Ім'я файлу: Система живлення двигунiв газобалонних установок_2010.doc
Розширення: doc
Розмір: 1060кб.
Дата: 25.10.2021
скачати
Розширення: doc
Розмір: 1060кб.
Дата: 25.10.2021
скачати
| Нетішинський професійний ліцей ДИПЛОМНА РОБОТА На тему: "Система живлення двигунів газобалонних установок"
Нетішин 2010 рік. |
ЗМІСТ
Вступ 3
Система живлення двигунів газобалонних установок 5
Ремонт газобалонних установок 17
Технічне обслуговування газобалонних установок 19
Техніка безпеки при ремонті і технічному обслуговуванні газобалонних установок 23
Список використаних джерел 30
Вступ
У Європі здавна була популярна установка газових систем живлення на легковий і вантажний транспорт. Робота двигуна на дешевшому виді палива - пропан - бутані для Європи - це перш за все екологія. Проте, не варто скидати з рахунків і такі переваги газу, як, по-перше, його ціна, а по-друге, його фізичні властивості, тобто октанове число 102, що повністю виключає детонацію двигуна в будь-якому режимі навантаження. Після переобладнання транспорт можна експлуатувати як на бензині, так і на газі.
Ще один вагомий аргумент - для установки газобалонного устаткування – це мінімальна амортизація при дотриманні всіх вимог для його правильної роботи. Багатолітній досвід в установці газобалонного устаткування дозволяє професійно вмонтовувати газові установки на будь-які моделі машин. Популярність ГБО очевидна, адже транспорт, оснащений газобалонним устаткуванням, здатний істотно заощадити бюджет свого власника, а також застрахувати його від напружених цін на бензин в період кризи.
Небагато про переваги роботи на газоподібному паливі
Зазвичай при аналізі плюсів і мінусів роботи двигуна на газоподібному паливі, захоплюються в першу чергу чинниками, що лежать на поверхні, такі як економія грошей. При цьому зовсім забувають про інші переваги газу, як палива для колісного транспорту. Адже установка ГБО дозволяє експлуатувати транспорт як на газі, так і на бензині, забезпечуючи можливість перемикання з одного палива на інше не встаючи з водійського крісла. Слід зазначити, що вся газова надбудова повністю дублюється бензиновою системою живлення, підвищуючи безвідмовність автомобіля і зменшуючи практично до нуля ризик відмови двигуна через забруднення або інші несправності в системі живлення.
Слід також врахувати, що сумарний пробіг на одній заправці зростає майже удвічі, якщо ємкість газового балона приплюсувати до ємкості бензинового бака. Це перевага ГБО особливо виявляється при далеких поїздках, коли Ви не хочете ризикувати двигуном, заправляючись неякісним бензином на дрібних заправках другорядних доріг.
Крім того, при роботі двигуна на газі можна забути про детонацію, оскільки октанове число газового палива більше 102. Внаслідок цього істотно збільшується ресурс циліндрів і поршнів двигуна. Він служить довше, оскільки газ не видаляє масляну плівку із стінок циліндрів і набагато рівномірніше перемішується з повітрям. А останнє, призводить до більш рівномірного горіння паливної суміші. Отже, завдяки цьому масло в двигуні можна міняти істотно рідше.
Система живлення двигунів газобалонних установок
У газобалонних автомобілів складна система живлення, підвищуються вимоги щодо пожежо- й вибухонебезпечності, потужність газових двигунів на 10...20% менша порівняно з карбюраторними, оскільки в суміші з повітрям на займає більший об’єм, ніж бензин. Автомобіль втрачає частину своєї вантажопідйомності через велику масу газобалонної установки.
Двигуни, що працюють на стиснених або зріджених газах, створюють на базі карбюраторних. Для цього останні обладнують спеціальною газовою апаратурою й балонами, але вони зберігають здатність працювати також і на бензині. При цьому висока детонаційна стійкість газу, октанове число якого перевищує 100 од., належно не реалізується, бо ступінь стискання двигуна вибирають відповідно до набагато меншого, ніж у газу, октанового числа бензину.
Газове паливо для автомобільних двигунів
Газове паливо застосовують у стисненому або зрідженому стані, як на вантажних так і на легкових автомобілях. Метан стискають до тиску в середньому 20 МПа і зберігають у товстостінних балонах. Етан, пропан і бутан переходять у рідкий стан при стисканні до 1,6 МПа. Їх також зберігають у балонах.
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 змивається плівка оливи зі стінок гільз і поршнів, зменшується нагароутворення в камерах згоряння, через відсутність конденсації пари бензину на стінках гільз циліндрів не розріджується олива, завдяки чому в 1,5...2 рази збільшуються термін служби двигуна й період зміни оливи.
Однак у газобалонних автомобілів складна система живлення, підвищуються вимоги щодо пожежо й вибухобезпечності, потужність газових двигунів на 10...20 % менша порівняно з карбюраторними, оскільки в суміші з повітрям газ займає більший об'єм, ніж бензин. Автомобіль втрачає частину своєї вантажопідйомності через велику масу газобалонної установки.
Двигуни, що працюють на стиснених або зріджених газах, створюють на базі карбюраторних.
Для цього останні обладнують спеціальною газовою апаратурою й балонами, але вони здатність працювати також і на бензині.
При цьому висока детонаційна стійкість газу, октанове число якого перевищує 100 од., належно не реалізується, бо ступінь стискання двигуна вибирають відповідно до набагато меншого, ніж у газу, октанового числа бензину.
Аналіз складових частин нафтового газу
Нафтовий газ (ЗНГ) має всі якості повноцінного палива для двигунів внутрішнього згоряння. У всьому світі газ визнаний як дешеве, екологічно чисте паливо, по багатьом властивостям переважаючий бензин. ЗНГ має деякі фізико-хімічні властивості, які необхідно враховувати для досягнення максимального економічного й експлуатаційного ефекту. Нафтовий газ являє собою суміш пропану, бутану й незначної кількості (близько 1%) неграничних вуглеводнів. Фактично на автомобільні газонаповнювальні станції надходять дві марки газу, регламентовані відповідними ДСТами: зимова (85-95% пропану) і літня (45-55% пропану). ЗНГ перебуває в балоні під тиском власних насичених парів при даній температурі, що практично не залежить від кількості газу в балоні. Ця властивість дозволяє витратити практично повністю вміст балона.
Таблиця 1. - Порівняльні характеристики бензину й газу
| Параметри | Пропан | Бутан | Бензин |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Молекулярна формула | С3Н6 | С4Н10 | C8H17 |
| Щільність рідини при t кипіння й тиску 100 КПа, кг/м3 | 584 | 600 | 735 |
| Температура кипіння при тиску 100 КПа | -42,1 | -0,5 | -45 - 135 |
| Ступінь стиску | 10 - 12 | 7,5 - 8,5 | 8,2 |
| Октановое число | 110 | 95 | 92 |
З таблиці 1 видно, що ступінь стиску пропану набагато вищий ніж у бензині, а саме:
Октанове число в пропані більше ніж у бензині на:
Ця відмінність пояснюється фізико-хімічними особливостями даних видів палива.
З вище викладеного можна зробити висновок про те, що двигуни які працюють на стиснених або зріджених газах, зазвичай створюють на базі карбюраторних для цього останні обладнують спеціальною газовою апаратурою й балонами, вони зберігають здатність працювати також і на бензині. При цьому висока детонаційна стійкість газу, октанове число якого перевищує 100 од., належно не реалізується. Але перевагами таких систем є те, що такі системи можуть працювати як на бензині, так і на газі.
Особливості конструкції газової установки для роботи на зрідженому газі
Особливості конструкції газобалонної установки для роботи на зрідженому газі полягають у тому, що з балона 5 крізь витратний вентиль 19 (рис. 1.), 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 роботу системи за допомогою манометрів 7 (тиск у балоні) і 8 (тиск у редукторі).Пуск і прогрівання двигуна здійснюють на паровій фазі газу. Для цього відкривають паровий 18 і магістральний 6 вентилі.
Рис. 1. Схема газобалонної установки для роботи на зрідженому газі
1 - вентиль-покажчик максимального рівня; 2 - запобіжний клапан; 3 - покажчик рівня рідини в баці; 4 - наповнювальний вентиль; 5 - балон низького тиску; 6 - магістральний вентиль; 7, 8 - манометри; 9 - трубка розвантажувального пристрою; 10, 14, 17 - газопроводи; 11 - фільтр; 12 - двоступінчастий редуктор; 13 - економайзер; 15 - карбюратор-змішувач; 16 - випарник; 18, 19 - вентилі для пари й рідини.
На короткий час двигун зупиняють вимиканням запалювання, а в разі зупинки на 1...2 год перекривають магістральний вентиль. На днищі балона 5 є запобіжний клапан 2 (відкривається при тиску 1,68 МПа), наповнювальний вентиль із зворотним клапаном, вентиль максимального заповнення балона й датчик рівня зрідженого газу. Для наповнення балона використовують вентиль 4. Заповнюють тільки 90% об'єму, щоб у разі розширення газу під час нагрівання балон не зруйнувався. Рівень рідкого газу в процесі заправляння контролюється за допомогою трубки рівня вентиля-покажчика 1.
Установка для роботи на стисненому газі
Складається установка для роботи на стисненому газі з восьми балонів, згрупованих по чотири (рис. 2.), розміщують під платформою кузова й кожну групу обладнують вентилем, що дає змогу витрачати газ із будь-якої групи або відразу з 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 13. На редукторі високого тиску 20 установлено датчик контрольної лампи, яка засвічується в разі зниження 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 (див. додаток А).
Рис. 2. Принципова схема газобалонної паливної системи з лівим розташуванням арматури газових балонів:
1 — газовий змішувач; 2 — шланг системи холостого ходу; З — редуктор низького тиску; 4—шланг від пускового клапана до газового змішувача; 5—шланг від електромагнітного клапана до редуктора низького тиску; 6— електромагнітний клапан із фільтром; 7 — трубка від перехідного штуцера до електромагнітного клапана; 8 — шланг для відведення газу від запобіжного клапана редуктора високого тиску: 9— вентиль задньої групи балонів; 10 — наповнювальний вентиль; 11 — хрестовина; 12 — трубка від хрестовини до підігрівника газу; 13 — основний витратний вентиль; 14 — вентиль передньої групи балонів; 15— паливний бак; 16 — манометр високого тиску; 17 —фільтр грубої очистки палива; 18 — підігрівник газу; 19—рукав підігрівника газу; 20 — редуктор високого тиску; 21 — карбюратор-змішувач: 22 — фільтр тонкої очистки палива з електромагнітним клапаном; 23 — паливний насос.
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 (0,9...1,15 МПа), 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 2 безпосередньо в задросельний простір.
Робота двигуна на бензині забезпечується стандартною системою живлення бензином, яку підключено до карбюратора-змішувача 21. Сталеві балони для стисненого газу виготовляють із суцільнотягнутих труб із зовнішнім діаметром 219 мм і товщиною стінок 6,5...7,0 мм. Місткість балона - 50 л.
Газові трубопроводи від балонів до редуктора високого тиску автомобіля ЗИЛ-138А становлять сталеві трубки із зовнішнім діаметром (10+0,1) мм і товщиною стінки 2 мм. Трубопровід від редуктора високого тиску до редуктора низького тиску - це трубки діаметром (10+0,15) мм і товщиною стінки 1 мм. Усі з'єднання газових трубопроводів з перехідниками, вентилями та іншими елементами газової апаратури — безпрокладні ніпельні типу «врізне кільце» й допускають багаторазове розбирання. Коли затягується накидна гайка, кільце ніпеля деформується й набирає форми внутрішнього конічного отвору в штуцері, герметизуючи з'єднання. Водночас кільце врізується гострою кромкою в стінку трубки, запобігаючи вириванню її зі з'єднання під дією високого тиску.
Вентилі, встановлені в газобалонній системі автомобіля ЗИЛ-138А, мають різне призначення: один - наповнювальний, решта три - витратні. Конструкція вентилів в основному однакова: вони різняться лише різьбою на бічному штуцері (наповнювальний вентиль має спеціальну ліву різьбу). Вентиль складається з корпусу з конічною різьбою, маховика зі шпинделем, муфти та клапана. Для приєднання газопроводу на бічний штуцер вентиля нагвинчується перехідний штуцер із прокладкою. В наповнювального вентиля після заповнення балонів стисненим газом перехідний штуцер закривається запобіжним ковпачком із ланцюжком.
Редуктор високого тиску призначається для зменшення тиску стисненого газу з 20 до 0,9... 1,15 МПа. Тиск газу в редукторі знижується внаслідок його розширення під час охолодження крізь щілину між клапаном 5 і сідлом 7 у камеру низького тиску Б. У порожнину високого тиску А стиснений газ надходить крізь штуцер. Клапан 5 залишається відкритим під дією зусилля натискної пружини 1, що передається на нього через мембрану 2 й штовхач 3, доти, доки тиск газу під мембраною не врівноважить це зусилля, після чого клапан закривається під дією пружини 6. Редуктор автоматично підтримує робочий тиск. Якщо тиск нижчий від 0,45 МПа, клапан редуктора відкритий постійно, а в кабіні водія засвічується контрольна лампа. Якщо ж робочий тиск з якихось причин перевищить 1,7 МПа, спрацює запобіжний клапан.
Рис. 3. Електромагнітний клапан з фільтром.
1 - пружина; 2 - повстяний фільтрувальний елемент; 3 - ковпак; 4 - гумове кільце; 5 - штуцер; 6 - корпус; 7 - електромагнітний клапан.
Підігрівник потрібний для попереднього підігрівання газу, особливо взимку. Без підігрівника волога й вуглекислота, які містяться в газі, можуть замерзнути в редукторі високого тиску.
Підігрівник газу автомобіля ЗИЛ-138А складається з нижнього та верхнього корпусів, у яких стиснений природний газ обігрівається теплотою відпрацьованих газів. Вхідний патрубок підігрівника гнучким металевим рукавом сполучається з лівою приймальною трубою глушника. З підігрівника відпрацьовані гази викидаються в атмосферу вихідним патрубком.
У схемі газобалонної установки підігрівник розташовано між магістральним вентилем та редуктором високого тиску й установлено позаду останнього на лівому лонжероні рами.
Електромагнітний клапан із фільтром куди під тиском 0,9... 1,15 МПа газ надходить з редуктора високого тиску, прикріплено на кронштейні до передньої стінки кабіни. Фільтр складається з корпусу 6, електромагнітного клапана 7, повстяного фільтрувального елемента 2, алюмінієвого ковпака 3, підвідного й відвідного штуцерів. Коли запалювання ввімкнено, клапан електромагніту під дією пружини закритий і не пропускає газ у редуктор низького тиску. Після вмикання запалювання клапан відкривається, й очищений від механічних домішок газ надходить у редуктор низького тиску, а потім у змішувач і карбюратор. Ковпак фільтра під час його монтажу на корпус ущільнюється гумовим кільцем.
1 2