Загрузка...Сайт о внедорожниках УАЗ, ГАЗ, SUV, CUV, кроссоверах, вездеходах
Редукторы низкого давления газобаллонного оборудования ГБО автомобилей, устройство и принцип работы.
Редукторы низкого давления газобаллонного оборудования ГБО автомобилей применяются как в газовых системах питания на газе метан, так и в газовых системах питания на пропан-бутановой смеси.
Редукторы низкого давления газобаллонного оборудования ГБО автомобилей, устройство и принцип работы.
Редукторы низкого давления мембранно-рычажного типа имеют две ступени, конструктивно объединенные в один узел. В первой ступени происходит предварительное снижение давления (от 0,15 до 0,04 МПа).
Если редукторы низкого давления работают на сжиженном нефтяном газе, в них одновременно со снижением давления газа происходит его испарение за счет теплоты, подводимой в герметичную полость, подсоединенную к системе охлаждения двигателя. При использовании редукторов низкого давления в системе питания на метане нет необходимости подключать эту полость редуктора к системе охлаждения двигателя, так как газ во всей системе находится в газообразном состоянии.
Затем газ поступает во 2-ю ступень редуктора, где происходит снижение давления до значений, близких к атмосферному. Редукторы низкого давления газобаллонного оборудования ГБО автомобилей поддерживают эти величины давления при различных режимах работы двигателя. Для обеспечения работы в режиме холостого хода могут использоваться системы холостого хода, выполненные как отдельные каналы подачи газа параллельно второй ступени.
Управление подачей газа осуществляется за счет эжекции (всасывания) газа во впускной коллектор из выходного патрубка редуктора низкого давления, которая изменяется при открытии или закрытии дроссельной заслонки карбюратора. Конструктивных отличий при использовании компримированного и сжиженного нефтяного газов практически нет.
Встречаются конструкции, в которых редуктор высокого давления объединен с редуктором низкого давления в трехступенчатые редукторы, которые используются в системах питания на газе метан.
Все автомобильные редукторы низкого давления имеют устройства для автоматического прекращения поступления газа при остановке двигателя. Это обеспечивает надежное перекрытие подачи газа, даже если двигатель прекратит работу, и пожарную безопасность ГБО.
Редукторы низкого давления производства РЗАА, устройство.
Редукторы низкого давления производства РЗАА — двухступенчатые мембранно-рычажного типа. Крышка, корпус разгрузочного устройства, корпус редуктора, крышка корпуса экономайзера и верхняя крышка корпуса редуктора образуют внутренние полости 1-й и 2-й ступеней и разгрузочное устройство. Каждая ступень имеет свой клапан, мембрану, рычаг привода клапана, пружину.
Разгрузочное устройство образовано его корпусом, крышкой и мембраной. Пружина внутри разгрузочного устройства воздействует на упор, соединенный с мембраной 2-й ступени, и далее с рычагом клапана. Таким образом, на неработающем двигателе вход газа во 2-ю ступень закрыт.
Между корпусом экономайзера и корпусом редуктора крепится пластина, имеющая два дозирующих отверстия, через которые газ поступает в экономайзер и затем по патрубку в карбюратор-смеситель. В корпусе экономайзера находится клапан, перекрывающий канал подвода газа. Этот клапан удерживает в закрытом состоянии пружина. Вакуумная полость экономайзера, образуемая крышкой корпуса и мембраной, служит для открытия клапана.
Принцип работы редуктора низкого давления газобаллонного оборудования ГБО автомобилей.
При неработающем двигателе давление в полости 1-й ступени равно атмосферному и клапан открыт под действием пружины. При запуске двигателя газ поступает в 1-ю ступень через фильтр. Под действием давления в 1-й ступени перемещаются мембрана и рычаг вместе с клапаном. В результате образовавшегося разрежения мембрана перемещается вверх, освобождая ход упорной пластины и соединенного с ним штока, рычага и клапана.
Под действием давления газа в 1-й ступени открывается клапан и газ поступает в полость 2-й ступени, оказывая давление на мембрану. Газ поступает через отверстие в полость экономайзера и далее по патрубку подвода газа — в карбюратор-смеситель.
В режиме минимальных оборотов холостого хода обратный клапан закрыт, и газ поступает по каналам, регулируемым винтами. При увеличении нагрузки на двигатель дроссельная заслонка открывается. Расход газа, поступающего через клапан возрастает. Разрежение в вакуумной полости экономайзера уменьшается, клапан отрывает канал, и газ поступает через отверстие мощностной регулировки. Поток газа открывает обратный клапан, устремляясь в карбюратор-смеситель.
Регулировка давления в 1-й ступени выполняется изменением усилия пружины при вращении регулировочной гайки. Регулировка давления во 2-й ступени выполняется изменением усилия пружины при вращении регулировочного ниппеля. Ход штока и соответственно клапана регулируется винтом. Для контроля давления в 1-й ступени служит датчик. Указатель этого давления находится в кабине водителя. Испарение газовой смеси происходит вне редуктора в специальном испарителе.
По материалам книги «Установка и эксплуатация газобаллонного оборудования автомобилей».
Ю.В. Панов.
Принцип действия
Зачем нужен газовый редуктор – для контроля над выходящими веществами, безопасности и т.д. А каков же принцип его действия? Принцип таков:
От главной ёмкости поступает вещество. Там оно содержится под давлением больше 150 атм. Когда оно направляется в трубопровод и к бытовой аппаратуре, то редуктор доводит параметр давления до минимальных. Спектр значений обуславливается видом оборудования. Обычно это 10 – 70 атм.
Например, для работы бытовой плиты достаточно давления газа от 1 атм.
Виды редукторов имеют отличия по таким признакам:
- Вид. Постовая модель – для баллонов. Центральная – для трубопроводов.
- Метод работы.
- Тип подключения.
- Внешний облик.
- Пропускной потенциал.
- Уровень редуцирования. 1 или 2 камеры.
Есть бытовые и промышленные виды. Вторые оснащают манометрами.
Так как значение редуктора для газовой ёмкости велико И безопасность, и стабильная работа и т.п), то вопрос, нужен ли редуктор на газовый баллон, отпадает моментально.
И при выборе прибора следует учитывать соответствие его размеров нуждам аппаратуры, подключаемой через него.
Баллоны с этими устройствами ставят в доме или снаружи. В первой ситуации в помещении должна быть опция стремительного проветривания при опасной ситуации.
Версия размещения на улице более безопасна.
Виды устройств по такому критерию, как пропускаемый газ:
- Ацетилен. Редуктор имеет белый цвет.
- Водород. Тёмно-зелёная окраска устройства.
- Кислород. Редуктор голубого цвета.
- Пропан-бутан. Красный редуктор.
- Метан. Тоже красный.
Какой редуктор нужен для газового баллона? Ответ – п.4.
Версии, рассчитанные для прочих газов, запрещено применять для сжиженных смесей на углеводороде.
Характеристики устройства должны иметь равные параметры с баллоном и аппаратом, на который оно монтируется.
Большое значение имеет и грамотная настройка мощности выходящих газовых потоков. Когда параметры превосходят допустимые значения, автоматика в современной газовой технике её отключает. Если в технике нет такой защиты, может случиться авария.
Также редукторы обязательно сертифицируют.
Есть такие стандарты присоединения к газовой ёмкости (по резьбе):
- W 21,8 х 1/14 – вид цилиндр DIN 477/T1. Сокращённо – СП 21,8
- G – вид труба — цилиндр. Число после буквы – это шаблонный диаметр (измерение в дюймах).
- M – метрический. После буквы ставятся два числа. Первое – диаметр. Второе – дистанцию резьбы (в мм).
Для подключения можно применять обычный гибкий шланг. Штуцер прибора смачивается водой. Для крепежа соединения используется винтовой хомут.
Для подключения сильфонных шлангов используется переходник с резьбой. Он вкручивается взамен штуцера. После чего происходит проверка – пропускается газ при невключённых аппаратах. Откручивается вентиль расходования газа и выворачивается контролирующий винт. Пружина предельно ослабляется. Когда манометр отражает плавное развитие давления, устройство не пригодно.
Собрав систему, нужно устроить приход газа от ёмкости к редуктору. Нужно вращать настроечный винт, назначить оптимальное давление на выходном участке. Места контактов смачиваются мыльным составом. Это проверка утечки газа.
Устройство автомобилей
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.
Переключатель топлива
Это устройство выполняет переход на нужный вид горючего при определенных оборотах двигателя.
В инжекторах переключатель предусматривает положения: бензин, газ и автомат.
В карбюраторных моторах, оснащенных электронным редуктором, устанавливаются переключатели, обеспечивающие отключения запорной арматуры в автоматическом режиме при установки положения «газ».
В карбюраторных двигателях, оборудованных вакуумным редуктором, используется переключатель с двумя тумблерами. С помощью первого осуществляется переход «газ»-«бензин», а второй включает подкачку газа.
