Устройство автомобиля

Пособие по устройству автомобиля

 

Топливо для двигателей газобаллонных автомобилей

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.

Газобаллонная установка для питания двигателя сжиженным газом

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.

***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Система питания двигателей газобаллонных автомобилей»

, , , , , ,

Смотрите также: