Система питания газобаллонных двигателей

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования  «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

ЗАОЧНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

 

Кафедра «                                                                                  »

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по  дисциплине: «Современное состояние автомобилизации и развитие конструкции транспортных средств» 

на тему: “Система питания газобаллонных двигателей”

Выполнил студент Островский Виталий Дмитриевич  

 

Курс                                    1 

 

Шифр                     ОДб-12-22 

 

 

 

Омск-2013

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………3

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОМОБИЛЯХ, РАБОТАЮЩИХ НА СЖИЖЕННОМ ГАЗЕ………………………………………………………………………………………4

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ С ГАЗОБАЛЛОННЫМИ УСТАНОВКАМИ……………………………………………..9

3. РЕМОНТ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ С ГАЗОБАЛЛОННЫМИ УСТАНОВКАМИ………………………………………………………………………..21

4. ТЕХНИЧЕСКАЯ ПЛАНИРОВКА УЧАСТКА ПО РЕМОНТУ ГАЗОВОЙ АППАРАТУРЫ И АРМАТУРЫ………………………………………………………..38

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………………...40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение:

Повышение надежности автомобилей  и снижение затрат на их содержание составляют одну из сложных проблем в настоящее время. Решение этой проблемы, с одной стороны, обеспечивается автомобильной промышленностью за счет выпуска автомобилей новых конструкций, обладающих большей эксплуатационной надежностью и технологичностью (ремонтопригодностью), с другой стороны, - средствами технической эксплуатации в результате совершенствования методов технической эксплуатации автомобилей, повышения производительности труда (внедрения научных методов), снижения трудоемкости технического обслуживания и ремонта, увеличения межремонтных пробегов автомобилей и их агрегатов, что обеспечивается развитием материально-технической базы автомобильного транспорта, широкого применения средств механизации и автоматизации производственных процессов.

Одновременно большое  влияние на совершенствование методов и средств технической эксплуатации оказывает развитие научных исследований в области технической эксплуатации автомобилей, режимов технического обслуживания, нормирования, надежности и долговечности автомобилей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОМОБИЛЯХ РАБОТАЮЩИХ НА СЖИЖЕННОМ ГАЗЕ.

В последнее время все больше автовладельцев устанавливают на свои автомобили оборудование для работы двигателя на сжиженном газе. Ниже приводится информация о достоинствах и недостатках автомобиля, оснащенного газовой аппаратурой. Дальнейшие главы посвящены описанию общего устройства, принципу действия и правилам эксплуатации газовой аппаратуры автомобилей, оснащенных как карбюраторами, так и различными системами впрыска, управляемыми с помощью электроники.

Сжиженный нефтяной газ - это сжатый и сжиженный газ, который выходит из нефтяной скважины или появляется в процессе очистки нефти.

Газ сжижается при нормальной температуре при относительно низком давлении и широко используется, благодаря высокой теплотворности. Его основными компонентами являются пропан и бутан.

В жидком состоянии легче  воды, в газообразном состоянии в 1,5-2 раза тяжелее воздуха и при утечке в атмосферу, скапливаясь в низких местах, может стать причиной неожиданной аварии при воспламенении.

Достоинства автомобилей, работающих на сжиженном газе:

Обладает хорошей эффективностью сгорания, двигатель не шумит.

Сжиженный газ полностью  превращается в газообразное состояние, хорошо смешивается с воздухом, смесь достаточно однородна и при составе смеси, близкому к теоретическому, полностью сгорает.

Кроме того, скорость сгорания ниже, чем у бензина, обладает высоким  октановым числом, не образует детонацию, двигатель мало шумит.

Хорошая экономичность.

Стоимость меньше по сравнению  с бензином, меньше расходов на масло, увеличивается срок службы двигателя и расходы составляют в два с лишним раза меньше, чем на бензин.

Увеличивается срок службы масла.

Так как у сжиженного газа низкая температура кипения, он полностью превращается в газообразное состояние внутри цилиндра и не сжижает масло, мало образуется нагара.

И так как в газ не добавляют различные присадки, он не загрязняет масло нагаром и  осадками, очень мало содержит серы (в десять раз меньше, чем в  бензине) и почти не разрушает металл выхлопными газами.

Мало загрязняет атмосферу.

Выхлопной газ почти не имеет запаха, очень мало содержит вредного газа СО (в 20 раз меньше, чем  в бензине), не дымит и мало загрязняет атмосферу.

Отсутствует явление «просачивания» и «газовой пробки».

В бензиновых двигателях могут  возникать явления «просачивания» или «газовая пробка», а в двигателях на газе этого явления не возникает, так как топливо смешивается в газообразном состоянии.

Увеличивается срок службы двигателя.

Из-за отсутствия примесей в газе свечи зажигания не подвергаются нагарообразованию и срок службы их увеличивается до 60-80 тыс. км пробега.

Увеличение дальности  поездки без заправки.

Водитель может находиться в пути от 800 до 1000 км без дополнительной заправки автомобиля (При наличии полных топливного бака и газового баллона).

Недостатки автомобилей  работающих на сжиженном газе.

Наряду с выше перечисленными достоинствами, газовое оборудование обладает и недостатками:

Уменьшение емкости багажного  отделения автомобиля за счет установки в нем газового баллона, несмотря на то, что в последнее время заводы-изготовители выпускают газовые баллоны различной формы.

Затрудненный запуск холодного  двигателя на газе.

Увеличение времени на заправку газом.

По сравнению с заправкой  автомобиля бензином, процедура заправки автомобиля газом происходит на несколько минут дольше. Особенно эта разница ощущается при очередях на заправочных станциях.

Автомобиль, оборудованный  газовой аппаратурой, может работать как на бензине, так и на сжиженном  газе. Выбор топлива, на котором Вы собираетесь эксплуатировать автомобиль, осуществляется простым нажатием клавиши переключателя блока управления, находящегося в салоне автомобиля. В связи с большим разнообразием применяемых систем, рассмотрим общий (характерный для всех типов) принцип действия газовой аппаратуры.

Из газового баллона под  давлением сжиженный газ через  запорно-предохранительный блок поступает  к электромагнитному газовому клапану, объединенному, как правило, с газовым  фильтром в один блок. Здесь газ очищается от примесей, а затем (если электромагнитный газовый клапан открыт) поступает к газовому редуктору-испарителю. В газовом редукторе-испарителе происходит снижение давления газа до атмосферного и превращение газа в газообразную смесь. Затем газ под действием разряжения двигается и поступает через дозатор газовой смеси и смеситель карбюратора/системы впрыска в цилиндры двигателя.

Для запуска холодного  двигателя в газовой аппаратуре используется электромагнитный пусковой клапан, задачей которого является впрыск дополнительной порции газовой смеси в цилиндры двигателя (аналог ускорительного насоса карбюратора).

При работе автомобиля на газе бензиновая топливная система отключена, так как электромагнитный клапан в это время перекрывает подачу бензина в карбюратор/систему впрыска.

Управление электромагнитными  клапанами, а следовательно и работой топливных систем (бензиновой/газовой) осуществляется с блока управления, который представляет собой коробку с кнопкой (кратковременное включение электромагнитного пускового клапана газового редуктора) и переключателем режима работы двигателя (бензин -нейтраль -газ). Если переключатель находится в положении «Бензин» - двигатель работает на бензине (электромагнитный газовый клапан закрыт). Если переключатель находится в нейтральном положении - двигатель или выключен, или дорабатывает/дожигает топливо (обязательно используется при переключении с одного вида топлива на другое). Если переключатель вида топлива находится в положении «ГАЗ» -двигатель работает на сжиженном газе (электромагнитный бензиновый клапан закрыт).

Питание электрических элементов  газовой аппаратуры осуществляется от бортовой сети и взято от цепи катушки зажигания. Затем через замок зажигания и дополнительный предохранитель, напряжение подается на блок управления.

Общее устройство газобаллонной  установки

По виду газообразного  топлива газобаллонные установки  для двигателей внутреннего сгорания подразделяются на три типа: для  сжатого природного газа, жидкого  метана и сжиженного пропан-бутанового газа. Газобаллонная установка, вне зависимости от вида применяемого газа, состоит из баллонов для хранения и транспортировки газа, испаряющего или подогревающего устройства, газового редуктора, дозирующего устройства, смесителя, трубопровода и контрольных приборов.

Приборы и аппараты, применяемые  для любого вида газа, не имеют существенных отличий по принципу действия. Исключение составляют баллоны для хранения и транспортировки газа. Это объясняется  тем, что сжатый природный газ  хранится при высоком давлении (до 20 МПа) и требует толстостенных сосудов. Жидкий метан содержится при температуре кипения (—161°С) в изотермических сосудах, а сжиженный пропанобутановый газ имеет максимальное рабочее давление 1,6 МПа и для его хранения и транспортировки на автомобилях используют баллоны с толщиной стенок от 3,0 до 6,0 мм и вместимостью до 300 л.

Сжиженный пропанобутановый газ из всех газообразных топлив наиболее близко подходит к бензину по концентрации энергии в единице объема, по способу  хранения и другим эксплуатационным качествам. Его наиболее широко применяют в качестве топлива для двигателей автомобилей.

Сжиженный газ в газобаллонных  автомобилях содержится в баллоне 20 в жидком и парообразном состоянии. Газовый баллон кроме контрольно-предохранительной и наполнительной арматуры снабжен двумя расходными вентилями, позволяющими осуществлять питание двигателя паровой или жидкостной фазой газа.

Система питания обеспечивает нормальную работу двигателя при  условии подачи газа к редуцирующему  устройству в парообразном состоянии. Испарение сжиженного газа в системе питания происходит за счет тепловыделения из системы охлаждения двигателя.

При пуске и прогреве двигателя  незначительный перепад температур между теплоносителем (жидкостью системы охлаждения)

Рис. 1. Схема системы питания  газобаллонного автомобиля:

1 — проставка, 2 — фильтр-отстойник, 3 — топливный насос, 4 — карбюратор. 5 — смеситель газа, 6 — трубка, соединяющая редуктор с всасывающим трубопроводом, 7,9 — шланги для подвода и отвода жидкости системы охлаждения в испаритель, 8 — испаритель, 10 — трубка для отвода газа в систему холостого хода, 11 — шланг основной подачи газа, 12 — дозирующе-экономайзерное устройство, 13—редуктор газа, 14— газовый фильтр, 15—сетчатый фильтр, 16 — манометр первой ступени редуктора, 17 — указатель уровня сжиженного газа в баллоне, 18 — магистральный вентиль, 19 — топливный бак, 20 — баллон для сжиженного газа, 21 — расходный вентиль паровой фазы, 22 — расходный вентиль жидкой фазы

 

и газом не обеспечивает его  испарение. В этом случае питание  двигателя осуществляется паровой  фазой газа через вентиль 21. После  прогрева двигателя его питание  осуществляется жидкой фазой газа через вентиль 22. Питание двигателя жидкой фазой позволяет исключить кипение жидкости и падение давления в газовом баллоне, а также сохранить стабильность показателей газа, так как в жидкой фазе все компоненты хорошо перемешаны и химический состав топлива практически не меняется по мере опорожнения баллона.

Из баллона газ подводится к магистральному вентилю 18, который служит для быстрого прекращения подачи газа к двигателю. Управляют вентилем из кабины водителя. После магистрального вентиля сжиженный газ попадает в испаритель 8, в котором через шланги 7 и 9 циркулирует горячая жидкость из системы охлаждения двигателя. Пройдя змеевик испарителя, сжиженный газ из жидкого состояния полностью переходит в парообразное и подвергается очистке. Для этой цели в системе установлены фильтр 14 с войлочными кольцами и сетчатый фильтр 15.

Очищенный газ подается в  редуктор 13, где происходит двухступенчатое снижение давления до величины, близкой к атмосферному давлению. Управление работой редуктора осуществляется разрежением из всасывающего трубопровода, которое передается в него по трубке 6. Из редуктора через дозирующе-экономайзерное устройство 12 и шланг 11 основной подачи газ направляется в смеситель 5 газа.

Кроме того, по трубке 10 газ, минуя дозирующе-экономайзерное устройство, из редуктора подается в систему холостого хода смесителя. В смесителе газ смешивается с воздухом, образуя горючую смесь, которая засасывается в цилиндры двигателя.

Газобаллонная установка  автомобиля снабжена двумя контрольными приборами: дистанционным электрическим манометром 16, показывающим давление газа в первой ступени редуктора, и указателем 17 уровня сжиженного газа в баллоне.

Резервная система питания  двигателя бензином состоит из топливного бака 19, фильтра-отстойника 2, топливного насоса 3 и однокамерного карбюратора 4, установленного на проставке 1, расположенной под газовым смесителем.

Наличие на автомобиле резервной  системы питания создает возможность  при полном израсходовании газа или  неисправности газовой аппаратуры работы двигателя на бензине. При переходе с газообразного топлива на бензин, или наоборот, не следует допускать работу двигателя на смеси двух топлив, так как это приводит к обратным вспышкам, опасным в пожарном отношении.

При переводе питания двигателя  с одного вида топлива на другой обязательно останавливают двигатель. При этом перекрывают подачу и вырабатывают из системы один вид топлива, затем рычаг управления дроссельной заслонкой присоединяют к карбюратору (или, наоборот, к смесителю), открывают подачу другого вида топлива и пускают двигатель обычным способом.