Лабораторна робота № 5
Двигун. Система живлення двигуна газовим паливом
Мета роботи: вивчити призначення, загальні схеми, принцип дії та конструктивні особливості системи живлення двигуна газовим паливом, а також можливі поломки та способи їх усунення.
Методичні вказівки
Горючі гази, що використовуються в газобалонних автомобілях, можуть бути природними та штучними.
В якості стиснутих (компримованих) використовують гази, що виділяються з бурових газових та нафтових свердловин або виходять при обробці нафти на крекінговий заводах. Основою стиснутих газів служить метан. Тиск компримованих природних газів (КПГ) у балонах досягає 20 МПа і знижується в міру витрати газу.
Скраплені нафтові гази (СНГ) – пропан, бутан та ін. – отримують на заводах нафтопереробної промисловості. В зарядженому балоні скраплений газ заповнює біля 90% його обсягу. В іншій частині балона газ знаходиться в пароподібному стані. Наявність парової подушки оберігає балон від руйнування при підвищенні температури, так як тиск в ньому визначається тиском насичених парів палива для умов навколишнього середовища і при будь-якій кількості скрапленого газу не перевищує 1,6 -2,0 МПа.
Встановлено такі марки газів: СПБТЗ – суміш пропану та бутану технічна зимова, СПБТЛ – суміш пропану та бутану технічна літня, БТ – бутан технічний. Зріджений пропан-бутановий газ згідно із стандартом повинен містити пропану: зимою не менше 90%, а літом не менше 70%. Газ не повинен містити механічних домішок, води, водорозчинних кислот, лугів, смоли та інших забруднюючих речовин.
На сьогоднішній день за кордоном чітко намітилася тенденція до використання природного газу на автотранспорті у вигляді скрапленого природного газу.
Реалізація нових технологічних рішень по використанню скрапленого природного газу метану (СПГ) в якості моторного палива дозволяє отримати значний економічний ефект завдяки зменшенню експлуатаційних витрат (звичайна «Газель» при заправці газовим паливом проїжджає не 200 км, як прийнято вважати, а 450 км), а також створити енергетичний міст в екологічно благополучне суспільство.
Головна особливість автомобільної установки для роботи на СПГ – наявність посудини з високими вакуумно-теплоізоляційними властивостями для зберігання газу. Охолоджений до температури -162° С метан переходить у рідкий стан вже при атмосферному тиску і значно зменшується в об'ємі.
Робочий цикл двигуна, що працює на газі, такий, як і у бензинового, але будова та робота приладів системи живлення відмінна.
В устаткування входять сталеві балони для стисненого газу; наповнювальний, витратний і магістральний вентилі; підігрівач стисненого газу; манометри високого та низького тиску; редуктор з фільтром та дозуючим пристроєм; газопроводи відповідно високого та низького тиску; карбюратор-змішувач; трубка, що з’єднує розвантажувальний пристрій редуктора з впускним трубопроводом двигуна.
На сьогоднішній день, при встановленні газобалонного обладнання (ГБО) на інжекторні автомобілі, поширення здобули системи впорскування газу. В таких системах замість карбюратора-змішувача застосовуються газові форсунки, які впорскують газ у впускний колектор, аналогічно бензиновим форсункам.
ЕБК зчитує керуючі сигнали бензинових форсунок, що виробляються штатним блоком управління автомобіля, і сигнали додаткових датчиків, що поставляються з газовою системою, і формує розрахунковим чином сигнали управління газовими інжекторами, відключаючи при цьому самі бензинові форсунки. В деяких моделях ГБО її ЕБК тісно взаємодіє з основним ЕБК двигуна дозволяючи йому управляти всіма основними функціями.
Найбільш сучасною системою впорскування газу є система впорскування рідкої фази. Основна відмінність полягає в тому, що в цих системах здійснюється фазований розподілене упорскування рідкої фази пропан-бутанової суміші. Таким чином, відпадає необхідність у найбільш уразливому вузлі газового обладнання – в редукторі. Крім того, з’являється необхідність в газовому насосі. Все інше аналогічно системам попереднього покоління.
Застосування газового палива на дизельних двигунах вимагає досить складної переробки штатної системи живлення дизеля та встановлення системи запалювання. Проте існує дизельний мотор можна легко переробити для роботи на газодизельній суміші. При такому способі, в кінці такту стиснення, в циліндри подається так звана запальна порція дизпалива, яка самозаймається і запалює повітряно-газову суміш, подану під час впускного такту. Обсяг запальної порції становить 15-30% від звичайного, в залежності від того, яке встановлено ГБО на дизель і який загальний технічний стан мотора. Це необхідний мінімум, здатний при самозаймання в циліндрах, гарантовано запалити і газо-повітряну суміш.
При вивченні системи живлення газобалонного автомобіля необхідно розібратися з будовою та принципом роботи газового обладнання автомобіля. Вивчити основні вимоги техніки безпеки при експлуатації газобалонного автомобіля.
Зміст роботи
Вивчити:
- призначення і загальну схему живлення газового двигуна, розташування вузлів і деталей системи живлення;
- призначення, принцип дії, будову елементів системи живлення газового двигуна.
Розглянути:
- вимоги, що висуваються до системи живлення;
- паливо для газобалонного автомобіля.
Виписати основні параметри системи живлення газобалонного автомобіля:
- ємність одного балона, л;
- загальна ємність, м3;
- робочий тиск газу, МПа (кгс/см2);
- контрольні витрати газу на 100 км шляху;
- запас ходу при контрольних витратах, км.
Накреслити:
- принципову схему системи живлення газобалонного автомобіля.
Контрольні запитання
1. Призначення системи живлення газового двигуна та його основні частини.
2. Будова балонів.
3. Будова та робота живильного та витратного вентилів.
4. Робота пристрою для підігріву газу.
5. Будова і робота газового редуктора високого та низького тиску.
6. Види горючих газів, які застосовуються в газобалонних автомобілях.
7. Особливості будови системи живлення із впорскуванням газу.
8. Особливості будови системи живлення із впорскуванням газу у рідкій фазі.
9. Особливості будови системи живлення на скрапленому природньому газі.
10. Будова посудини для зберігання скрапленого природнього газу.
11. Особливості роботи газодизелів.
