У газових двигунах як паливо використовуються гази природного чи промислового походження. Природні (стискані) видобуваються із свердловин із надр землі чи разом із видобутком нафти. До промислових (зріджуваних) газів належать гази, одержувані на підприємствах нафтопереробної промисловості. До них відносяться етан, пропан, бутан та ін. Найбільшого поширення в газових двигунах набуло застосування зрідженого бутану.

До системи газового обладнання автомобіля, що працює на зрідженому газі, входять балони, з'єднані трубками, вентилі, газовий редуктор, фільтр газового редуктора, електромагнітний клапан пускової системи, газовий змішувач.

Зріджений нафтовий газ міститься у балоні 9 (Рис. 3.9), розміщеному під платформою автомобіля. У передній стінці балона вкручені видаткові вентилі, через які газ, проходячи швидкісний клапан, надходить до трійника. Від трійника газ шлангу подається до електромагнітного клапана 7, що має фільтр зі змінним елементом і закритого алюмінієвим ковпаком.

Мал. 3.9. Система газового обладнання автомобіля, що працює на

Зрідженому газі:

1 – газовий редуктор; 2 - Електромагнітний клапан пускової системи; 3 - Фільтр газового редуктора; 4 - Трубопровід від клапана пускової системи до змішувача; 5 - Випарник; 6 - шланг високого тиску від електромагнітного клапана до випарника; 7 – електромагнітний клапан; 8 І 12 - Трубопроводи; 9 - Балон зрідженого газу; 10 - Хрестовина; /1 - швидкісний клапан; 13 - Змішувач; 14 - Трубопровід від редуктора до системи холостого ходу змішувача; 15 - Впускний трубопровід; 16 - газовий змішувач; 17 - Трубопровід від випарника до газового редуктора; 18 - Трубопровід від редуктора до змішувача; 19 - шланг від редуктора до впускного трубопроводу; 20 - Трубопровід від газового редуктора до електромагнітного клапана пускової системи

При включенні запалення та вимикача електромагнітного клапана газ направляється по шлангу високого тиску у випарник 5, встановлений на впускному трубопроводі двигуна. З випарника газ надходить двоступінчастий редуктор 7, де його тиск знижується. На вході в редуктор вбудовано газовий фільтр 3 Зі змінним фільтруючим елементом, звідки газ потрапляє в перший ступінь, де редукується, а потім подається в другий ступінь. З порожнини другого ступеня редуктора газ надходить у дозуючий-економайзерний пристрій, який подає необхідну кількість газу в змішувач 13.

Пускова система включає електромагнітний пусковий клапан з дозуючим жиклером, трубопроводи, вимикач клапана. При пуску холодного двигуна після включення пускового клапана газ із першого ступеня редуктора під тиском надходить у змішувач. Робота паливної системи контролюється манометром, встановленим у кабіні. Тиск у першому ступені редуктора має бути в межах 0,16...0,18 МПа.

Газовий балон.Балон призначений для зберігання газу в рідкому стані та розрахований на робочий тиск 1,6 МПа. На заводі-виробнику балон піддають відповідним випробуванням і роблять відмітки про них у бирці балона. Комплект арматури балона складається з наповнювача, двох витратних вентилів, контрольного вентиля максимального наповнення балона, запобіжного клапана, датчика вказівника рівня зрідженого газу та зливної пробки.

Наповнювальний вентиль.Цей вентиль призначений для заправки балона газом. У корпус вентиля ввернуто сідло, до якого постійно притискається клапан із ущільнювачем. Заправний отвір у корпусі закривається пробкою. Зворотний клапан запобігає виходу газу з балона у разі від'єднання заправного шлангу.

Витратний вентиль.Вентиль призначений для відбору газу із балона. З верхнього вентиля газ надходить у систему у газоподібному стані, та якщо з нижнього - у зрідженому. При обертанні вентиля маховика за годинниковою стрілкою клапан перекриває отвір в сідлі корпусу вентиля.

Швидкісний клапан.У разі аварійного розриву трубопроводів необхідно обмежити вихід газу, що підвищує пожежну безпеку автомобіля. Для цього призначений швидкісний клапан. Після відкриття витратних вентилів плунжер під тиском газу в балоні переміщається та закриває отвір для проходу газу в корпусі клапана. У систему живлення газ надходить лише через отвір у плунжері, що має діаметр 0,13...0,19 мм. Після вирівнювання тиску, що відбувається через 2...3 хв, плунжер переміщається під дією пружини та відкриває отвір у корпусі клапана. Газ починає надходити до системи живлення у необхідній кількості. У разі розриву трубопроводів системи живлення клапан під дією тиску в балоні закривається, і газ виходить в атмосферу тільки через невеликий отвір у плунжері, що дозволяє вжити необхідних протипожежних заходів.

Контрольний вентильПризначений визначення моменту максимального наповнення балона. Перед заправкою балона на штуцер контрольного вентиля слід повернути наконечник шланга з оглядовим пристроєм. Інший кінець шланга відводиться у спеціальну ємність, що є на газонаповнювальній станції. У процесі наповнення балона контрольний вентиль відкривається і через оглядовий пристрій визначається момент заповнення зрідженим газом.

Запобіжний клапан.Клапан призначений для захисту балона від високого тиску і відрегульований на початок відкриття при тиску 1,68 МПа і повне відкриття при тиску 1,8 МПа, при цьому зазор між ним і сідлом повинен бути

Щонайменше 2,6 мм. Якщо тиск перевищує наведені значення, клапан з ущільнювачем віджимається від сідла, долаючи зусилля пружини і відкриває отвір для виходу газу з балона.

Електромагнітний клапан.Для очищення газу, що надходить в редуктор, і відключення газової магістралі при зупинці двигуна призначений електромагнітний клапан, що складається з корпусу, електромагніту з клапаном, повстяного фільтруючого елемента, алюмінієвого ковпака, стяжного болта, штуцерів, що підводить і відводить газ. Ущільнення стику між корпусом та ковпаком фільтра здійснюється гумовим кільцем. Стик між ковпаком фільтра та головкою стяжного болта ущільнений мідною прокладкою.

При вимкненому запаленні клапан під дією пружини закритий і не пропускає газ редуктор. При включенні запалення клапан відкривається, і очищений від механічних домішок газ надходить у випарник, редуктор і далі змішувач.

Випарник.Для перетворення газового палива з рідкої фази на газоподібну служить випарник. Випарник конструкції: його алюмінієвий корпус складається з двох частин. Через канали у площині роз'єму проходить газ. Така конструкція дає змогу очищати газові канали від відкладень.

Газовий редуктор.Для зниження тиску газу до значення близького до атмосферного використовують газовий редуктор (рис. 3.10, а).Редуктор – двоступінчастий, мембранно-важільного типу. Принципи дії першого та другого ступенів редуктора однакові. Кожен ступінь має клапан, мембрану, важіль, шарнірно зв'язуючий клапан з мембраною, та пружину з регулювальною гайкою.

Редуктор має також додаткові пристрої мембранно-пружинного типу, які забезпечують автоматичне перекриття надходження газу до змішувача при вимиканні двигуна та дозування кількості газу відповідно до режиму навантаження двигуна.

При непрацюючому двигуні та закритому видатковому вентилі (при виробленому газі) тиск у порожнині першого ступеня дорівнює атмосферному, і клапан 3 Першого ступеня знаходиться у відкритому положенні під дією зусилля пружини 10. При відкритому вентилі та включеному електромагнітному клапані газ надходить у порожнину першого ступеня редуктора, пройшовши попередньо через вентиль та електромагнітний клапан. Тиск газу діє на мембрану 8, Яка, долаючи зусилля пружини 10, Прогинається і при досягненні заданого тиску через важіль 12 Закриває клапан 3.

Тиск газу в порожнині регулюється зміною за допомогою гайки 11 Зусилля пружини 10, Чинна на мембрану 8, І

Встановлюється не більше 0,16...0,18 МПа. Тиск газу в першому ступені контролюється за допомогою дистанційного електричного манометра, встановленого в кабіні, та датчика, розміщеного на редукторі.

При непрацюючому двигуні клапан 16 Другий щабель знаходиться в закритому положенні і щільно притиснутий до сідла пружиною 41 Розвантажувального пристрою мембрани та пружиною 47 Мембрани, зусилля яких передається через шток 49 іСтрижень 48, Важіль 29 І штовхач 26.

При пуску двигуна під дросельними заслінками газового змішувача створюється вакуум, який по шлангах (через вакуумну порожнину економайзера) передається в порожнину розвантажувального пристрою. Мембрана 38 ъВнаслідок виникнення вакууму прогинається і стискає пружину. 41 Розвантажувального пристрою мембрани, тим самим розвантажується клапан 16 Другого ступеня. Зусилля пружини 4 7 Стає недостатнім для утримання клапана 16 Другий ступінь у закритому положенні, і він відкривається під тиском газу в порожнині А першого ступеня. Газ заповнює порожнину Б другого ступеня, а потім через дозувально-економайзерний пристрій (економайзер) надходить у змішувач.

У режимі холостого ходу витрата газу незначна, і в порожнині другого ступеня створюється надлишковий тиск 50...70 Па (5...7 мм вод. ст.). У міру відкриття дросельних заслінок витрата газу збільшується, і на режимах, близьких до режиму повної потужності тиск газу в порожнині знижується до вакууму 150...200 Па (15...20 мм вод. ст.), при цьому мембрана 39 Прогинається та через систему важелів збільшує відкриття клапана 16 Другого ступеня.

Одночасно зростають ступінь відкриття клапана 3 Першого ступеня та витрата газу через нього. При великому відкритті дросельних заслінок вакуум у змішувальній камері знижується, що призводить до зменшення вакууму у вакуумній порожнині економайзера та пружина. 19 Відкриває клапан 23, Забезпечуючи подачу в змішувач додаткової кількості газу через отвір 25 Потужного регулювання подачі газу.

Розглянемо докладніше, як проходить газ із порожнини Б редуктора через дозувально-економайзерний пристрій (рис. 3.10, Б)У змішувач. У міру відкриття дросельних заслінок газового змішувача зростає вакуум над зворотним клапаном змішувача, він відкривається, і газ надходить у форсунки змішувача.

При роботі двигуна з прикритими дросельними заслінками газ з другого ступеня редуктора проходить до газового змішувача через отвір 5

Пан 23. Газ починає надходити додатково через отвір 57 економайзер.

Збільшення загальної подачі газу призводить до збагачення газоповітряної суміші та підвищення потужності двигуна. У правильно відрегульованому редукторі тиск газу в порожнині першого ступеня має бути 0,16...0,18 МПа, а в порожнині другого ступеня має створюватися надлишковий тиск, на 80... 100 Па

(8... 10 мм вод. ст.) більше атмосферного, хід стрижня ОдолЖінок бути не менше 7 мм.

Газовий змішувач.Приготування газоповітряної суміші для живлення двигуна відбувається у газовому змішувачі. Газовий змішувач - двокамерний вертикальний, з падаючим потоком паливної суміші, з паралельним відкриттям дросельних заслінок і двома горизонтальними форсунками, розташованими у вузьких перерізах знімних дифузорів. Як правило, газовий змішувач виготовляється на базі стандартних карбюраторів із зміною конструкції для встановлення газової форсунки та приєднання газової трубки до системи холостого ходу.

Дозування газу для головної системи здійснюється дозуючим-економайзерним пристроєм, розташованим в газовому редукторі. Живлення газом системи холостого ходу комбіноване: безпосередньо з газового редуктора трубопроводом 15 (див. рис. 3.9) та з трубопроводу 16 Основний подачі газу. Змішувач забезпечений виконавчим мембранним механізмом пневмо-відцентрового обмежувача максимальної частоти обертання колінчастого валу двигуна.

Мал. 3.10. Газовий редуктор:

А - Влаштування газового редуктора; Б - схема роботи економайзера редуктора; 1 - сідло клапана першого ступеня; 2 - Ущільнювач клапана; 3 І 4 - Відповідно клапан і кришка першого ступеня; 5 - Напрямна клапана; б, 9 І 31 - Контргайки; 7 - регулювальний гвинт клапана; 8 - Мембрана першого ступеня; 10 - Пружина мембрани першого ступеня; /1 - регулювальна гайка; 12 - Важіль першого ступеня; 13 І 32 - Осі важелів; 14 - Сідло клапана другого ступеня; 15 - Ущільнювальний клапан; 16 - Клапан другого ступеня; 17 - Корпус дозуюче-економайзерного пристрою; 18 - Кришка корпусу; 19 - пружина економайзера; 20 - Мембрана економайзера; 21 - Гвинт кріплення кришки; 22 - Пружина клапана економайзера; 23 - Клапан економайзера; 24 І 58 - Дозують отвори економічного регулювання подачі газу; 25 І 57 - дозуючі отвори потужності регулювання подачі газу; 26 - Толкач клапана; 27 - Пластина з отворами, що дозують; 28 - Прокладання пластини; 29- Важіль другого ступеня; 30- Регулювальний гвинт клапана; 33 - Кришка з патрубком системи холостого ходу; 34 - Гвинт кріплення кришки; 35 - Корпус редуктора; 36 - кришка розвантажувального пристрою; 37 - Кришка редуктора; 38 - Мембрана розвантажувального пристрою; 39 - Мембрана другого ступеня; 40 - Підсилювальний диск мембрани; 41 - Пружина розвантажувального устрою мембрани; 42 - Регулювальний ніпель; 43 - Контргайка ніпеля; 44 - Стопорний гвинт; 45 - Штифт завзятої шайби; 46 - Ковпачкова кришка ніпеля; 47 - Пружина мембрани другого ступеня; 48 - Стрижень; 49 - Шток мембрани; 50 - Упор мембрани; 51 - Болт кріплення кришки редуктора; 52 - Прокладки; 53 - Корпус газового фільтра; 54 - Фільтрувальний елемент; 55 - Патрубок для з'єднання вакуумної порожнини економайзера із впускним трубопроводом двигуна; 56 - Патрубок для передачі вакууму у вакуумну порожнину розвантажувального пристрою; 59 - Патрубок для підведення газу змішувач; А - порожнина першого ступеня; Б - порожнина другого ступеня; В – порожнину розвантажувального пристрою; Г – порожнина атмосферного тиску; - Напрямок руху газу

Кришка каналів системи холостого ходу разом із прокладкою встановлена ​​на корпусі газового змішувача та закріплена чотирма гвинтами. У ній розміщені гвинти регулювання складу газової суміші та отвір для приєднання вакуум-коректора.

Які гази можуть бути паливом для двигунів газобалонних автомобілів?

Паливом для двигунів газобалонних автомобілів можуть служити стислі та зріджені гази, що зберігаються у спеціальних балонах.

Які гази для двигунів газобалонних автомобілів відносяться до стиснених?

До стиснених газів відносяться: метан; водень; окис вуглецю; нафтовий газ, що виділяється з нафтових свердловин або одержується під час переробки нафти; промисловий (коксовий) газ, одержуваний у коксових печах при сухій перегонці вугілля чи торфу. Газ, перероблений заводу, називають синтез-газ. Стислі гази на автомобілі зберігаються у сталевих балонах під тиском 20 МПа. Ведуться роботи зі створення балонів з полімерних матеріалів, які значно легші за сталеві.

Які гази для двигунів газобалонних автомобілів відносяться до зріджених та як вони зберігаються?

До зріджених газів належать: пропан, бутан, пропілен, бутилен. Ці гази легко переходять із газоподібного в рідкий стан при нормальній температурі та низьких тисках (до 1,6 МПа). Їх отримують під час переробки нафтопродуктів та зберігають на автомобілі у сталевому балоні під тиском 1,6 МПа. У таких газах міститься більша концентрація теплової енергії в одиниці об'єму, ніж у стислих газах. Тому для пробігу автомобіля 250-300 км потрібний лише один балон з рідким газом, тоді як для такого ж пробігу автомобіля на стиснутих газах потрібно 5 або 8 балонів. Крім того, скраплений газ зберігається при невисокому тиску, що підвищує безпеку праці.

На даний час випускаються автомобілі ЗІЛ-138, ГАЗ-53-07, ГАЗ-52-07; ГАЗ-24-07 "Волга" з газовою апаратурою для роботи на зріджених газах. Двигуни цих автомобілів не зазнали суттєвих переробок. Вони лише підвищено ступінь стиску до 8,5, що дозволяє їм розвивати таку ж потужність, як і під час роботи на бензині. Крім того, на цих автомобілях збережено паливну апаратуру для короткочасної роботи на бензині. Відповідно до ГОСТ 20448-75 на таких автомобілях використовується суміш зрідженого газу, що складається з пропану та бутану. Взимку в цій суміші пропан повинен бути не менше 75% і не більше 20% бутану, влітку - відповідно 34 і 60%. Це тим, що пропан краще випаровується, забезпечуючи надійний пуск двигуна. Крім пропану та бутану, до складу зрідженого газу входять метан, етан, етилен, пропілен, бутилен, пентан та інші, загальний вміст яких у суміші становить 5-6%. Пропанові фракції (пропан, пропілен) забезпечують необхідний тиск у балоні. Бутан - найбільш калорійний і легкозріджуваний газ. Октанове число у пропану – 120, у бутану – 93, що дозволяє підвищити ступінь стиснення у двигуні та отримати більшу потужність. Газ не повинен містити механічних домішок, водорозчинних кислот, лугів, смол та інших шкідливих домішок. Зріджені гази мають великий коефіцієнт об'ємного розширення. Тому балон слід наповнювати газом лише на 90% його обсягу. Інші 10% становить обсяг парової подушки, без якої навіть незначне підвищення температури газу призводить до різкого збільшення тиску в балоні.

Переведення автомобілів на газове паливо дозволяє заощаджувати рідке паливо. Крім того, воно повніше згоряє в циліндрах двигуна і менше виділяється токсичних речовин в атмосферу. У такому двигуні немає конденсації палива і не змивається масляна плівка зі стінок циліндрів, що підвищує термін служби двигуна на 20-25%.

Однак робота двигуна на газі вимагає дотримання спеціальних правил безпеки, так як у місцях нещільного з'єднання газ виходить і утворює сніговий кристалічний наліт (іній), при зіткненні з яким може статися обморожування рук та інших частин тіла. Газ, що прорвався, накопичується в поглибленнях підкапотного простору і, змішуючись з повітрям, утворює вибухонебезпечну суміш. Газ не містить кисню, тому при його вдиханні може статися отруєння (задуха).

Як влаштовано газобалонну установку для роботи на зрідженому газі?

Газобалона установка автомобіля ГАЗ-53-07 (рис.73) складається з балона 1 для зберігання зрідженого газу; випарника газу 16; двоступінчастого газового редуктора 14 з дозуючим-економайзерним пристроєм; змішувача 10, в якому газ змішується з повітрям у пропорції 1: 1 і утворює горючу газоповітряну суміш; магістрального вентиля 20, відкриває надходження газу випарник; манометра 21 високого тиску, що показує тиск газу в балоні, манометра 6 низького тиску, що показує тиск газу в камері першого ступеня газового редуктора; фільтра 15 для очищення газу; трубопроводу 24 високого тиску, що підводить газ з балона газовий редуктор; трубопроводу низького тиску 12 для підведення газу з камери другого ступеня газового редуктора змішувач; трубопроводу 11 вакуумного розвантажувача та трубопроводу 7 для підведення в змішувач газу при роботі двигуна з малою частотою обертання колінчастого валу на холостому ході.

Рис.73. Газобалонна установка для живлення двигуна зрідженим газом.

На балоні встановлені заправний вентиль 3 для наповнення балона рідким газом, контрольний вентиль 2 для відведення парової фази газу в момент наповнення балона, запобіжний клапан 22, відкриває вихід газу в атмосферу у разі надмірного підвищення тиску в балоні, покажчик 4 рівня газу в балоні, видаткові вентилі 5 рідкої та 23 пароподібної фаз газу. На випарники встановлений трубопровід 17 для підведення гарячої охолоджувальної рідини системи охолодження двигуна і 18 – для відведення цієї рідини в систему охолодження, кран 19 для зливу відстою або води в холодну пору року. Для живлення двигуна 8 рідким паливом (бензином) є паливний бачок 13 ємністю 10 л і 9 карбюратор, з'єднані між собою паливопроводом.

Як працює газобалонна установка зрідженого газу?

Працює газобалонна установка так. При пуску двигуна відкривають вентиль 23 (мал.73) на балоні та магістральний вентиль 20 у кабіні водія. Газ з балона під тиском 1,6 МПа трубопроводом 24 надходить у випарник 16, де випаровується і через фільтр 15 надходить у двоступінчастий редуктор 14, де його тиск знижується до 0,12-0,15 МПа в камері першого ступеня, а потім до 0,1 МПа в камері другого ступеня. Газ з камери другого ступеня через дозувально-економайзерний пристрій трубопроводу 12 надходить у змішувач 10, де, змішуючись з повітрям у пропорції 1: 1, утворює газоповітряну горючу суміш, яка надходить в циліндри двигуна.

Після пуску та прогріву двигуна вентиль 23 закривають, а відкривають вентиль 5 рідкої фази газу. Рідкий газ надходить тим самим трубопроводам у випарник 16, де перетворюється в газоподібний стан і далі надходить в редуктор. При наступному пуску гарячого двигуна відкривають вентиль 5, так як рідина в сорочці охолодження гаряча і підігріває газ у випарнику.

Під час роботи двигуна з малою частотою обертання колінчастого валу на холостому ході газ до змішувача надходить трубопроводом 7. Для забезпечення нормальної роботи редуктора його трубопровід 11 вакуумного розвантажувача весь час з'єднаний з впускною порожниною змішувача. У холодну пору року газ погано випаровується, що ускладнює пуск двигуна. У цьому випадку його пускають на бензині, прогрівають та переводять на газ. Для цього необхідно перекрити бензокраник на бачку та повністю виробити бензин з карбюратора та паливопроводів, а потім пустити двигун від газобалонної установки. Забороняється одночасна робота двигуна на бензині та газі. На бензині можна доїхати до найближчої газонаповнювальної станції, якщо дорогою витрачено газове паливо. Однак тривала робота на бензині забороняється.

У чому відмінність газобалонної установки для стиснутого газу?

Газобалонна установка для стиснутого газу має такі ж прилади, що і для зрідженого газу. Однак газ у ній зберігається в стислому стані в декількох сталевих балонах під тиском 20 МПа, з'єднаних між собою сталевими трубопроводами. Робота така сама, як і на зрідженому газі.

Влаштування приладів газобалонної установки

Як улаштовано балон для зрідженого газу?

Балон для зрідженого газу виготовляється зі сталі, розрахований на робочий тиск 1,6 МПа та придатний для наповнення та зберігання газу при температурі до 45°С. Балони періодично піддаються гідравлічному випробуванню під тиском 2,4 МПа та пневматичному – під тиском повітря 1,6 МПа. Ті, що витримали випробування таврують. На передньому днищі ставлять тавро із зазначенням заводу-виробника, порядкового номера, маси в кілограмах, дати (місяць і рік) виготовлення та останнього випробування, робочого та випробувального тиску, ємності в літрах, а також тавро ВТК заводу-виробника. Повторні випробування проводять раз на два роки органи Держтехнагляду. Придатні балони забарвлюють у червоний колір.

Як влаштований та працює випарник газу?

Випарник зрідженого газу служить для перетворення рідкої фази газу на газоподібну. Він складається із роз'ємного корпусу, в якому виконані канали для проходу газу. Канали омиваються гарячою рідиною із системи охолодження, що призводить до випаровування газу. Розбірна конструкція випарника дозволяє очищати канали від відкладень та опадів.

Як влаштований та працює фільтр для очищення газу?

У фільтрі газ очищається від механічних домішок та води, які, потрапивши в редуктор, могли б викликати нещільне закриття клапанів, а вода в холодну пору року, замерзаючи, закупорила б газопроводи, порушивши роботу системи живлення. Фільтр складається з корпусу, в якому встановлений фільтруючий елемент, виготовлений з дрібної сітки латунної, згорнутої рулоном, і пакету повстяних кілець. Газ послідовно проходить через сітку та повсть, очищається і надходить у газовий редуктор.

Яке призначення та влаштування газового двоступінчастого редуктора?

Газовий двоступінчастий редуктор служить для зниження тиску газу з 1,6 МПа до 0,1 МПа та подачі його в змішувач, а також регулювання його кількості залежно від навантаження та частоти обертання колінчастого валу. Крім того, редуктор забезпечує перекриття газової магістралі при двигуні, що не працює. Він складається (рис.74) з алюмінієвого корпусу 24 з внутрішньою перегородкою, що поділяє його на дві камери: першої А та другої Б ступенів. Камера першого ступеня знизу закривається кришкою 4. Між корпусом і кришкою затиснута гнучка мембрана 5 з якою з'єднаний двоплечий важіль 8, встановлений шарнірно на осі. З важелем з'єднаний стрижень, в якому запресований клапан 3 першого ступеня, який у задані моменти щільно притискається до сідла, встановленого в газопідвідному штуцері 1. До штуцера кріпиться газопідвідний трубопровід з фільтром 39. Під мембраною встановлена ​​пружина 6, стремя а отже, і клапан першого ступеня у відкритому стані. Пружність пружини можна змінювати обертанням регулювальної гайки 7. Піддіафрагмова порожнина повідомляється з атмосферою. У камеру першого ступеня вкручені штуцер 2 для манометра і запобіжний клапан 38. Діафрагма 36 камери другого ступеня затиснута між кришкою 37 і розпірним кільцем, що прикріплюється до корпусу. Діафрагма пружиною 33 віджимається догори, діючи через опорну шайбу на стрижень 34. Пружина встановлена ​​в напрямній 32, обертанням якої можна змінювати пружність. Нижній кінець стрижня діафрагми з'єднаний з двоплечим важелем 29, встановленим шарнірно на осі в припливі корпусу камери другого ступеня. Інший кінець важеля через регулювальний гвинт 27 з контргайкою 28 притискає клапан 9 до сідла, перешкоджаючи надходженню газу з камери першого ступеня другого.

Рис.74. Газовий двоступінчастий редуктор.

Над порожниною другого ступеня встановлений вакуумний розвантажувач 31 з пружиною 30 і упорами 35. Пружина 30 через упори 35 при двигуні, що не працює, впливає на діафрагму 36, піднімаючи її. Порожнина вакуумного розвантажувача трубопроводом через штуцер 18 і 13 повідомляється з впускним трубопроводом двигуна. Тому при працюючому двигуні розрідження передається в камеру вакуумного розвантажувача і пружина 30 перестає впливати на діафрагму камери другого ступеня, дозволяючи їй прогинатися і пропускати газ з камери першого ступеня другого.

У нижній частині камери другого рівня є дозатор-економайзер 22 з кришкою 14, який регулює кількість газу, що надходить до змішувача, тобто склад горючої суміші. Між корпусом економайзера та його кришкою встановлена ​​діафрагма 16, навантажена пружиною 15. З діафрагмою через шток з'єднаний клапан 11 з пружиною 12. У корпусі економайзера виконані отвори 21 та 25 постійного перерізу. Перетин отвору 17 можна змінювати обертанням регулювального гвинта 19 і таким чином регулювати максимальну потужність двигуна. Перетин отвору 20 регулюється автоматично за допомогою клапана-регулятора 10, змінюючи кількість газу, що проходить до змішувача через патрубок 23. Камера другого ступеня закривається кришкою 26.

Як працює газовий двоступінчастий редуктор?

Працює редуктор так. При закритих витратних та магістральному вентилях газ у редуктор не надходить. Клапан3 (рис.74) камери першого ступеня відкрито, другий – закритий. Двигун не працює. Під час відкриття витратного та магістрального вентилів газ через відкритий клапан 3 надходить у камеру першого ступеня. Коли тиск в камері досягне 0,12-0,18 МПа, діафрагма 5 прогнеться, стискаючи пружину 6, і через важіль двоплечий 8 закриє клапан. Клапан 9 другого ступеня досі закритий.

При обертанні колінчастого валу розрідження з циліндрів передається в змішувач і через зворотний клапан і дозуючий-економайзерний пристрій в камеру другого ступеня. Одночасно розрідження передається і вакуумний розвантажувач і він перестає впливати на діафрагму 36. Отже, під діафрагмою камери другого ступеня розрідження, а над нею атмосферний тиск. Через різницю тисків діафрагма прогинається і штоком впливає на двоплечий важіль 29, який, повертаючись на осі, відкриває клапан камери другого ступеня і пропускає газ з камери першого ступеня в другу. Газ з камери другого ступеня через дозувально-економайзерний пристрій патрубку 23 надходить у змішувач, де змішується з повітрям, утворює газоповітряну горючу суміш, яка і надходить в циліндри двигуна. Витрата газу з камери першого ступеня викликає зниження тиску в ній, пружина 6 піднімає діафрагму 5 і знову відкривається клапан першого ступеня, пропускаючи газ камеру першого ступеня, а з неї в другу, забезпечуючи безперебійну роботу двигуна. Кількість газу, що надходить у змішувач, регулюють поворотом клапана-регулятора 10 залежно від теплотворної здатності газу. Під час роботи двигуна з малою частотою обертання колінчастого валу на холостому ході дросельна заслінка в змішувачі закрита і розрідження в камеру другого ступеня передається трубопроводом холостого ходу, забезпечуючи роботу двигуна. При цьому газ надходить у поддроссельну порожнину змішувача трубопроводом 7 (див. рис.73).

Яке призначення запобіжного клапана у редукторі?

Запобіжний клапан у редукторі запобігає пошкодженню діафрагми камери першого ступеня внаслідок підвищеного тиску в ній через неповне закриття клапана першого ступеня. Пружина запобіжного клапана відрегульована на тиск 0,45 МПа. Якщо тиск у камері перевищить цю величину, клапан відкриється і випустить надлишковий газ в атмосферу.

Як влаштований та працює змішувач газу?

Змішувач газу двигуна автомобіля ГАЗ-53-07 складається із двох змішувальних камер, що працюють паралельно. У кожній з них (рис.75) встановлений дифузор 5, горловину якого виведена газова форсунка 4, з'єднана через газопідвідний патрубок 1 і зворотний клапан 2 з газовим редуктором.

Рис.75. Змішувач газу.

У нижній частині змішувача змонтована дросельна заслінка 11, керування якою здійснюється водієм з кабіни автомобіля через систему тяг, з'єднаних з педаллю газу, а у верхній частині - повітряна заслінка 3, керування якої проводиться кнопкою, встановленою на панелі кабіни автомобіля. Для роботи двигуна з малою частотою обертання колінчастого валу на холостому ходу передбачені газопідвідний патрубок 7, з'єднаний шлангом з редуктором, і два вихідних отвори 6 і 10, перерізи яких можна змінювати за допомогою регулювальних гвинтів 8 і 9. Змішувач кріпиться до впускного проставку, до якої прикріплено карбюратор.

Працює змішувач так. При відкритих витратному та магістральному вентилях газ надходить у редуктор і по патрубку 1 через зворотний клапан 2 – у форсунку 4 та змішувальну камеру. Сюди ж прямує повітря, що проходить через відкриту повітряну заслінку. У змішувальній камері газ змішується з повітрям у співвідношенні 1: 1 і утворює газоповітряну горючу суміш, яка через відкриту заслінку дросельну надходить в циліндри, забезпечуючи роботу двигуна. Зі збільшенням відкриття дросельної заслінки збільшується і кількість газоповітряної суміші, що надходить у циліндри двигуна, зростає частота обертання колінчастого валу та потужність двигуна. При закритій дросельній заслінці розрідження по каналу 10 і штуцеру 7 передається в редуктор і під дросельну заслінку повз газоподводящего патрубка 1 і форсунки 4. Сюди ж підмішується повітря, що проходить через щілину між дросельною заслінкою і отвором 6, утворюється , Забезпечуючи роботу двигуна з малою частотою обертання колінчастого валу на холостому ходу. Зі збільшенням відкриття дросельної заслінки розрідження передається на канал 6 і з нього надходить газ, що забезпечує плавний перехід роботи двигуна з малих навантажень на середні. Повітряну заслінку 3 прикривають тільки під час пуску холодного двигуна і на короткий час, так як газоповітряна суміш швидко перезбагачується, тому що газ змішується з повітрям у пропорції 1: 1. У весь інший час роботи двигуна вона повинна залишатися у відкритому положенні.

Як влаштовані з'єднувальні газотрубопроводи?

Газотрубопроводи, що з'єднують балон з редуктором (високого тиску), виготовляють із сталевих або мідних трубок діаметром 10-12 мм із товщиною стінок 1 мм. З'єднують їх між собою та з приладами за допомогою ніпельних з'єднань. Газопроводи низького тиску (від редуктора до змішувача) виготовляють із сталевих тонкостінних труб і газостійких гумових шлангів великого перерізу. З'єднують їх із приладами стяжними хомутами.

Яка послідовність пуску двигуна під час живлення його від газобалонної установки зрідженого газу?

Перед пуском двигуна перевіряють герметичність з'єднань газопроводів, наявність газу в балоні, справність та надійність усіх приладів, механізмів та систем. Потім відкривають видатковий вентиль парової фази газу та магістральний. Легким натисканням на шток камери другого ступеня заповнюють її газом і включають запалювання. Пустивши двигун, його прогрівають і закривають вентиль парової фази, а відкривають рідку фазу газу. Тривала робота прогрітого двигуна на газі парової фази не рекомендується, тому що в цьому випадку інтенсивно витрачаються фракції газу, що легко випаровуються, що веде до зниження температури інших фракцій, балон покривається інеєм, погіршується теплообмін і подальший пуск холодного двигуна.

Як зупиняють двигун, який працює на рідкому газі?

Для короткочасної зупинки двигуна, що працює на рідкому газі, достатньо вимкнути запалення. При цьому клапан другого ступеня перекриє надходження газу з камери першого ступеня до другого. Під час тривалої зупинки закривають магістральний вентиль та виробляють газ із редуктора до зупинки двигуна, після чого вимикають запалювання. Перед тривалою стоянкою (на ніч, зміну) закривають видаткові вентилі рідкої та парової фаз газу та виробляють газ до зупинки двигуна. Потім закривають магістральний вентиль та вимикають запалювання.

Як перевести роботу двигуна з газу на бензин?

Для цього необхідно закрити видаткові вентилі рідкої та парової фаз газу та виробити газ до повної зупинки двигуна. Закрити магістральний вентиль. Відкрити паливний кран і наповнити бензином камеру поплавця карбюратора. Відкрити вихідний отвір (заглушку) карбюратора та з'єднати тягу приводу з важелем дросельної заслінки карбюратора. Закрити повітряну заслінку змішувача та пустити двигун звичайним способом. Переводять двигун із бензину на газ у зворотному порядку.

Які несправності можуть виникнути у газобалонній установці?

До найчастіших несправностей у газобалонній установці відносяться: тріщини трубопроводів та шлангів, що призводять до витоку газу; нещільне закриття вентилів та клапанів; засмічення газового фільтра; порушення регулювання газового редуктора та змішувача.

Тріщини, що утворилися на трубопроводах, запаюють або замінюють їх новими; несправні вентилі знімають, розбирають та протирають, а при необхідності замінюють несправні деталі справними; редуктор та змішувач перевіряють, замінюють несправні деталі та регулюють; фільтр промивають в ацетоні та продують стисненим повітрям.

Яких правил безпеки слід дотримуватись на газобалонних автомобілях?

Під час роботи на газобалонному автомобілі необхідно стежити за герметичністю з'єднань газопроводів і приладів. Підозрювані місця витоку газу перевіряють на слух по шипінню газу, що виходить, або змочуванням цих місць розчином мильної води. Виявлені несправності негайно усувають.

Не можна стикатися відкритими ділянками тіла з газами, оскільки це може призвести до обмороження. Слід пам'ятати, що вдихання газу може спричинити задуху людини. Забороняється ставити газобалонний автомобіль у закрите приміщення, якщо на ньому виявлено витік газу. Перед пуском двигуна, після тривалої стоянки, потрібно підняти капот і провітрити підкапотний простір, так як там може накопичитися вибухонебезпечна горюча суміш. Не допускається перевірка витоку газу відкритим полум'ям, прогрівання двигуна паяльною лампою, зупинка біля багаття, кузня та інших джерел відкритого вогню.

Джерело інформації Сайт: http://avtomobil-1.ru/

Система живлення двигуна автомобіля, що працює на альтернативному паливі

Газове паливо порівняно з рідким має такі переваги:

. високе октанове число дозволяє значно підвищити ступінь стиснення, отже, збільшиться економічність двигуна;
. в результаті більш повного згоряння газового палива у газах, що відпрацювали, міститься менше токсичних речовин;
. зростає термін служби двигуна, оскільки відсутня конденсація палива та змив олії зі стінок циліндрів;
. збільшується термін служби свічок запалювання та глушника внаслідок незначного нагароутворення.
Автомобілі, що працюють на альтернативному паливі, мають такі недоліки:
. зменшується потужність двигуна через нижчу теплоту згоряння палива;
. знижується вантажопідйомність автомобіля через наявність балонів;
. більш трудомістке технічне обслуговування.

Автомобілі можуть працювати на стиснутому або зрідженому газі. В якості стиснених газів застосовують природний газ, метан (тиск в балоні 20 МПа), як зріджених газів (тиск в балонах 1,6 МПа) - етан, пропан, бутан та ін. вісім газових балонів, з'єднаних трубками; двоступінчастий газовий редуктор високого тиску; електромагнітний клапан із газовим фільтром; газопроводи; манометри високого та низького тиску; підігрівач газу; газові вентилі - наповнювальний, балонний та магістральний; карбюратор-змішувач, прилади резервного палива.

При роботі двигуна подача газу з балонів у систему подачі палива відбувається через два запірні пристрої — витратний вентиль та електромагнітний клапан із газовим фільтром. Перед пуском двигуна відкривають видатковий вентиль. Манометр має показати наявність газу в балонах. Газ трубопроводом надходить у редуктор, де тиск автоматично знижується до 0,1 МПа. По дорозі до редуктора газ підігрівається. Потім газ по шлангу надходить у карбюратор-змішувач для утворення газоповітряної суміші і далі циліндри двигуна.
Для роботи на резервному паливі (бензині) автомобіль має паливний бак, фільтр-відстійник, паливний насос, паливопроводи.
Газобалонна установка, що працює на зрідженому газі, складається з газових балонів, випарника газу, двоступінчастого газового редуктора, манометрів високого та низького тиску, електромагнітного клапана з газовим фільтром, карбюратора-змішувача, приладів резервного палива. Газовий балон має контрольний вентиль рівня рідини, запобіжний клапан, покажчик рівня рідини, вентиль витрати газу.

Газобалонна установка для зрідженого газу: 1 - магістральний вентиль; 2 - манометр балона; 3 - паровий вентиль; 4 - запобіжний клапан; 5 - балон для зрідженого газу; 6 - контрольний вентиль; 7 - накопичувальний вентиль балона; 8 - покажчик рівня зрідженого газу; 9 - рідинний вентиль; 10 - манометр редуктора; 11 - двигун; 12 - карбюратор; 13 - змішувач газу; 14 - бак для бензину; 15 - газовий редуктор; 16 - випарник зрідженого газу; 17 штуцер для підведення гарячої води; 18 - штуцер для відведення води; 19 - кран для зливу води.

Зріджений газ перед використанням переводять у газоподібний стан. З балона рідкий газ при відкритому магістральному вентилі надходить через електромагнітний клапан з газовим фільтром до випарника, де підігрівається охолоджувальною рідиною системи охолодження двигуна. Рідина випаровується, і в пароподібному стані газ надходить у фільтр, а потім двоступеневий газовий редуктор, де тиск газу знижується до 0,1 МПа. Далі газ проходить через дозуючий пристрій у карбюратор і при такті впуску надходить у циліндри двигуна. Газовий манометр показує тиск газу редукторі.

Системи живлення двигунів легкових автомобілів, що працюють на зрідженому нафтовому газі, може працювати як за принципом карбюрації, так і за принципом упорскування.

Система живлення для зрідженого газу, що працює за принципом карбюрації

Система живлення для зрідженого газу, що працює за принципом карбюрації, використовується як на двигунах, що працюють на бензині, обладнаних карбюратором, так і на двигунах, обладнаних системою упорскування бензину. Система живлення, що працює за принципом карбюрації при використанні її на двигунах з електронним упорскуванням бензину, крім основних елементів звичайної системи упорскування містить ресивер 2, редуктор-випарник 6, серводвигун для керування витратою газу 7, трубопровід для подачі газу дифузор.

Мал. Система живлення для зрідженого газу, що працює за принципом карбюрації, встановлена ​​на бензиновому двигуні з електронною системою впорскування:
1 – вентиляційна трубка для газового ресивера; 2 – ресивер зі зрідженим газом; 3 – арматура газового ресивера; 4 – наповнювальний клапан; 5 – клапан перекриття газу; 6 – редуктор-випарник; 7 – серводвигун для керування витратою газу; 8 – електронний блок керування; 9 – перемикач виду палива, що використовується «газ-бензин»; 10 - дифузор-змішувач; 11 - лямда-зонд; 12 – датчик розрядження; 13 – акумуляторна батарея; 14 – вимикач запалювання; 15 – реле

При перемиканні на використання газу як паливо, газ надходить з ресивера 2 редуктор-випарник, де відбувається зниження тиск газу і його випаровування. Залежно від сигналів, що надходять від датчиків, блок управління видає певний сигнал на серводвигун 7, що визначає витрату газу на певному режимі роботи двигуна. Газ по трубопроводу надходить у дифузор, де змішується з повітрям і проходить до впускного клапана, а потім у циліндр двигуна. Для управління роботою двигуна передбачаються окремі блоки управління для роботи двигуна на бензині та газі. Між обома блоками управління йде обмін інформацією.

Система живлення для зрідженого газу, що працює за принципом упорскування

Система живлення для зрідженого газу, що працює за принципом упорскування, використовується на двигунах, обладнаних системою впорскування бензину. Система живлення для подачі зрідженого газу у впускний трубопровід містить ресивер з газом, редуктор-випарник 6, розподільник з кроковим електродвигуном, змішувачів форсунок 11.

Мал. Система упорскування зрідженого нафтового газу (обладнання для роботи на бензині не показано):
1 – електронний блок керування; 2 – діагностичний роз'єм; 3 – перемикач для вибору типу палива, що використовується; 4 – реле; 5 – датчик тиску повітря; 6 – редуктор-випарник; 7 – клапан перекриття подачі газу; 8 – розподільник із кроковим електродвигуном; 9 – переривник-розподільник або індуктивний датчик для визначення частоти обертання колінчастого валу; 10 - лямбда-зонд; 11 – форсунки для впорскування газу

Газ з ресивера надходить у редуктор 6, де відбувається випаровування газу та зниження його тиску. Ресивери обладнуються зовнішнім наповнюючим (впускним) клапаном (з пристосуванням, що відсікає подачу газу при заповненні ресивера на 80% його об'єму) та випускним соленоїдним клапаном. Місткості ресиверів для легкових автомобілів становлять від 40 до 128 л.

Після вибору типу палива, за допомогою перемикача 3 і включенні запалювання, при використанні газу, спрацьовує клапан 7 на подачу газу, який вимикається після відключення запалювання.

В електронний блок управління 1 від датчика 5 надходить інформація про розрядження у впускному трубопроводі, що залежить від ступеня відкриття дросельної заслінки, інформація про частоту обертання колінчастого валу від датчика або переривника-розподільника 9, інформація про склад паливоповітряної суміші від лямбда-зонда 9. На підставі отриманої інформації блок управління визначає поворот кут повороту крокового розподільника, що регулює витрату газу, що надходить через форсунки 11 у впускний трубопровід.

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

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

Зрідженими (зріджуваними) газами називають такі, які переходять із газоподібного стану в рідкий при нормальній температурі та невеликому тиску. До них відносять суміші вуглеводнів, одержуваних під час переробки нафти. Для газобалонних автомобілів використання зріджених газів краще, ніж стиснутих.

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

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

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

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

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

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