Автомобильные газовые топливные системы - Золотницкий Владимир (читать книги TXT) 📗
В условиях холодного климата (или зимы) в газовом топливе (смеси пропана и бутана) должен преобладать пропан для лучшей испаряемости смеси. Пропан перестает переходить в газовую фазу и остается в жидком состоянии при температуре ниже –42 °C, для бутана эта температура равна –0,5 °C.
Изменение давления насыщенных паров P смеси пропана и бутана в зависимости от температуры в баллоне показано на рис. 2. Верхняя кривая на рисунке показывает процентное содержание пропана и бутана в общем объеме сжиженного газа, используемого в зимнее время года, нижняя – то же соотношение для летней поры.
Рис. 2. Зависимость давления насыщенных паров смеси пропана и бутана от температуры.
Поскольку в двигатель сжиженный газ поступает в газообразном состоянии, то по сравнению с бензином несколько уменьшается наполнение им цилиндров. Таким образом, при работе двигателя на газе его мощность немного снижается. Если мощность двигателя, работающего на бензине, принять за 100 %, то мощность двигателя, работающего на газе, будет примерно равна 93 %, что приводит к снижению максимальной скорости примерно на 4 %. Однако ранней установкой угла опережения зажигания до ВМТ на 3–5° этот недостаток частично устраняется. Большой разницы в условиях эксплуатации автомобиля, работающего на газе или на бензине, не ощущается.
Основные свойства природного газа – метана (КПГ)
Сжатый природный газ (метан) легче воздуха в 1,6 раза и при утечке моментально улетучивается, тогда как газ сжиженный нефтяной тяжелее воздуха в 1,5–2 раза и при утечке накапливается в помещениях, образуя с воздухом взрывоопасную смесь.
Нижний предел воспламенения сжатого природного газа в смеси с воздухом – 5 % от объема, в то время как у пропана он составляет 2,4 %, у бутана – 1,8 % (см. табл. 1). Таким образом, сжатый природный газ менее взрывоопасен: чтобы он «спровоцировал» взрыв, его должно накопиться в 2,5 раза больше, чем газа сжиженного нефтяного. В связи с этим предусмотрены соответствующие меры безопасности, исключающие возможность взрыва сжатого газа: разработана новая конструкция баллонов, в которых он содержится в автомобиле; баллоны эти более прочные и имеют резервную предохранительную мембрану (по температуре).
Еще одно преимущество: при работе на компримированном (сжатом) природном газе не нужно периодически сливать из редуктора маслянистый конденсат, имеющий крайне неприятный запах. Конденсат здесь просто не образуется. Кроме того, в отработавших газах автомобиля при применении сжатого природного газа содержание CH значительно уменьшается – на 25 % относительно отработавших газов сжиженного нефтяного топлива. Большую часть выбросов составляют безвредные водяные пары.
Комплектующие устройства газобаллонного оборудования
Газовую топливную аппаратуру можно устанавливать на любой модели легковых автомобилей отечественного и иностранного производства, оснащенных карбюраторными двигателями или двигателями с системой впрыска топлива и электронным управлением, если конструкция позволяет разместить в багажнике цилиндрический или тороидальный баллон с газом.
Конструктивные решения комплектующих устройств газобаллонной аппаратуры (ГБА) отличаются большим разнообразием в зависимости от типов двигателей, для которых они предназначены, и от заводов-изготовителей, их производящих.
Газовое оборудование автомобиля размещают в трех местах: в моторном отсеке, салоне и багажном отсеке.
В моторном отсеке автомобиля устанавливают:
– редуктор-испаритель газа;
– смеситель;
– электромагнитный газовый клапан;
– электромагнитный бензиновый клапан.
В салоне на приборной панели устанавливают:
– переключатель видов топлива «Газ – Бензин» с блоком индикации режимов «Газ – Бензин» и количества топлива в газовом баллоне;
– предохранитель.
В багажном отсеке устанавливают:
– газовый баллон с запорно-предохранительной арматурой;
– выносное заправочное устройство.
Примечание. На некоторых моделях систем газобаллонной аппаратуры устанавливают дозирующее устройство, предназначенное для подачи определенного количества газа, соответствующего режиму работы двигателя, кроме холостого хода, а также вилку-тройник с регулирующим винтом (или винтами).
ГАЗОВЫЙ БАЛЛОН – стальной резервуар, предназначенный для хранения сжиженного нефтяного газа при температуре от – 40° до + 45 °C. На легковом автомобиле он крепится в багажном отделении или в нише для запасного колеса, а на малотоннажных автомобилях – на раме. Газовый баллон имеет цилиндрическую или тороидальную форму (рис. 3). Различные объемы и геометрические размеры позволяют выбрать оптимальный вариант размещения баллона в багажнике автомобиля. Баллон снабжен вентиляционной коробкой с герметически закрывающейся крышкой. Под крышкой расположены заправочный и расходный вентили, шкала со стрелкой, показывающей уровень газа в баллоне, заправочная чашка (в конструкции «САГА-6» предусмотрен только один расходно-наполнительный вентиль, который всегда находится в открытом положении, датчик дистанционного контроля, определяющий количество газа в баллоне и выносная заправочная горловина).
Рис. 3. Баллоны.
В некоторых конструкциях для заправки газового баллона необходимо:
– открыть крышку вентиляционной коробки;
– закрыть расходный вентиль;
– ввернуть в заправочную чашку переходник;
– подключить к переходнику заправочный пистолет;
– открыть заправочный вентиль на газовом баллоне;
– открыть кран заправочного пистолета.
После того, как баллон на 80–85 % заполнится газом (в баллоне срабатывает отсекающий клапан, при этом слышен характерный щелчок), указанные операции проделывают в обратном порядке (закрыть кран пистолета; закрыть заправочный вентиль на баллоне; снять пистолет, выкрутить переходник; открыть расходный вентиль; закрыть крышку вентиляционной коробки).
В дальнейшем, если автомобиль хранится вне закрытых помещений (уличное хранение), расходный вентиль можно не закрывать.
БЛОК ЗАПОРНО-КОНТРОЛЬНОЙ И ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ АРМАТУРЫ (рис. 4) устанавливают на унифицированном фланце газового баллона с использованием прокладки, обеспечивающей герметичность соединения. Он является приемным устройством при заполнении баллона сжиженным нефтяным газом и обеспечивает подачу последнего в магистраль газопровода. Блок включает в себя входной штуцер и заправочный вентиль с обратным клапаном, расходный штуцер и расходные вентили жидкой и паровой фаз, ограничительный механизм уровня заправки баллона (мультиклапан). Блок закрыт герметичным кожухом, надежно отделяющим его содержимое от внутреннего объема автомобиля. Вентиляция внутреннего пространства кожуха осуществляется через дренажную трубку, выведенную за пределы кузова автомобиля.
Рис. 4. Блок запорно-контрольной и предохранительной арматуры: 1 – предохранительный клапан; 2 – шарик; 3 – заправочный вентиль; 4 – скоростной клапан; 5 – прокладка; 6 – прозрачная крышка; 7 – контрольная стрелка; 8 – шкала; 9 – автоматический клапан; 10 – трубка забора газа; 11 – поплавок; 12 – регулировочный винт; 13 – расходный вентиль.
Сжиженным газом баллон заправляют через заправочный вентиль (3). Газ поступает в баллон, преодолевая усилия шарика (2), находящегося под действием пружины.
Баллон наполняется газом, и поплавок (11) поднимается. Автоматический клапан (9) отсекает поступление газа в баллон. Шарик (2) перекрывает обратный выход газа из баллона. Из баллона газ поступает в магистраль по трубке забора газа (10), отжимая шарик скоростного клапана (4) через расходный вентиль (13).
