗ-51Б для работы на сжатом газе имеет аналогичное устройство и отличается только количеством баллонов (4 шт.).

Газобаллонная установка автомобиля ЗИЛ-166А, предназначенная для сжиженных газов, включает баллон, магистральный вентиль, манометры, испаритель, газовый фильтр, двухступенчатый редуктор, карбюратор-смеситель и газопроводы. Баллон имеет следующую арматуру: контрольный вентиль максимального уровня жидкости, предохранительный клапан, указатель уровня жидкости, наполнительный вентиль, расходный вентиль для пара, расходный вентиль для жидкости.

В испарителе сжиженный газ испаряется и переходит в газообразное состояние. Обогревается испаритель обычно горячей водой системы охлаждения двигателя. Сжиженный газ поступает из баллона в испаритель под давлением, создаваемым в баллоне парами газа.

Газобаллонное оборудование для автомобилей — альтернатива бензиновой системе питания

Растущие цены на бензин заставляют владельцев личного и коммерческого транспорта искать способы экономии. Установка ГБО на автомобиль или перевод машины на природный/сжиженный газ быстро окупаема и экономически целесообразна. Стоимость одного пройденного километра уменьшается на треть. Это значит, чем больше пробег и расход топлива, тем выгоднее переход на газ и ниже траты.

Какой газ используется в качестве топлива

На автотранспорте используют два вида газового топлива. Метан хранится под давлением порядка 20 МПа и требует высокопрочных емкостей, которые имеют значительный вес. Системы со сжатым природным газом чаще устанавливаются на грузовой и коммерческий транспорт.

Пропан-бутан хранится под давлением около 1,6 МПа в легких стальных или композитных баллонах. Системы со сжиженными углеводородными газами или СУГ используются на легковых автомобилях. Смеси подразделяются на летние и зимние, составы различаются процентным содержанием пропана.

Основные компоненты газовой системы и принцип работы

На сегодняшний день наиболее распространена газовая топливная система 4 поколения с впрыском, которая подходит практически ко всем инжекторным авто. Она включает в себя цилиндрический или тороидальный баллон с мультиклапаном, редуктор-испаритель, фильтр, рампу с газовыми форсунками, блок управления и датчик давления/разряжения.

Принцип работы прост. Газ поступает по магистрали в редуктор, где понижается его давление, очищается при прохождении через фильтр и подается к каждому цилиндру через свою форсунку. Блок управления контролирует систему, датчик — разницу между давлением в рампе и разряжением в коллекторе. Режимы газ/бензин переключаются из салона автомобиля.

Плюсы и минусы установки газа на авто

Газовое топливо — экологичная альтернатива дизелю и бензину. Но причина растущего спроса на ГБО не нулевой выхлоп, а сокращение расходов на эксплуатацию машины, несмотря на вмешательство в конструкцию.

Преимущества перевода автомобиля на газобаллонное оборудование:

• Заметный экономический эффект. Стоимость километра пути на газе ниже, чем на бензине, даже при вырастающем на 5-8% расходе топлива и снижении мощности двигателя на 1-3%.
• Возможность использовать штатную систему. Переключение с газа на бензин увеличивает запас автономного хода, что позволяет выбирать дальние маршруты с минимумом заправок.
• Уменьшение отложений в цилиндрах. Минимальный износ деталей и риск раннего ремонта обусловлены чистотой горения газа, правильно отрегулированное оборудование исключает вероятность перегрева и прогара клапанов.

Минусы установки газа на авто несущественны — сокращение полезного объема багажника и мощности двигателя, менее развитая сеть АГЗС и риск лишиться гарантии на автомобиль.

Газовый баллон занимает место запаски или часть багажного отсека. Правда, это не существенно для владельцев внедорожников. Небольшая потеря в динамике не ощутима. Координаты ближайших заправок можно посмотреть на карте — в крупных городах и на автодорогах с интенсивным движением с АГЗС нет проблем. Отказ официального дилера бесплатно ремонтировать машину по гарантии грозит только при переводе на газ нового автомобиля.

Безопасность и регистрация газобаллонного оборудования

Взрывоопасность ГБО не выше бензиновых систем питания. Системы с контроллерами и датчиками реагируют на повышение давления, утечки из-за обрыва магистрали, остановку двигателя. В машине нет запаха и можно курить. Стальные/композитные баллоны рассчитаны на высокие ударные нагрузки и температурные воздействия.

Установка ГБО равноценна вмешательству в конструкцию автомобиля. Изменения должны быть зарегистрированы в ГИББД.

Цена ГБО на авто

Современное ГБО последних поколений производят в России и Европе. Стоимость зависит от производителя, характеристик системы и сложности её монтажа. Цены на зарубежную продукцию с установкой начинаются от 650 долларов.

Мы предлагаем купить комплектующие газового оборудования на грузовые и легковые авто. Все компоненты проверены в деле, надежны и позволяют собрать сбалансированную систему оптимального качества по разумной цене.