Владимир Золотницкий - Автомобильные газовые топливные системы

В блоке предусмотрена функция управления клапаном паровой фазы блока арматуры, что обеспечивает автоматическое включение и выключение клапана при достижении определенной температуры теплоносителя, обогревающего редуктор-испаритель. Блок снабжен индикатором, показывающим уровень газа в баллоне.

Переход с бензина на газ и с газа на бензин осуществляет водитель со своего места без остановки автомобиля.

Особенности конструкции газовой аппаратуры «Автосистема»:

– унификация соединительных элементов по моделям автомобилей (легковые, грузовые и автобусы);

– взаимозаменяемость основных агрегатов на подобные других производителей;

– высокие эксплуатационные качества (устойчивый пуск холодного двигателя, простота обслуживания и ремонта);

– модульная компоновка основных агрегатов;

– выполнение резинотехнических изделий из материалов нового поколения, практически не требующих замены в течение 5–7 лет.

Одна из особенностей оборудования «Автосистемы» – это модульная компоновка. В стремлении более полно удовлетворить запросы автомобилистов, специалисты из множества вариантов блоков составляют нужную потребителю комплектацию. Однако этот подход имеет существенный недостаток – множится число регулировок: на редукторе два винта холостого хода, на экономайзере или дозаторе по два винта регулировки расхода топлива и т. д. Среднестатистический автомобилист не привык к такому обилию винтов. Обычно он обходится двумя винтами на карбюраторе. К тому же нельзя не отметить, что увеличение числа диафрагм и электроконтактов не повышает надежности системы.

Вариант схемы основных элементов ГБО, работающих на КПГ, представлен ЗАО «Автосистема» (рис. 24).

Рис. 24. Схема основных элементов ГБО, работающих на КПГ: 1 – баллоны газовые облегченные; 2 – узел заправочный выносной; 3 – вентиль; 4 – электромагнитный бензиновый клапан; 5 – смеситель газа; 6 – редуктор низкого давления; 7 – экономайзер; 8 – редуктор высокого давления; 9 – клапан электромагнитный газовый; 10 – манометр; 11 – газовый фильтр; 12 – электронный блок; 13 – предохранитель.

Компримированный природный газ (КПГ) хранится в двух баллонах (1), установленных в багажнике автомобиля. Они стянуты стальными хомутами и закреплены на кронштейнах. Баллоны поставляются в комплекте с вентилями.

Заправка баллонов КПГ производится на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС) под рабочим давлением 20 МПа.

Через выносной заправочный узел (2), вентили (3) газ поступает в баллоны по трубопроводам высокого давления. Затем он поступает к электромагнитному газовому клапану (9), рассчитанному на 20 МПа, предварительно пройдя очистку от твердых примесей в газовом фильтре (11). Манометр давления (10), установленный за газовым фильтром, осуществляет контроль наличия газа в баллонах. После открытия электромагнитного газового клапана газ подается к редуктору высокого давления (8), где давление газа снижается до 0,6–1,1 МПа. Затем по трубопроводу газ попадает в редуктор низкого давления (РНД) (6). При редуцировании (снижение давления) в редукторе высокого давления температура газа падает. К редуктору высокого давления по водяному рукаву подается теплоноситель от системы охлаждения двигателя. В РНД давление газа продолжает снижаться до величины, близкой к атмосферному давлению. РНД оборудован экономайзером (7), обеспечивающим обогащение газовоздушной смеси при полностью открытой дроссельной заслонке карбюратора.

По газовому рукаву газ поступает в смеситель (5), где он дозируется и смешивается с воздухом, после чего газовоздушная смесь подается в цилиндры двигателя. Чтобы перекрыть подачу бензина на время работы двигателя на газовом топливе, в бензопроводе между бензонасосом и карбюратором устанавливают электромагнитный бензиновый клапан.

Электромагнитными клапанами управляет электронный блок (12). Электрические схемы подключают к аккумуляторной батарее с помощью электропроводов через плавкий предохранитель (13), предназначенный для защиты всей системы от короткого замыкания и рассчитанный на ток в 3 А.

На базе научно-производственной фирмы «САГА» и пермского агрегатного объединения «Инкар» создана аппаратура, позволяющая перевести на газовое топливо, сжиженное нефтяное (СНГ) или компримированное (метан), все классы автомобилей и автобусов, оснащенных карбюраторными, дизельными или впрысковыми двигателями внутреннего сгорания.

Эту аппаратуру можно устанавливать на легковые и грузовые автомобили, а также автобусы отечественного и иностранного производства.

Данная система позволяет формировать оптимальный состав газовоздушной смеси на всех режимах работы двигателя благодаря высокой точности редуцирования и регулирования давления газа на выходе из редуктора-испарителя. Это обеспечивает стабильность работы двигателя, высокую топливную экономичность и снижение токсичности отработавших газов.

Конструктивные особенности системы и высокое качество ее изготовления в производственных условиях авиационного предприятия гарантируют высокую надежность, безопасность и простоту эксплуатации. Технический уровень системы соответствует международным требованиям ЕЭК ООН.

Все механические устройства указанного назначений, которые выпускались ранее, да и сейчас выпускаются многими фирмами, были сконструированы по карбюраторному принципу. Они включают в себя системы пуска, холостого хода, экономайзер, дозатор и предназначены, прежде всего, для установки на автомобилях с карбюраторными двигателями.

При разработке систем «САГА» учитывали, что главным параметром газа в отличие от бензина является давление. Поэтому была разработана конструкция редуктора-испарителя с единой системой подачи топлива, не зависящей от остальных систем, которыми оснащен карбюратор. Редуктор поддерживает на выходе постоянное давление независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки.

Это оказалось вполне достаточно для устойчивой работы двигателя в любом режиме. Отсутствие дополнительных систем позволяет повысить надежность конструкции и устанавливать ее на карбюраторных и впрысковых двигателях.

Рассмотрим вариант газовой аппаратуры «САГА-6» для работы на автомобиле с карбюраторным двигателем.

В комплект газовой аппаратуры «САГА-6» входят редуктор-испаритель (1) (рис. 25) и электромагнитные клапаны отключения газа (3) и бензина (8), отличающиеся от аналогичных элементов других систем повышенной надежностью, меньшим значением тока и напряжения срабатывания. Фильтры клапанов рассчитаны на длительный срок эксплуатации без какого-либо обслуживания или замены.

Рис. 25. Схема соединения газовой аппаратуры «САГА-6»: 1 – редуктор-испаритель; 2 – переключатель вида топлива и указатель уровня газа в баллоне; 3 – газовый электромагнитный клапан; 4 – газонепроницаемый кожух; 5 – блок запорно-предохранительной арматуры; 6 – газовый баллон; 7 – выносная заправочная горловина; 8 – бензиновый электромагнитный клапан; 9 – газосмесительное устройство.

Трехпозиционным переключателем (2) (газ – нейтральное положение – бензин) при включенном зажигании выбирают необходимый вид топлива. Обычно переключатель встраивают в панель приборов автомобиля. Переключатель снабжен индикатором, который двумя светодиодами показывает выбранный вид топлива, а пятью светодиодами – уровень газа в баллоне. По мере расходования газа светодиоды по порядку, один за другим гаснут. Таким образом, водитель всегда может определить количество газа в баллоне.

Газовый баллон (6) с установленным на нем блоком запорно-предохранительной арматуры (5) закрыт герметичным кожухом (4), который надежно изолирует оборудование от внутреннего объема автомобиля. В состав блока запорно-предохранительной арматуры входит мультиклапан – ограничительный механизм, который отсекает подачу газа при заполнении баллона на 80 % от общего объема. Один из расходно-наполнительных вентилей всегда находится в открытом положении. Заполняют баллон, не открывая крышку багажного отделения, через выносную заправочную горловину (7), обеспечивающую ускоренную (за 2–3 мин) заправку газом. Вентиль для соединения паровой фазы газа в баллоне с атмосферой позволяет заполнить баллон на 80 % даже при отсутствии компрессора на заправочной станции.

Смесительное устройство (9) (в обиходе просто смеситель) устанавливают над карбюратором в полости воздушного фильтра или между карбюратором и впускным трубопроводом. Смеситель вместе с редуктором-испарителем 1 формируют оптимальный состав газовоздушной смеси. Форма и размеры смесителя подобраны так, чтобы он не влиял на показатели двигателя при его работе на бензине. Для разных марок карбюраторов и двигателей разработаны соответствующие модели смесителей.