Первый газовый двигатель внутреннего сгорания был разработан немецким изобретателем Н. Отто. Принцип его работы заключался в том, что горючая смесь предварительно подвергалась сильному сжатию в верхней точке положения поршня. На создание экономичного двигателя, КПД которого достигал 15 %, изобретателю потребовалось около 15 лет, он получил название четырехтактного, поскольку рабочий цикл в нем протекал за четыре хода поршня.
Газовый двигатель внутреннего сгорания – общее описание агрегата
Современные двигатели такого рода работают на природном и попутном газах, а также на сжиженном пропан-бутане, доменном газе и других. Преимущество таких двигателей заключается в меньшем износе основных узлов и деталей, что достигается путем создания качественной горючей смеси и ее эффективного сжигания. К тому же, в выхлопах практически отсутствуют вредные примеси.
КПД современных двигателей на таком топливе достигает порядка 42 %. Наиболее широко они применяются в газовой и нефтяной промышленности в качестве приводных устройств на газоперекачивающих установках. В последнее время перестали быть новинкой такие агрегаты и в автомобиле.
Работает такое оборудование практически так же, как и бензиновое. Вначале сжиженный газ по топливной магистрали поступает в клапан-фильтр, где проходит предварительную очистку от различных взвесей и смол. Далее очищенный газ поступает в редуктор-испаритель, в котором его давление понижается до 1 атмосферы, после чего через дозатор подается в смеситель.
В оборудовании для инжекторных двигателей не применяется бензиновый клапан, вместо него устанавливается эмулятор форсунок.
Газовый двигатель своими руками – реально ли это?
В настоящее время на автомобилях применяются две схемы подключения оборудования:
- классическая – газ подается непосредственно в карбюратор или инжектор;
- последовательная – топливо поступает в форсунки, которые установлены параллельно с бензиновыми.
Классическая схема считается менее затратной, отличается простотой установки, но имеет существенный недостаток. При переключении режимов образуется смесь низкого качества, в результате чего быстро изнашивается. На сегодняшний день последовательная система хоть и является более дорогостоящей, но отличается более качественной подачей газа.
Основные достоинства применения такого оборудования:
- Возможность легко создать газовый двигатель своими руками, то есть смонтировать установку на автомобиле самостоятельно.
- Низкая стоимость топлива.
- Высокое октановое число.
- Отсутствие вредных выбросов.
- Более качественная работа двигателя.
- Благодаря применению газа значительно увеличивается ресурс двигателя.
Недостатки:
- Снижение динамики разгона автомобиля.
- Существенно возрастает нагрузка на клапаны газораспределительного механизма.
- Все оборудование занимает слишком много места.
- Сложности с использованием оборудования в зимнее время.
Газобаллонное оборудование (ГБО), которое дополнительно может встраиваться своими руками в уже существующую топливную систему автомобиля, приобретается на рынке, каждой модели двигателя соответствует своя модель ГБО. Заправочный баллон с комплектующими (клапан и испаритель) крепится в какой-нибудь нише, чаще всего это место для «запаски».
Следом подсоединяется выносное заправочное устройство, отверстие которого будет выходить на внешнюю сторону кузова. А затем на двигателе устанавливаются клапаны против утечки газа, для перекрывания бензина при включении газа. А в салоне автомобиля располагается переключатель бензин-газ. Если вы сомневаетесь в своих знания о традиционном устройстве мотора, то не рискуйте к нему присоединять ГБО, лучше обратитесь к специалистам.
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный университет
сервиса и экономики
Автотранспортные средства
«Система питания двигателей, работающих на дизельном и газовом топливе»
Выполнил студент 3-ого курса
Специальность 100.101
Иванов В.И.
Санкт-Петербург
Введение
1. Топливо для дизелей
2. Конструкция и работа системы питания дизеля топливом
3. Конструкция и работа системы питания дизеля воздухом
4. Система выпуска отработавших газов
5. Система питания газовых двигателей
6. Топливо для газовых двигателей
7. Конструкция систем питания газовых двигателей и их работа
Список использованной литературы
Введение
Дизели являются двигателями с внутренним смесеобразованием. В цилиндры дизеля воздух и топливо подаются раздельно и, смешиваясь в них с отработавшими газами, образуют рабочую смесь. При этом процесс смесеобразования совершается за очень малое время (порядка 0,001 с).
Газовыми называются карбюраторные двигатели, работающие на газообразном топливе - сжатых и сжиженных газах. Особенностью газовых двигателей является их способность работать также и на бензине.
1. Топливо для дизелей
Дизельное топливо имеет следующие основные марки:
Л - летнее топливо, предназначено для работы двигателя при температуре окружающего воздуха выше О °С;
3 - зимнее топливо, предназначено для работы дизеля при температуре окружающего воздуха от 0 до -30 °С;
А - арктическое, предназначено для работы дизеля при температуре окружающего воздуха ниже -30 °С.
Температура замерзания дизельного топлива должна быть на 10... 15 °С ниже температуры окружающего воздуха района эксплуатации. Чем ниже температура замерзания топлива, тем надежнее работа дизеля. Температура воспламенения дизельного топлива составляет 300... 350 °С.
Качество дизельного топлива оценивается цетановым числом, которое условно принято равным 100 ед. Цетан - быстровоспламеняющееся топливо. Для дизельных топлив цетановое число должно быть в пределах 40... 45 ед. Чем выше цетановое число дизельного топлива, тем экономичнее и мягче работает двигатель. Для повышения цетанового числа в дизельное топливо добавляют специальную присадку - изопропиленнитрат.
Система питания дизеля состоит из трех следующих систем: питания топливом, питания воздухом и выпуска отработавших газов.
2. Конструкция и работа системы питания дизеля топливом
Система питания топливом служит для очистки топлива и равномерного его распределения дозированными порциями в цилиндры двигателя.
В эту систему (рис. 1) входят топливный бак, фильтры грубой и тонкой очистки, топливоподкачивающие насосы, топливный насос высокого давления, форсунки и топливопроводы.
Топливоподкачивающий насос 7 засасывает топливо из бака 2 через фильтры грубой 4 и тонкой 8 очистки и направляет его к насосу 5 высокого давления. В соответствии с порядком работы цилиндров двигателя насос высокого давления подает топливо к форсункам 11, которые распыляют и впрыскивают топливо в цилиндры 72 двигателя.
Топливоподкачивающий насос 7 подает к насосу высокого давления топлива больше, чем необходимо для работы двигателя. Избыточное топливо отводится по топливопроводу 3 обратно в топливный бак. В бак отводится по топливопроводу 10 топливо, просочившееся из форсунок.
Рис. 1. Схема системы питания дизеля топливом:
1 - топливоприемник; 2 - бак; 3, 9, 10 - топливопроводы; 4, 8 - фильтры; 5- насос высокого давления; 6 - насос ручной подкачки; 7 - топливо-подкачивающий насос; 11 - форсунка; 12 - цилиндр
Топливный насос высокого давления служит для подачи через форсунки в цилиндры двигателя под большим давлением (20... 50 МПа) требуемых порций топлива в определенные моменты времени. Насос состоит из одинаковых по конструкции секций, число которых равно числу цилиндров двигателя. Каждая секция насоса соединена топливопроводом 13 (рис. 2) с форсункой 16.
Плунжер 6 и гильза 5 секций насоса изготовлены с высокой точностью и чистотой поверхности. Зазор между ними не превышает двух микрон. На плунжере имеются вертикальный паз 9, скошенная кромка 11 и кольцевая проточка 7. Шестерня 2, закрепленная на плунжере, находится в зацеплении с зубчатой рейкой 3, перемещением которой поворачивается плунжер в гильзе. Пружина 4 прижимает плунжер к эксцентрику 1 кулачкового вала насоса, который приводится во вращение от коленчатого вала. В гильзе имеются впускное 8 и выпускное 10 отверстия, а в верхней ее части установлен нагнетательный клапан 12. Пружина 14 прижимает иглу 15 форсунки к соплу 18 и закрывает полость 77, которая заполнена топливом. При нижнем положении плунжера 6 отверстия 8 и 10 открыты, и через них над плунжером циркулирует топливо. Нагнетательный клапан 12 в этом случае закрыт, и в полости 17 форсунки поддерживается избыточное давление топлива.
При движении плунжера вверх при вращении кулачка перекрывается выпускное отверстие 10, а затем впускное отверстие 8. Под давлением топлива открывается клапан 12, и в полости 17 форсунки создается высокое давление. При этом игла 15 форсунки преодолевает сопротивление пружины 14, поднимается вверх, и через открывшееся сопло 18 топливо впрыскивается в цилиндр двигателя.
Впрыск топлива заканчивается, когда кромка 11 открывает выпускное отверстие 10. При этом давление топлива уменьшается, игла 15 опускается вниз и закрывает сопло 18. Одновременно закрывается клапан 12, и в полости 17 форсунки топливо остается под избыточным давлением.
Рис. 2. Схема работы топливного насоса высокого давления:
1 - эксцентрик; 2 - шестерня; 3 - рейка; 4, 14 - пружины; 5 - гильза; 6 - плунжер; 7 - проточка; 8, 10 - отверстия; 9 - паз; 11 - кромка; 12 - клапан; 13 - топливопровод; 15 - игла; 16 - форсунка; 17 - полость; 18 - сопло
Поворотом плунжера 6 в гильзе 5 изменяют конец подачи топлива и его количество, впрыскиваемое за один ход плунжера. Подача топлива прекращается при совмещении вертикального паза 9 с выпускным отверстием 10, и двигатель останавливается.
С топливным насосом высокого давления соединены муфта опережения впрыска топлива, всережимный регулятор частоты вращения коленчатого вала двигателя и топливоподкачивающий насос с насосом ручной подкачки топлива.
Муфта опережения впрыска топлива служит для автоматического изменения угла опережения впрыска топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Муфта повышает экономичность дизеля при различных режимах работы и улучшает его пуск.
Муфта устанавливается на переднем конце кулачкового вала топливного насоса высокого давления, и с помощью нее насос приводится в действие.
На взаимное положение ведущих и ведомых частей муфты оказывают влияние грузы 2 (рис. 3), находящиеся в корпусе 1. Грузы установлены на осях 3 и поджимаются пружинами 4, которые упираются в проставки 5.
При работе двигателя и увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы под действием центробежных сил преодолевают сопротивление пружин и расходятся, поворачивая при этом кулачковый вал насоса высокого давления по ходу его вращения. В результате этого увеличивается угол а опережения впрыска топлива, и топливо поступает в цилиндры раньше. При Уменьшении частоты вращения коленчатого вала двигателя грузы сходятся под действием пружин и поворачивают кулачковый вал насоса в сторону, противоположную его вращению, что уменьшает угол а опережения впрыска топлива.
Рис. 3. Муфта опережения впрыска топлива:
1 - корпус; 2 - груз; 3 - ось; 4 - пружина; 5 - проставка; а - угол опережения впрыска топлива
Всережимный регулятор служит для автоматического поддержания постоянной частоты вращения коленчатого вала соответственно положению педали подачи топлива при различной нагрузке двигателя.
Регулятор также устанавливает минимальную частоту вращения коленчатого вала на холстом ходу и ограничивает максимальную частоту вращения. Регулятор приводится в действие от кулачкового вала топливного насоса высокого давления.
Педаль 6 (рис. 4) подачи топлива соединена с рычагом 2 управления рейкой / насоса высокого давления через растянутую пружину 3, действующую на рычаг с усилием Рпр. При работе двигателя на рычаг 2 через подпятник 7 передается сила Qгр. от вращающихся грузов, шарнирно закрепленных на валу 9, который соединен с кулачковым валом насоса высокого давления.
Если двигатель работает с частотой вращения коленчатого вала, соответствующей данному положению педали 6, то сила Qгр. грузов 8 уравновешивается усилием Рпр пружины 3.
При увеличений частоты вращения коленчатого вала грузы регулятора расходятся. Они преодолеют сопротивление пружины и переместят рейку 1. При этом подача топлива уменьшится и частота вращения не будет возрастать.
При уменьшении частоты вращения коленчатого вала грузы будут сходиться, рейка 1 усилием Рпр пружины переместится в обратном направлении и подача топлива увеличится, а частота вращения коленчатого вала возрастет до значения, заданного положением педали 6.
Рис. 4. Схема работы всережимного регулятора:
1 - рейка; 2 - рычаг; 3 - пружина; 4, 5 - упоры; 6 - педаль; 7- подпятник; 8 - груз; 9 - вал; Рпр - усилие пружины; Qгр. - сила грузов
Минимальная частота при работе на холостом ходу и максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя ограничиваются соответственно регулируемыми упорами 5 и 4.
Топливоподкачивающий насос служит для создания требуемого давления топлива и подачи топлива в необходимом количестве к насосу высокого давления.
Насос - поршневого типа, приводится в действие от кулачкового вала насоса высокого давления.
В корпусе насоса находится поршень 1 (рис. 5), который прижат к штоку 7 пружиной 5, Шток через ролик опирается на эксцентрик # кулачкового вала. В корпусе насоса имеются впускной 4 и нагнетательный 9 клапаны.
Когда под действием пружины 5 поршень перемещается к эксцентрику, топливо из полости В вытесняется в фильтр тонкой очистки и насос высокого давления. Одновременно увеличивающаяся полость А заполняется топливом, которое поступает из топливного бака через фильтр грубой очистки и впускной клапан 4.
При движении поршня в противоположном направлении под действием эксцентрика 8 топливо из полости А через нагнетательный клапан 9 поступает в полость Б.
При неработающем двигателе топливо в насос высокого давления подкачивают поршнем 2 ручного насоса при помощи рукоятки.
Форсунки служат для впрыскивания топлива под определенным давлением и его распыления в цилиндрах двигателя.
Форсунки устанавливают и закрепляют в головке цилиндров.
Рис. 5. Схема топливоподкачивающего и ручного насосов:
1, 2 - поршни; 3, 5, 6 - пружины; 4,9- клапаны; 7- шток; 8 - эксцентрик; А, Б - полости
Корпус 4 (рис. 6) и распылитель 1 форсунки соединены гайкой 2. Внутри распылителя находится игла 9, закрывающая его сопловые отверстия. На иглу через штангу 3 Действует нажимная пружина 8, затяжку которой регулируют шайбами 7
Рис. 6. Форсунка:
1 - распылитель; 2 - гайка; 3 - штанга; 4 - корпус;
5 - кольцо; 6- фильтр; 7- шайбы; 8- пружина; 9 - игла
Топливо подается к форсунке через сетчатый фильтр 6 поступает в полость иглы 9. Под давлением топлива игла, преодолевая усилие пружины 8, перемещается вверх, открывает сопловые отверстия распылителя, и через них топливо впрыскивается в цилиндр двигателя. При этом топливо, просочившееся между иглой и распылителем, отводится из форсунки по каналам в ее корпусе.
3. Конструкция и работа системы питания дизеля воздухом
Система питания воздухом служит для забора окружающего воздуха, его очистки от пыли и распределения по цилиндрам двигателя.
Система питания воздухом (рис. 7) включает воздушный фильтр и впускной трубопровод. Она может быть с турбонаддувом или без турбонаддува.
Воздух поступает через сетку колпака 5 и трубу 4 воздухозаборника в воздушный фильтр 1. В фильтре воздух проходит через инерционную решетку 3 и резко изменяет направление движения. Сначала воздух освобождается от крупных частиц пыли, которые под действием инерции и вакуума выбрасываются через эжектор 6, установленный в выпускной трубе глушителя, в окружающий воздух. Более мелкие частицы пыли задерживаются в картонном фильтрующем элементе 2. Очищенный воздух по впускному трубопроводу подается в цилиндры 7 двигателя.
Воздушный фильтр (рис. 8) состоит из корпуса 3, крышки 1 и сменного фильтрующего элемента 2, состоящего из двух перфорированных стальных кожухов и гофрированного картона между ними. Патрубок 7 предназначен для отсоса пыли из корпуса фильтра.
Воздух поступает в фильтр через патрубок 5, очищается в нем и выходит через патрубок 6.
Наддув представляет собой подачу воздуха в цилиндры двигателя при такте впуска под давлением, создаваемым компрессором. При наддуве увеличивается количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, количество сжигаемого топлива и повышается на 20...40 % мощность двигателя.
Рис. 8. Воздушный фильтр:
1 - крышка; 2 - фильтрующий элемент; 3 - корпус; 4 - диффузор; 5, 6, 7 - патрубки
В дизелях обычно применяется газотурбинный наддув (рис. 9) турбокомпрессором. При работе двигателя воздух в цилиндры 1 нагнетается под давлением центробежным компрессором 6, рабочее колесо которого приводится во вращение турбиной 5.
Рис. 9. Схема наддува дизеля воздухом:
1 – цилиндр двигателя; 2 - мембрана; 3 – пружина; 4 - клапан; 5 - турбина; 6 - компрессор
4. Система выпуска отработавших газов
Система выпуска служит для отвода газов из цилиндров двигателя и снижения шума. Одновременно система выпуска обеспечивает отсос пыли из воздушного фильтра.
Отработавшие газы из выпускных трубопроводов двигателя поступают в приемные трубы 2 и 3 глушителя (рис. 10) и далее через гибкий металлический рукав 6 в глушитель 7. Из глушителя газы через выпускную трубу 8 и эжектор 10 выбрасываются в окружающий воздух. Через патрубок 9 производится отсос пыли из воздушного фильтра в эжектор.
В системе выпуска отработавших газов устанавливается вспомогательный (моторный) тормоз-замедлитель 4.
Рис. 10. Схема системы выпуска отработавших газов дизеля:
1 -уплотнитель; 2,3,8 - трубы; 4 - тормоз-замедлитель; 5- пневмоцилиндр; 6 - рукав; 7 - глушитель; 9 - патрубок; 10 - эжектор
Рабочее колесо турбины, установленное на одном валу с рабочим колесом компрессора, приводится во вращение отработавшими газами до их поступления в глушитель. Для ограничения давления воздуха при наддуве предназначен перепускной клапан 4. При достижении требуемого давления (обычно 0,2 МПа) воздух давит на мембрану 2, клапан открывается и перепускает часть отработавших газов мимо турбины 5.
На V-образных дизелях для турбонаддува устанавливают от одного до двух турбокомпрессоров. При двух турбокомпрессорах каждый из них обслуживает свой ряд цилиндров двигателя.
5. Система питания газовых двигателей
Характеристика. Система питания газовых двигателей имеет специальное газовое оборудование. Имеется также дополнительная резервная система, обеспечивающая при необходимости работу газового двигателя на бензине.
По сравнению с карбюраторными двигателями газовые более экономичны, менее токсичны, работают без детонаций, имеют более полное сгорание топлива и меньший износ деталей, срок их службы больше в 1,5-2 раза. Однако их мощность меньше на 10... 20 %, так как в смеси с воздухом газ занимает больший объем, чем бензин. У них сложнее система питания и обслуживание в эксплуатации, требующее высокой техники безопасности.
6. Топливо для газовых двигателей
Топливом для газовых двигателей являются сжатые и сжиженные газы.
Сжатые газы - газы, которые при обычной температуре окружающего воздуха и высоком давлении (до 20 МПа) сохраняют газообразное состояние.
Сжатые газы являются природными газами. В качестве топлива для газовых двигателей обычно используется природный газ метан.
Сжиженные газы - газы, которые переходят из газообразного состояния в жидкое при нормальной температуре воздуха и небольшом давлении (до 1,6 МПа). Это нефтяные газы.
Для газовых двигателей используются сжиженные газы следующих марок: СПБТЗ - смесь пропана и бутана техническая зимняя; СПБТЛ - смесь пропана и бутана техническая летняя; БТ - бутан технический.
Газообразное топливо менее токсично, имеет более высокое октановое число (100 ед.), дает меньшее нагарообразование и не разжижает масло в картере двигателя.
7. Конструкция систем питания газовых двигателей и их работа
В систему питания двигателя, работающего на сжатом газе (рис. 11), входят баллоны 1 для сжатого газа, наполнительный 5, расходный 6 и магистральный 18 вентили, подогреватель 17 газа, манометры высокого 8 ж низкого 9 давления, редуктор 11 с фильтром 10 и дозирующим устройством 12, газопроводы высокого 3 и низкого 13 давления, карбюратор-смеситель 14 и трубка 19, соединяющая разгрузочное устройство с впускным трубопроводом двигателя.
Рис. 11. Схема системы питания двигателя, работающего на сжатом газе:
1 - баллон; 2 - тройник; 3, 13 - газопроводы; 4 - крестовина; 5, 6, 18 - вентили; 7 – бак; 8, 9 - манометры; 10 - газовый фильтр; Л - редуктор; 12 - Дозирующее устройство; 14 - карбюратор-смеситель; 15 - топливопровод; 16 - топливный насос; 17- подогреватель; 19 - трубка
При работе двигателя вентили 6 и 18 открыты. Сжатый газ из баллонов поступает в подогреватель 17, обогреваемый отработавшими газами, нагревается и через фильтр 10 проходит в двухступенчатый газовый редуктор 11. В редукторе давление газа снижается до 0,9..Л,15 МПа. Из редуктора через дозирующее устройство 12 газ проходит в карбюратор-смеситель 14, где и образуется горючая смесь (газовоздушная). Смесь под действием вакуума поступает в цилиндры двигателя. Процесс сгорания смеси и отвода отработавших газов, как в карбюраторных двигателях.
Редуктор 11, кроме уменьшения давления газа, изменяет его количество в зависимости от режима работы двигателя. Он быстро выключает подачу газа при прекращении работы двигателя.
Кроме основной, имеется резервная система питания, обеспечивающая работу двигателя на бензине в необходимых случаях (неисправности системы, израсходован весь газ в баллонах и др.). При этом длительная работа двигателя на бензине не рекомендуется, так как в резервной системе питания отсутствует воздушный фильтр, что может привести к повышенному изнашиванию двигателя.
В резервную систему питания входят топливный бак 7, топливный фильтр, топливный насос 16 и топливопроводы 15.
Рис. 12. Схема системы питания двигателя, работающего на сжиженном газе:
1 - топливный фильтр; 2 - топливный насос; 3 - карбюратор; 4 - смеситель; 5- испаритель; 6 - газовый фильтр; 7- дозирующее устройство; 8- редуктор; 9, 10 - манометры; 11, 13 - вентили; 12 - баллон; 14 - двигатель; 15 - бак
Система питания двигателя, работающего на сжиженном газе, показана на рис. 12. Сжиженный газ под давлением из баллона 12 поступает через расходный 13 и магистральный 11 вентили в испаритель 5. В испарителе газ подогревается горячей жидкостью системы охлаждения двигателя и переходит в газообразное состояние. Затем газ очищается в фильтре 6, поступает в двухступенчатый редуктор 8, где давление газа снижается до атмосферного. Из редуктора газ через дозирующее устройство 7 проходит в смеситель 4, который готовит горючую смесь в соответствии с режимом работы двигателя.
Газовый баллон имеет предохранительный клапан, открывающийся при давлении 1,68 МПа, наполнительный вентиль и датчик уровня сжиженного газа. Баллон заполняется сжиженным газом только на 90 % объема. Это необходимо для возможности расширения газа при нагреве.
Кроме основной системы питания, двигатель, работающий на сжиженном газе, имеет резервную систему питания для кратковременной работы на бензине. В резервную систему входят топливный бак 15, топливный фильтр 1, топливный насос 2 и карбюратор 3.
Список использованной литературы
1. Сарбаев В.И. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. − Ростов н/Д: «Феникс», 2004.
2. Вахламов В.К. Техника автомобильного транспорта. − М.: «Академия», 2004.
3. Барашков И.В. Бригадная организация технического обслуживания и ремонта автомобилей. – М.: Транспорт, 1988г.
Система питания двигателя от газобаллонной установки
Двигатели газобаллонных автомобилей работают на газообразном топливе, запас которого находится в баллонах, установленных на автомобилях.
Применение газобаллонных автомобилей дает возможность использовать имеющиеся в нашей стране значительные ресурсы дешевых горючих газов. Мощность двигателя и грузоподъемность газобаллонных автомобилей такие же, как у базовых автомобилей с карбюраторными двигателями. Поэтому эксплуатация газобаллонных автомобилей технически и экономически целесообразна.
Топливо для газобаллонных автомобилей. В качестве топлива для их двигателей используют смеси сжиженных (точнее, легкосжижае-мых) газов, получаемых из попутного нефтяного и природного газов.
Для газобаллонных автомобилей промышленность выпускает смеси пропана и бутана технических (СПБТ) двух составов:
СПБТЗ - зимнюю, содержащую не менее 75% пропана и не более 20% бутана;
СПБТЛ - летнюю, содержащую не менее 34% пропана и не более 60% бутана.
Помимо пропана и бутана, в состав топлива входят также метан, этан, этилен, пропилен, бутилен, пентан и другие, общее содержание которых в смеси составляет 5…6%.
Пропановые фракции (пропан и пропилен) обеспечивают необходимое давление в газовом баллоне автомобиля. Бутановая составляющая (нормальный бутан, изобутан, бутилен, изобутилен) - наиболее калорийный и легкосжижаемый компонент сжиженных газов.
Важнейшими свойствами сжиженных газов, определяющими их пригодность для использования в качестве топлива для газобаллонных автомобилей, являются: теплота сгорания пропана - 45,7 (10972), бутана - 45,2 (10845), бензина - 43,8 (10500) МДж/кг (ккал/кг); плотность жидкого пропана - 0,509, а бутана - 0,582 кг/м3; октановое число у пропана - 120, у бутана - 93.
Газ не должен содержать механических примесей, водорастворимых кислот, щелочей, смол и других вредных примесей.
Давление насыщенных паров для смеси сжиженных газов колеблется в пределах от 0,27 МПа (2,7 кгс/см2) при температуре - 20 °С до 1,6 МПа (16 кгс/см2) при температуре +45 °С.
Сжиженные газы обладают большим коэффициентом объемного расширения. Поэтому баллоны следует заполнять газом не более чем на 90% их объема. Остальные 10% составляет объем паровой подушки, без которой даже незначительное повышение температуры газа приводит к резкому увеличению давления в баллоне (примерно 0,7 МПа, или 7 кгс/см2 на ГС повышения температуры сжиженного газа).
Газобаллонная установка. Отечественная автомобильная промышленность выпускает газобаллонные грузовые автомобили ЗИЛ-138, ГАЗ-53-07 и автобусы ЛАЗ-695П и ЛИАЗ-677Г. Все эти автомобили отличаются от базовых моделей ЗИЛ-130, ГАЗ-53А, ЛАЗ-695Н и ЛИАЗ-677 наличием газобаллонной установки, а также модифицированным газовым двигателем, имеющим более высокую, чем базовый карбюраторный двигатель, степень сжатия.
Для обеспечения возможности передвижения автомобиля при неисправности газобаллонной установки или отсутствии газа в системе питания имеется карбюратор, на котором двигатель может развивать мощность, достаточную для движения автомобиля с полной нагрузкой со скоростью 30…40 км/ч, и бензиновый бак. Длительно работать на бензине не разрешается.
Схема газобаллонной установки автомобиля ЗИЛ-138 показана на рис. 32. В нее входят: газовый баллон с арматурой, магистральный вентиль, испаритель газа, газовый фильтр, редуктор, манометр, смеситель, воздушный фильтр, газопроводы. Для работы на бензине имеются карбюратор и бак.
Рис. 32. Схема газобаллонной установки автомобиля ЗИЛ-138:
1 - воздушный фильтр; 2 - трубка подвода воды к испарителю; 3 - шланг высокого давления от испарителя к фильтру газа; 4 - испаритель газа; 5 - шланг подвода воды от испарителя к компрессору; 6 - газопровод системы холостого хода; 7 - шланг высокого давления от магистрального вентиля к испарителю газа; 8 - труба подвода газа к смесителю; 9 - дозирующе-экономайзерное устройство редуктора; 10 - газовый редуктор; 11 - измерительный преобразователь давления газа; 12 - фильтр редуктора; 13 - манометр газового редуктора; 14 - магистральный вентиль; 15 - бензиновый бак; 16 - фильтр; 17 - смеситель газа; 18 - проставка под смеситель; 19 - расходный вентиль паровой фазы; 20 - контрольный вентиль максимального наполнения баллона; 21 - измерительный преобразователь указателя уровня жидкости в баллоне; 22 - предохранительный клапан; 23 - наполнительный вентиль; 24 - расходный вентиль жидкостной фазы; 25 - баллон; 26 - карбюратор; 27 - шланг, соединяющий вакуумные пространства экономайзера и разгрузочного устройства редуктора с впускным трубопроводом двигателя.
Магистральный вентиль предназначен для перекрытия с места водителя подачи газа из баллона к испарителю, газовому редуктору и смесителю.
Испаритель газа преобразует жидкую фазу топлива в газообразную. Газ проходит по каналу в алюминиевом корпусе смесителя, подогревается циркулирующей через полость корпуса водой из системы охлаждения двигателя и испаряется.
Газовый фильтр, оснащенный фильтрующим элементом, состоящим из металлической сетки и пакета войлочных пластин, очищает газ, поступающий к редуктору, от механических примесей - окалины и ржавчины. Фильтр установлен на входном штуцере редуктора.
Редуктор служит для снижения давления, поступающего к смесителю газа до близкого к атмосферному. При остановке двигателя редуктор автоматически прекращает подачу газа к смесителю.
В цилиндрическом корпусе редуктора размещены камера А первой ступени, камера Б второй ступени и кольцеобразная камера В вакуумного разгружателя.
Одна из стенок камеры первой ступени образована резиновой диафрагмой, края которой зажаты между корпусом редуктора и крышкой. Со стороны крышки на диафрагму постоянно давит сжатая пружина, стремящаяся прогибать диафрагму внутрь корпуса редуктора (вверх). Центральная часть диафрагмы связана коленчатым рычагом с клапаном, благодаря чему при прогибании диафрагмы внутрь рычаг открывает клапан, а при прогибании ее наружу закрывает его.
В камере второй ступени находится зажатая по окружности между верхней частью корпуса и крышкой диафрагма. Ее центральная часть соединена рычагом с клапаном второй ступени. Прогибание диафрагмы вниз вызывает открытие клапана второй ступени, прогибание ее вверх - закрытие клапана. Действующая на шток диафрагмы пружина стремится выгибать диафрагму вверх.
Полости под крышками диафрагм камер первой и второй ступеней сообщены с атмосферой, а следовательно, снаружи на обе диафрагмы постоянно действует атмосферное давление.
В камере В разгружателя установлена кольцевая диафрагма, на которую действует пружина, выгибающая диафрагму вверх.
Снизу к корпусу редуктора прикреплен корпус дозирующе-экономайзерного устройства, в котором размещены основное дозирующее устройство редуктора и экономайзер с пневматическим приводом.
В дозирующее устройство входят дозирующие отверстия постоянного и переменного сечения, клапан-регулятор экономической регулировки газовой смеси и регулировочный винт мощностной регулировки. Клапан с пружиной и диафрагма с пружиной являются деталями экономайзера.
Корпус дозирующе-экономайзерного устройства имеет патрубок для выхода газа; штуцеры на крышке корпуса служат для соединения камеры В разгружателя с полостью под диафрагмой экономайзера и с впускным трубопроводом двигателя.
Редуктор крепят под капотом двигателя к передней стенке кабины на специальном кронштейне. Газ к редуктору подводится через газовый фильтр, укрепленный на штуцере. К штуцеру присоединяют трубку манометра, позволяющего контролировать давление в камере первой ступени. Патрубок соединяют газопроводом низкого давления со смесителем, а штуцер при помощи резиновой трубки с впускным трубопроводом двигателя.
Рис. 33. Газовый редуктор:
а -- устройство; б - схема действия; А - камера первой ступени; Б - камера второй ступени; В - камера вакуумного разгружателя; 1 - штуцер подвода газа; 2 - штуцер для присоединения манометра; 3 - клапан первой ступени; 4 и 5 - крышка диафрагмы и диафрагма камеры первой ступени; 6 - пружина диафрагмы первой ступени; 7 - регулировочная гайка; 8 - рычаг привода клапана первой ступени; 9 - клапан второй ступени; 10 - клапан-регулятор; 11 - клапгн экономайзера; 12 - пружина клапана; 13 я 18 - штуцеры; 14 - крышка корпуса
При открывании магистрального вентиля газ из баллона начинает поступать через испаритель, фильтр, газовый фильтр редуктора (рис. 33), входной штуцер и открытый клапан в камеру А первой ступени редуктора. По мере поступления газа давление в камере повышается, и, когда оно достигает требуемой величины (избыточное или манометрическое давление должно быть 0,17…0,18 МПа или 1,7… 1,8 кгс/см2), диафрагма 5 выгибается вниз и рычажный привод закрывает клапан, прекращая доступ газа в редуктор. Если давление в камере первой ступени падает, пружина прогибает диафрагму вверх, клапан открывается и в камеру снова начинает поступать газ. Таким образом, в камере первой ступени автоматически устанавливается постоянное давление, величина которого зависит от силы натяжения пружины.
Предохранительный клапан предотвращает повреждение диафрагмы камеры первой ступени редуктора, которое может произойти вследствие нарушения герметичности закрытия ее клапана. Если клапан камеры первой ступени закрывается неплотно, газ из баллона все время поступает в эту камеру и давление в ней может превысить допустимую величину. Пружина предохранительного клапана отрегулирована на давление ло 0,45 МПа (4,5 кгс/см2). При большем давлении предохранительный клапан открывается и выпускает часть газа из камеры первой ступени наружу.
Пока двигатель не работает, клапан камеры второй ступени закрыт и газ в нее из камеры первой ступени не поступает. При пуске двигателя в камере второй ступени, соединенной газопроводом со смесителем, образуется разрежение, и диафрагма, прогибаясь внутрь, через рычажный привод откроет клапан 9. Газ из камеры первой ступени начнет перетекать в камеру второй ступени, давление в которой по мере поступления в нее газа повышается. Когда давление поднимется до близкого к атмосферному, клапан закроется и поступление газа из камеры первой ступени прекратится.
Действует разгружатель следующим образом. Когда двигатель не работает, давление пружины разгружателя передается через упор на тарелку диафрагмы, увеличивая силу закрытия клапана второй ступени.
Во время работы двигателя на малых частотах холостого хода и при малых нагрузках (дроссель смесителя прикрыт) в камере В разгружателя, соединенной трубкой с впускным трубопроводом двигателя, создается сильное разрежение и диафрагма прогибается вниз. Упор прекращает давление на диафрагму камеры второй ступени, вследствие чего на клапан второй ступени действует только одна пружина, позволяющая ему открываться даже при отсутствии разрежения в камере второй ступени.
Благодаря этому при малых частотах холостого хода и малых нагрузках газ из камеры второй ступени поступает к смесителю под избыточным давлением 100…200 Па (10…20 мм вод. ст.). По мере возрастания нагрузки двигателя давление газа на выходе из редуктора и в камере второй ступени понижается, и в ней создается небольшое разрежение.
Дозирующе-экономайзерное устройство регулирует количество газа, поступающего к смесителю, а следовательно, и поддерживает необходимый состав газовоздушной смеси.
При малых и средних нагрузках двигателя, когда дроссель смесителя открыт не полностью, в задроссельном пространстве смесителя поддерживается значительное разрежение. Поскольку полость под диафрагмой экономайзера сообщена с задроссельным пространством, в ней также образуется разрежение, под действием которого диафрагма прогибается вниз и клапан экономайзера закрывается. На этом режиме газ из камеры второй ступени редуктора проходит к выходному патрубку через отверстие постоянного сечения и отверстие, сечение которого можно изменять вращением клапана-регулятора; положение последнего подбирают с расчетом получения экономичной работы двигателя.
При больших нагрузках, когда открытие дросселя смесителя приближается к полному, разрежение в задроссельном пространстве и в полости под диафрагмой экономайзера уменьшается. Под действием пружины диафрагма выгибается вверх и открывает клапан, после чего к выходному патрубку редуктора начинает поступать дополнительное количество газа через отверстие постоянного сечения и отверстие переменного сечения. Количество дополнительно поступающего газа регулируют вращением винта, добиваясь получения от двигателя максимальной мощности.
Смеситель и карбюратор. Смеситель служит для приготовления смеси газа и воздуха. Смеситель двухкамерный, обе камеры работают одновременно и параллельно на всех режимах.
Рис. 34. Смеситель:
1 - газоподводящий патрубок; 2 - обратный клапан; 3 - воздушная заслонка; 4 - газовая форсунка; 5 - диффузор; 6 и 10 - распыливающие отверстия системы холостого хода; 7 - штуцер подвода газа из камеры второй ступени редуктора; 8 и 9 - регулировочные винты системы холостого хода; 11 - дроссель.
Газ поступает к форсунке от редуктора через патрубок и обратный клапан. В нижней части смесительной камеры расположены распыливающие отверстия системы холостого хода, сечение которых можно изменять при помощи регулировочных винтов.
Смеситель снабжен центробежно-вакуумным ограничителем частоты вращения коленчатого вала двигателя, однотипным с устанавливаемым на карбюраторном двигателе ЗИЛ-130.
Смеситель присоединен к впускному трубопроводу двигателя через проставку, к которой прикреплен карбюратор. Работает смеситель следующим образом.
При пуске кратковременно закрывают воздушную заслонку (рис. 34), чтобы усилить разрежение в диффузоре и вызвать усиленный приток газа через форсунку.
На малых частотах холостого хода газ поступает из редуктора через штуцер к распыливающим отверстиям под действием сильного разрежения, образующегося в зоне за прикрытым дросселем.
Во время работы двигателя под нагрузкой газ поступает в смесительную камеру через форсунку. Состав смеси при этом регулируется дозирующе-экономайзерным устройством газового редуктора.
Когда двигатель работает на газе, воздушная заслонка, дроссель карбюратора и топливный (бензиновый) кран должны быть закрыты.
Если требуется перевести двигатель на бензин, необходимо закрыть магистральный вентиль газобаллонной установки и выработать весь газ из приборов, расположенных после этого вентиля, до остановки двигателя. Затем закрыть обе заслонки смесителя и пустить двигатель на бензине, как обычный карбюраторный двигатель.
Для последующего перехода на газ закрывают топливный (бензиновый) кран и вырабатывают бензин из карбюратора. После этого закрывают воздушную заслонку и дроссель карбюратора и пускают двигатель на газе, предварительно открыв магистральный вентиль. Работа двигателя одновременно на бензине и газе не допускается.
Пускают на газе холодный двигатель при открытом паровом и закрытом жидкостном расходных вентилях баллона. Когда двигатель прогреется, открывают жидкостной и закрывают паровой расходные вентили.
При низких температурах окружающего воздуха, когда пуск холодного двигателя на газе затруднен, рекомендуется сначала пустить и прогреть двигатель на бензине, а затем перевести его на газ, как сказано выше.
Газопроводы и их соединения. Газопроводы высокого давления (от баллона до редуктора) изготовляют из стальных или медных трубок с толщиной стенок около 1 мм и наружным диаметром 10… 12 мм. Газопроводы соединяют с приборами газобаллонной установки при помощи ниппельных соединений.
Газопроводы низкого давления (от редуктора до смесителя) выполняют из тонкостенных стальных труб и газостойких резиновых шлангов большого сечения. Соединяют их стяжными хомутами.
Основные неисправности газобаллонной установки: утечка газа через неплотности соединения; неплотное закрытие вентилей и клапанов; засорение газового фильтра; нарушение регулировки редуктора, вызывающее чрезмерное обогащение или обеднение газовоздушной смеси; нарушение регулировки системы холостого хода смесителя.
Правила безопасного труда на газобаллонных автомобилях. При утечке газ образует с воздухом взрывчатые смеси. В случае попадания на кожу сжиженный газ интенсивно испаряется и может вызвать термические ожоги (обмораживание).
Вдыхание испаренного газа вызывает отравление. Поэтому необходимо внимательно следить за герметичностью всех соединений газобаллонной установки. Значительная утечка обнаруживается на слух (по шипению газа), чтобы обнаружить незначительную утечку, смачивают места соединений мыльной водой. При утечке нельзя ставить автомобиль в закрытое помещение.
Возле автомобиля нельзя пользоваться открытым огнем.
При необходимости подтягивания соединений трубопроводов установки следует предварительно закрыть расходные вентили баллонов и выработать газ до остановки двигателя.
К атегория: - Автомобили и трактора
Газобаллонная установка для сжиженных газов (рис. 60) состоит из баллона с арматурой, вентилей, испарителя, редуктора и смесителя.
В качестве топлива для газобаллонных автомобилей применяют сжиженные горючие газы, имеющие достаточно высокие теплотворность и октановое число. Газовоздушная горючая смесь сгорает более полно, в результате чего отработавшие газы содержат меньше вредных примесей и в меньшей степени засоряют окружающую среду. Наибольшее распространение в качестве топлива для газобаллонных автомобилей получили сжиженные газы - главным образом бутанопропановые смеси. Такие смеси получают на нефтеперерабатывающих заводах в качестве побочного продукта.
В среде окружающего воздуха бутанопропановая смесь находится в парообразном состоянии.
Газ, из баллона по трубкам через вентили, испаритель и фильтр поступает к редуктору, снижающему его давление до рабочего, и далее в смеситель. Газовоздушная смесь из смесителя поступает в цилиндры двигателя.
Баллон для сжиженного газа делают сварным из листовой стали; на нем устанавливают расходные вентили для паровой и жидкостной фракций, указатель уровня жидкого газа, предохранительный клапан, наполнительный вентиль и вентиль для контроля максимального заполнения баллона жидким газом. Баллон заполняют жидким газом на 90% объема с тем, чтобы над поверхностью жидкого газа была паровая подушка.
Вентили имеют одинаковое устройство и отличаются друг от друга только количеством и расположением штуцеров, к которым присоединяются трубки. Вентиль состоит из корпуса, диафрагмы, зажимной и упорной гаек, штока с резьбой и маховика. Диафрагма изолирует привод клапана от полости, где он помещен; в противном случае при открытом клапане газ сможет проникнуть наружу через неплотно прилегающую резьбу штока.
Испаритель сжиженного газа служит для испарения жидкого газа.
Испаритель состоит из корпуса, внутри которого расположены последовательно соединенные круглые каналы, имеющие водяную полость. Испарение жидкого газа происходит благодаря подогреву каналов теплом охлаждающей жидкости из системы охлаждения двигателя.
Редуктор понижает давление газа до рабочего и препятствует поступлению газа к смесителю при неработающем двигателе. Двухступенчатые редукторы мембранно-рычажного типа имеют две камеры, В первой давление газа снижается и составляет 0,12... 0,15 МПа, во второй оно несколько выше атмосферного (на 10...20 мм водяного столба). .Камеры сообщаются между собой отверстием с клапаном. В камере первой ступени имеются резинотканевая диафрагма, пружина, коленчатый рычаг, клапан, штуцер с фильтром, крышка и регулировочная гайка. Камера второй ступени подобна по устройству камере первой ступени, но у нее отсутствует штуцер с фильтром, а дополнительно установлено разгрузочное идозирующе-экономайзерное устройство.
При закрытом магистральном вентиле газ к редуктору не поступает, пружина камеры первой ступени давит на диафрагму, прогибая ее внутр. Прогнутая диафрагма заставляет коленчатый рычаг держать клапан первой ступени открытым. В камере второй ступени пружина отводит диафрагму вверх, клапан закрыт. Пружина разгрузочного устройства при неработающем двигателе отжимает мембрану второй ступени вверх, помогая ей удерживать клапан закрытым.
При открытом магистральном вентиле газ через фильтр поступает в камеру первой ступени. Как только давление в камере достигает 0,12...0,15 МПа, мембрана под действием давления газа, преодолевая сопротивление пружины, переместится вниз и при помощи коленчатого рычага закроет клапан. Поступление газа в камеру первой ступени прекращается. В камеру второй ступени газ поступать не будет, так как мембрана и разгрузочное устройство удерживают клапан второй ступени закрытым.
В момент пуска и во время работы двигателя на средних нагрузках разрежение во впускном трубопроводе передается по трубке в полость дозирующе-экономайзерного и разгрузочного устройств. Его мембрана прогибается вниз, сжимает коническую пружину и освобождает мембрану второй ступени. Упругости пружины диафрагмы второй ступени недостаточно для удержания клапана в закрытом положении и он открывается под действием разрежения под дросселем и давления газа, поступающего из камеры первой ступени.
При малой частоте вращения коленчатого вала холостого хода газ по отдельной трубке холостого хода поступает за дроссельные заслонки смесителя через круглые и прямоугольные отверстия; обратный клапан смесителя закрыт. На полных нагрузках через дозатор по резиновому шлангу большого диаметра и открытый обратный клапан смесителя газ поступает к форсункам смесителя. Дополнительная подача газа обеспечивается открытием клапана дозирующе-экономайзерного устройства.
Газовый смеситель служит для приготовления газовоздушной смеси в газобаллонных автомобилях.
Смеситель имеет исполнительный механизм ограничителя частоты вращения коленчатого вала, подобный установленному на карбюраторе.
Бензиновый карбюратор. Для маневрирования в гараже и передвижения на короткое расстояние (в случаях отсутствия газа или неисправности газового оборудования, которую нельзя устранить в дорожных условиях) допускается кратковременная работа двигателя на бензовоздушной смеси. Для этой цели совместно с газовым смесителем устанавливают карбюратор с сетчатыми пламегасителями.
Запрещается переводить работу двигателя с одного вида топлива на другой при его работе, так как это может привести к повреждению диафрагмы газового редуктора.
Баллон для сжиженного газа и его арматура. Сжиженный газ помещается в стальном сварном баллоне. Газ в баллоне частично находится в жидком состоянии, а частично в газообразном и рассчитан на рабочее давление до 1,6 МПа. На баллоне имеются предохранительный клапан, наполнительный вентиль, расходный паровой и жидкостный вентили, вентиль контроля наполнения. Кроме того, на баллоне установлен датчик указателя уровня сжиженного газа. Вместимость газового баллона автомобилей ГАЗ-53-07 составляет 170 л.
Паровой, жидкостный и наполнительный вентили имеют уплотнительную диафрагму. Вентиль контроля наполнения подобной уплотнительной диафрагмы не имеет.
Система питания газовых двигателей
Переведя автомобиль на газовое топливо можно сэкономить более дорогой и дефицитный бензин. Газовое топливо более экологически чистое, от его сгорания выделяется меньше токсических веществ в атмосферу. Существенным недостатком газового топлива является его низкая объемная теплота сгорания.
Для газовых двигателей применяют сжиженные (нефтяные) газы, которые находятся в баллонах под давлением до 1.57 МПа, и сжатые (природные), которые находятся под давление до 19.6 МПа. Газовое топливо храниться в емкостях из стали или алюминиевых сплавов. Сжиженное топливо получило более широкое применение в автомобилях. В газовых двигателях, также как и в двигателях работающих на жидком топливе, может быть осуществлено внешнее или внутреннее смесеобразование. Для работы на сжатых и сжиженных газах применяют автомобили с карбюраторными двигателями, однако некоторые двигатели специально приспосабливают для работы только на газовом топливе. Рабочий цикл двигателя, работающего на газовом топливе, такой же как и у двигателя работающего на бензине, однако работа узлов и агрегатов системы при этом существенно отличается.
В двигателях с внешним смесеобразованием без наддува, газ поступает к смесительным устройствам под давлением, приблизительно близким к атмосферному, в этом случае предотвращается утечка газа во внешнюю среду и проникновение воздуха в газопровод. При избыточном давлении происходит утечка газа, а в случае наличия разрежения в газопроводе, образуется горючая смесь из газа и воздуха, может привести к взрыву. В двигателях с любым смесеобразованием с наддувом газ подводится к газовому клапану под давлением, несколько превышающим давление наддува, также происходит в двигателях с внутренним смесеобразованием без наддува. В стационарных газовых двигателях для поддержания постоянного давление, перед смесительными органами устанавливают регулятор давления газа, который автоматически поддерживает нужное давление, для работы двигателя.
Для снижения давления газа перед смесительными устройствами, устанавливают редуктор. Этот прибор тоже регулирует давление газа и отличается от регуляторов давления газа, только более высокой степенью снижения давления газа. Встречаются одно, двух и многоступенчатые редукторы, в зависимости от числа элементов, в которых происходит последовательное снижение давления газа. Редуктор также препятствует поступлению газа к смесителю при неработающем двигателе.
Рассмотрим устройство и принцип работы системы питания на сжиженном газе на примере автомобилей семейства ЗИЛ.
Рис. Схема газобаллонной установки на сжиженном газе.
1 – карбюратор, 2 – трубопровод. 3 – трубопровод подвода газа из редуктора в смеситель, 4 – трубопровод подвода газа нахолостом ходу, 5 – манометр низкого давления, 6 – кран для слива отстоя или воды в холодное время года, 7 и 8 – трубопроводы для подвода и отвода жидкости из системы охлаждения, 9 – магистральный вентиль (в кабине водителя), 10 – заправочный вентиль для жидкого газа, 11 – указатель уровня газа в баллоне, 12 и 13 – расходные вентили жидкой и парообразной фаз газа, 14 – предохранительный клапан.
Сжиженный газ из баллона, через расходный вентиль 12, клапан – фильтр, испаритель и газовый фильтр поступает к редуктору. Редуктор регулирует давление и через трубопроводы подает его в смеситель. Воздух подается сверху, через патрубок газового смесителя, который вместе с поступившим в смеситель газом, образует газовоздушную смесь, поступающую потом через впускную трубу в цилиндры двигателя. Редуктор низкого давления .
Рис. Схема работы двухступенчатого редуктора.
А – при закрытом магистральном вентиле, б – во время пуска и работы двигателя, 1 и 10 – мембраны второй и первой ступеней, 2, 9 – пружины второй и первой ступеней, 3 – коническая пружина, 4 – обратный клапан, 5 – дроссельная заслонка, 6 и 8 – двухплечие рычаги второй и первой ступеней, 7 и 11 – клапаны второй и первой ступеней, 12 – мембрана разгрузочного устройства, 13 – дозатор-экономайзер, 14 и 19 – трубопроводы для газа, 15 – воздушный фильтр, 16 – смесительная камера, 17 – впускной трубопровод, 18 – вакуумный трубопровод, 20 – предохранительный клапан, I – первая ступень редуктора, II – вторая ступень редуктора, А – атмосферная полость, Б – вакуумная полость, В – полость экономайзерного устройства.
Каждая ступень, двухступенчатого мембранно – рычажного редуктора имеет клапаны 7 и 11, пружину 3, двуплечие рычаги 6 и 8, которые соединяют шарнирно мембрану с клапаном.
Клапан первой ступени находится в открытом положении под действием пружины 9 и мембраны 10, двуплечего рычага 8, давление в полости первой ступени I, остается постоянным и равным атмосферному при неработающем двигателе и закрытом расходном вентиле.
Клапан II, второй ступени, при неработающем двигателе, находится в закрытом положении и плотно прижат к седлу пружинами конической и цилиндрической через двуплечий рычаг 6.
Если включен электромагнитный клапан и открыт расходный вентиль газ поступает в полость первой ступени редуктора. Мембрана 1, преодолевает усилие пружины 3, прогибается и через рычаг 6, закрывает клапан 7. Давление газа в полости первой ступени регулируется изменением усилия пружины 2 в пределах гайки 0,16….0,18 МПа. Манометр, по которому контролируется уровень давления, расположен в кабине водителя.
Когда дроссельные заслонки полуоткрыты (рис. б), при запуске двигателя и его работе на средних нагрузках, под дроссельными заслонками создается вакуум, который передается в полость В экономайзера. Под вакуумом мембраны вакуумного разгрузочного устройства прогибается вниз и сжимает коническую пружину3, разгружая клапан 7 второй ступени. Клапан из первой ступени открывается, преодолевает сопротивление цилиндрической пружины 2 мембраны 1. Газ заполняет полость второй ступени, поступает в смеситель по трубопроводу 19.
При полном открытии дроссельных заслонок, вакуум в смесительной камере 16 становится достаточным для открытия обратного клапана 4 и газ начинает поступать дополнительно через дозатор – экомайзер 13.При увеличении подачи газа через воздухопровод 14 и 19, газовоздушная смесь обогащается и мощность двигателя увеличивается.
Газовый смеситель служит для получения горючей смеси в газобаллонных автомобилях. Существенным отличием такого автомобиля от карбюраторного является то, что подача топлива осуществляется в одинаковом с воздухом агрегатном состоянии, отсюда конструкция газового смесителя намного проще карбюратора. Такие смесители могут быть как отдельной конструкцией, так и выполненными совместно с карбюратором.
Наличие карбюратора-смесителя не говорит о том, что такой автомобиль не может работать на бензине.
Испаритель сжиженного газа предназначен для преобразования жидкого топлива в газообразное состояние. Изготавливается испаритель из алюминия и состоит из двух частей. Внутренние полости испарителя обогреваются за счет жидкости из системы охлаждения двигателя, которая подогревает газ движущийся по каналам.
Электромагнитный клапан – фильтр служит для очистки газа от механических примесей. Очищенный газ затем поступает через испаритель в редуктор и далее в смеситель.
Система питания на природном газе – это установка высокого давления. Баллоны соединены последовательно трубопроводами, заполняются такие баллоны на газозаправочных станциях, через наполнительный вентиль. Давление сжатого газа в баллонах и редукторе контролируют посредством манометров.
К недостаткам, автомобилей, работающих на газобаллоном топливе стоит отнести уменьшенную на величину массы баллонов грузоподъемность автомобилей, а также его повышенная пожароопасность. Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Из книги Занимательная анатомия роботов автора Мацкевич Вадим ВикторовичДвоичная система счисления – идеальная система для ЭВМ Мы уже говорили о том. что в нервных сетях действуют законы двоичного счисления: О или 1, ДА или НЕТ. Какими особенностями отличается двоичная система? Почему именно её избрали для ЭВМ?Мы принимаем как должное счёт до
Из книги Теплотехника автора Бурханова Наталья27. Основные свойства газовых смесей Множество нескольких различных газов, между которыми невозможно осуществить химическое взаимодействие, называют смесью идеальных газов. Давление рассчитывается по формуле:Pi = NikT/ V,где i= 1, 2, r, называется парциальным,r– число газов в
Из книги Переделка бытовых газовых плит под биогаз автора Северилов Павел ВикторовичПеределка бытовых газовых плит под биогаз. Первая задача, которая возникает после запуска биогазовой установки – это утилизация производимого биогаза. Самый простой способ утилизации – это сжигание. Но сжигать биогаз просто так для демонстрации себе и окружающим
Из книги Ближние разведчики, корректировщики и штурмовики, 1939-1945 автора Котельников Владимир РостиславовичОсновные типы двигателей Тип Система охлаждения Число и расположение цилиндров Модификация Мощность/на высоте, л.с./м Примечания Великобритания Armstrong Siddley Jaguar В 14** VIA 450/0; VID 380/0; 400/4527 Armstrong Siddley Panther В 14** VI 530/0; 625/2050 Bristol Jupiter В 9* VIFS 435/0; 465/1200 VIIIF 460/0;
Из книги Обслуживаем и ремонтируем Волга ГАЗ-3110 автора Золотницкий Владимир АлексеевичСистема питания Смесеобразование (карбюратор) Рис. 5. Трубка приемная с фильтром. Рис. 6. Замер установки поплавка относительно игольчатого клапана: 1 – поплавок; 2 – серьга для регулировки шага игольчатого клапана; 3 – игольчатый клапан; 4 – язычок для регулировки
Из книги Советы автомеханика: техобслуживание, диагностика, ремонт автора Савосин Сергей2.1. Классификация двигателей Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по следующим критериям:1. По характеру движения рабочих частей:– с возвратно-поступательным движением поршней;– роторно-поршневые (двигатели Ванкеля) (рис. 2.2). Рис. 2.2. Роторный
Из книги Грузовые автомобили. Система питания автора Мельников ИльяГрузовые автомобили. Система питания
Из книги Краткое руководство слесаря-ремонтника газового хозяйства автора Кашкаров Андрей ПетровичСистема питания карбюраторного двигателя Смесеобразование в двигателях карбюраторного типа происходит в специальных устройствах, называемых карбюраторами. Карбюратор распределяет в каком количестве подавать топливо непосредственно в цилиндры двигателя. К качестве
Из книги Межотраслевые правила по охране труда на автомобильном транспорте в вопросах и ответах. Пособие для изучения и подготовки к проверке знаний автора Красник Валентин ВикторовичСистема питания дизельного двигателя В отличие от карбюраторных двигателей, в цилиндры которых поступает готовая горючая смесь из карбюратора, горючая смесь у дизелей образуется непосредственно в цилиндрах, куда топливо и воздух подаются раздельно. Чистый воздух
Из книги Основы рационального питания автора Омаров Руслан СафербеговичСистема пуска двигателей Система пуска автомобильного двигателя осуществляет вращение коленчатого вала с таким количеством оборотов, чтобы получились первые вспышки.Энергия, возникающая при пуске, расходуется на приведение в движение масляного, топливного, водяного
Из книги автораНеисправности в системе питания дизельных двигателей При возникновении неисправностей в системе питания затрудняется пуск, снижается мощность двигателя и увеличивается расход топлива, возникают перебои в работе цилиндров, стуки, повышается дымность выпуска. Основные
Из книги автораУход за системой питания дизельных двигателей Ежедневно:– заправлять топливо в бак автомобиля в конце рабочего дня;– слить отстой из топливных фильтров;– проверить действие привода управления подачей топлива насосом высокого давления и кнопки остановки
Из книги автора2.1.2. Преимущества газовых генераторов В электросетях общего пользования имеют место сбои, нарушение частоты тока, перепады напряжения, отключения. Это сказывается на работе всех (включая бытовые приборы) энергозависимых устройств. Возможны их поломки, выход из строя
Из книги автора2.3. Сравнение современных бытовых газовых счетчиков В таблице 2.8 приведены сравнительные характеристики между различными бытовыми газовыми счетчиками.Таблица 2.8Сравнительные характеристики между различными бытовыми газовыми
Из книги автора2.1.14. Освидетельствование газовых баллонов и испытание топливных систем автомобилей, работающих на газовом топливе Вопрос 110. В какие сроки должны подвергаться периодическому освидетельствованию баллоны для компримированного природного газа (КПГ) и газа сжиженного
Из книги автора10. КУЛЬТУРА ПИТАНИЯ ЗДОРОВОГО ЧЕЛОВЕКА. РЕЖИМ ПИТАНИЯ Цель: ознакомиться с основными понятиями культуры и режима питанияКультура питания – это знание: основ правильного питания; свойств продуктов и их воздействия на организм, умение их правильно выбирать и
