Устройство газового смесителя автомобиля
Газовые смесители служат для приготовления горючей смеси и регулирования ее подачи, обеспечивая тем самым получение заданной частоты вращения коленчатого вала двигателя. Конструктивно смесители газа могут быть объединены с карбюратором (карбюратор-смеситель) или выполнены отдельно.
К смесителям предъявляются те же требования, что и к карбюраторам. Они должны обеспечивать надежный пуск двигателя, устойчивую работу его на холостом ходу, плавный переход с малой частоты вращения холостого хода к нагрузочным режимам, приемистость двигателя при резком изменении нагрузки.
Существенным отличием работы газового смесителя от карбюратора является то, что в нем топливо не испаряется, так как газ в него подается уже в парообразном состоянии. Подача газа в смеситель в одинаковом с воздухом агрегатном состоянии позволяет вынести дозирующие элементы в отдельный блок или объединить их с газовым редуктором, упростив конструкцию смесителя.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Газовый смеситель СГ-250 двухкамерный, вертикальный, с падающим потоком горючей смеси, с параллельным открытием дроссельных заслонок. Основные топливодозирующие элементы смесителей одинаковы и конструктивно объединены с газовым редуктором. Модификации газовых смесителей отличаются приводом дроссельных заслонок и диаметром диффузоров.
В корпусе газового смесителя (рис. 113) расположены две дроссельные заслонки, два съемных диффузора и две горизонтальные газовые форсунки. Для обогащения смеси при пуске двигателя в смесителе имеются воздушные заслонки с автоматическими клапанами, которые исключают возможность переобогащения горючей смеси.
Во входном патрубке расположен обратный клапан, который перекрывает подачу газа в основную систему при работе двигателя на холостом ходу и предохраняет редуцирующее устройство от противодавления при обратных вспышках в двигателе.
Подачу газа в систему холостого хода регулируют винтами, которые расположены в крышке каналов холостого хода. Кроме того, на смесителе расположен исполнительный механизм ограничителя частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Газовый смеситель СГ-250 предназначен для совместной работы с редуктором МКЗ-НАМИ (рис. 114). Основная подача газа осуществляется дозирующе-экономайзерным устройством через газопровод, обратный клапан и газовые форсунки, которые расположены в узком сечении диффузоров. Для устойчивой работы двигателя на холостом ходу и плавного перехода на нагрузочный режим в смесителе имеется специальная система с двумя выходами газа в каждую смесительную камеру.
Рис. 113. Газовый смеситель СГ-250:
1 — ограничитель частоты вращения, 2 — патрубок входа газа, 3 — обратный клапан, 4 — воздушная заслонка, 5 — газовая форсунка, 6 — диффузор, 7 — штуцер входа газа в систему холостого хода, 8 — регулировочный винт общей подачи газа в систему холостого хода, 9 — регулировочный винт холостого хода, 10 — дроссельная заслонка, 11 — корпус
При работе двигателя на холостом ходу с минимальной частотой вращения коленчатого вала обратный клапан закрыт, отверстия прямоугольного сечения находятся в зоне низкого разрежения и газ вводится только в задроссельную полость смесительных камер через круглые отверстия. Количество газа регулируют винтом. Воздух в этом случае поступает через щели между дроссельными заслонками и стенками смесительных камер.
Рис. 114. Схема соединения газовых каналов смесителя и редуктора:
1 — газовая форсунка, 2 — обратный клапан, 3 — дроссельная заслонка, 4 — отверстие прямоугольного сечения, 5 — круглые отверстия, 6, 9. 12, 13 — газовые каналы системы холостого хода, 7 — канал общей подачи газа, 8 — дозирующе-экономайзерное устройство, 10, 11 — регулировочные винты подачи газа в систему холостого хода, 14 — диффузор
При открывании дроссельных заслонок прямоугольные отверстия переходят в зону высокого разрежения, через них начинает поступать газ и частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается. Общую подачу газа в систему холостого хода регулируют винтом.
С увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя увеличивается разрежение в диффузорах и открывается обратный клапан 2, включая основную подачу газа.
Наиболее плавный переход от холостого хода к нагрузочным режимам может быть достигнут при отборе газа в систему холостого хода из полости редуктора, расположенной до дозирующего устройства, т. е. непосредственно из второй ступени редуктора. Однако такое питание двигателя на режимах холостого хода приводит к переобогащению горючей смеси на малых нагрузках его работы.
Если осуществлять отбор газа из полости за дозирующим устройством, то . ухудшается качество работы двигателя на переходных режимах. В связи с этим газ в систему холостого хода смесителя подается из полости, расположенной до дозирующего устройства, по каналу 9 и после дозирующего устройства по каналам.
Пусковая топливная система с электромагнитным клапаном предназначена для улучшения пусковых качеств газобаллонных автомобилей при отрицательных температурах (рис. 115). Особенность работы системы заключается в обогащении газовоздушной смеси при пуске двигателя за счет подачи газа в смеситель под давлением 0,1 — 0,15 МПа.
Подача газа осуществляется из ступени редуктора по трубопроводам в клапанную коробку смесителя. Управление подачей газа производится с помощью электромагнитного клапана. Клапан включают при прокрутке двигателя и выключают через 10—15 с после начала работы двигателя. Система обеспечивает надежный пуск двигателя на паровой фазе газа при температурах до —20 °С.
Карбюратор-смеситель К-22К (рис. 116) устанавливают на газобаллонных автомобилях семейства ГАЗ-52. Карбюратор-смеситель выполнен на базе карбюратора К-22 и состоит из поплавковой камеры, газовой проставки и смесительной камеры.
Газовая проставка имеет патрубок с форсункой для ввода газа, штуцер для подачи газа в систему холостого хода и приспособление для раздвигания (выключения) упругих пластин диффузора при работе двигателя на газе. При раздвижении упругих пластин диффузора исключается возможность переобогащения газовоздушной смеси на нагрузочных режимах работы двигателя. Подачу газа в систему холостого хода регулируют винтом.
Карбюратор-смеситель обеспечивает получение высоких мощ-ностных и экономических показателей двигателя при работе на газе или на бензине.
Рис. 115. Пусковая система с электромагнитным клапаном:
1 — I ступень газового редуктора, 2, 4 — трубопроводы, 3 — электромагнитный клапан, 5 —клапанная коробка, 6 — газовый смеситель
Рис. 116. Карбюратор-смеситель К-22К:
1 — пластина диффузора, 2 — газовая проставка, 3 — штуцер для подачи газа в систему холостого хода, 4 — регулировочный винт, 5 — приспособление для выключения пластин диффузора, 6 — патрубок входа газа с газовой форсункой
Устройство автомобилей
Система питания двигателя от газобаллонной установки
Узлы и приборы газобаллонных установок
Газоподающая аппаратура
К газоподающей аппаратуре газобаллонной установки относятся следующие приборы и узлы:
- испаритель газа;
- подогреватель газа;
- газовый смеситель;
- фильтры газа;
- газовые редукторы;
- дозирующе-экономайзерное устройство.
Испаритель газа
Испаритель газа служит для преобразования сжиженного газа в паровую фазу (газообразное состояние). На рис. 1 показан испаритель, применяемый в отечественных газобаллонных установках грузовых автомобилей. Он состоит из двух частей, отлитых из алюминиевого сплава. Источником теплоты в этом испарителе служит жидкость из системы охлаждения двигателя.
Сжиженный газ проходит через теплообменник испарителя и превращается в газообразное состояние. Испаритель обеспечивает нормальную работу двигателя при температуре охлаждающей жидкости не менее 80 ˚С, поэтому для запуска и разогрева двигателя чаще всего прибегают к работе на традиционных видах топлива (бензине).
Подогреватель газа
Подогреватель газа служит для предварительного подогрева сжатого газа в целях исключения конденсации влаги в газопроводах и замерзании ее в зимнее время.
На отечественных грузовых автомобилях устанавливается подогреватель (рис. 2), в котором используется теплота отработавших газов.
Подогреватель состоит из корпуса 2, в котором размещен теплообменный змеевик 5. Подогреватель подключается к системе выпуска отработавших газов до глушителя. Отработавшие газы, проходя через корпус подогревателя, омывают змеевик, по которому проходит сжатый газ, и подогревают его.
Затем отработавшие газы, пройдя подогреватель, выбрасываются в окружающую среду, минуя глушитель, через приваренный выходной патрубок 6.
Интенсивность подогрева газа регулируется размером отверстия специальной дозирующей шайбы.
Фильтры газа
Фильтры служат для очистки газа от механических примесей.
Фильтры могут быть войлочными с кольцами и сетчатыми. Они устанавливаются в магистрали после испарителя. Сетчатый фильтр устанавливается, как правило, на газовом редукторе, а фильтр с войлочными кольцами объединяется с электромагнитным клапаном.
На автомобилях, работающих на сжатом газе, один фильтрующий элемент устанавливается на входе в редуктор высокого давления, другой – на линии низкого давления перед двухступенчатым редуктором.
Фильтр состоит из корпуса 2 (рис.3), стакана 4, войлочного фильтрующего элемента 3 и стяжного болта 5.
Электромагнитный клапан 1 находится нормально закрытом положении и при включении его в бортовую электросеть автомобиля (включение зажигания) открывается и пропускает газ в питающую газовую магистраль.
Газовые редукторы служат для понижения давления сжиженного или сжатого газа до давления, близкого к давлению окружающей среды (атмосферному).
Для газобаллонных установок сжиженного газа используют двухступенчатые редукторы низкого давления, а для установок сжатого газа дополнительно используют одноступенчатый редуктор высокого давления.
Двухступенчатый газовый редуктор
Двухступенчатый газовый редуктор (рис. 4) предназначен для всех отечественных грузовых газобаллонных автомобилей. Конструктивно с ним объединено дозирующее-экономайзерное устройство.
При неработающем двигателе электромагнитный клапан закрыт, и газ во входной штуцер 8 редуктора не поступает. В этом случае давление в полости Д, которая связана с окружающей средой, прогибает мембрану 11 вниз и через рычаг 10 открывает клапан 7 первой ступени редуктора.
В полости Б также давление, соответствующее давлению окружающей среды, поэтому мембрана 2 через пружину 5 и шток 4 перемещает рычаг 1 вверх и открывает клапан 12 второй ступени редуктора. Давление во всем редукторе соответствует давлению окружающей среды.
При включении зажигания и открытом магистральном вентиле газ через вход I, клапан 7 поступает в полости Г и В и воздействует на мембраны 11 и 2. Если двигатель не работает и потребления газа нет, то эти мембраны закрывают клапаны 12 и 7.
При пуске двигателя через выход II разрежение передается в полость Г, открывая клапан 7.
При малых нагрузках эта система поддерживает в полости В давление 50…100 кПа. По мере открытия дроссельных заслонок срабатывает клапан 13 экономайзера.
Разрежение передается на мембрану снизу, и пружина экономайзера прогибает мембрану вверх, открывая клапан и пропуская дополнительное количество газа на выход II.
Одноступенчатый редуктор высокого давления
Одноступенчатый газовый редуктор высокого давления (рис. 5) служит для снижения давления сжатого газа до 1,2 МПа.
Газ из баллона поступает в полость А редуктора через штуцер с накидной гайкой 15 и керамический фильтр 14 к клапану 12. На клапан давит сверху через толкатель 3 и мембрану пружина редуктора.
При давлении газа в полости Б меньше заданного пружина редуктора через толкатель опускает клапан 12, пропуская через образовавшуюся щель газ в полость Б. Газ при этом проходит дополнительный фильтр 11. При достижении заданного давления в полости Б мембрана 2 прогибается вверх, преодолевая усилие своей пружины, и клапан 12 под действием пружины 13 поднимается и закрывает проход газа.
Выходное давление регулируется рукояткой с винтом 4. Работа редуктора контролируется по манометру, принимающему сигнал от датчика высокого давления 1 и сигнализатора падения выходного давления 6 (аварийного датчика).
Газовый смеситель
Газовые смесители предназначены для приготовления горючей смеси и регулирования ее подачи в цилиндры двигателя в соответствии с режимами его работы. Их изготовляют в виде автономного прибора (в чисто газовом варианте) или совмещают с карбюратором.
В последнем случае прибор называется карбюратором-смесителем и отличается от обычного карбюратора наличием форсунки для ввода в него газа. При этом сохраняется способность работы двигателя на бензине без изменения динамических и экономических показателей.
Газовую форсунку размещают либо в проставке между корпусом дроссельных заслонок и диффузорами, либо вводят в диффузор сверху.
Смесители для газового варианта имеют простейшую конструкцию, схема соединения газовых каналов смесителя и редуктора показана на рис. 6.
Смесители не имеют ускорительных насосов, так как в отличие от бензина плотность нефтяного и природного газов мало отличается от плотности воздуха. Следовательно, при резком открытии дроссельных заслонок переобеднения горючей смеси не произойдет.
Основная подача газа осуществляется дозирующее-экономайзерным устройством 1 через канал 2, обратный клапан 6 и газовые форсунки 7, которые расположены в узком сечении диффузоров 8.
При работе двигателя на минимальной частоте вращения холостого хода обратный клапан 6 закрыт, отверстие прямоугольного сечения находится в зоне низкого разрежения, и газ поступает в задроссельное пространство через круглое отверстие 3. Количество поступающего газа регулируют винтом 11. Воздух в этом случае поступает через щели между дроссельными заслонками и стенками смесительных камер.
При открывании дроссельных заслонок 5 прямоугольные отверстия 4 переходят в зону высокого разрежения, через них начинает поступать газ, частота вращения коленчатого вала и мощность двигателя увеличиваются.
Общую подачу газа в систему холостого хода регулируют винтом 10.
С увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя увеличивается разрежение в диффузорах 8 и открывается обратный клапан 6, включающий основную подачу газа.
Газ в систему холостого хода подается по двум каналам: непосредственно из второй ступени редуктора по каналу 12 и из полости за дозирующим устройством по каналу 2.
Такая конструкция обеспечивает плавный переход с режима холостого хода на режим частичных нагрузок и отсутствие переобогащения горючей смеси на малых нагрузках.