Система питания двигателя газом кратко

Устройство автомобилей

Система питания двигателя от газобаллонной установки

Устройство и работа газобаллонных установок

Газобаллонные установки характеризуются тем, что топливо при любом агрегатном состоянии вытекает из баллонов под значительным давлением. Поэтому в этих системах питания нет насосов, перекачивающих и подающих топливо, но введен редуктор, который позволяет снижать давление газа до рабочего, которое должно быть примерно равно атмосферному давлению или несколько превышать его.

При работе на сжатом газе исходное давление в баллонах составляет 20 МПа и более, поэтому эту систему питания оснащают баллонами высокого давления. По мере расхода газа давление в баллонах снижается.

При работе на сжиженном газе давление в баллоне не превышает 1,6…2,0 МПа. Баллоны этих установок относятся к баллонам низкого давления. Давление в них изменяется только в зависимости от состава газовой смеси и от температуры окружающей среды.
При любом количестве жидкого газа в баллоне давление в нем всегда будет равно давлению насыщенных паров топлива для условий окружающей среды. Давление насыщенных паров основных компонентов сжиженного нефтяного газа (СНГ) пропана и бутана при изменении температуры от -40 до +40 ˚С изменяется от 0,12 до 1,7 и от 0,18 до 0,39 соответственно.

В обоих случаях в системе предусматривается фильтр для улавливания твердых частичек (окалины и др.) и теплообменник, размещаемый отдельно или в общем корпусе с редуктором. Для сжиженного газа теплообменник служит испарителем на выходе из баллона, а для сжатого – подогревателем.

Подогреватель необходим в системе сжатого газа, так как резкое снижение давления в процессе его расширения на выходе из баллона приводит к значительному понижению температуры, и при наличии влаги в газе может привести к ее замерзанию и нарушению нормальной работы системы вследствие закупоривания магистральных трубок льдом.
Для подогрева сжатого газа обычно используют тепло отработавших газов, пропускаемых через теплообменное устройство, а для подогрева сжиженного газа чаще всего используют жидкость из системы охлаждения двигателя.

Устройство и работа газобаллонной установки
для сжатого газа

Принципиальная схема газобаллонной установки для работы на сжатом газе показана на рис. 1.
Установка для грузового автомобиля с пятью баллонами, сгруппированными в две секции I и II, размещаемыми обычно под платформой кузова. Каждая секция снабжена соединительной арматурой 2 с трубками 3 и расходным вентилем 4, что позволяет расходовать из них газ порознь и одновременно.

Из баллонов 1 по трубкам 3 и через расходные вентили 4 газ поступает в подогреватель 6, в который через дозирующую шайбу 8 из приемной трубы 7 поступают горячие отработавшие газы. Далее через магистральный вентиль 9 и фильтр 10 газ проходит в одноступенчатый редуктор 11, где давление его снижается до 1,2 МПа, и через второй фильтр 12 в двухступенчатый редуктор 13 с понижением давления почти до атмосферного.

При работающем двигателе газ засасывается в карбюратор-смеситель, причем на режиме холостого хода по трубке 21 он поступает непосредственно в задроссельное пространство и впускной трубопровод 15, который связан трубкой 14 с разгрузочным (пусковым) устройством редуктора.

Система снабжена двумя манометрами: высокого давления 23, включаемого до магистрального вентиля, и низкого 22, фиксирующего давление первой ступени редуктора. По показаниям первого манометра судят о количестве газа в баллонах, а по показаниям второго – о работе редуктора.

Так как автомобильные газобаллонные установки всегда предусматривают возможность питания двигателя и традиционным топливом, то и в рассматриваемой схеме обеспечено питание как газовым топливом, вводимым форсункой 20 в проставку 17, т. е. в зону между диффузором карбюратора и дроссельной заслонкой, так и жидким, вводимым в диффузор распылителем 18. Баллоны наполняются газом через вентиль 5.

Устройство и работа газобаллонной установки
для сжиженого газа

На рисунке 2 приведена схема газобаллонной установки грузового автомобиля ГАЗ-53-07, работающего на сжиженном газе.
Из баллона 7 через расходные вентили 6 (для паровой фазы) или 12 (для жидкой фазы), магистральный вентиль 5 и расходные трубки сжиженный газ поступает в испаритель 4, подогреваемый жидкостью из системы охлаждения двигателя.
Далее газ в паровой фазе проходит через сетчатый фильтр 3 и двухступенчатый редуктор 2, откуда засасывается в газовый смеситель 15.
Пуск и прогрев двигателя осуществляется только на паровой фазе, которую отбирают из баллонов через вентиль 6.

Газовый баллон 7 емкостью 170 л размещается под грузовой платформой автомобиля. Заполняют его через вентиль 10 до уровня, фиксируемого с помощью контрольного вентиля 9, а текущий запас топлива оценивают по указателю уровня 11.
Баллон оснащен предохранительным клапаном 8, срабатывающим в случае превышения давления сверх допустимого, равного 1,6 МПа.

Магистральный вентиль 5 и контрольные манометры 13 и 14 размещают в кабине водителя на контрольном щитке.
Запас жидкого топлива рассчитывают на кратковременную работу двигателя и хранят в бензобаке 1, который используют в случае отказа газовой аппаратуры или для поездки до ближайшей заправочной газовой станции. С этой целью двигатель оснащают однокамерным карбюратором.

Таким образом, питание газового двигателя бензином может осуществляться с помощью обычного базового карбюратора-смесителя с газовой проставкой или отдельного карбюратора упрощенной конструкции.

Источник статьи: http://k-a-t.ru/dvs_pitanie/51-gaz_2/

Система питания газобаллонного двигателя

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.

Источник статьи: http://poisk-ru.ru/s5290t4.html

Система питания двигателя газом

Газообразное топливо экономически и технически выгоднее бензинового – по стоимости (в 1,5 – 2 раза), из-за более полного сгорания газов в цилиндрах срок замены моторного масла увеличен (35 – 50 %). Кроме того, из-за отсутствия конденсации газового топлива и смыва масла со стенок цилиндров, срок службы двигателя значительно увеличивается. Также газообразное топливо обеспечивает более высокое октановое число, что позволяет значительно увеличить степень сжатия и увеличить мощность и экономичность двигателя. Продукты сгорания двигателей, работающих на газе, содержат значительно меньше токсичных веществ и не имеют ядовитых соединений свинца.

Для газобаллонных автомобилей использование сжиженного газа предпочтительней, чем сжатого, так как там невысокое значение объемной теплоты сгорания сжатого газа по сравнению с сжиженным не позволяет обеспечить хранение на автомобиле достаточного кол-ва газа даже при высоком давлении – запас хода автомобилей на сжатом газе примерно в двое меньше, чем у автомобилей на сжиженном, баллоны которого к тому же имеют значительную массу.

В газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженном газе имеется газовая и бензиновая система питания. Газовая система питания является основной и предназначена для обеспечения транспортной работы. Она обеспечивает запас хода, равный 375… 420 км. В закрепленных на рамах этих автомобилей баллонов газ находится одновременно в двух агрегатных состояниях – жидком и газообразном. Особенность газовой аппаратуры заключается в том, что рабочее давление зависит не от объема газа в баллоне, а от его компонентного состава и температуры наружного воздуха. Резервная бензиновая система питания предназначена для пуска двигателя в холодное время года и передвижение автомобиля на небольшие расстояния в случае полного расходования газа или отказа газового оборудования. При этом мощность двигателя значительно уменьшается.

Устройство и работа системы питания на сжиженном газе.

Рис. 3.42а

Рис. 3.42 б

Рис. 3.42 в

Сжиженный газ содержится в баллоне 15 (рис. 88). Газ из баллона по трубкам через расходный вентиль 14 , электромагнитный клапан-фильтр 13, испаритель 12 и газовый фильтр 8 поступает к редуктору 6. Редуктор снижает давление газа до рабочего и подает его через соответствующие трубопроводы в газовый смеситель 10. Через воздушный патрубок 25в газовый смеситель поступает воздух. Воздух вместе с поступившим в смеситель газом образует газовоздушную смесь, которая отводится через впускную трубу 1 в цилиндры двигателя.

Редуктор низкого давленияслужит для снижения давления газа до значения, близкого к атмосферному. Редуктор также препятствует поступлению газа к смесителю при неработающем двигателе.

Рис. 3.43

Редуктор – двухступенчатый, мембранно-рычажного типа. Принцип действия 1 и 2 ступеней редуктора (рис.89) одинаков.

Каждая ступень имеет клапан 8 или 12, резино-тканевую мембрану 1 или 11, коленчатый рычаг 7 или 9, шарнирно соединяющий мембрану с клапаном, и пружину 2 или 10.

При неработающем двигателе и закрытом расходном вентиле в баллоне сжиженного газа давление в полости первой ступени I равно атмосферному, и клапан первой ступени находится в открытом положении под действием усилия пружины 10, мембраны 11 и двуплечего рычага 9.

При открытом расходном вентиле 14 и включенном электромагнитном клапане 13, газ поступает в полость первой ступени I редуктора. Давление газа действует на мембрану 11, которая, преодолевая усилие пружины 10, прогибается и через двуплечный рычаг 9 закрывает клапан 12. Давление газа в полости первой ступени регулируется изменением усилия пружины с помощью гайки в пределах 0,16… 0,18 МПа. Контролируют это давление по дистанционному электрического манометру, установленному в кабине, соединенному с датчиком, размещенном на редукторе.

Клапан 8 второй ступени (II) редуктора при неработающем двигателе находится в закрытом положении и плотно прижат к седлу конической и цилиндрической пружинами через двуплечный рычаг.

При пуске двигателя и его работе на средних нагрузках под дроссельной заслонкой 5 газового смесителя создается вакуум (разряжение), который передается из впускного трубопровода в вакуумную полость Б. В результате действия вакуума мембрана 1 прогибается вниз и сжимает коническую пружину 3, тем самым разряжая клапан 8 второй ступени. В результате этот клапан под давлением газа из первой ступени открывается, преодолевая усилие цилиндрической пружины 10 мембраны 11. Газ заполняет полость второй ступени и поступает в смеситель по трубопроводу 6.

На максимальной нагрузке при полном открытии дроссельной заслонки 5 в действие вступает экономайзер В. При этом разряжение из смесителя передается в полость экономайзера, его клапан открывается и увеличивается подача газа по трубопроводам 4 и 6, газоподводящая смесь обогащается и повышается мощность двигателя.

Газовый смеситель служит для приготовления газовоздушной смеси в газобаллонных автомобилях при работе на сжиженном газе. Для маневрирования в гараже и передвижении на короткое расстояние в случае отсутствия газа допускается кратковременная работа на бензино-воздушной смеси. В этом случае, в переходник 26 (рис. 3.42 а) газового смесителя поступает бензино-воздушная смесь из однокамерного карбюратора 11 резервной системы питания (рис. 3.42 б). В этот карбюратор поступают воздух и бензин, подаваемый бензонасосом 28 из бака 30 резервной системы питания через фильтр 29.

Бензиновый карбюратор — однокамерный, беспоплавковый, мембранного типа. При помощи мембраны регулируется поступление топлива в карбюратор и поддерживается определенный уровень топлива в распылителе. Для предпускового обогащения горючей смеси мембрану можно принудительно прогнуть, нажав вручную кнопку утопителя.

Баллон для сжиженного газа изготавливают из стали (рис.3.42 а). На баллоне размещают расходный жидкостный, паровой и наполнительный вентили и предохранительный клапан, а также устанавливают датчик указателя уровня сжиженного газа.

Испаритель сжиженного газа предназначен для преобразования газового топлива из жидкого в газообразное. Алюминиевый корпус испарителя (рис.3.42 а) состоит из 2 частей. Внутренние полости обогреваются жидкостью из системы охлаждения двигателя, которая подогревает проходящий по змеевику 25 газ.

Электромагнитный клапан – фильтр 13 (рис.3.42 в) закреплен на передней стенке кабины. Клапан – фильтр состоит из корпуса, электромагнита 17 с клапаном 18, фильтрующего элемента 16, подводящего отводящего газ штуцеров 19. При выключенном зажигании клапан под действием пружины закрыт и не пропускает газ в редуктор. При включении зажигания клапан под действием электромагнита открывается, и очищенный от механических примесей газ, поступает через испаритель в редуктор и далее в смеситель.

Основные требования техники безопасности и пожарной безопасности.
Заправка баллонов сжатым или сжиженным газом разрешена только на специальных газонаполнительных станциях, требования:

• Обязательная герметичность соединений заправочного шланга и вентиля баллона.
• Контроль максимального наполнения баллона газом при помощи вентиля максимального уровня газа, появление белого облака газа говорит о максимальной заполненности баллона.
• Строго горизонтальная установка газобаллонного автомобиля при заправке, во избежание чрезмерного или недозаполнения баллона сжиженным газом.
• Сжатым газом заполняют автомобили при неработающем двигателе.

Дата добавления: 2019-09-13 ; просмотров: 549 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник статьи: http://studopedia.net/15_59256_sistema-pitaniya-dvigatelya-gazom.html