ТЕМА ПИТАНИЯ двигателей газом Нижний Новгород 2003 С
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Министерство образования Российской Федерации
Нижегородский государственный технический
университет
Кафедра « Автомобили и тракторы»
СИСТЕМА ПИТАНИЯ
двигателей газом
Нижний Новгород
2003
Составители: А.Н. Блохин, С.М. Огороднов
УКД 629. 113. 001 (075)
Система питания двигателей газом: Методические указания по дисциплине “Тепловые двигатели ” для студентов спец. 150100 “Автомобиле- и тракторостроение”/ НГТУ; Сост.: А.Н. Блохин, С.М. Огороднов.– Н. Новгород, 2003.– 18 с.
Приведены принципиальные схемы систем питания двигателей сжатым и сжиженным газом, схемы и описание работы основных приборов и функциональных элементов систем питания. Описан порядок пуска, остановки, заправки автомобиля сжатым и сжиженным газами и переход двигателя на работу с бензином. Приведены сведения о техническом обслуживании систем питания двигателей газом.
Научный редактор Л.Н. Орлов
Редактор И.И. Морозова
Подписано в печать 15.04.02. Формат 60х84 1/16. Бумага газетная.
Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Уч.- изд. л. 0,8. Тираж 300 экз. Заказ 295.
Нижегородский государственный университет.
Типография НГТУ, 603600, Н. Новгород, ул. Минина, 24.
Нижегородский государственный
технический университет, 2003
1. Цель работы
- Изучение системы питания двигателей, работающих на сжиженном газе.
- Изучение системы питания двигателей, работающих на сжатом газе.
- Изучение оборудования и арматуры и газобаллонных установок.
- Ознакомление с эксплуатацией и техническим обслуживанием газобаллонных установок.
2. Общие сведения и порядок выполнения работы
Лабораторные занятия по курсу «Тепловые двигатели» являются важной частью подготовки специалистов и необходимы для получения конкретных практических и углубления теоретических знаний по данному курсу.
Студенты при подготовке к лабораторным занятиям обязаны использовать имеющиеся в лаборатории методические указания, учебную литературу, плакаты и схемы. Получив задание, студент должен ознакомиться с содержанием работы, методическими указаниями к работе, контрольными вопросами, заданием для выполнения отчета.
Рекомендуется изучать материал, одновременно используя методическую или учебную литературу и имеющиеся в лаборатории макеты систем, агрегатов, узлов, плакаты и схемы. Студент должен знать назначение и устройство, основные характеристики и параметры, предлагаемых для изучения систем и механизмов, названия отдельных узлов и деталей, регулировки, их технические характеристики, порядок и способ выполнения регулировок.
При изучении конструкции входящих в узел деталей, необходимо выяснить из какого материала изготавливается деталь, обратить внимание на способы обработки поверхностей детали и упрочнения. До начала устного отчета по лабораторной работе студент обязан составить и защитить письменный отчет, объем и содержание которого оговаривается в методических указаниях, а вариант указывается преподавателем.
Задание на следующую лабораторную работу выдается преподавателем только после получения зачета с положительной оценкой по выполненной студентом предыдущей лабораторной работе. Зачет по лабораторным занятиям складывается из зачетов по отдельным работам.
3. Варианты отчетов по лабораторной работе
а) Изобразить принципиальные схемы
- Системы питания на сжиженном газе.
- Системы питания сжатым газом.
- Магистрального вентиля, предохранительного, скоростного клапанов.
- Дозирующее-экономайзерного устройства, одноступенчатого редуктора.
- Двухступенчатого газового редуктора.
б) Указать применяемые виды топлива, их свойства и особенности работы двигателя на газовом топливе.
4. Общие сведения о сжатых и сжиженных газах
Использование газа в качестве автомобильного топлива позволяет удешевить автомобильные перевозки и разгрузить железнодорожный транспорт от перевозок бензина и дизельного топлива в районы богатые газом, а также уменьшить загрязнение окружающей среды.
В качестве топлива для двигателей газобаллонных автомобилей применяют различные газы естественного и промышленного происхождения, которые хранятся на автомобилях в сильно сжатом или сжиженном состоянии.
К сжимаемым газам относят естественные газы, выделяющиеся из скважин и трещин в земной коре или добываемые из буровых газовых скважин; промысловые газы, выделяющиеся из недр земли вместе с нефтью; крекинг-газ, получаемый в виде отхода при обработке нефти на крекинговых заводах; светильный газ, являющейся продуктом сухой перегонки каменных углей. Сжатые газы в основном состоят из метана.
К сжижаемым газам относят этан, пропан, бутан и др. Источником получения этих газов являются предприятия нефтеперерабатывающей промышленности.
При работе двигателя на газе происходит более совершенное смесеобразование, чем на бензине. Это связано с тем, что воздух смешиваться с газами, уже находящимися в газообразном агрегатном состоянии, чем достигается однородность горючей смеси, а, следовательно, и более совершенное смесеобразование.
Применение газа уменьшает нагарообразование, исключает возможность конденсации паров топлива на стенках цилиндров, смывание масляной пленки и разжижения масла, что увеличивает (в 1,5-2 раза) срок службы двигателя и периодичность смены масла.
Сжатые газы, характеризуются высокими октановыми числами (108 – 110), поэтому у них выше, чем у бензина антидетонационные свойства и вследствие этого обеспечивается высокие экономические показатели и большая степень сжатия.
Полученная однородная горючая смесь из газа и воздуха, сгорая в цилиндрах двигателя, позволяет получить минимальное количество продуктов неполного сгорания, вредных для человеческого организма.
К недостаткам применения газового топлива по сравнению с бензином относится снижение скорости горения и меньшее выделение тепла при его сгорании. В результате этого мощность двигателя уменьшается в зависимости от вида применяемого газа на 7-12 % при одной и той же степени сжатия. Повышением степени сжатия этих двигателей можно компенсировать потери мощности. Недостатком также является повышенная пожаро и взрывоопасность.
Рабочий цикл двигателя, работающего на газе, такой же, как и у карбюраторного, но устройство и работа приборов системы питания существенно отличается.
5. Газобаллонная установка на сжиженном газе
Сжиженный газ в жидком и парообразном состояниях находится в баллоне 1, рис. 1. На днище баллона установлены расходные вентили паровой 7 и жидкостной 6 фаз газа. При пуске и прогреве двигателя его питание осуществляется газом от паровой фазы, а после прогрева от жидкостной. От расходных вентилей 6 и 7 газ поступает к магистральному вентилю 9, а от него по шлангам высокого давления в испаритель 10.
В испарителе 10 сжиженный газ, подогреваемый горячей жидкостью, поступающей по трубке 17 из системы охлаждения, испаряется и в парообразном состоянии поступает в фильтр 11, где улавливаются механические примеси (окалина, ржавчина) и смолистые вещества. Затем газ по шлангу поступает в газовый редуктор 12, где происходит двухступенчатое снижение давления газа до уровня близкого к атмосферному. Оттуда направляется к обратному клапану входного патрубка газового смесителя 14. Из него газовоздушная смесь поступает в цилиндры двигателя 16, где и сгорает.
Работу газовой установки контролируют по манометру 13, показывающему давление газа в первой ступени редуктора, и по указателю от датчика 18.
В газовом оборудовании автомобилей по компоновочным соображениям конструктивно могут объединяться в узлы двухступенчатый газовый редуктор-испаритель, фильтр сжиженного газа с электромагнитным клапаном, расходный вентиль жидкостной фазы с расходным вентилем паровой фазы, наполнительный вентиль с вентилем максимального заполнения баллона и предохранительным клапаном или просто заменить магистральный вентиль электромагнитным клапаном.
На автомобиле данной газовой модификации имеется резервная система питания, обеспечивающая кратковременную работу двигателя на бензине в случае полного расходования газа или появления неисправностей в газовой аппаратуре.
Резервная система питания, рис. 2, состоит из топливного бака 1 с краном 2, топливопровода, топливного насоса 4, фильтра отстойника 3 и однокамерного карбюратора 5 с сетчатыми пламегасителями, установленными с обеих сторон в патрубках. В конструкцию резервной системы питания входит также специальный узел – проставка, установленная между смесителем и впускным трубопроводом и являющаяся переходным элементом для присоединения карбюратора к двигателю. При работе на бензине двигатель развивает 30 – 40 % номинальной мощности.
6. Газобаллонная установка для сжатого газа
Данная установка отличается от описанной выше тем, что природный газ (метан) изменяет рабочее давление в баллонах по мере его расходования от 20 МПа до давления, близкого к атмосферному.
Схемы газобаллонных установок для сжатого газа имеют ряд отличий от схем газобаллонных установок для сжиженного газа. В основном они сводятся к числу баллонов, их размещению на автомобиле и устройством приборов, применяемых в системах питания. На автомобиле устанавливается шесть - восемь баллонов, что вызывает соответственно снижение грузоподъемности на 600 – 800 кг. Выпускаемые газобаллонные автомобили, работающие на сжатом газе, выполнены по универсальной схеме, т.е. могут работать эффективно как на сжатом газе, так и на бензине.
Газ из секций баллонов 1 и 2, рис. 3, под давлением 20 МПа через расходный 3 и магистральный 4 вентили, подогреватель 8 газа поступает в редуктор 9 высокого давления, где давление снижается до 1,2 МПа. Затем через фильтр 10 поступает в редуктор 11 низкого давления, а оттуда – в карбюратор смеситель 12 и дальше в цилиндры двигателя 14.
Для контроля за работой газовой системы питания в схеме установки предусмотрены манометры: манометр 16 высокого давления, показывающий давление газа в баллонах, и манометр 17 низкого давления, показывающий давление в редукторе 9. По манометру 10 можно контролировать запас хода автомобиля. Снижение давления ниже 1,2 МПа в баллонах свидетельствует, что запас газа остается на пробег до 10 км. Показания манометра 17 дают информацию о необходимости регулировки редуктора, если он неисправен.
Система питания двигателя бензином по устройству аналогична системе питания газового автомобиля. Для исключения подачи бензина при работе двигателя на газе устанавливается электромагнитный клапан, включение которого происходит из кабины водителя.
7. Оборудование и арматура газобаллонных установок
Газовое оборудование, приборы и арматура, применяемые для сжиженного и сжатого газов, не имеет существенных отличий по принципу действия. Исключение составляют баллоны.
7.1. Баллоны
Баллоны служат для хранения на автомобиле запаса газа. Устанавливаются баллоны у грузовых автомобилей на лонжероне рамы, у автобусов на основанию кузова или на крыше, на легковых автомобилях - в багажном отсеке. Различают баллоны для сжатого и сжиженного газов. Для сжатых газов применяют баллоны, изготовленные из цельнонатянутых стальных труб. В горловине баллона имеется отверстие с конической резьбой, в которое вворачивается переходник для присоединения трубопроводов, вентилей или манометров высокого давления.
Выпускаемые промышленностью баллоны для сжатого газа имеют трехкратный запас прочности. Масса одного баллона может быть 93 или 62,5 кг в зависимости от применяемой марки стали, а вместимость газа – 50 л. Баллон рассчитан на хранение газа под давлением до 20 МПа.
Для сжиженных газов применяют стальные сварные баллоны, которые рассчитаны на рабочее давление до 1,6 МПа. Масса баллона колеблется от 45 до 102 кг, в зависимости от применяемой марки стали, а вместимость от 117 до 25 л в зависимости от модели автомобиля.
Баллоны окрашивают в красный цвет и наносят паспортные данные: завод-изготовитель, порядковый номер баллона, массу порожнего баллона, вместимость, дату изготовления и год следующего освидетельствования, рабочее давление, клеймо ОТК завода-изготовителя.
Расходные вентили 7 паровой фазы, рис. 1, и 6 жидкостной фазы, контрольный вентиль 2 максимального наполнения баллона и предохранительный клапан 4 имеются внутри баллона трубки.
Трубки расходного вентиля 7 паровой фазы и предохранительного клапана 4 выведены в верхнюю зону баллона для соединения с паровой фазой газа. Предохранительный клапан 4 отрегулирован на давление 1,6 МПа. Трубка расходного вентиля 6 жидкостной фазы располагается в самой нижней точке баллона, что позволяет полностью вырабатывать сжиженный газ.
При наполнении баллона количество сжиженного газа ограничивается 85 – 90 % по объему. Чтобы выдержать это условие, трубка 5 вентиля 2 максимального заполнения баллона выведена на уровень, соответствующий предельному его наполнению. Перед началом заправки вентиль 2 открывают. Для слива неиспарившегося конденсата в нижней части баллона имеется пробка.
Наполнительное устройство, рис. 4, состоит из наполнительного вентиля и обратного клапана, которые помещаются в корпусе 1.
Наполнительный вентиль диафрагменного типа работает следующим образом. При вращении маховика 2 шток 3 перемещает клапан 4, который, опускаясь в свое седло 5, перекрывает входное отверстие для газа. Внешняя герметичность вентиля обеспечивается разделительной диафрагмой 6.
В аварийных случаях (обрыв заправочного шланга, неисправность вентиля и др.) выход газа из баллона предотвращается обратным клапаном 7, герметичность закрытия которого обеспечивается давлением газа в баллоне и усилием пружины 8.
Для заправки баллона сжиженным газом отвертывают пробку 9 и вместо нее ввертывают наконечник заправочного шланга. Вращением маховика 2 открывают наполнительный вентиль и заправляют баллон.
Предохранительный клапан (рис. 5) предназначен для предотвращения повышения давления газа в баллоне выше 1,6 МПа. Открытие клапана происходит при давлении 1,68 МПа. Под давлением газа, находящегося в баллоне, клапан 1 отходит от седла 5, преодолевая усилие пружины 2, и через дренажные отверстия 3 в корпусе 4 обеспечивает выход паровой фазы газа в атмосферу. Усилие пружины подбирают регулировочными шайбами. Конструкция клапана позволяет проверить его работоспособность вытягиванием штока клапана.
Указатель уровня сжиженного газа в баллоне дистанционного типа состоит из датчика и указателя. На баллоне установлен датчик указателя уровня сжиженного газа, выполненный по типу бензинового датчика. При изменении уровня сжиженного газа в баллоне поплавок поднимается или опускается и перемещает ползунок реостата, изменяя сопротивление и ток в цепи указателя.
Датчик уровня сжиженного газа унифицирован с датчиком уровня бензина, что дает возможность использовать бензиновый указатель, установленный на щитке приборов для замера количества газа.
Скоростной клапан (рис. 6) устанавливают на выходных штуцерах парового и жидкостного вентилей газового баллона. Клапан служит для перекрытия газовой магистрали в аварийных случаях (обрыв шланга, негерметичность газового редуктора и т.п.). При расходе газа, соответствующем нормальной работе двигателя, клапан под действием пружины 2 находится в открытом положении и прижат к седлу 3. По мере увеличения расхода газа скоростной поток преодолевает усилие пружины 2, и клапан закрывает газовую магистраль, разобщая полости I и II.
7.2. Магистральный вентиль
Вентиль 9, рис. 1, предназначен для прекращения подачи газа из баллона к неработающему двигателю и предотвращения утечки газа в окружающую среду. Он располагается в кабине водителя.
При вращении маховика 2, рис. 7, шток 3 перемещается вдоль оси и закрывает или открывает седло 5 клапана 4. Герметизация штока обеспечивается двумя резиновыми кольцевыми уплотнениями 6. При работе двигателя магистральный вентиль необходимо открывать полностью во избежание торможения газа при его проходе.
7.3. Газовые трубопроводы
Газовые трубопроводы служат для соединения между собой газового оборудования. По рабочему давлению газовые трубопроводы могут быть распределены на три группы. К первой группе относятся трубопроводы, работающие под давлением до 20 МПа. Они изготовляются из стальных бесшовных трубок с наружным диаметром 10 мм и толщиной стенок 2 мм. Ко второй группе относятся трубопроводы с рабочим давлением до 1,6 МПа. Их изготовляют из стальных трубок диаметром 10 мм и толщиной стенок 1 мм. В тех местах, где трубопроводы подвергаются постоянной вибрации, вместо стальных трубопроводов применяют гибкие шланги высокого давления со специальной заделкой наконечников. К третьей группе относятся трубопроводы низкого давления до 0,01 МПа. Они выполняются из шлангов и тонкостенных стальных трубок. Герметичность соединений обеспечивается ниппельным соединением или ленточными хомутами. Переходники позволяют соединять газовые баллоны в секции, присоединять манометры и одновременно устанавливать вентиль, сокращая тем самым число резьбовых соединений.
7.4. Газоподающая аппаратура
Газоподающая аппаратура включает устройства, предназначенные для подогрева и испарения газового топлива, понижение давления сжатого или сжиженного газа в баллоне до давления, близкого к атмосферному, приготовления и подачи газовоздушной смеси, обеспечивающие работу двигателя на всех режимах. Кроме этого, эта аппаратура обеспечивает фильтрацию газа и прекращения его подачи при любой остановке двигателя.
7.4.1. Испаритель газа
Этот прибор служит для превращения сжиженного газа в газообразное состояние перед поступлением его в редуктор. Для испарения газа может быть использовано тепло жидкостной системы охлаждения двигателя, тепло отработавших газов или система электрического подогрева.
Подогреватель газа, рис.8. Для предварительного подогрева сжатых газов, имеющих повышенное содержание влаги и углекислоты, служит подогреватель газа. Его работа позволяет избежать конденсации влаги в газопроводах и замерзание ее в зимнее время. Источником тепла могут служить отработавшие газы и охлаждающая жидкость двигателя. Подогреватель газа состоит из корпуса 6 с теплообменным змеевиком 3. включается в систему выпуска до глушителя. Отработавшие газы выбрасываются в атмосферу через патрубок. На концах змеевика установлены штуцеры 1 и 2.
Интенсивность подогрева газов может регулируется размером отверстия дозирующей шайбы.
7.4.2. Фильтры газа
Для очистки газа от механических примесей применяют фильтры газа. Сжиженный газ от механических примесей может отчищаться как в жидкой, так и в паровой фазе, но улавливание смолистых веществ и сернистых соединений возможно только в паровой фазе газа. Для этих целей в газобаллонной установке автомобиля применяют фильтр с войлочными кольцами и сетчатый фильтр, который устанавливают в магистрали после испарителя.
7.4.3. Газовый редуктор
Для понижения (редуцирования) давления сжатого или сжиженного газа до давления близкого к атмосферному, используют газовый редуктор 12, рис. 1. Автомобильные газовые редукторы снабжены дополнительными устройствами, которые обеспечивают автоматическое перекрытие поступления газа к двигателю при его остановке, надежную герметичность при неработающем двигателе, возможность регулировать вторую ступень редуктора на избыточное давление и дозировать подачу газа в соответствии с нагрузочным режимом работы двигателя.
Редукторы могут иметь одну, две и три ступени снижения давления. Увеличение числа ступеней числа ступеней улучшает стабильность регулируемого давления, но одновременно усложняет конструкцию. Для газобаллонных установок сжиженного газа наибольшее распространение получили двухступенчатые редукторы, а для газобаллонных установок, работающих на сжатом газе с давлением до 20 МПа, используют в основном трехступенчатую систему редуцирования газа, состоящую из одно- и двухступенчатого редуктора.
Работа редуктора рассчитана на поступление в него газа в парообразном состоянии. Принцип действия всех ступеней редуктора одинаков.
Рассмотрим работу двухступенчатого газового редуктора, рис. 9, который унифицирован для всех грузовых газобаллонных автомобилей.
При неработающем двигателе и закрытом магистральном вентиле, расположенном в кабине водителя, газ в редуктор не поступает. Пружина 5, рис. 9, а, прогибает диафрагму 6 посредством двуплечего рычага и открывает клапан 4 первой ступени.
Клапан 7 второй ступени пока закрыт, так как коническая пружина 2 прогибает диафрагму 3 второй ступени, поднимая горизонтальное плечо двуплечего рычага вверх. Давление во всех ступенях редуктора при этом равно атмосферному.
Если открыт магистральный вентиль, то газ, рис. 9, б, в, из баллона поступит в первую ступень редуктора и прогнет диафрагму 6, рис. 9, б, вниз, которая под давлением 0, 25 – 0,30 МПа посредством двуплечего рычага закроет клапан 4 первой ступени.
При неработающем двигателе газ в полость II не поступает, так как клапан второй ступени закрыт.
При работе двигателя в полость II, рис. 9, в, через выходной патрубок с обратным клапаном 9 передается разряжение из впускного трубопровода двигателя, и диафрагма 3 второй ступени под действием атмосферного давления прогибается внутрь, преодолевая сопротивление пружины 1. Действие пружины 2 и диафрагмы разгрузочного устройства на диафрагму второй ступени прекращаются, так как вследствие разрежения, передаваемого в камеру разгрузочного устройства по трубке 8 из впускного трубопровода двигателя, диафрагма опустится вниз, сжимая пружину и отводя упоры от мембраны второй ступени. При перемещении диафрагмы 3 угловой рычаг освобождает клапан 7, который под давлением газа откроется, и газ из полости I поступит в полость II.
Газ, поступая в полость II, расширяется, вследствие чего давление газа понижается до необходимого значения. Если давление газа начнет превышать нормальное, диафрагма, поднимаясь кверху, закроет клапан. Таким образом, необходимое давление второй ступени будет все время поддерживаться на требуемом уровне.
Далее газ через выпускной обратный клапан 9 по трубопроводу отсасывается в карбюратор-смеситель.
Мембрана второй ступени, освобожденная от дополнительного усилия пружины 2 разгрузочного устройства, обладает большой чувствительностью и в зависимости от режима работы двигателя и изменения разряжения в полости с помощью клапана 7 постоянно регулирует поступление к двигателю газа в необходимом количестве.
При работе двигателя на холостом ходу дроссельную заслонку в карбюраторе-смесителе прикрывают, и разряжение в смесительной камере падает, вследствие чего поступление газа через выходной патрубок редуктора прекращается. При этом газ начинает поступать во впускной трубопровод двигателя по трубке 10 холостого хода, рис. 9, г. Поступление воздуха из карбюратора-смесителя в редуктор устраняется при этом закрывающимся клапаном 9.
Поступление газа в двигатель регулируют в зависимости от его теплотворности поворотом клапана. При работе на газе постоянного состава клапан закрепляют в отрегулированном положении. В случае повышения давления в полости первой ступени выше допустимого открывается предохранительный клапан, сообщающий полость с атмосферой.
Этот редуктор является универсальным; им можно пользоваться при работе на сжатом и сжиженном газах. В случае перехода на другой вид газа заменяют клапан первой ступени и изменяют жесткость пружины первой ступени. Для сжатого газа ставят клапан виде шарика, изготовленного из нержавеющей стали; для сжиженного газа клапан изготавливают из специальной резины.
Основными требованиями предъявляемыми к работе газового редуктора, являются малые колебания входного давления газа при работе двигателя на различных режимах.
Одноступенчатый газовый редуктор, рис. 10, устанавливаемый дополнительно на автомобилях, работающих на сжатом газе, имеет клапан 6, делящий внутреннее пространство на две камеры А и В. .При подаче газа в баллон давление в полости А действует на диафрагму 4, соединенную со штоком клапана 6 с помощью тарелки 2. При равенстве силы давления РВ и упругой силы пружины 3 диафрагмы 4 прогибается вверх, клапан 6 закрывается. Расход газа из полости В приводит к снижению давления. Клапан открывается.
Дозирующе-экономайзерное устройство. Дозирование газа происходит в дозирующем экономайзерном устройстве. Оно позволяет регулировать качество горючей смеси в соответствии с режимами работы двигателя. Подача газа регулируется таким образом, чтобы на частичных нагрузках двигатель работал на обедненных смесях, позволяя получить наилучшую экономичность и минимальную токсичность отработавших газов. При полном открытии дроссельных заслонок (для получения максимальной мощности двигателя) горючая смесь при помощи экономайзерного устройства обогащается. В дозирующе-экономайзерное устройство пневматического типа, рис. 11, входят жиклеры 1 экономичной и 2 мощностной регулировок, клапан 3, мембрана и пружины. Работа экономайзера происходит под действием разряжения создаваемого во впускном трубопроводе.
При больших значениях разряжения (0,016 – 0,065 МПа) во впускном трубопроводе, что соответствует работе двигателя на минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя и частичных нагрузках, мембрана 5 преодолевая усилие пружины 6 экономайзера, прогибается и клапан 3 экономайзера под действием пружины 4 клапана закрывается. В этом случае газ поступает только через жиклер 1 экономичной регулировки. При более низком разряжении во впускном трубопроводе пружина 6 экономайзера открывает клапан 3и дополнительная порция газа через жиклер 2 мощностной регулировки поступает в цилиндры двигателя.
На включение пневматического экономайзера влияет разряжение перед клапаном 3, которое в свою очередь зависит от расхода газа.
7.4.4. Газовые смесители
Приготовление горючей смеси и регулирование ее подачи для получения заданной частоты вращения коленчатого вала двигателя происходит в газовых смесителях, рис. 12.
Чтобы повысить коэффициент наполнения и мощность двигателя, смеситель должен обладать минимальным сопротивлением потоку газовоздушной смеси. Смеситель должен также обеспечивать надежный пуск двигателя, устойчивую работу его на холостом ходу, плавный переход с малой частоты вращения коленчатого вала двигателя к нагрузочным режимам, приемистость двигателя, а на универсальных двигателях, работающих на газе и бензине - возможность быстрого перевода двигателя с работы на одном топливе на другое.
Смеситель состоит из впускного патрубка 1, обратного клапана 2, воздушной заслонки 3; газовой форсунки 4, диффузора 5 и регулировочных винтов холостого хода 6,7.
Существенным отличием работы газового смесителя от карбюратора является то, что в нем топливо не испаряется, так как газ в него подается уже в парообразном виде. Подача газа в смеситель в одинаковом с воздухом агрегатном состоянии позволяет вынести дозирующие элементы в один блок или объединить их с газовым редуктором, упростить конструкцию смесителя. Кроме того, смеситель не требует ускорительных устройств, так как при резком открытии дроссельных заслонок для увеличении мощности двигателя расход газа растет пропорционально расходу воздуха.
Конструктивно газовые смесители могут быть объединены с карбюратором (карбюратор-смеситель) или выполнены отдельно. Подвод газа в смеситель может происходить через газовые форсунки или через отверстия в узком сечении диффузора, либо между диффузором и дроссельной заслонкой.
Для газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженном газе, применяют газовый смеситель и карбюратор смеситель.
Смесители в зависимости от модели двигателя имеют различные модификации, отличающиеся диаметром диффузоров, способом регулировки ограничителя частоты вращения коленчатого вала и приводом дроссельных заслонок. Основные топливодозирующие элементы смесителей одинаковы и конструктивно объединены с газовым смесителем.
Карбюраторы-смесители изготовляются на база стандартных карбюраторов с некоторыми изменениями их конструкции, необходимыми для установки газовой форсунки и присоединения газовой трубки холостого хода. Переоборудование карбюратора не исключает возможности работы двигателя на бензине.
8. Эксплуатация газобаллонных установок
К эксплуатации газобаллонных автомобилей относят пуск двигателя, остановку его и перевод двигателя с одного вида топлива на другое.
Уход за газобаллонной установкой включает следующие основные операции: заправка автомобилей газом, наружную отчистку всех частей, отчистку газового фильтра, подтяжку креплений установки редуктора и карбюратора-смесителя.
Заправка автомобилей. В основном заправка автомобилей сжиженным газом аналогична заправке жидким топливом. Особенностями заправки автомобиля газом являются лишь следующие условия:
- обязательная герметичность соединений заправочного шланга и вентиля баллона;
- контроль максимального наполнения баллона при помощи вентиля максимального заполнения. Появление белого облака газа свидетельствует о заполнении баллона до максимального уровня и необходимости прекращения заправки;
- строго горизонтальная установка газобаллонного автомобиля при заправке. В противном случае возможно чрезмерное или недостаточное наполнение баллона сжиженным газом.
Сжатым газом автомобили заправляют при неработающем двигателе. Заправочный шланг герметично при помощи резьбового соединения подсоединяют к наполнительному вентилю автомобиля. Затем открывают этот вентиль, проверяют нет ли утечки газа, и определяют остаточное давление газа в баллонах по манометру. Если оно меньше 0,5 МПа, необходимо продуть баллоны. Для этого в них подается сжатый газ под давлением 1,0 – 1,5 МПа, а затем он выпускается в атмосферу. Продувка повторяется 2-3 раза.
Автомобиль заправляют из ресиверов автомобильных газонаполнительных станций. Ресиверы соединены между собой в две три секции, что позволяет посекционно заправлять баллоны автомобиля. Заправку баллонов начинают от секции с меньшим давлением, а затем переключают на другую секцию и дозаправляют баллоны до давления 20 МПа.
Количество заправленного сжатого газа определяют в объемных единицах (м3) при помощи манометра высокого давления до разности его показаний до и после заправки. Количество отпущенного газа учитывают с поправкой на изменение температуры и коэффициента сжимаемости газа. Поправочные коэффициенты определяются по таблицам.
У автомобилей, работающих на газе, по сравнению с автомобилями, работающем на жидком топливе, имеются некоторые особенности в управлении двигателем на режимах пуска, остановки, и перевода с одного вида топлива на другой.
Пуск двигателя. При пуске двигателя на газе, так же как и на бензине используется стартер. Перед пуском в двигателе проверяют наличие охлаждающей жидкости, масла и бензина; осматривают газовую аппаратуру с арматурой и убеждаются в полной ее исправности; 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 газов в баллоне и первой ступени редуктора.
Воздушную заслонку смесителя прикрывают только при затрудненном пуске холодного двигателя, на всех других режимах работы двигателя она должна быть полностью открыта.
Пуск прогретого двигателя, находящегося в исправном состоянии, обычно происходит с первых попыток.
Пуск холодного двигателя при умеренной температуре осуществляется следующим образом. Открывают паровой расходный вентиль газового болона и магистральный вентиль. Для ускорения пуска заполняют газом газопровод от редуктора до смесителя принудительным открыванием клапана второй ступени редуктора, кратковременно нажимая на шток диафрагмы второй ступени, или прикрывают воздушную заслонку газового смесителя. Вытягивают ручку управления дроссельными заслонками наполовину длины хода, т.е. перекрывают дроссельные заслонки. Пускают двигатель и прогревают его на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя.
Как только температура охлаждающей жидкости достигнет 50-60С, открывают расходный вентиль жидкой фазы и закрывают расходный вентиль паровой фазы. Недопустима длительная работа двигателя при открытом вентиле паровой фазы, т.к. происходит интенсивное испарение фракций сжиженного газа.
После прогрева двигателя кнопку ручного управления дроссельными заслонками возвращают в исходное (первоначальное) положение и открывают полностью воздушные заслонки, если их прикрыли перед пуском двигателя.
Остановка двигателя. Для остановки двигателя на короткое время выключают зажигание. Магистральный и расходный вентили остаются открытыми, так как поступление газа перекрывает редуктор.
При остановке двигателя на более длительное время (1-2 ч.) перекрывают магистральный вентиль и продолжают работу двигателя до тех пор, пока не будет израсходовано топливо из газопроводов между магистральным вентилем и газосмесительным устройством. Затем выключают зажигание.
При длительной стоянке (ночная или междусменная) закрывают расходные вентили паровой и жидкостной фаз и продолжают работать до полной остановки двигателя, после чего перекрывают магистральный вентиль и выключают зажигание.
Перевод двигателя с одного топлива на другой. Это операцию рекомендуется выполнять после того, как из трубопроводов будут полностью выработаны остатки предыдущего топлива, и двигатель остановиться. Перевод работы двигателя с газа на бензин осуществляется в такой последовательности: закрывают расходный вентиль и вырабатывают газ из трубопроводов до остановки двигателя, закрывают магистральный вентиль; выключают зажигание; отсоединяют тягу привода дроссельных заслонок от смесителя и присоединяют к карбюратору; открывают кран топливного бака; закрывают воздушные и дроссельные заслонки смесителя; открывают крышку входного отверстия карбюратора; обычным способом пускают двигатель на бензине.
При переводе работы двигателя с бензина на газ эти операции выполняют в обратной последовательности.
Техническое обслуживание. При ЕТО осматривают и проверяют все соединения, баллоны и вентили, сливают отстой из редуктора низкого давления проверяют отсутствие подтекания бензина.
При ТО-1 дополнительно проверяют действие предохранительного клапана, снимают и отчищают фильтрующие элементы. Азотом или сжатым воздухом проводят опрессовку (нагнетание до определенного давления и выдержку по времени) всех системы. Проверяют работу двигателя на холостом ходу при использовании как бензина так и газа.
При ТО-2 дополнительно регулируют редукторы и предохранительный клапан на требуемое давление, проверяют манометры. Проверяют и регулируют аппаратуру на токсичность работы двигателя.
При сезонном обслуживании дополнительно с операциям ТО-2 сливают отстой и промывают бак. Один раз в три года проводят освидетельствование (проверку в Гостехнадзоре) газовых баллонов.
Все работы проводятся после перекрытия расходных вентилей баллонов, израсходовав или выпустив газ из системы. Запрещается подтягивать соединения и крепления, а также ремонтировать аппаратуру при наличии в системе газа под давлением.
9. Контрольные вопросы
- Виды газовых топлив. Особенности работы двигателя на газовом топливе.
- Устройство, работа и назначение конструктивных элементов системы питания двигателей сжиженным газом.
- Устройство, работа и назначение конструктивных элементов системы питания двигателей сжатым газом.
- Назначение, устройство и особенности конструкции баллонов для сжатого и сжиженного газа.
- Назначение и устройство подогревателя сжатого газа, испарителя сжиженного газа и фильтра топлива.
- Назначение и принцип работы газовых редукторов.
- Назначение и принцип работы дозирующе-экономайзерных устройств.
- Конструктивные особенности газовых смесителей и карбюраторов-смесителей.
- Особенности пуска и остановки двигателя на газовом топливе.
- Последовательность действий при переводе двигателя с одного вида топлива на другой.
- Техническое обслуживание систем питания двигателей, работающих на газовом топливе.
Пример оформления отчета
Лабораторная работа №9
«Система питания газовых двигателей»
Вариант №6
Схема подогревателя газа
Подогреватель газа необходим для предварительного подогрева сжатых газов имеющих повышенное содержание влаги и углекислоты. Предотвращает конденсацию влаги в газопроводах. Источником тепла служат отработавшие газы или охлаждающая жидкость. Состоит из корпуса 6 с теплообменным змеевиком 3. включается в систему выпуска до глушителя. Отработавшие газы выбрасываются в атмосферу через патрубок. На концах змеевика установлены штуцеры 1 и 2.
Список использованных источников
- Анохин В.И. Отечественные автомобили. – М., Машгиз, 1960 – 760с.
- Богатырев А.В., Есеновский–Лашков Ю.К., Насоновский М.Л., Чернышев В.А. Автомобили. – М., «Колос», 2001, 495с.
- Роговцев В. Л., Пузанков А. Г., Олдфильд В. Д. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств. – М., «Транспорт», 2001 – 430 с
PAGE 3
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Рис. 1. Схема системы питания сжиженным газом
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Рис. 2. Резервная система питания
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Рис. 3. Система питания сжатым газом
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Рис. 4. Наполнительное устройство
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Рис. 5. Предохранительный клапан
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Рис. 6. Скоростной клапан
EMBED AutoCAD.Drawing.15
ис. 7. Магистральный вентиль
EMBED CorelPhotoPaint.Image.8
Рис. 9. Схемы работы редуктора
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Рис. 11. Дозирующее-экономайзерное устройство
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Рис. 12. Газовый смеситель
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Рис. 10. Одноступенчатый редуктор
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Рис. 8. Подогреватель газа
Подогреватель газа
1,2,4,5 – штуцеры, 3- теплообменный змеевик, 6 - корпус
EMBED AutoCAD.Drawing.15
2. Курсовая работа- Обратная сила уголовного закона
3. ПРОБЛЕМА АДАПТАЦИИ ДЕТЕЙ РАННЕГО ВОЗРАСТА К УСЛОВИЯМ ДОШКОЛЬНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ.html
4. Вплив іонизуючого опромінення на тварин
5. тема рынков. Формы торговли
6. Мышление- Определенные глаголы которые образуют дугу рефлексивные на русском языке не используются с во
7. Право власності на землю в Запорозьській Січі
8. Гражданскоправовая регламентация сделок
9. Электрофизические свойства каталитических многослойных углеродных нанотруб
10. Тема- Історична тема в українській літературі ІІ пол ХХ ст
11. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук
12. Доклад- Экология жилья
13. Контрольная работа- Системы цифрового управления гибкими производственными системами (ГПС)
14. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 множества 1
15. Семейное консультирование 1
16. Вариант Тест 1 По каким основаниям принцип неприкосновенности жилища может быть ограничен а решение о
17. духовными атомами
18. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Вінниця ~ Дисе
19. I;j if [i][j][0 k; 134 44 массиві берілген
20. Рекреационные ресурсы США