СИСТЕМА ПИТАНИЯ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Газовыми называются карбюраторные двигатели, работающие на газообразном топливе — сжатых и сжиженных газах. Особенностью газовых двигателей является их способность работать также и на бензине.

Система питания газовых двигателей имеет специальное газовое оборудование. Имеется также дополнительная резервная система, обеспечивающая при необходимости работу газового двигателя на бензине.

По сравнению с карбюраторными двигателями газовые более экономичны, менее токсичны, работают без детонаций, имеют более полное сгорание топлива и меньший износ деталей, срок их службы больше в 1,5 — 2 раза. Однако их мощность меньше на 10 – 20%, так как в смеси с воздухом газ занимает больший объем, чем бензин. У них сложнее система питания и обслуживание в эксплуатации, требующее высокой техники безопасности.

Топливом для газовых двигателей являются сжатые и сжиженные газы. Сжатые газы — газы, которые при обычной температуре окружающего воздуха и высоком давлении (до 20МПа) сохраняют газообразное состояние.

Сжатые газы являются природными газами. В качестве топлива для газовых двигателей обычно используется природный газ метан.

Сжиженные газы — газы, которые переходят из газообразного состояния в жидкое при нормальной температуре воздуха и небольшом давлении (до 1,6МПа). Это нефтяные газы.

Для газовых двигателей используются сжиженные газы следующих марок: СПБТЗ — смесь пропана и бутана техническая зимняя; СПБТЛ — смесь пропана и бутана техническая летняя; БТ — бутан технический.

Газообразное топливо менее токсично, имеет более высокое октановое число (100 ед.), дает меньшее нагарообразование и не разжижает масло в картере двигателя.

Конструкция систем питания газовых двигателей и их работа

В систему питания двигателя, работающего на сжатом газе (рис.27), входят баллоны (7) для сжатого газа, наполнительный (5), расходный (6) и магистральный (18) вентили, подогреватель (17) газа, манометры высокого (8) и низкого (9) давления, редуктор (11) с фильтром (10) и дозирующим устройством (12), газопроводы высокого (3) и низкого (13) давления, карбюратор-смеситель (14) и трубка (19), соединяющая разгрузочное устройство с впускным трубопроводом двигателя.

Рис. 27. Схема системы питания двигателя, работающего на сжатом газе

1 – баллон; 2 – тройник; 3, 13 – газопроводы; 4 – крестовина; 5, 6, 18 – вентили; 7 – бак; 8, 9 – манометры; 10 – газовый фильтр; 11 – редуктор; 12 – дозирующее устройство; 14 – карбюратор-смеситель; 15 – топливопровод; 16 – топливный насос; 17 – подогреватель; 19 – трубка.

При работе двигателя вентили (6) и (18) открыты. Сжатый газ из баллонов поступает в подогреватель (17), обогреваемый отработавшими газами, нагревается и через фильтр (10) проходит в двухступенчатый газовый редуктор (11). В редукторе давление газа снижается до 0,9 - 1,15МПа. Из редуктора через дозирующее устройство (12) газ проходит в карбюратор-смеситель (14), где и образуется горючая смесь (газовоздушная). Смесь под действием вакуума поступает в цилиндры двигателя. Процесс сгорания смеси и отвода отработавших газов такой же, как в карбюраторных двигателях.

Редуктор (11), кроме уменьшения давления газа, изменяет его количество в зависимости от режима работы двигателя. Он быстро выключает подачу газа при прекращении работы двигателя.

Кроме основной, имеется резервная система питания, обеспечивающая работу двигателя на бензине в необходимых случаях (неисправности системы, израсходован весь газ в баллонах и др.). При этом длительная работа двигателя на бензине не рекомендуется, так как в резервной системе питания отсутствует воздушный фильтр, что может привести к повышенному изнашиванию двигателя.

В резервную систему питания входят топливный бак (7), топливный фильтр, топливный насос (16) и топливопроводы (15).

Система питания двигателя, работающего на сжиженном газе, показана на рис.28. Сжиженный газ под давлением из баллона (12) поступает через расходный (13) и магистральный (11) вентили в испаритель (5). В испарителе газ подогревается горячей жидкостью системы охлаждения двигателя и переходит в газообразное состояние. Затем газ очищается в фильтре (6), поступает в двухступенчатый редуктор (8), где давление газа снижается до атмосферного. Из редуктора газ через дозирующее устройство (7) проходит в смеситель (4), который готовит горючую смесь в соответствии с режимом работы двигателя.

Газовый баллон имеет предохранительный клапан, открывающийся при давлении 1,68МПа, наполнительный вентиль и датчик уровня сжиженного газа. Баллон заполняется сжиженным газом только на 90% объема. Это необходимо для возможности расширения газа при нагреве.

Рис.28. Схема системы питания двигателя, работающего на сжиженном газе

1 – топливный фильтр; 2 – топливный насос; 3 – карбюратор; 4 – смеситель; 5 – испаритель; 6 – газовый фильтр; 7 – дозирующее устройство; 8 – редуктор; 9, 10 – манометры; 11, 13 – вентили; 12 – баллон; 14 – двигатель; 15 – бак.

Кроме основной системы питания, двигатель, работающий на сжиженном газе, имеет резервную систему питания для кратковременной работы на бензине. В резервную систему входят топливный бак (15), топливный фильтр (7), топливный насос (2) и карбюратор (3).

6. ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ

Проверка знаний студентов по разделу «Системы питания двигателей» может быть проведена в виде тестового задания. Пример такого задания приведен ниже.

1. Почему в смесительной камере карбюратора создается разрежение?

а) при такте впуска разрежение создается движением поршня в цилиндре;

б) в результате работы диафрагменного насоса;

в) из-за открытия впускных и выпускных клапанов.

2. Тип подкачивающего насоса системы питания карбюраторного двигателя:

а) шестеренчатый;

б) поршневой;

в) мембранный.

3. На каком режиме воздушная заслонка карбюратора закрыта?

а) холостого хода;

б) пуска;

в) полной нагрузки.

4. Какова должна быть величина параметра α, характеризующего состав горючей смеси на холостом ходу?

а) α = 1;

б) α = 0,8-0,9;

в) α = 1,2-1,3.

5. Какова должна быть величина параметра α, характеризующего состав горючей смеси на средних нагрузках?

а) α = 1;

б) α = 0,8-0,9;

в) α = 1,2-1,3.

6. Горючая смесь - это:

а) смесь топлива и отработавших газов;

б) смесь топлива и воздуха;

в) отработавшие газы.

7. Какая система карбюратора обеспечивает приготовление смеси обедненного состава на средних нагрузках?

а) система пуска;

б) система холостого хода;

в) главная дозирующая.

8. Тип топливного насоса высокого давления:

а) поршневой;

б) плунжерный;

в) мембранный.

9. Смесеобразование в дизельном двигателе происходит:

а) во впускном коллекторе;

б) в цилиндре двигателя;

в) в форсунке.

10. Каким образом топливный насос высокого давления обеспечивает изменение количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр?

а) поступательным движением плунжера;

б) вращательным движением плунжера;

в) форсункой.

11. Какая система карбюратора обеспечивает приготовление смеси обогащенного состава на полных нагрузках?

а) главная дозирующая система;

б) экономайзер;

в) ускорительный насос.

12. Смесеобразование в карбюраторном двигателе происходит:

а) в цилиндре;

б) в карбюраторе;

в) в воздухоочистителе.

13. Тип подкачивающего насоса в системе питания дизельного двигателя:

а) поршневой;

б) шестеренчатый;

в) плунжерный.

14. Какая по составу смесь должна быть приготовлена на режиме пуска двигателя:

а) обогащенная;

б) богатая;

в) обедненная.

15. Для чего осуществляется поступательное движение плунжера в топливном насосе высокого давления?

а) для регулирования количества топлива;

б) для создания высокого давления;

в) для воздействия на нагнетательный клапан.

16. Что является исходной информацией для блока управления системы питания с распределенным впрыском?

а) уровень бензина в топливном баке;

б) напряжение в бортовой сети автомобиля;

в) положение дроссельной заслонки.

17. Управляющее воздействие блока управления системы питания с распределенным впрыском:

а) на количество топлива при впрыске;

б) на момент зажигания;

в) на количество воздуха в топливо-воздушной смеси.

18. Датчик детонации системы питания с распределенным впрыском управляет:

а) составом топливо-воздушной смеси;

б) моментом зажигания;

в) давлением топлива перед форсункой.