Лекции по "Транспорту"

 

Рис. 5. Инерционно-масляные воздушные фильтры:

а — двигателя автомобиля ЗИЛ; б — дизеля; 1, 11 — переходники; 2 — масляная ванна; 3 — отражатель; 4, 5, 10, 19, 20 — уплотнительные прокладки; 6 — фильтрующий элемент; 7 — стяжной винт; 8 — гайка-барашек; 9 — винт с барашком; крышка; 13 — патрубок отбора воздуха в компрессор; 14 — кольцевая щель; 15—кольцевое окно; 16 — корпус фильтра; 17 — полость; 18 — корпус глушителя системы впуска; 21 — центральная труба

 

 

 

 

 

 

 

 

 

69

Лекция 11

Тема: КОНСТРУКЦИЯ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ.

План занятия:

1. Общие характеристики  газов, применяемых в газобаллонных  автомобилях

2. Схема системы питания  двигателя от газобаллонной установки.

3. Газобаллонная установка  для сжиженного газа.

1. Общие характеристики  газов, применяемых в газобаллонных  автомобилях

В настоящее время выпускаются газобаллонные автомобили двух типов: ЗИЛ-431810 и -431610. В качестве топлива применяются специальные сжатые и сжиженные газы.

Сжиженными называются газы, которые превращаются в жидкость при нормальной температуре и давлении до 1,6 МПа.

Сжатыми называются газы, которые сохраняют газообразное состояние при обычных температурах окружающего воздуха и при сжатии их до любого высокого давления. Как правило, давление сжатия достигает 20 МПа.

Сжиженные газы. В состав сжиженных, или жидких, газов, применяемых для автомобильных двигателей, входят бутан и пропан с добавлением бутилена, пропилена, этана и этилена. Величина давления сжиженного газа имеет важное практическое значение. С одной стороны, давление в баллоне желательно иметь низким, так как при этом можно применять более тонкостенные, а следовательно, и более легкие баллоны. С другой стороны, давление сжиженного газа «в баллоне при любой температуре должно быть Достаточным для обеспечения подачи топлива к двигателю и работы газовой аппаратуры.

Сжатые газы. Такие газы разделяются на природные (естественные), нефтяные и канализационные.

Сравнение различных видов сжатого газа. Газы с большим содержанием метана и незначительным содержанием тяжелых углеводородов являются наилучшим видом топлива для автомобилей.

Сравнение сжиженных и сжатых газов. Как высококалорийные сжатые газы, так и сжиженные бутано-пропановые газы являются высококачественным топливом для автомобильных двигателей.

Однако сжиженные газы обладают существенными преимуществами перед сжатыми газами:

• значительно более низкое рабочее давление (до 1,6 МПа против 20 МПа), что позволяет применять более легкие и дешевые баллоны и газопроводы;

• возможность перевозки в железнодорожных и автомобильных цистернах на любые расстояния; перевозка сжатых газов практически не осуществляется;

• более дешевые и простые газозаправочные устройства, не требующие сложного оборудования; заправка баллонов сжатым газом возможна лишь на газонаполнительных станциях, снабженных компрессорами высокого давления;

• увеличенная дальность поездок и большая полезная грузоподъемность газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженных газах.

Сжатые газы, в свою очередь, имеют преимущества перед сжиженными:

• это дешевый, часто малоиспользуемый вид местного топлива; сжиженные газы, наоборот, являются более дорогим продуктом, применяемым при производстве ряда ценных химических веществ, высокосортных бензинов, в бытовых целях и др.;

• источники природных и промышленных газов расположены в 
самых различных районах страны, что позволяет значительно сократить доставку жидкого топлива в эти регионы; станции заправки сжиженными газами менее распространены.

Преимущества газового топлива по сравнению с бензином. К числу преимуществ горючих газов перед бензином следует отнести:

• более легкое и полное перемешивание топлива с воздухом;

• более равномерное распределение топлива по отдельным цилиндрам ДВС;

• полное отсутствие разжижения картерного масла топливом и смывания масляной пленки со стенок цилиндров;

• уменьшение нагара на поршнях, клапанах и стенках камеры сгорания;

• меньшая ядовитость отработавших газов вследствие более полного сгорания топлива, чем при работе на бензине;

• значительное уменьшение износа деталей цилиндропоршневой группы ДВС;

• высокие антидетонационные свойства газообразного топлива и связанная с этим возможность значительно повысить степень сжатия в двигателе, что повышает мощность и снижает расход топлива.

Недостатки горючих газов как топлива для автомобильных двигателей:

• усложнение и удорожание системы топливоподачи, так как газовые баллоны с их арматурой, газопроводы и газовая аппаратура сложнее по конструкции, дороже и тяжелее, чем бензобак, бензопроводы и бензонасос;

• снижение мощности при переводе бензинового двигателя на газ без всяких переделок.

Температура горючей смеси при работе на газе на 15...20 0С выше, чем при работе на бензине, так как на испарение бензина в карбюраторе и впускном трубопроводе затрачивается некоторое количество теплоты.

 

2. Схема системы  питания двигателя от газобаллонной установки

Карбюраторный двигатель на газовом топливе работает так же, как и на бензине. Большинство выпускаемых газобаллонных автомобилей предназначены для работы на обоих видах топлива.

На автомобиле ЗИЛ-431610 установлено восемь баллонов для сжатого газа. Максимальное давление газа в баллонах 20 МП а (200 кгс/см2). Для питания двигателя бензином установлен топливный бак емкостью 170 л. Марка бензина А-76.

Газобаллонная установка этого автомобиля состоит из двух секций: передней 14 с четырьмя баллонами и задней 13 с тремя (рис. 1). Между задней и передней секциями устанавливается еще один баллон. Все баллоны соединяются трубопроводом высокого давления. Баллоны в секциях соединяются трубками 11. На трубопроводе высокого давления установлены расходный вентиль 8, наполнительный вентиль 9 манометр высокого давления 10.

При выходе сжатого газа из баллонов поглощается большое количество теплоты, поэтому газ подогревается в специальном подогревателе, установленном на трубопроводе 7. Для снижения давления установлен редуктор высокого давления 17. Очистка газа от механических примесей и окалины осуществляется в электромагнитном клапане с газовым фильтром 16. Для снижения давления газа до атмосферного имеется двухступенчатый редуктор низкого давления 20. Контроль за низким давлением газа осуществляется с помощью манометра низкого давления 19. Из полости атмосферного давления газового редуктора газ под разрежением подается по шлангу 5 в карбюратор-смеситель 3. Подача газа из баллонов в систему осуществляется через два запорных устройства: расходный вентиль 8 и электромагнитный клапан 16 с газовым фильтром.

Перед запуском двигателя необходимо открыть расходный вентиль 8 и проверить по манометру высокого давления 10 наличие раза в баллоне. Газ по трубопроводам поступает в подогреватель газа, а затем в редуктор высокого давления, где автоматически происходит снижение давления с 20 МПа до 1,0... 1,2 МПа.

Для пуска двигателя переключатель вида топлива установить в положение «газ». При таком положении переключателя газ из редуктора высокого давления начнет поступать в первую ступень газового редуктора низкого давления. Для заполнения второй ступени этого редуктора необходимо принудительно открыть клапан и пропустить газ из первой во вторую ступень. В таком положении давление газа в первой ступени редуктора будет в пределах 150...200 кПа, а во второй ступени снизится до атмосферного. После включения зажигания стартером и пуска двигателя газ за счет разрежения, которое из цилиндров передается в смесительную камеру карбюратора, будет поступать по шлангу из второй ступени в карбюратор, а из него во впускную трубу и в цилиндры двигателя.

Дизель. Двигатели автомобиля КамАЗ-740 могут работать на сжатом природном газе по газодизельному циклу. Данная система обеспечивает возможность работы дизеля как на смеси дизельного топлива и природного газа (метана), так и на чистом дизельном топливе. Сжатый газ содержится в десяти (восьми) стальных баллонах, размещенных под платформой.

При открытии расходного вентиля, расположенного на крестовине, газ по трубопроводу направляется в подогреватель и далее в редуктор высокого давления, после которого давление газа снижается до 0,95... 1,1 МПа (9,5... 11 кгс/см2). От редуктора газ подается к электромагнитному клапану. На входе в клапан встроен съемный войлочный фильтр, закрытый алюминиевым колпаком.

При включении электроклапана газ поступает на вход двухступенчатого редуктора низкого давления, где давление газа дополнительно снижается. Через дозирующую шайбу определенного диаметра газ по трубопроводу поступает из двухступенчатого редуктора в газовый дозатор, который подает необходимое количество газа в диффузор смесителя газа. В смесителе газ смешивается с воздухом, Поступающим из воздушного фильтра. Газовоздушная смесь поступает в цилиндры, сжимается поршнем, и в конце такта сжатия в нее через форсунку впрыскивается небольшое количество — «запальная доза» — дизельного топлива, которое воспламеняется раньше, чем газ, и поджигает всю массу газовоздушной смеси.

72

Работа газовой системы контролируется манометром низкого давления, который установлен в кабине водителя. Давление после первой ступени редуктора низкого давления должно быть 0,2...0,22 МПа (2...2,2 кгс/см2). Давление газа в баллонах контролируется манометром 13, рассчитанным на давление 25 МПа (250 кгс/см2) и установленным на первом баллоне.

Места установки баллонов с газом зависят от типа автомобиля. На бортовых автомобилях они установлены на продольных брусьях платформы и крепятся к ним с помощью кронштейнов и хомутов, на седельном тягаче — за кабиной на держателе, который крепится к раме автомобиля при помощи стремянок. На самосвале пять баллонов установлены на кронштейне крепления газовых баллонов за кабиной и три баллона расположены под платформой на опоре. На автомобилях-шасси баллоны уложены на деревянных брусьях, установленных на лонжеронах рамы.

3. Газобаллонная установка для сжиженного газа

На автомобиле ЗИЛ - 441610 установлено два газовых баллона с полезным объемом каждого баллона 117,4 л и давлением газа 1,6 МПа. Карбюратор типа К 91, вертикальный, двухкамерный.

Для питания двигателя сжиженным газом на автомобиле установлены газовый баллон 14 (рис. 2) и следующая арматура: расходный вентиль парообразной фазы 12, расходный вентиль жидкой фазы 19, наполнительный вентиль 16, контрольный вентиль максимального наполнения баллона газом 15, предохранительный клапан 13 для ограничения максимального давления. Для контроля за наличием газа на баллоне установлен указатель уровня сниженного газа 17. От баллона идет трубопровод к электромагнитному клапану с газовым фильтром 9. Для испарения жидкого газа имеется испаритель 5, теплоносителем в котором служит горячая вода из системы охлаждения. Подводится горячая вода через штуцер 6, а отводится через штуцер 7. Для слива воды из испарителя служит кран 8. Для снижения давления газа до атмосферного установлен двухступенчатый газовый редуктор 4, от которого газ подайся в карбюратор-смеситель 1. Давление в редукторе двигателя контролируется манометром 10.

Для питания двигателя бензином имеется топливный бак 3, электромагнитный клапан с бензиновым фильтром 2 и все приборы для очистки и подачи топлива, а также для очистки воздуха и выпуска  отработавших газов.

Система работает следующим образом. При установке переключателя на подачу газа газ из баллона через расходные вентили начинает поступать в электромагнитный клапан.

При запуске холодного двигателя необходимо закрыть расходный вентиль жидкостной фазы, а расходный вентиль газообразной фазы открыть. После запуска и прогрева двигателя необходимо открыть вентиль жидкостной фазы, а вентиль газообразной фазы закрыть. Через электромагнитный клапан газ поступает в испаритель, испаряется, подогревается и через двухступенчатый редуктор поступает в карбюратор-смеситель. Здесь он смешивается с определенной порцией воздуха и в виде горючей смеси идет в цилиндры двигателя.

73

Лекция 12

Тема: КОНСТРУКЦИЯ ПРИБОРОВ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ.

План занятия:

1. Приборы и арматура  газобаллонных установок

2. Газовые редукторы

3. Карбюраторы-смесители  и смесители.

 

1. Приборы и арматура газобаллонных установок

Баллоны. Баллоны, применяемые для хранения необходимого запаса газообразного топлива на газобаллонных автомобилях, подразделяются на три основных типа:

• для сжатых газов;

• сжиженных нефтяных газов (СНГ);

• сжиженных природных газов (СПГ).

Они различаются между собой величиной давления, диапазоном температур, конструктивным исполнением и применяемой арматурой.

Указатель уровня сжиженного нефтяного газа (СНГ). Указатель дистанционного типа расположен на щитке приборов в кабине водителя, датчик — на днище баллона. Принцип действия указателя основан на изменении сопротивления реостата в зависимости от положения поплавка.

При изменении уровня газа поплавок всплывает или опускается. С поплавком соединены контакты, которые скользят по реостату, изменяя величину сопротивления электрической цепи и показания на указателе.

Вентили. По своему назначению вентили разделяются на наполнительные, контрольные и расходные.

Наполнительные вентили на большинстве газобаллонных автомобилей применяют диафрагменного типа (рис. 3, а).

Они предназначены для заполнения баллонов сжатым газом и размещаются на днище баллона. Герметичность вентиля при заправке баллона обеспечивает клапан 2 с уплотнителем из полиамидной смолы, который прижимается к седлу путем вращения маховика 6.