4.8.9. Системи живлення автомобільних двигунів газом
Використання газу як палива для двигунів - один із перспективних напрямів економії рідкого палива та зменшення забрудненості навколишнього середовища. Для живлення автомобільних двигунів застосовують стиснені (природні) і зріджені (нафтові) гази. Перші складаються переважно з метану, другі - з пропану і бутану.
При
роботі двигуна на газовому паливі
сумішоутворення відбувається краще,
оскільки змішуються речовини, що
перебувають в однаковому агрегатному
стані. Внаслідок цього зменшується
кількість продуктів неповного
згорання і майже повністю виключається
нагароутворення. Крім цього,
не відбувається конденсація пари палива
на стінках циліндрів, що запобігає
змиванню з них мастильної плівки, завдяки
чому значно зменшується
зношення двигуна і подовжується термін
заміни мастила. При
цьому газоповітряній суміші властива
висока антидетонаційна стійкість, тому
ступінь стискання у двигунів, що працюють
на газі, може бути істотно підвищена
порівняно з бензиновими двигунами.
Проте газоповітряна суміш горить повільніше і звільняє меншу кількість теплоти, ніж пальні суміші на основі рідкого палива. Тому потужність двигуна, що працює на газі, виявляється більш низькою (знижується на 7-12% при тому ж ступені стискання).
Робочий цикл двигуна, що працює на газовому паливі, аналогічний бензиновому, але будова й дія системи живлення його істотно відрізняються.
С
Рис.
4.33.
Схема
системи живлення двигуна зрідженим
газом:
1,
2, З, 5, 6,7,8-
з'єднувальні магістралі; 4 - випаровувач
газу; 9 - дозувально-економайзерний
пристрій; 10- газовий редуктор; 11 - датчик;
12, 16 - фільтри; 13 - манометр; 14, 20, 23 -
відповідно магістральний,
контрольний і заправний вентилі; 15 -
бензобак; 17,
18 - карбюратор-змішувач з проставкою;
19, 24 -
балонні
вентилі;
21 - покажчик рівня рідини; 22 - запобіжний
клапан; 25
- балон для газу; 26 - карбюратор (для
бензину)
Під час заправки балона (балонів) рідка фракція газу займає приблизно 90% об'єму. Решта внутрішнього простору балона залишається для утворення парової подушки, необхідної для пуску двигуна і підтримання тиску газу в балоні у межах 1,6 МПа.
Витратні балонні вентилі 19 і 24 з'єднані між собою: першим відбирають газ у пароподібному стані, другим - у зрідженому. Запобіжний клапан 22 відкривається і випускає газ в атмосферу при аварійному зростанні тиску в балоні понад 1,6-1,8 МПа. Вентиль 20 забезпечує контроль максимального наповнення балона. У літню пору балон заповнюють сумішшю із 70-80% бутану і 20-30% пропану, взимку - співвідношення зворотне. Це пояснюється необхідністю підтримання надлишкового тиску у балоні незалежно від температури навколишнього повітря.
Під час пуску двигуна відкривають вентилі 19 і 14, що дає змогу газу надходити до випаровувача 4. Обігрівається випаровувач гарячою рідиною, що надходить до нього з системи охолодження двигуна через патрубок 2. Після випаровувача газ проходить через фільтри 12, 16 потрапляє у редуктор 10.
Основним призначенням редуктора є зниження тиску газу, що надходить з балона, до атмосферного, під яким у карбюратор-змішувач потрапляє повітря. Крім цього, за допомогою редуктора відбувається дозування газу, що надходить до змішувача. Зниження тиску газу у редукторі відбувається ступенево. У камері першого ступеня тиск знижується з 1,6 МПа до 0,12-0,15 МПа, у другому ступені - до 0,1 МПа. З камери другого ступеня редуктора через трубку 8 газ надходить до карбюратора-змішувача 17, де утворюється газоповітряна суміш із співвідношенням 1:1, яка далі рухається до циліндрів двигуна.
Під час роботи двигуна з малою частотою холостого ходу газ до змішувача надходить трубкою 6. Оскільки у холодну пору року пуск двигуна утруднений через недостатнє випаровування газу, на двигунах деяких автомобілів передбачено резервну бензинову систему живлення, яка складається з бензобака 15, паливного насоса і карбюратора 26.
Будова системи живлення на стисненому газі, аналогічна наведеній, але у ній газ зберігають у сталевих балонах під тиском у 20 МПа. Крім цього, в системі немає випаровувача газу.