Тема 15. Технічне обслуговування і поточний ремонт системи живлення двигунів, що працюють на газовому паливі

Газомоторний автомобіль — транспортний засіб з використанням горючого газу в якості палива, оснащений двигуном внутрішнього згоряння в якості приводу. Рушіємможе бути як звичайний бензиновий двигун, так і дизельний двигун переведений на роботу по газодизельному циклу.^[1] Використовуваним паливом можуть слугувати:стиснений "природний" газ, зріджений нафтовий газ, деревний газ, аміак, а в перспективі і ін. В таких транспортних засобах застосовуються альтернативні технології приводу.

Бензинові автомобілі на стиснутому природному або нафтовому газі

Бензинові автомобілі можуть бути модернізовані для використання стиснутого "природного" чи зрідженого нафтового газу.

Основні елементи газобалонної установки(стиснений газ)[ред. • ред. код]

• газові трубопроводи
• вентилі
• редуктор високого тиску
• підігрівник газу
• електромагнітний клапан
• газовий редуктор низького тиску
• дозувально-економайзерний пристрій
• карбюратор-змішувач

Принцип роботи системи на стисненому газі

Газобалонна установка для роботи на зрідженому газіВісім балонів, згрупованих по чотири, розміщують під платформою кузов(рами) а й кожну групу обкладають вентилем, що дає змогу витрачати газ у будь-якій групі або відразу в обох. Газом балони наповнюються крізь вентиль(10). Із балонів газ крізь витратні вентилі (9) і (14) надходить у підігрівник(18), що призначається для захисту системи від замерзання внаслідок великого зниження температури газу під час його розширення в редукторі високого тиску(20). Між підігрівником газу, що обігрівається теплотою відпрацьованих газів, і балонами встановлено основний витратний вентиль. На редукторі високого тиску(20) установлено датчик контрольної лампи, яка засвічується в разі заниження тиску газу в редукторі до значення менше ніж 0,45 мПа. Це сигналізує водієві про те, що газу в балонах залишилося на 10...12 км. Із редуктора(20) газ надходить в електромагнітний клапан(6) із фільтром. Цей клапан відкривається під час пуску двигуна, і газ трубкою(7) надходить у редуктор низького тиску(3).Редуктор(3) має два ступені й знижує тиск газу, що надходить у карбюратор – змішувач, майже до атмосферного, дозує газ для приготування суміші потрібного складу й вимикає газову лінію в разі зупинки двигуна. Під час роботи двигуна газ надходить у карбюратор – змішувач(21), а в режимі холостого ходу – шлангом безпосередньо в за дросельний простір.Робота двигуна на бензині забезпечується стандартною системою живленнябензином, яку підключено до карбюратора – змішувача(21).

На днищі(5) балона є запобіжний клапан(2), наповнювальний вентиль із зворотнім клапаном, вентиль максимального заповнення бальна й датчик рівня зрідженого газу.З балона(5) крізь витратний вентиль(19), магістральний вентиль(6) і газопровід(17) стиснений газ надходить у випарник(16), що обігрівається рідиною з системи охолодження двигуна. Потім крізь фільтр(11) газ надходить у редуктор(12), де його тиск зменшується майже до атмосферного. Контролюють робочу системи за допомогоюманометрів.Пуск і прогрівання двигуна здійснюють на паровій фазі газу. Для цього відкривають паровий(18) і магістральний(6) вентилі. На короткий час двигун зупиняють вимиканням запалювання, а в разі зупинки на 1 .2 год. перекривають магістральний вентиль.

Для заповнення балона використовують вентиль(4). Заповнюють тільки 90%, що у разі розширеного газу під час нагрівання балон не зруйнувався. Рівень різкого газу в процесі заповнення контролюється за допомогою трубки-рівня вентиля-показчика(1). Водій контролює наявність газу за допомогою показчика(3).

Технічне обслуговування

ЩТО

Оглядом перевіряється:

• кріплення газових балонів і герметичність з’єднань усієї газової системи.
• геометричність арматури балонів і витрачених вертикалів.
• з’єднання бензопроводів і електромагнітного клапана-фільтра.

ТО-1

Крім робіт, передбачених ЩТО, перевіряється:

• робота запобіжного клапана газового редуктора високого тиску
• Змащується різьба штоків магістрального, наповнювального та витратного вентилів
• герметичність газової системи
• пуск і робота двигуна на холостому ходу як на газі, так і на бензині

Обов'язкове проведення очищення й встановлення на місце фільтрувальних елементів магістрального фільтра та фільтра редуктора високого тиску.

ТО-2

Крім робіт, виконуваних під час ЩТО та ТО-1, перевіряється:

• герметичність редукторів високого й низького тисків
• тиск у першому й другому ступенях редуктора низького тиску
• робота запобіжного клапана газового балона
• робота манометрів високого й низького тисків
• кріплення карбюратора й перехідника змішувача до карбюратора.
• перевірка герметичності підігрівника
• робота заслінки та її привода

Знятття ти промивка(заміна) повітряного фільтра, залити в його ванну свіжу оливу. Якщо потрібно, відрегулювати змішувач на мінімальний вміст оксиду вуглецю у відпрацьованих газах двигуна.

СО

Передбачається розбирання, очищення й регулювання:

• карбюратора-змішувача,
• редукторів, фільтрів,
• електромагнітних запірних клапанів.

Перевіряється тиск спрацювання запобіжного клапана редуктора високого тиску. Один раз у три роки проводиться огляд газових балонів. Готуючись до зимової експлуатації, зливається відстій і промивається бензобак автомобіля.

Переваги

• Газоповітряні суміші порівняно з бензоповітряними мають вищі антидетонаційні властивості, що дає змогу підвищити ступінь стискання й поліпшити економічні показники двигуна.
• Газові двигуни характеризуються повнішим згорянням суміші й набагато нижчою токсичністю (шкідливістю) відпрацьованих газів, завдяки чому зменшується забруднення навколишнього середовища.
• У разі застосування газу не зсувається плівка оливи зі стінок гільз і поршнів, зменшується нагароутворення в камерах згоряння; через відсутність конденсації пари бензину на стінки гільз циліндрів не розрізняють олива, завдяки чому 1.5 . 2 рази збільшується термін служби двигуна й період зміни оливи.

Недоліки

• у газобалонних автомобілів складніша система живлення
• підвищуються вимоги щодо пожежо та вибухонебезпечності
• потужність газових двигунів на 10-20 % менша порівняно з бензиновими

Заходи безпеки

• До водіння й обслуговування газобалонних автомобілів, допускаються особи, які мають відповідну підготовку і склали іспити з техмінімуму та техніки безпеки. Виконувати технічне обслуговування газобалонних установок можуть тільки кваліфіковані слюсарі, які пройшли відповідну підготовку й мають посвідчення.
• Регулярні роботи з двигуном, що працює слід виконувати на спеціальному посту з місцевою вентиляцією для видалення відпрацьованих газів.
• Пускати газовий двигун, якщо є витікання газу, не допускається.
• Заправляти газобалонні установки можна тільки на газонаповнювальних станціях, коли двигун не працює. Під час заправляння балонів зрідженим газом треба берегтися обмороження.
• Експлуатація газобалонних автомобілів з несправним газовим обладнанням і витіканням газу забороняється. Коли не вдається усунути витікання газу, його випускають в атмосферу (якомога далі від людей і джерел вогню).

Дизельний двигун переведений на роботу по газодизельному циклу

Існує багато схем переобладнання дизельного двигуна в газодизель, які можуть забезпечити відповідне співвідношення робочої суміші дизельного палива та газу. Економічна ефективність застосування газодизеля обумовлюється відсотком заміщення, і всі спроби збільшити відсоток заміщення рідкого палива газом призводять до дострокового виходу з ладу циліндро-поршневої групи та двигуна в цілому.^[1] Всі відомі способи конвертування дизеля в газодизель не дають змоги визначити оптимальне співвідношення рідкого та газоподібного палив, що в свою чергу може вплинути на якісні показники роботи двигуна та економічну ефективність переобладнання дизеля в газодизель.^[1] Теоретичними дослідженнями системи регулювання газодизеля, відмічають, що відсоток заміщення дизпалива газом залежить від величини навантаження на двигун.^[1]

Інші гази

Бензинові автомобілі обладнані газобалонним устаткуванням, або автомобілі до яких додається транспортний газогенератор, можуть використовувати в якості паливасвітильний газ або деревний.^[2]

Аміак може використовуватись в двигунах з іскровим запалюванням та дизельних двигунах з незначними змінами.

Характеристика. Система живлення газових двигунів має спеціальне газове обладнання. Є також додаткова резервна система, що забезпечує при необхідності роботу газового двигуна на бензині.

У порівнянні з карбюраторними двигунами газові більш економічні, менш токсичні, працюють без детонацій, мають більш повне згоряння палива і менший знос деталей, термін їхньої служби більше в 1,5-2 рази. Проте їх потужність менше на 10 ... 20%, так як в суміші з повітрям газ займає більший об'єм, ніж бензин. У них складніше система харчування та обслуговування в експлуатації, вимагає високої техніки безпеки.

Паливо для газових двигунів

Паливом для газових двигунів є стислі і зріджені гази.

Стиснуті гази - гази, які при звичайній температурі навколишнього повітря і високому тиску (до 20 МПа) зберігають газоподібний стан.

Стислі гази є природними газами. В якості палива для газових двигунів зазвичай використовується природний газ метан.

Зріджені гази - гази, які переходять з газоподібного стану в рідкий при нормальній температурі повітря і невеликому тиску (до 1,6 МПа). Це нафтові гази.

Для газових двигунів використовуються зріджені гази наступних марок: СПБТЗ - суміш пропану і бутану технічна зимова; СПБТЛ - суміш пропану і бутану технічна річна; БТ - бутан технічний.

Газоподібне паливо менш токсична, має більш високе октанове число (100 од.), Дає менше нагарообразование і не розріджує масло в картері двигуна.

 Конструкція систем живлення газових двигунів та їх робота

У систему живлення двигуна, що працює на стиснутому газі (рис. 11), входять балони 1 для стисненого газу, наповнювальний 5, видатковий 6 і магістральний 18 вентилі, підігрівач 17 газу, манометри високого 8 ж низького 9 тиску, редуктор 11 з фільтром 10 і дозуючим пристроєм 12, газопроводи високого 3 та низького тиску 13, карбюратор-змішувач 14 і трубка 19, що з'єднує розвантажувальний пристрій з впускним трубопроводом двигуна.

Рис. 11. Схема системи живлення двигуна, що працює на стиснутому газі:

1 - балон; 2 - трійник; 3, 13 - газопроводи; 4 - хрестовина; 5, 6, 18 - вентилі; 7 - бак; 8, 9 - манометри; 10 - газовий фільтр; Л - редуктор; 12 - Дозуюче пристрій;14 - карбюратор-змішувач; 15 - паливопровід; 16 - паливний насос, 17 - підігрівач; 19 - трубка

При роботі двигуна вентилі 6 та 18 відкриті. Стиснутий газ з балонів надходить у підігрівник 17, що обігрівається відпрацьованими газами, нагрівається і через фільтр 10 проходить у двоступінчастий газовий редуктор 11. У редукторі тиск газу знижується до 0,9 .. Л, 15 МПа. З редуктора через дозуюче пристрій12 газ проходить в карбюратор-змішувач 14, де і утворюється горюча суміш (газоповітряна). Суміш під дією вакууму надходить у циліндри двигуна. Процесзгоряння суміші і відведення відпрацьованих газів, як у карбюраторних двигунах.

Редуктор 11, крім зменшення тиску газу, змінює його кількість в залежності від режиму роботи двигуна. Він швидко вимикає подачу газу у разі припинення роботи двигуна.

Окрім основної, є резервна система харчування, що забезпечує роботу двигуна на бензині в необхідних випадках (несправності системи, витрачений весь газ в балонах та ін.) При цьому тривала робота двигуна на бензині не рекомендується, так як в резервній системі харчування відсутній повітряний фільтр, що може призвести до підвищеного зношування двигуна.

У резервну систему харчування входять паливний бак 7, паливний фільтр, паливний насос 16 і топлівопроводи 15.

Рис. 12. Схема системи живлення двигуна, що працює на зрідженому газі:

1 - паливний фільтр, 2 - паливний насос; 3 - карбюратор, 4 - змішувач; 5 - випарник; 6 - газовий фільтр; 7 - дозуючий пристрій, 8 - редуктор; 9, 10 - манометри, 11, 13 - вентилі; 12 - балон; 14 - двигун; 15 - бак

Система живлення двигуна, що працює на зрідженому газі, показана на рис. 12. Зріджений газ під тиском з балона 12 надходить через видатковий 13 і магістральний 11 вентилі у випарник 5. У випарнику газ підігрівається гарячою рідиною системи охолодження двигуна і переходить у газоподібний стан. Потім газ очищається у фільтрі 6, надходить в двоступінчастий редуктор 8, де тиск газу знижується до атмосферного. З редуктора газ через дозуюче пристрій 7 проходить в змішувач 4, який готує горючу суміш у відповідності з режимом роботи двигуна.

Газовий балон має запобіжний клапан, що відкривається при тиску 1,68 МПа, наповнювальний вентиль і датчик рівня зрідженого газу. Балон заповнюється скрапленим газом лише на 90% об'єму. Це необхідно для можливості розширення газу при нагріві.

Крім основної системи живлення, двигун, що працює на зрідженому газі, має резервну систему харчування для короткочасної роботи на бензині. У резервну систему входять паливний бак 15, паливний фільтр 1, паливний насос 2 і карбюратор 3.