Приборы газобаллонной установки.

Цель работы: изучить устройство и работу приборов питания двигателей, работающих на сжатом или сжиженном газе, приобрести навыки по разборке и сборке приборов, изучить какие приборы разбирать не рекомендуется и какие регулировки нельзя нарушать.

Оборудование: приборы для подачи и подогрева газов двигателей и газодизельных автомобилей.

Содержание работы: с помощью плакатов, и учебника изучить устройство и работу приборов газобаллонных установок для сжатого и сжижженного газов.

Описание работы:

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.

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.

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.

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 из алюминиевого корпуса с внутренней перегородкой, разделяющей его на две камеры: первой А и второй Б ступеней. Камера первой ступени снизу закрывается крышкой . Между корпусом и крышкой зажата гибкая мембрана , с которой соединен двуплечий рычаг , установленный шарнирно на оси. С рычагом соединен стержень, в котором запрессован клапан первой ступени, который в заданные моменты плотно прижимается к седлу, установленному в газоподводящем штуцере . К штуцеру крепится газоподводящий трубопровод с фильтром . Под мембраной установлена пружина, стремящаяся удерживать ее в верхнем положении, а следовательно, и клапан первой ступени в открытом состоянии. Упругость пружины можно изменять вращением регулировочной гайки . Поддиафрагменная полость сообщается с атмосферой. В камеру первой ступени ввернут штуцер для манометра и предохранительный клапан . Диафрагма камеры второй ступени зажата между крышкой и распорным кольцом, прикрепляемым к корпусу. Диафрагма пружиной отжимается кверху, действуя через опорную шайбу на стержень . Пружина установлена в направляющей , вращением которой можно изменять ее упругость. Нижний конец стержня диафрагмы соединен с двуплечим рычагом , установленным шарнирно на оси в приливе корпуса камеры второй ступени. Другой конец рычага через регулировочный винт с контргайкой прижимает клапан к седлу, препятствуя поступлению газа из камеры первой ступени во вторую.

Над полостью второй ступени установлен вакуумный разгружатель с пружиной и упорами . Пружина через упоры при неработающем двигателе воздействует на диафрагму , поднимая ее. Полость в вакуумного разгружателя трубопроводом через штуцер и сообщается с впускным трубопроводом двигателя. Поэтому при работающем двигателе разрежение передается в камеру вакуумного разгружателя и пружина 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 с крышкой , который регулирует количество газа, поступающего к смесителю, то есть состав горючей смеси. Между корпусом экономайзера и его крышкой установлена диафрагма , нагруженная пружиной . С диафрагмой через шток соединен клапан с пружиной . В корпусе экономайзера выполнены отверстия и постоянного сечения. Сечение отверстия можно изменять вращением регулировочного винта и регулировать таким путем максимальную мощность двигателя. Сечение отверстия регулируется автоматически с помощью клапана-регулятора , изменяя количество газа, проходящего к смесителю через патрубок Камера второй ступени закрывается крышкой .

Работает редуктор так. При закрытых расходных и магистральном вентилях газ в редуктор не поступает. Клапан камеры первой ступени открыт, второй – закрыт. Двигатель не работает. Во время открытия расходного и магистрального вентилей газ через открытый клапан поступает в камеру первой ступени. Когда давление в камере достигнет 0,12-0,18 МПа, диафрагма прогнется, сжимая пружину и через двуплечий рычаг закроет клапан. Клапан 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 . Следовательно, под диафрагмой камеры второй ступени разрежение, а над ней атмосферное давление. Из-за разности давлений диафрагма прогибается и штоком воздействует на двуплечий рычаг , 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 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 поднимает диафрагму 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 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.

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.

Работает смеситель так. При открытых расходном и магистральном вентилях газ поступает в редуктор и по патрубку через обратный клапан – в форсунку и в смесительную камеру. Сюда же устремляется воздух, проходящий через открытую воздушную заслонку. В смесительной камере газ смешивается с воздухом в соотношении 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 и штуцеру передается в редуктор и под дроссельную заслонку мимо газоподводяшего патрубка и форсунки . Сюда же подмешивается воздух, проходящий через щель между дроссельной заслонкой и отверстием 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 и из него также поступает газ, что обеспечивает плавный переход работы двигателя с малых нагрузок на средние. Воздушную заслонку 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. Во все остальное время работы двигателя она должна оставаться в открытом положении.

Для кратковременной остановки двигателя, работающего на жидком газе, достаточно выключить зажигание.

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.

Контрольные вопросы:

1. Какие достоинства и недостатки газового топлива.

2. Какой газ используется в автомобилях в качестве топлива.

3. Расскажите об особенностях конструкции систем питания двигателей, работающих на сжатом и сжиженном газах.

Лаб.раб.№8

Ответ к вопросу №1

К недостаткам можно отнести, прежде всего, потерю разгонной динамики и снижение максимальной скорости в среднем на 5-8%, и потерю полезного объема багажника, занимаемого газовым баллоном. Причем если последний факт очевиден и не обсуждается, то потеря мощности сильно зависит от степени сжатия рабочего объема двигателя и от алгоритма зажигания. Чем выше степень сжатия, тем меньше потеря мощности (двигатели, рассчитанные под 95 бензин, крайне благодарно относятся к газу и выдают "на гора" до 98% мощности, развиваемой на бензине). А что касается зажигания, то корректировка под газ помогает максимизировать КПД.

Неоднократно упоминаемый "запах газа" связан, как правило, либо с неправильно проведенным ТО (сливом конденсата), либо с негерметичностью выхлопной системы, при которой несгоревший газодорант задувает в салон через воздухозаборники. Этот запах хотя и крайне неприятен, но не может служить причиной возгорания, а правильно проведенное ТО и нормальное состояние выхлопной системы гарантируют Вам отсутствие неприятных ощущений.

Экономические расчеты по окупаемости оборудования при ежегодном пробеге свыше 30 тысяч километров ответ однозначен - переходи на ГАЗ! При меньшем пробеге окупаемость наступит позже, однако каждые пройденные на газе сто километров будут давать вам минимум 50 рублей экономии или сто километров дармового пробега.

Лаб.раб. №8

Ответ к вопросу №2

Наиболее важный показатель автомобильного мотора – определяется октановым числом топлива и пределом воспламенения топливовоздушной смеси.

Октановое число является показателем детонационной стойкости топлива, которая ограничивает возможность применения топлива в мощных и экономичных двигателях с высокой степенью сжатия. В современной технике октановое число является главным показателем сортности топлива: чем оно выше, тем качественнее и дороже топливо. Благодаря высокой стойкости молекулы метана природный газ имеет наиболее высокое значение октанового числа из всех углеводородных топлив от 105 до 120 единиц, то есть имеет детонационную стойкость выше, чем у эталона этого показателя – изооктана. Наиболее распространенные в России бензины имеют октановые числа: 76 (А –76), 86 (АИ-92), 95 (АИ-98 или «Экстра-95»). Это качество позволяет применять природный газ не только для всех видов находящихся в эксплуатации двигателей с искровым зажиганием, но и форсировать эти двигатели по степени сжатия, улучшая мощностные и экономические показатели.

Из теории следует и практикой подтверждено, что удельные расходы топлива двигателем тем меньше, чем беднее топливовоздушная смесь, на которой работает двигатель, то есть чем меньше топлива приходится на 1 кг воздуха, поступающего в двигатель. Однако очень бедные смеси, где топлива слишком мало просто не воспламеняются от искры. Это и ставит предел повышению топливной экономичности. В смесях бензина с воздухом предельное содержание топлива в 1 кг воздуха, при котором воспламенение возможно, составляет 54 г. В предельно бедной метановоздушной смеси это содержание составляет только 40 г. Поэтому на режимах, когда от двигателя не требуется развивать максимальную мощность (городское движение) автомобиль, работающий на природном газе значительно экономичнее, чем бензиновый

Лаб.раб.№8

Ответ к вопросу №3

Пуск холодного карбюраторного двигателя на газовом топливе при положительной температуре окружающей среды почти не отличается от запуска на бензине. При понижении температуры ситуация усложняется.

Связано это с более высокой температурой, которая необходима для того, чтобы газовая смесь воспламенилась, и с меньшей скоростью ее сгорания. При температуре воздуха ниже -8 градусов положительный результат возможен при правильно отрегулированной газовой системе питания и стабильной работе стартера в совокупности с аккумуляторной батареей и системой зажигания. В принципе, более низкие температуры не исключают возможность пуска, но редуктор при этом обмерзает раньше, чем двигатель прогревается. Газ не испаряется, а происходит значительное переобогащение топливной смеси, после пуска глохнет двигатель, и снова его завести довольно сложно даже при переходе на бензиновое топливо.

При частых случаях обмерзания редуктора его мембраны быстро портятся.

Конструкция газового смесителя и его место расположения отражаются на последовательности предпусковых операций.

В случае, если смеситель размещен над карбюратором, то воздушную заслонку не используют, а газово-воздушная смесь обогащается путем нажатия кнопки, которая включает на редукторе электроклапан обогащения. Если смеситель расположен между нижней и средней частью карбюратора, то воздушную заслонку прикрывают или полностью или частично, электроклапан на редукторе не включают.

У полностью исправного и настроенного двигателя имеются свои особенности холодного запуска. Повторный запуск на газе прогретого двигателя в зимний период, как правило, не вызывает сложностей.

Для того, чтобы обеспечить надежный пуск карбюраторного двигатели при отрицательных температурах и исключить преждевременный выход из строя клапанов и мембран редуктора, перед длительной стоянкой желательно заранее перевести двигатель на бензиновое питание.

Пуск инжекторного двигателя всегда осуществляется на бензине, затем он прогревается до рабочей температуры, после этого автоматически или вручную переключается на питание газовым топливом