Выпускаемые ранее автомобили с га­зобаллонными установками имели уни­версальные двигатели, работающие на газе и бензине. Такая универсальность
двигателей не позволяла полностью ис­пользовать преимущества газообразно­го топлива. В настоящее время неко­торые заводы страны вновь вернулись
к производству и испытанию газобал­лонных автомобилей, при использова­нии которых значительно снижается по­требность автомобильного транспорта
в жидком топливе. Двигатели газобал­лонных автомобилей оснащены как га­зовой, так и бензиновой аппаратурой;
последняя является аварийной (резерв­
ной). В настоящее время для работы на
сжиженном газе выпускаются газобал­лонные автомобили ГАЗ-52-07, ГАЗ-52-09, ГАЗ-53-07, ГАЗ-24-07
и ЗИЛ-138, на сжатом газе ГАЗ-52-27,
ГАЗ-53-27 и ЗИЛ-138А.

§ 40. Топливо для газобаллонных автомобилей

Горючие газы, используемые в газо­баллонных " автомобилях, могут быть естественными и искусственными. Есте­ственные (природные) газы добывают из подземных газовых или нефтяных скважин. Искусственные газы являются побочными продуктами, получаемыми на химических или металлургических заводах.

Установлены (ГОСТ 20448-80) сле­дующие марки газов: СПБТЗ - смесь пропана и бутана техническая зимняя; СПБТЛ - смесь пропана и бутана тех­ническая летняя; БТ - бутан техниче­ский. Сжиженный пропан - бутановый газ согласно стандарту должен содер­жать пропана зимой не менее 90 %, а ле­том - не менее 70 %. Газ не должен со­держать механических примесей, воды, водорастворимых кислот, щелочей, смол и других загрязняющих веществ.

Газообразное топливо по сравнению с жидким обеспечивает следующие пре­имущества:

более высокое октановое число, что позволяет значительно повысить сте­пень сжатия, увеличить мощность и эко­номичность двигателя;

меньшее количество токсических веществ в отработавших газах в результа­те лучшего сгорания газообразного топлива;

большой срок службы двигателей из-за отсутствия конденсации топлива и смыва масла со стенок цилиндров;

повышенный срок службы масла в двигателе, так как оно не разжижается топливом и меньше загрязняется меха­ническими примесями;

большой срок службы свечей зажига­ния и глушителя шума системы выпуска вследствие незначительного нагарообразования.

Сжиженные газы, обладая плот­ностью, большей плотности воздуха, могут при негерметичности цистерн, баллонов и других сосудов скапливать­ся в пониженных и заглубленных местах и создавать взрывную и пожарную опасность. Поэтому нужно тщательно контролировать все соединения и поло­сти, чтобы избежать утечки газа (сжи­женного или сжатого).

Сжатыми (сжимаемыми) называют газы, которые при обычной температу­ре окружающей среды и высоком давле­нии до 20 МПа сохраняют газообраз­ное состояние. Природный газ, приме­няемый для газобаллонных автомоби­лей, работающих на сжатых газах, состоит в основном из метана. Можно использовать и промышленные газы: светильный, коксовый и синтез-газ, но нужно помнить, что они содержат окись углерода (СО) и поэтому ядовиты.

Сжиженными (сжижаемыми) газами называют такие, которые переходят из газообразного состояния в жидкое при нормальной температуре и небольшом давлении до 1,6 МПа. К ним относят смеси углеводородов, получаемых при переработке нефти. Для газобаллонных автомобилей использование сжиженных газов предпочтительнее, чем сжатых.

Газобаллонные автомобили, рабо­тающие на сжиженных газах, по сравне­нию с автомобилями, работающими на сжатых газах, имеют следующие пре­имущества:

больше грузоподъемность автомоби­ля, так как баллоны легче и их число меньше;

меньше рабочее давление в газобал­лонной установке, а следовательно, на­дежнее и безопаснее работа на таком автомобиле;

выше теплотворная способность газо-воздушной смеси, что способствует уве­личению мощности двигателя;

больше концентрация тепловой энер­гии в единице объема, что позволяет увеличить радиус действия автомобиля;

проще заправочные станции;

проще перевозка сжиженных газов на большие расстояния и различными ви­дами транспорта. Для всех газобал­лонных автомобилей (независимо от то­го, на каком газе они работают) харак­терно: бездетонационная работа двига­теля, значительно меньший износ дета­лей и более полное сгорание топлива. Однако сложнее обслуживание и экс­плуатация таких автомобилей, так как требуется тщательное соблюдение пра­вил техники безопасности.

Газобаллонные автомобили имеют также и недостатки:

уменьшается мощность двигателя, ес­ли он не переделан для работы на газе;

снижается полезная грузоподъемность автомобиля вследствие наличия балло­нов;

более трудоемко техническое обслу­живание автомобиля из-за некоторых ограничений.

Гарантийный срок хранения сжижен­ного газа три месяца со дня изготовле­ния. По истечении гарантийного срока хранения сжиженный газ должен быть проверен на соответствие требованиям действующего стандарта.

§ 41. Газобаллонные установки

Рабочий цикл у двигателя, работаю­щего на газе, такой же, как и у карбю­раторного, но устройство и работа при­боров системы питания существенно от­личаются.

Установка для сжатого газа. В уста­новку (рис. 83) входят стальные бал­лоны 1 для сжатого газа; наполни­тельный 6, расходный 8 и маги­стральный 20 вентили; подогреватель

Схема автомобильной газобаллонной установки для сжатого газа:

/ - баллон; 2 - угольник баллона; 3 - газопровод высокого давления; 4 - тройник баллона;

5- крестовина наполнительного вентиля;

6 - наполнительный вентиль; 7 - угольник вентиля; Я - расходный вентиль; 9 - топливный бак; 10 и 11 - манометры соответственно высокого

и низкого давления; 12 - газовый фильтр;

13 - двухступенчатый газовый редуктор;

14 - дозирующее устройство газового редуктора;

15 - газопровод низкого давления;

16 - карбюратор-смеситель; 17 - топливопровод; 18 - топливный насос; 19 - подогреватель сжатого таза; 20 - магистральный вентиль; 21 - двигатель; 22 - трубка I 4, - Г $ 1

Схема газобаллонной установки для сжиженного газа:

/ - магистральный вентиль; 2 - манометр баллона; 3 - паровой вентиль; 4 - предохранительный клапан; 5 - баллон для сжиженного газа; 6 - контрольный вентиль; 7 - наполнительный вентиль баллона; # - указатель уровня сжиженного газа; 9 - жидкостный вентиль; 10 - манометр редуктора; 11 - двигатель; 12 - карбюратор; /5 -смеситель газа; 14 - бак для бензина; 15 - газовый редуктор; 16 - испаритель сжиженного газа; 17 - штуцер для подвода горячей воды; 18- штуцер для отвода воды; 19 - кран для слива воды

19 сжатого газа; манометры 10 н 11 со­ответственно высокого и низкого давле­ния; редуктор 13 с фильтром 12 и дози­рующим устройством 14; газопроводы 3 и 75 соответственно высокого и низко­го давления; карбюратор-смеситель 16; трубка 22, соединяющая разгрузочное устройство редуктора с впускным тру­бопроводом двигателя.

Баллоны объемом по 50 дм 3 располо­жены под грузовой плач формой. И горловины направлены в разные сто­роны, благодаря чему увеличивается длина и упругость газопровода 3, что снижает вероятность его поломки при перекосах рамы. Во время работы дви­гателя вентили 8 и 20 открыты. Сжатый газ под большим давлением проходит в подогреватель 19 и через фильтр 12 поступает в двухступенчатый газовый редуктор 13. По пути к редуктору сжатый газ должен быть подогрет, так как иначе может замерзнуть вода, выде­ляющаяся при снижении давления газа. В редукторе давление газа снижается примерно до 100 кПа. Затем газ, пройдя дозирующее устройство 14, по газопро­воду 15 поступает к карбюратору-смеси­телю 16, где образуется газовоздушная смесь. Разрежение, создаваемое в ци­линдре при такте впуска, передается к карбюратору-смесителю, и горючая смесь поступает в цилиндры двигателя. Работу газобаллонной установки кон­тролируют следующим образом. По

манометру 10 определяют давление и количество газа, находящегося в бал­лонах. Только при высоком давлении, равном 20 МПа, обеспечивается доста­точное количество сжатого газа в бал­лоне. Затем по манометру 11 опреде­ляют давление газа в первой ступени редуктора.

Наполнение газобаллонной установки газом происходит через вентиль б, уста­новленный в крестовине 5 баллона. Для работы на жидком топливе (бензине) га­зобаллонный автомобиль имеет топ­ливный бак 9, фильтр-отстойник, топ­ливный насос 18 и топливопроводы 17.

Установка для сжиженного газа. В установку автомобиля ГАЗ-53-07 вхо­дят баллон 5 (рис. 84), магистральный вентиль 1, испаритель 16, газовый ре­дуктор 15, смеситель 13, контрольные манометры 2 и 10 и другие детали. Бал­лон расположен под платформой с ле­вой стороны автомобиля и укреплен на кронштейнах двумя стяжными лентами. Испаритель и редуктор установлены под капотом двигателя. Сжиженный газ перед использованием испаряют, т. е. переводят в газообразное состояние. Для этого из баллона 5 жидкость при открытом вентиле 9 поступает через ма­гистральный вентиль 1 к испарителю 16, подогреваемому горячей водой из системы охлаждения двигателя. Сжи­женный газ испаряется и в парообраз­ном состоянии поступает в фильтр, а затем в двухступенчатый редуктор 75, где давление газа снижается до 100 кПа. Далее газ проходит через дозирующее экономайзерное устройство, смеситель 13 газа и при такте впуска поступает в цилиндры двигателя. На автомобиле установлен газовый двигатель, имею­щий повышенную (8,5) степень сжатия. Работу газобаллонной установки кон­тролируют по манометрам 2 и 10: первый показывает давление газа в бал­лоне, а второй - в редукторе.

Для заправки баллона служат напол­нительный 7 и контрольный 6 вентили. Баллон нельзя наполнять сжиженным газом полностью, так как с увеличением температуры окружающего воздуха газ расширяется и давление в баллоне повышается. Поэтому баллон наполняют сжиженным газом только на 90% объе­ма, а 10% объема оставляют для паров. Давление в баллоне зависит не от коли­чества находящегося в нем сжиженного газа, а лишь от давления его паров, на которое оказывают влияние температу­ра окружающей среды и состав газа.

Приборы и арматура

" Баллоны. Резервуарами для сжатого
или сжиженного газа являются бал­лоны. Для сжатого газа баллоны изго­товляют из бесшовных труб (материал
труб - легированная сталь) и подвер­гают термической обработке (закалке
и отпуску) для повышения прочности
и обеспечения безосколочности при раз-
рушении] На переднем днище баллона
5 (рис. 84) расположены необходимые
вентили и приборы; на баллоне выбиты
клейма с указанием завода-изготовите­ля, массы, объема, даты (месяц и год)
изготовления, давлений - рабочего

и при испытании, года следующего ис­пытания, а также клеймо контролера ОТК (отдела технического контроля) завода.

д Все баллоны соединяют газопровода­ми высокого давления. Газопроводы от баллона до редуктора изготовлены из медных или стальных трубок. От редук­тора до смесителя газопроводом слу­жит шланг из бензомаслостойкой резины.

Наполнительный и контрольный венти­ли. Первый вентиль (рис. 85, а) служит для заправки баллона, а второй (рис. 85, б) - для контроля за макси­мальным наполнением баллона жид­костью. Наполнительный вентиль мем­бранного типа состоит из корпуса /, крышки 4 и штока 5. Один конец штока соединен с зажимом мембраны и клапа­ном 2; на другом конце есть маховик 6. В корпусе вентиля установлен обратный клапан 8 с пружиной 9 и ввернута пробка 7.

Для наполнения баллона сжиженным газом отвертывают пробку 7 и в корпус ввертывают наконечник заправочного шланга. Вращая маховик 6, открывают наполнительный вентиль и заправляют баллон. Затем отвертывают маховик 14 контрольного вентиля. Появление из контрольного отверстия 11 жидкого топлива означает, что баллон заправлен на 90% своего объема. Обратный кла­пан 8, установленный в корпусе 1 на­полнительного вентиля, предотвращает выход газа из баллона при отсоедине­нии заправочного шланга. После окон­чания заправки баллона закрывают на­полнительный вентиль, отсоединяют га­зонаполнительный шланг, ввертывают в корпус пробку 7 и закрывают кон­трольный вентиль после прекращения выхода из него жидкого топлива. ^ Предохранительный клапан и рас­ходный вентиль. Предохранительный клапан, предотвращающий увеличение

давления газа в баллоне выше 1,6 МПа, состоит из корпуса 3 (рис. 86), клапана 5, штока 2, пружины 4 и регулиро­вочных прокладок. Если в паровом про­странстве баллона давление превысит 1,6 МПа, то газ, преодолевая усилие пружины 4, откроет клапан 5 и по отвер­стию 6 выйдет в атмосферу.расходный вентиль мембранного типа используют для подачи газа, находящегося в жидкост­ной или паровой фазах. На баллоне (см. рис. 84) установлено два расходных вен­тиля: паровой 3 и жидкостный 9.

Расходный вентиль состоит из корпу­са 8 (рис. 86), крышки 13, клапана И, мембраны 12 и штока 75. Клапан опи­рается на седло 9, ввернутое в корпус. Одной стороной шток соединен с зажи­мом 14 мембраны 12; на другом конце штока установлен маховик 16. При ввертывании крышки 13 в корпус она плотно прижимает к нему через про­кладку мембрану. При отвертывании маховика вместе с клапаном переме­щается зажим мембраны, в результате чего открывается путь газу (см. стрел­ки), находящемуся в жидкостной или паровой фазах.

а - наполнительный; б - контрольный; 1 и 12-

корпуса; 2 - клапан; 3 - мембрана; 4 - крышка;

5 - шток; 6 и 14 - маховики; 7 - пробка;

8 - обратный клапан; 9 -пружина;

10 - уплотнитель; 11 - контрольное отверстие;

13 - штифт

Предохранительный клапан и расходный вентиль: / - регулировочные прокладки; 2 и 15 - штоки;

3 и 8 - корпуса соответственно клапана и вентиля;

4- пружина предохранительного клапана; 5 и // - клапаны; 6 - отверстие для выхода газа;

7 и 10 - уплотнители клапанов; 9 - седло клапана; 12- -мембрана; 13 - крышка вентиля; 14 - зажим мембраны;-16 - маховик расходного вентиля

Датчик уровня сжиженного газа. На баллоне установлен (см. рис. 84) датчик уровня сжиженного газа, выполненный по типу указателя уровня жидкого топ­лива (бензина)Г[ При снижении уровня жидкости в баллоне поплавок опускает­ся и перемещается ползунок реостата, изменяющего сопротивление в цепи. На шкале прибора будет указан уровень сжиженного газа в баллоне. А Магистральный вентиль. Являющийся расходным, магистральный вентиль гер­метично перекрывает газопровод при неработающем двигателе и не допускает утечки газа в окружающую среду]. Магистральный вентиль 3 мембранного типа расположен в кабине (рис. 87). Вентиль ввернут в переходный штуцер (см. рис. 84), имеющий два отверстия: к одному подсоединяют газопровод от баллона, ко второму - манометр высо­кого давления. Жиклер, имеющийся в штуцере, предохраняет манометр 2 от резкого увеличения давления. Корпус вентиля имеет также штуцер для при­соединения газопровода к испарителю 16. Магистральный вентиль необходимо открывать полностью во избежание торможения газа при его проходе.

Газовый редуктор. При открытом ма­гистральном вентиле газ поступает в ре­дуктор, который уменьшает его давле­ние, автоматически изменяет количество газа, поступающего к смесителю (в за­висимости от режима работы двигате­ля), и быстро выключает подачу газа при любой остановке двигателя. В кор­пус редуктора ввернут сетчатый фильтр, очищающий газ и предохраняющий га­зовую аппаратуру и двигатель от про­никновения в них пыли, окалины и дру­гих механических и иных примесей/]

Редуктор (рис. 88,а) состоит из двух ступеней, клапанов 8, 12 и 13, трех мем­бран 2, //, 75 и других деталей. Редук-

Рис. 87.

Расположение магистрального вентиля и манометров в кабине водителя: / - манометр низкого давления; 2 - манометр высокого давления; 3 -магистральный вентиль; 4 - переключатель датчика указателя уровня сжиженного газа

тор имеет шесть полостей А - Е. Если двигатель не работает и магистральный вентиль закрыт, то клапан 8 первой ступени открыт, а клапан 12 второй ступени закрыт. В этом случае во всех полостях редуктора давление равно ат­мосферному. Клапан 8 открыт, так как пружина 9 выгибает мембрану 77 вверх и повертывает рычаг 10, освобождая клапан первой ступени. Клапан 12 за­крыт под действием конической 5 и ци­линдрической 3 пружин. Пружина 5 че­рез три упора 18 действует на мембрану

2, соединенную со штоком 4. Пружина 3 перемешает вверх шток 4, вследствие чего мембрана 2 выгибается. Шток, свя­занный с рычагом 77, прижимает кла­пан 12 к седлу.

При открытом магистральном венти­ле газ через фильтр и клапан 8 первой ступени проходит в полость Г, давление в которой возрастает от 100 до 200 кПа. Заполняя полость первой ступени, газ начинает давить на мембрану 77. Она прогибается вниз, преодолевая сопроти­вление пружины 9, и через коленчатый

Элементы газобаллонной установки: а - двухступенчатый редуктор; б - газовый смеситель; / - дозатор; 2 - мембрана второй ступени; 3 - цилиндрическая пружина разгрузочного устройства; 4 - шток;

5 - коническая пружина разгрузочного устройства;

6 - мембрана разгрузочного устройства;

7 - предохранительный клапан; 8 - клапан первой ступени; 9 - пружина первой ступени; 10 - рычаг клапана первой ступени; 11 - мембрана первой ступени; 12 - клапан второй ступени; 13 - клапан экономайзера; 14 - пружина мембраны;

15 - мембрана дозирующего экономайзерного устройства; 16 и 19 - каналы; 17 - рычаг клапана второй ступени; 18 - упор; 20 - выходной патрубок; 21 - ограничитель частоты вращения

коленчатого вала двигателя; 22 - газовый смеситель; 23 - рычаг дроссельных заслонок; 24 - газоподводящий патрубок; 25 - обратный клапан; 26 - корпус смесителя; 27 - дроссельная заслонка; 28 - регулировочный винт минимальной частоты вращения" холостого хода; 29 - регулировочный винт общей подачи газа в систему холостого хода; 30 - штуцер для подвода газа в систему холостого хода; 31 -диффузор; 32 - газовая форсунка; 33 - воздушная заслонка; А - полость разгрузочного устройства; Б - полость атмосферного давления; В - полость второй ступени (низкого давления газа); Г - полость первой ступени (высокого давления газа); Д -полость атмосферного давления первой ступени; Е - полость дозирующего экономайзерного устройства

рычаг 10 закрывает клапан 8. Положе­ние клапана 8 определяется соотноше­нием действующих на него сил: с одной стороны, давления, поступающего из магистрали газа, который стремится от­крыть клапан, а с другой - разности давления газа в полости Г и силы пру­жины 9 (эта разность сил стремится за­крыть клапан). Для периодического за­крытия и открытия клапана 8 давление газа в полости Г должно быть то боль­ше, то меньше силы сопротивления пру­жины 9. Таким образом, при нерабо­тающем двигателе первая ступень ре­дуктора автоматически перекрывает га­зовую магистраль, т. е. выполняет функцию клапана.

Во время пуска двигателя и его ра­боты разрежение из впускного трубо­провода через патрубок 20 и канал 16 передается в полость В второй ступени и в полость А разгрузочного устрой­ства. Кольцевая мембрана 6, преодоле­вая сопротивление конической пружины 5, прогибается вниз и отводит упоры 75 от мембраны 2, в результате чего раз­гружаются мембрана 2 и клапан 12. Ра­бота разгрузочного устройства и разре­жение, создаваемое в полости В, приво­дят к тому, что мембрана 2 прогибается вниз, преодолевая сопротивление пру­жины 3. Клапан 12 открывается под действием опускающегося вниз штока 4 и давления газа в полости Г.

При открытии клапана 12 газ перете­кает из полости Г в полость В, создавая в ней избыточное давление 50 - 100 Па при малых нагрузках двигателя. С уве­личением нагрузки расход газа возра­стает и в полости В создается разреже­ние 200 - 300 Па. Мембрана 2 сильнее прогибается вниз, и открытие клапана 12 увеличивается. Этой мембраной регу­лируют подачу газа к выходному па­трубку 20 в зависимости от разрежения в газовом смесителе. У исправного ре­дуктора клапаны первой и второй сту­пеней автоматически закрываются при каждой остановке двигателя.

Подача газа должна быть такой, чтобы двигатель работал с наибольшей экономичностью. Для получения макси­мальной мощности газовоздушную смесь несколько обогащают, для чего служит экономайзер, имеющийся в ре­дукторе, три средней нагрузке двигате­ля дроссельная заслонка смесителя от­крыта примерно наполовину, и разреже­ние, создающееся во впускном трубо­проводе, по каналу 16 передается в полость Е экономайзера. Мембрана 15 дозирующего экономайзерного устройства, преодолевая сопротивление пружины 14, удерживает клапан 13 в за­крытом положении. Для получения мак­симальной мощности дроссельную за­слонку открывают полностью. Количе­ство газовоздушной смеси, поступаю­щей в цилиндры, увеличивается, но разрежение в полости Е снижается. Пружина 14 выгибает мембрану вверх и открывает клапан 13 экономайзера. Дополнительная порция газа поступает по каналу 19 в выходной патрубок 20, и газовоздушная смесь обогащается.

Если в полости Г давление газа поче­му-либо возрастет до 450 кПа, то от­кроется предохранительный клапан 7 и газ выйдет в атмосферу. При увеличе­нии давления в полости В мембрана 2 выгибается вверх и через систему ры­чагов закрывает клапан 12.

Газовый смеситель. Двигатель имеет двухкамерный газовый смеситель (рис. 88,6), который работает только на газообразном топливе. Подача газа на режиме холостого хода осуществляется через два регулируемых отверстия кру­глого сечения, расположенных ниже дроссельных заслонок. При переходе на повышенную частоту вращения газ по­дается еще из двух отверстий прямоу­гольного сечения (нерегулируемых), рас­положенных на уровне дроссельных за­слонок газового смесителя. Основная подача газа происходит через газоподводящий патрубок 24 и две форсунки 32. В канале газоподводящего патрубка установлен обратный клапан 25.

Карбюратор. Параллельно с газовым смесителем на двигателе установлен однокамерный карбюратор. В систему питания топливом (на бензине А-76) входят также топливный бак, фильтр-отстойник, топливный насос и фильтр тонкой очистки. Это позволяет автомобилю передвигаться в случае транспор­тирования его по железной дороге, от­сутствия газа или неисправности газо­баллонной аппаратуры, неустранимой в дорожных условиях. Полностью на­груженный автомобиль может развивать скорость до 30 - 40 км/ч. Однако пере­движение автомобиля ГАЗ-53-07 при работе на бензине на расстояние более 30 км не рекомендуется.

§ 43. Пуск и работа двигателя на газе

Пуск автомобильного двигателя, ра­ботающего на газе, так же как и на бен­зине, происходит при помощи стартера. Перед пуском двигателя выполняют следующее: проверяют наличие воды, масла и бензина в соответствующих си­стемах; осматривают газовую аппара­туру с арматурой и убеждаются в пол­ной ее исправности и герметичности; проверяют наличие газа в баллоне; от­крывают паровой вентиль баллона при пуске холодного двигателя или жид­костный вентиль при пуске прогретого двигателя; открывают магистральный вентиль и по показаниям манометров проверяют наличие газа в баллоне и в первой ступени редуктора. Пуск про­гретого двигателя, находящегося в ис­правном состоянии, обычно происходит с первых же попыток. Для этого по­вертывают ключ включения зажигания и стартера в положение пуска и держат до тех пор, пока двигатель не пустится (но не более 5 с). Затем ключ переводят в первое положение (включено зажига­ние).

Пуск холодного двигателя при умерен­ной температуре. Открывают маги­стральный и расходный (паровой) вен­тили. Для ускорения пуска заполняют газом газопровод от редуктора до сме­сителя принудительным открытием кла­пана второй ступени, кратковременно нажимая на стержень штока мембраны второй ступени. Вытягивают ручку управления дроссельными заслонками на половину длины хода, т. е. при­открывают заслонки. Выключают сце­пление и пускают двигатель поворотом ключа включения зажигания. Стартер включают не более чем на 5 с с интер­валами не менее 10-15 с. После пуска двигателя его прогревают на малой ча­стоте вращения. Как только температу­ра охлаждающей жидкости достигнет 60 °С, открывают расходный вентиль жидкостной фазы и закрывают рас­ходный вентиль паровой фазы. Недопу­стима длительная работа двигателя на паровой фазе, так как происходит ин­тенсивное испарение легких фракций сжиженного газа. При этом снижается температура жидкости в баллоне, он по­крывается инеем, ухудшается теплооб­мен с окружающей средой и т. д.

После прогрева двигателя кнопку руч­ного управления дроссельными заслон­ками вдавливают в щиток. Не рекомен­дуется при пуске двигателя прикрывать воздушную заслонку, так как это приво­дит к переобогащение газовоздушной смеси, а следовательно, и к затрудне­нию пуска двигателя.

Остановка двигателя. Останавливают двигатель выключением зажигания. При непродолжительной остановке двигате­ля магистральный вентиль можно не за­крывать. При длительной остановке его закрывают и вырабатывают газ из си­стемы, находящейся между маги­стральным вентилем и смесителем. Перед длительной стоянкой автомобиля закрывают расходные вентили жидкост­ной и паровой фаз и продолжают рабо­ту двигателя до остановки. Затем за­крывают магистральный вентиль.

Двигатель кратковременно может ра­ботать на бензине, но нельзя перехо­дить с одного топлива на другое при работающем двигателе. Для перевода двигателя с газа на бензин выполняют следующее: закрывают вентили и про­должают работу на газе до остановки двигателя; открывают бензиновый кра­ник, расположенный на фильтре тонкой очистки топлива; при помощи рычага ручной подкачки топливного насоса за­полняют поплавковую камеру карбюра­тора; открывают отверстие (выходное) карбюратора, для чего повертывают за­глушку и закрепляют ее гайкой-бараш­ком; соединяют тягу с рычагом дроссельной заслонки карбюратора; закры­вают воздушную заслонку смесителя; обычным способом пускают двигатель. При переводе двигателя с работы на бензине на работу на газе эти операции выполняют в обратной последователь­ности.

Основные требования техники безопас­ности. При эксплуатации автомобиля на сжиженном газе обязательна регуляр­ная, тщательная проверка герметично­сти газовой установки и немедленное устранение причин, вызывающих утечки газа. Значительные утечки обнаружи­вают на слух или по обмерзанию соеди­нения, пропускающего газ. Небольшие утечки определяют при помощи мыль­ного раствора или машинного масла. Бутано-пропановые газы, выходя на воз­дух в виде жидкости, интенсивно испа­ряются и отбирают теплоту из окру­жающей среды. Попадание струи сжи­женного газа на тело человека может вызвать обмораживание, поэтому такая возможность должна быть обязательно исключена.

Система питания газобаллонных двигателей при использовании сжиженного газа состоит из баллона 1 со сжиженным газом (под давлением 1,6 МПа), испарителя, фильтра, газового редуктора, смесителя, вентиля. В качестве резерва применяют дополнительную систему, состоящую из бензобака, фильтра, насоса, карбюратора, имеющего главное дозирующее устройство и устройство холостого хода. Кроме того, как и в любой системе питания есть воздушный фильтр, впускной коллектор, выпускной коллектор, выхлопная труба, глушитель. Работа двигателя с одновременным использованием обеих систем запрещена.

Испаритель в автомобиле, обогреваемый жидкостью системы охлаждения, служит для перевода сжиженного газа в газообразное состояние.

Газовый редуктор обеспечивает снижение давления газа до значения, близкого к атмосферному. Смеситель приготавливает газовоздушную смесь, состав которой изменяется в зависимости от режима работы двигателя, для чего имеются дополнительные устройства, как у карбюратора карбюраторного двигателя.

С помощью контрольно-измерительных приборов на щитке приборов контролируется уровень (количество) - сжиженного газа в баллоне и давление газа в газовом редукторе. Система питания газобаллонных двигателей при использовании сжатого природного газа имеет вместо баллона несколько баллонов высокого давления (20 МПа), газовые редукторы высокого и низкого давления. Испарителя нет. Для контроля количества газа используют манометр, причем на щитке приборов может быть контрольная лампа, сигнализирующая о недопустимом падении давления в баллонах автомобиля.

Кроме однотопливных систем питания, применяют двухтопливные системы с равноценными системами питания на газовом и жидком топливах, а также газожидкостные системы, у которых часть жидкого топлива используется как запальная доза для воспламенения газовоздушной смеси (газодизели).

Сжимаемые и сжижаемые газы для автомобильных двигателей. Двигатели газобаллонных автомобилей работают на различных природных и промышленных газах, которые хранятся в сжатом или сжиженном состоянии в баллонах.

В качестве сжимаемых используют газы, выделяющиеся из буровых газовых и нефтяных скважин или получающиеся при обработке нефти на крекинговых заводах. Основой сжимаемых газов служит метан. Давление сжатых газов в баллонах достигает 20 МПа и снижается по мере расхода газа.

Сжижаемые газы - пропан, бутан и др.-получают на заводах нефтеперерабатывающей промышленности. В заряженном баллоне сжиженный газ заполняет около 90% его объема. В остальной части баллона газ находится в парообразном состоянии. Наличие паровой подушки предохраняет баллон от разрушения при повышении температуры, так как давление в нем определяется давлением насыщенных паром топлива для условий окружающей среды и при любом количестве сжиженного газа не превышает 1,6 - 2,0 МПа.

Сжатые и сжиженные газы, применяемые для двигателей газобаллонных автомобилей, обладают высокой детонационной стойкостью. Теплота сгорания газовоздушной смеси позволяет получить при использовании серийных карбюраторных двигателей несколько меньшую мощность, чем при работе их на бензовоздушной смеси. Повышение степени сжатия на этих двигателях создает возможность компенсировать потерю мощности. Существенное достоинство двигателей газобаллонных автомобилей заключается в снижении токсичности отработавших газов, что в значительной мере предопределяет перспективность таких автомобилей.

Для работы на сжатых и сжиженных газах используют серийные автомобили с бензиновыми двигателями. Некоторые бензиновые двигатели специально приспосабливают для работы только на газе. Изменения их конструкции состоят главным образом в том, что повышается степень сжатия. Другие двигатели газобаллонных автомобилей не претерпевают значительных конструктивных изменений и допускают работу как на сжиженном газе, так и на бензине. Изменения в шасси состоят в том, что на них устанавливают газовые баллоны. Масса баллонов со сжатым газом в несколько раз больше массы заправленного бензобака, обеспечивающего такой же запас хода автомобиля. Масса баллонов со сжиженным газом незначительно отличается от массы бензобака.

Сжиженные газы перед их использованием в двигателе преобразуются и специальном устройстве - испарителе из жидкой фазы в газообразную. Сжатые газы поступают из баллонов к двигателю в парообразном состоянии. В обоих случаях газы подводятся к двигателю под давлением, близким к атмосферному. Для снижения давления газов в системах питания газовых двигателей применяются редукторы.

Топливоподаюшая аппаратура газобалоиных автомобилей.

Схема топливоподающей аппаратуры двигателя ЗИЛ-138, работающего на сжиженном газе, показана на рисунке. Из баллона 8 сжиженный газ под давлением поступает через расходный 9 и магистральный 7 вентили в испаритель 1. В обогреваемом горячей жидкостью из системы охлаждения испарителе сжиженный газ переходит в газообразное состояние. Фильтрация газа происходит в фильтре 2.

Для снижения давления газа применен двухступенчатый газовый редуктор 6, представляющий собой мембранно-рычажный регулятор давления, выходя из которого газ по шлангу низкого давления поступает в смеситель 10. Газовый смеситель служит для приготовления газовоздушной смеси, состав которой изменяется в зависимости от нагрузки двигателя. Пуск и прогрев холодного двигателя осуществляется с использованием паровой фазы топлива в баллоне. Для этого открывают вентиль, заборная трубка которого выведена в верхнюю часть баллона.

Но двум указателям 4 и 5 контролируют давление газов в первой ступени редуктора и уровень топлива в баллоне. Баллон 8 снабжен также вентилем для наполнения сжиженным газом при заправке, предохранительным клапаном и другой арматурой.

В качестве резервной системы используют питание двигателей бензовоздушной смесью. Для этого имеется бензобак 12, топливный насос 14 и карбюратор 11, состоящий из главной дозирующей системы и системы холостого хода. Работа двигателя с одновременным использованием обеих систем запрещена.

Газовый смеситель двухкамерный с нисходящим потоком горючей смеси и параллельным открытием двух дроссельных заслонок. В корпусе 4 (рис.) на общих валиках обеих камер смонтированы воздушная 3 и дроссельная 12 заслонки, диффузор б, в узкую часть которого выведена форсунка 5. К корпусу через прокладку крепится патрубок 13 подвода газа, закрытый крышкой 2. В нем установлен обратный клапан 1. В другом патрубке 7, через который смесь поступает в каналы 10 и 11, имеются винты 8 и 9 регулировки работы двигателя на режиме холостого хода. Соединение газового редуктора осуществляется двумя трубопроводами через экономайзерное устройство 3 (см. рис.), от которой газ подводится к патрубкам 13 и 7 (см, рис.).

При работе двигателя на холостом ходу образование горючей смеси происходит в полостях за дроссельными заслонками. По мере открытия дроссельных заслонок и увеличения нагрузки газ начинает поступать в форсунку 5, через открывающийся вследствие перепада давлений обратный клапан 1. Наконец, при максимальных нагрузках и открытии дроссельных заслонок, близком к полному, через специальный клапан экономайзера газового редуктора в патрубок 13 поступает дополнительное количество газа, обогащающего газовоздушную смесь до мощностного состава. Так изменяется состав горючей смеси, приготовляемой газовым смесителем в зависимости от нагрузки двигателя.

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:

1. Возможность легко создать газовый двигатель своими руками, то есть смонтировать установку на автомобиле самостоятельно.
2. Низкая стоимость топлива.
3. Высокое октановое число.
4. Отсутствие вредных выбросов.
5. Более качественная работа двигателя.
6. Благодаря применению газа значительно увеличивается ресурс двигателя.

Недостатки:

1. Снижение динамики разгона автомобиля.
2. Существенно возрастает нагрузка на клапаны газораспределительного механизма.
3. Все оборудование занимает слишком много места.
4. 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.

1. Топливо

В качестве топлива для газобаллонных автомобилей применяют-ся сжатые и сжиженные горючие газы, имеющие достаточно высокую теплотворность и высокое октановое число.

Газовоздушная горючая смесь сгорает более полно, в результате чего отработавшие газы со-держат меньше вредных примесей и меньше засоряется окружаю-щая среда. Наибольшее распространение в качестве топлива для газобаллонных автомобилей получили сжиженные газы — главным образом бутано-пропановые смеси. Такие смеси получают на нефтепе-рерабатывающих заводах в качестве побочного продукта.

В среде окружающего воздуха бутано-пропановая смесь находит-ся в парообразном состоянии. При сравнительно небольшом повыше-нии давления {до 16 кгс/см2) и обычной температуре бутано-пропановая смесь переходит в жидкое состояние и в таком виде хранится в стальных баллонах.

При работе двигателя на сжиженном газе помимо уменьшения вредных примесей в отработавших газах уменьшается разжижение смазки, нагарообразование и износ деталей при пуске холодного двига-теля.

К недостаткам газобаллонных автомобилей следует отнести умень-шенную грузоподъемность (за счет массы газобаллонной установки), а также повышение "пожароопасности и усложнение системы питания.

2. Газобаллонная установка

Газобаллонная установка для сжиженных газов (рис. 56) состоит из баллона с арматурой, вентилей, испарителя, редуктора и карбю-ратора-смесителя.

Газ из баллона по трубкам через вентили, испаритель и фильтр поступает к редуктору, снижающему его давление до рабочего, и да-лее в карбюратор-смеситель. Газовоздушная смесь из карбюратора-смесителя поступает в цилиндры двигателя.

Баллон Для сжиженного газа делают сварным из листовой стали, на нем устанавливаются расходные вентили для пара и жидкого газа, указатель уровня жидкого газа, предохранительный клапан, наполнительный вентиль и вентиль для контроля заполнения баллона жид-ким газом. Баллон заполняется 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 присо-единяются трубки.

Вентиль состоит из корпуса, клапана, диафрагмы, зажимной и упорной гаек, штока с резьбой и маховичка. Диафрагма изолирует при-вод клапана от полости, где он помещен; в противном случае при от-крытом клапане газ сможет проникнуть наружу через неплотно при-легающую резьбу штока.

Испаритель служит для испарения жидкого газа и располагается из выпускном трубопроводе или глушителе.

Рис. 56. Схема газобаллонной установки для сжиженного газа

Редуктор (рис. 57) понижает давление сжиженного газа до рабо-чего и препятствует поступлению газа к смесителю при неработаю-щем двигателе. Двухступенчатые редукторы мембранно-рычажного типа имеют две камеры. В первой давление газа снижается до 2,5-»—3,0 кгс/см8, во второй оно несколько выше атмосферного (на 10— 12 мм водяного столба). Камеры сообщаются между собой отверсти-ем с клапаном. В камере первой ступени имеется резинотканевая диафрагма, пружина, коленчатый рычаг» клапан, штуцер с фильтром, предохранительный клапан, крышка и регулировочная гайка. Ка-мера второй ступени подобна по устройству камере первой ступени, но у нее отсутствует штуцер с фильтром и предохранительный клапан,

А дополнительно установлены вакуумный разгружатель, дозирующее устройство и обратный клапан.

При закрытом магистральном вентиле газ к редуктору не посту-пает, пружина камеры первой ступени давит на диафрагму и прогиба-ет ее внутрь (рис. 57, а). Прогнутая диафрагма заставляет коленчатый рычаг держать клапан первой ступени открытым. В камере второй сту-пени пружина отводит диафрагму вверх и клапан закрыт. Пружина вакуумного разгружателя при неработающем двигателе отжимает мембрану второй ступени вверх, помогая ей удерживать клапан за-крытым.

При открытом магистральном вентиле газ через фильтр поступает в камеру первой ступени. Как только давление в камере достигнет 2,5—3 кгс/см2, мембрана под действием давления газа, преодолевая сопротивление пружины, переместится вниз и при помощи коленча-того рычага закроет клапан. Поступление газа в камеру первой сту-пени прекратится. В камеру второй ступени газ поступать не будет, так как мембрана и вакуумный разгружатель удерживает клапан вто-рой ступени закрытым.

В момент пуска и во время работы двигателя разрежение во впуск-ном трубопроводе передается по трубке в полость вакуумного разгру-жателя (рис. 57, б). Его мембрана прогибается вниз, сжимает кониче-скую пружину и освобождает мембрану второй ступени. Упругости пружины диафрагмы второй ступени недостаточно для удержания кла-пана в закрытом положении и он открывается под действием разреже-ния пуска и давления газа, поступающего из камеры первой ступени.

Рис. 57. Схема работы двухступенчатого редуктора:

А — при закрытом магистральном вентиле; б — во время работы двигателя под нагрузкой; в — во время работы двигателя на холостом ходу

При малой частоте вращения коленчатого вала холостого хода (рис. 57, в) газ по отдельной трубке холостого хода поступает за дрос-сельную заслонку карбюратора-смесителя; обратный клапан редук-тора при этом закрыт. На средних и больших нагрузках через доза-тор и обратный клапан по резиновому шлангу большого диаметра газ поступает к форсунке карбюратора-смесителя.

Дозирующее устройство устанавливает для каждого вида газа в за-висимости от его теплотворности необходимое соотношение между газом и воздухом.

Конический винтовой дозатор состоит из корпуса с фланцем, ко-нуса, маховичка и патрубка. Отвертывая или завертывая маховичок, можно точно регулировать положение корпуса относительно его гнезда и, следовательно, проходимое сечение для газа. Винтовой до-затор служит также для отключения редуктора от двигателя при ра-бе те из бензине, что позволяет не снимать шлангов и ускоряет пере-вод работы двигателя с бензина на газ и обратно. Обратный клапан препятствует проникновению воздуха в камеру второй ступени при работе двигателя и а холостом ходу.

Карбюратор-смеситель (см. рис. 56) служит для приготовления газовоздушной смеси в газобаллонных автомобилях. В стандартные карбюраторы внесены изменения, дающие возможность установить в смесительную камеру форсунку, а за дроссельные заслонки подвести трубку для подачи газа при работе двигателя на холостом ходу.

Переоборудование карбюратора не исключает возможности рабо-ты двигателя на бензине. На автомобилях, предназначенных для ра-боты на газе, вместо карбюратора устанавливается смеситель.

Какие газы могут служить топливом для двигателей газобаллонных автомобилей?

Топливом для двигателей газобаллонных автомобилей могут служить сжатые и сжиженные газы, хранящиеся в специальных баллонах.

Какие газы для двигателей газобаллонных автомобилей относятся к сжатым?

К сжатым газам относятся: метан; водород; окись углерода; нефтяной газ, выделяющийся из нефтяных скважин или получаемый при переработке нефти; промышленный (коксовый) газ, получаемый в коксовых печах при сухой перегонке угля или торфа. Газ, переработанный на заводе, называют синтез-газ. Сжатые газы на автомобиле хранятся в стальных баллонах под давлением 20 МПа. Ведутся работы по созданию баллонов из полимерных материалов, которые значительно легче стальных.

Какие газы для двигателей газобаллонных автомобилей относятся к сжиженным и как они хранятся?

К сжиженным газам относятся: пропан, бутан, пропилен, бутилен. Эти газы легко переходят из газообразного в жидкое состояние при нормальной температуре и низких давлениях (до 1,6 МПа). Их получают во время переработки нефтепродуктов и хранят на автомобиле в стальном баллоне под давлением 1,6 МПа. В таких газах содержится бо́льшая концентрация тепловой энергии в единице объема, чем в сжатых газах. Поэтому для пробега автомобиля 250-300 км требуется всего один баллон с жидким газом, тогда как для такого же пробега автомобиля на сжатых газах требуется 5 или 8 баллонов. Кроме того, сжиженный газ хранится при невысоком давлении, что повышает безопасность труда.

В настоящее время выпускаются автомобили ЗИЛ-138, ГАЗ-53-07, ГАЗ-52-07; ГАЗ-24-07 «Волга» с газовой аппаратурой для работы на сжиженных газах. Двигатели этих автомобилей не претерпели существенных переделок. В них только повышена степень сжатия до 8,5, что позволяет им развивать такую же мощность, как и при работе на бензине. Кроме того, на этих автомобилях сохранена топливная аппаратура для кратковременной работы на бензине. В соответствии с ГОСТ 20448-75 на таких автомобилях используется смесь сжиженного газа, состоящая из пропана и бутана. Зимой в этой смеси пропана должно быть не менее 75% и не более 20% бутана, летом – соответственно 34 и 60%. Это объясняется тем, что пропан лучше испаряется, обеспечивая надежный пуск двигателя. Кроме пропана и бутана, в состав сжиженного газа входят метан, этан, этилен, пропилен, бутилен, пентан и другие, общее содержание которых в смеси составляет 5-6%. Пропановые фракции (пропан, пропилен) обеспечивают необходимое давление в баллоне. Бутан наиболее калорийный и легкосжижаемый газ. Октановое число у пропана – 120, у бутана – 93, что позволяет повысить степень сжатия в двигателе и получить большую мощность. Газ не должен содержать механических примесей, водорастворимых кислот, щелочей, смол и других вредных примесей. Сжиженные газы имеют большой коэффициент объемного расширения. Поэтому баллон следует наполнять газом не более чем на 90% его объема. Остальные 10% составляет объем паровой подушки, без которой даже незначительное повышение температуры газа приводит к резкому увеличению давления в баллоне.

Перевод автомобилей на газовое топливо позволяет экономить жидкое топливо. Кроме того, оно более полно сгорает в цилиндрах двигателя и меньше выделяется токсических веществ в атмосферу. В таком двигателе нет конденсации топлива и не смывается масляная пленка со стенок цилиндров, что повышает срок службы двигателя на 20-25%.

Однако работа двигателя на газу требует соблюдения специальных правил безопасности, так как в местах неплотного соединения газ выходит и образует снежный кристаллический налет (иней), при соприкосновении с которым может произойти обмораживание рук и других частей тела. Прорвавшийся газ скапливается в углублениях подкапотного пространства и, смешиваясь с воздухом, образует взрывоопасную смесь. Газ не содержит кислорода, поэтому при его вдыхании может произойти отравление (удушье).

Как устроена газобаллонная установка для работы на сжиженном газе?

Газобаллонная установка автомобиля ГАЗ-53-07 (рис.73) состоит из баллона 1 для хранения сжиженного газа; испарителя газа 16; двухступенчатого газового редуктора 14 с дозирующе-экономайзерным устройством; смесителя 10, в котором газ смешивается с воздухом в пропорции 1: 1 и образует газовоздушную горючую смесь; магистрального вентиля 20, открывающего поступление газа в испаритель; манометра 21 высокого давления, показывающего давление газа в баллоне, манометра 6 низкого давления, показывающего давление газа в камере первой ступени газового редуктора; фильтра 15 для очистки газа; трубопровода 24 высокого давления, подводящего газ из баллона в газовый редуктор; трубопровода низкого давления 12 для подвода газа из камеры второй ступени газового редуктора в смеситель; трубопровода 11 вакуумного разгружателя и трубопровода 7 для подвода в смеситель газа при работе двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала на холостом ходу.

Рис.73. Газобаллонная установка для питания двигателя сжиженным газом.

На баллоне установлены заправочный вентиль 3 для наполнения баллона жидким газом, контрольный вентиль 2 для отвода паровой фазы газа в момент наполнения баллона, предохранительный клапан 22, открывающий выход газа в атмосферу в случае чрезмерного повышения его давления в баллоне, указатель 4 уровня газа в баллоне, расходные вентили 5 жидкой и 23 парообразной фаз газа. На испарители установлен трубопровод 17 для подвода горячей охлаждающей жидкости из системы охлаждения двигателя и 18 – для отвода этой жидкости в систему охлаждения, кран 19 для слива отстоя или воды в холодное время года. Для питания двигателя 8 жидким топливом (бензином) имеется топливный бачок 13 емкостью 10 л и карбюратор 9, соединенные между собой топливопроводом.

Как работает газобаллонная установка сжиженного газа?

Работает газобаллонная установка так. При пуске двигателя открывают вентиль 23 (рис.73) на баллоне и магистральный вентиль 20 в кабине водителя. Газ из баллона под давлением 1,6 МПа по трубопроводу 24 поступает в испаритель 16, где испаряется и через фильтр 15 поступает в двухступенчатый редуктор 14, где его давление снижается до 0,12-0,15 МПа в камере первой ступени, а затем до 0,1 МПа в камере второй ступени. Газ из камеры второй ступени через дозирующе-экономайзерное устройство по трубопроводу 12 поступает в смеситель 10, где, смешиваясь с воздухом в пропорции 1: 1, образует газовоздушную горючую смесь, которая поступает в цилиндры двигателя.

После пуска и прогрева двигателя вентиль 23 закрывают, а открывают вентиль 5 жидкой фазы газа. Жидкий газ поступает по тем же трубопроводам в испаритель 16, где преобразуется в газообразное состояние и далее поступает в редуктор. При последующем пуске горячего двигателя открывают вентиль 5, так как жидкость в рубашке охлаждения еще горячая и подогревает газ в испарителе.

Во время работы двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала на холостом ходу газ к смесителю поступает по трубопроводу 7. Для обеспечения нормальной работы редуктора его трубопровод 11 вакуумного разгружателя все время соединен с впускной полостью смесителя. В холодное время года газ плохо испаряется, что затрудняет пуск двигателя. В этом случае его пускают на бензине, прогревают и переводят на газ. Для этого необходимо перекрыть бензокраник на бачке и полностью выработать бензин из карбюратора и топливопроводов, а затем пустить двигатель от газобаллонной установки. Запрещается одновременная работа двигателя на бензине и газе. На бензине можно доехать до ближайшей газонаполнительной станции, если в пути израсходовано газовое топливо. Однако длительная работа на бензине запрещается.

В чем отличие газобаллонной установки для сжатого газа?

Газобаллонная установка для сжатого газа имеет такие же приборы, что и для сжиженного газа. Однако газ в ней хранится в сжатом состоянии в нескольких стальных баллонах под давлением 20 МПа, соединенных между собой стальными трубопроводами. Работа такая же, как и на сжиженном газе.

Устройство приборов газобаллонной установки

Как устроен баллон для сжиженного газа?

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

Как устроен и работает испаритель газа?

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

Как устроен и работает фильтр для очистки газа?

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

Какое назначение и устройство газового двухступенчатого редуктора?

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

Рис.74. Газовый двухступенчатый редуктор.

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

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

Как работает газовый двухступенчатый редуктор?

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

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

Какое назначение предохранительного клапана в редукторе?

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

Как устроен и работает смеситель газа?

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

Рис.75. Смеситель газа.

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

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

Как устроены соединительные газотрубопроводы?

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

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

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

Как останавливают двигатель, работающий на жидком газе?

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

Как перевести работу двигателя с газа на бензин?

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

Какие неисправности могут возникнуть в газобаллонной установке?

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

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

Какие правила безопасности следует соблюдать на газобаллонных автомобилях?

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

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

Источник информации Сайт: http://avtomobil-1.ru/