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.

Система живлення зрідженим газом (рис. 4.33) складається з балона 25, випарника 4, в якому газ з рідкого стану переходить у газоподібний, газового редуктора для зниження тиску газу від 1,6 (в балоні) до 0,1 МПа (на вході до двигуна), дозувально-економайзерного пристрою 9, манометра 13 з датчиком 11, газових фільтрів 12 і 16, магістрального вентиля 14, карбюратора-змішувача 17, з'єднувальних газопроводів 3, 6, 7 і 8.

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.