2327

Герметичность соединений в трубопроводах высокого давления

Рис. 5.24. Ниппельное соединение:

а– до затяжки; б – после затяжки; 1 – штуцер; 2 – гайка 3 – ниппель; 4 – трубка

Ктретьей группе относятся трубопроводы, работающие под низ& ким давлением (до 0,01 МПа). Их выполняют из дюритовых шлангов и тонкостенных стальных трубок. Места соединений уплотняют прово& лочными или ленточными хомутами. Трубопроводы, изготовленные из стали, для предохранения от коррозии окрашивают краской; стальные детали соединений защищают металлическим покрытием.

5.7.Испаритель, подогреватель и фильтры газа

Для двигателя с внешним смесеобразованием давление сжиженного газа на входе в газосмесительное устройство должно быть снижено до атмосферного. Поскольку снижение давления газа может происходить только при парообразном состоянии последнего, перед редуктором устанавливают испаритель газа. Для испарения может быть исполь& зована теплота жидкости системы охлаждения двигателя или отрабо& тавших газов, а также электрический подогрев.

Испарительная способность устройства в первую очередь зависит от температуры и состава газа, коэффициента удельной теплопро& водности и величины поверхности испарения. Количество теплоты, которую необходимо подвести в испарительное устройство, включает теплоту, идущую на превращение газа из жидкости в насыщенный пар, и теплоту, идущую на перегрев паров газа и необходимую для

191

компенсации тепловых потерь в процессе снижения давления (редуцирования) газа (табл. 5.3).

Т а б л и ц а 5 . 3 Теплота, необходимая для парообразования r

и перегрева паров J этана и пропана

Из табл. 5.3 следует, что при повышении температуры газа в баллоне требуется меньше теплоты для его полного испарения в аппаратуре и перегрева паров до заданной температуры. Однако при снижении первоначальной температуры газа и при постоянной темпе& ратуре теплоносителя (охлаждающая жидкость двигателя) увеличи& вается перепад температур в испарительном устройстве и возрастает общий подвод теплоты к газу, что улучшает теплопередачу и испарение газа.

Редуктор&испаритель – наиболее важный агрегат в процессе образования необходимого состава газовоздушной смеси, заданного режимом работы двигателя (рис. 5.25).

Разработаны и производятся несколько вариантов отечественных редукторов&испарителей. Кроме того, на автомобилях установлено и эксплуатируется множество типов зарубежных редукторов&испари& телей различных фирм. Принципиальная схема редуктора&испарителя (рис. 5.25,а) разработана в 1988 г. НАМИ и Новогрудским заводом газовой аппаратуры.

192

а

б

Рис. 5.25. Принципиальные схемы редуктора&испарителя отечественного (а) и фирмы Бедини (Италия) (б):

1 – винт регулировки холостого хода; 2 – клапан системы холостого хода; 3

– вакуумная полость; 4 – штуцер подвода разрежения; 5, 7 – штуцеры для подвода и отвода охлаждающей жидкости;

6 – полость; 8 – клапан 1&й ступени; 9, 10 – входной и выходной штуцеры газа; 11 – полость разгрузочного устройства; 12 – мембрана разгрузочного устройства; 13 – рычаг клапана 2&й ступени;

14 – мембрана 2&й ступени; 15 – полость 2&й ступени; 16 – клапан 2&й ступени; 17 – регулировочный винт давления во 2&й ступени;

18 – пружина клапана 2&й ступени;

19 – пусковой клапан; 20 – пусковое устройство

Редуктор&испаритель представляет собой двухступенчатый автома& тический регулятор давления диафрагменного типа. В единый корпус регулятора встроен испаритель жидкой фракции газа, это полость 6 1&й ступени регулятора, омываемая горячей водой охлаждающей жидко& сти через штуцеры 5 и 7. Редуктор&испаритель содержит:

1&ю ступень редукции 6 (испаритель);

193

2&ю ступень (полость 15), понижающую давление до значения, близкого к атмосферному и, поддерживающую его в пределах от минус 10 до плюс 5 мм водяного столба;

разгрузочное устройство (полость 11), принудительно закры& вающее клапан 2&й ступени 16 при остановке двигателя и предотвра& щающее этим утечку при неработающем двигателе.

Разгрузочное устройство срабатывает от разрежения, создаваемого во в всасывающем коллекторе.

Редуктор&испаритель также содержит систему холостого хода, регулирующую подачу газа в двигатель на холостом ходу в зависимости от создаваемого разрежения во впускном коллекторе, и пусковое устройство, работающее с помощью электромагнитного устройства по «команде» водителя.

В более поздних моделях редуктора – испарителя система холо& стого хода отсутствует.

Редуктор&испаритель имеет регулировочный винт 17, влияющий на количество газа, поступающего в двигатель в режиме малой частоты вращения коленчатого вала. В моделях редуктора с системой холостого хода есть регулировочный винт 1, влияющий на подачу газа в режиме холостого хода.

Работа редуктора1испарителя

Газ в жидкой фазе поступает ко входному штуцеру 9. При открытом клапане 8 давление в 1&й ступени повышается до 0,07&0,09 МПа, при котором мембрана, преодолевая усилие пружины, прогибается и закры& вает клапан 8.

Перед пуском двигателя для заполнения газом системы низкого давления от редуктора до смесителя водитель 2–3 секунды нажимает на ручку – кнопку переключателя рода топлива 15. Пусковой клапан 19 (см. рис. 5.25) под действием электромагнита пускового устройства 20 открывается и газ в газообразной фазе поступает в полость 15 2&й сту& пени и через выходной штуцер 10 направляется в газовый смеситель, что дает возможность произвести запуск двигателя.

После запуска двигателя разрежение, создаваемое во впускном коллекторе, распространяется через штуцер 4 в полость 3. Мембрана прогибается, преодолевая усилие пружины, и открывает клапан 2 системы холостого хода. Газ поступает в полость 15 2&й ступени, что обеспечивает работу двигателя на холостом ходу (это относится только к редукторам с системой холостого хода).

194

Одновременно в полость разгрузочного устройства 11 также передается разрежение через штуцер 4, вследствие чего через клапан 16 начинает слабо поступать газ в полость 15 2&й ступени редуктора, где устанавливается избыточное давление.

С увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя увели& чиваются расход воздуха через впускной коллектор, а соответственно и разрежение, которое передается на мембрану 14. Диафрагма прогибается, и открывает клапан 16, увеличивая расход газа.

Таким образом, мембрана 14 автоматически регулирует подачу газа в соответствии с разрежением в диффузоре смесителя. Из редуктора& испарителя через штуцер 10 газ попадает в газовый смеситель, установленный в карбюраторе.

На автомобилях ГАЗ&53&07 и ЗИЛ&138 установлен испаритель (рис. 5.26) разборной конструкции, состоящий из двух литых алюми& ниевых частей, в месте разъема которых проходят газовые каналы. Разборная конструкция позволяет очищать газовые каналы от отложе& ний. Источником теплоты в этом испарителе служит жидкость из системы охлаждения двигателя.

Рис. 5.26. Испаритель газа:

1 – кронштейн; 2 – спускной кран для воды; 3 – штуцер входа (выхода) газа; 4 – канал водяной полости; 5 – корпус; 6 – заглушка водяной полости

Испаритель обеспечивает перевод газа из жидкого состояния в парообразное при температуре охлаждающей жидкости 80 С и выше в любое время года и на всех режимах работы двигателя. В газобаллон&

195

ной установке автомобиля, работающего на сжатом газе, происходит снижение давления газа от 20 МПа до атмосферного, что сопровож& дается его охлаждением. Это, в свою очередь, вызывает образование пробок из содержащихся в газе влаги и углекислоты. Для предотвра& щения этого явления перед редуцированием применяют подогрев газа, осуществляемый за счет теплоты отработавших газов или жидкости из системы охлаждения двигателя.

Подогреватель, применяемый на автомобилях ЗИЛ&138А (рис. 5.27), состоит из корпуса 2 и трубки&змеевика 5 для подогрева газа с входным 3 и выходным 4 патрубками. Подогрев газа осуществляется отработа& вшими газами двигателя. Входной патрубок 1 подогревателя соединен с приемной трубой глушителя. Отработавшие газы выбрасываются в атмосферу через выходной патрубок 6.От механических примесей газ может очищаться как в жидкой, так и в паровой фазе, но улавливание смолистых веществ и сернистых соединений возможно только в паровой фазе. Для этих целей в газобаллонной установке автомобиля применяют фильтры (с войлочными кольцами и сетчатый), которые устанавливают в магистрали после испарителя.

Рис. 5.27. Подогреватель газа:

1, 6 – входной и выходной патрубки отработавших газов; 2 – корпус; 3, 4 – входной и выходной патрубки газа; 5 – змеевик

196

Фильтр газа с войлочными кольцами (рис. 5.28) имеет разборную конструкцию.

Рис. 5.28. Фильтр газа с войлочными кольцами: 1 – фильтрующий элемент; 2 – отстойник;

3, 5 – штуцера входа и выхода газа; 4 – корпус

Фильтрующий элемент 1 состоит из сетки и пакета войлочных колец. Сетчатый фильтр газа (рис. 5.29) устанавливают в газовом редукторе.

Рис. 5.29. Сетчатый фильтр газа:

1 – фильтрующий патрон; 2 – корпус; 3 – каркас патрона; 4 – сетка

197

На автомобиле ГАЗ&24&07 фильтр газа (рис. 5.30) объединен в одном корпусе с электромагнитным вентилем и устанавливается на трубопроводе жидкой фазы газа. Фильтрующим элементом служат чередующиеся сетчатые и войлочные шайбы.

Рис. 5.30. Фильтр газа с электромагнитным вентилем автомобиля ГАЗ&24&07:

1 – отстойник; 2 – фильтрующий элемент; 3 – корпус; 4, 6 – штуцера входа и выхода газа; 5 – электромагнитный вентиль

В газовой системе питания автомобиля, работающего на сжатом газе, устанавливают два фильтра: один, предназначенный для улавливания механических частиц размером более 50 мкм,– на входе в редуктор высокого давления (см. рис. 5.30); другой (рис. 5.31) – на линии низкого давления (1&1,2 МПа) перед двухступенчатым редуктором. Последний фильтр состоит из латунного корпуса 5, алюминиевого колпака 2, войлочного фильтрующего элемента 4 и стяжного болта 1. Конструктивно фильтр объединен в одном корпусе с электромагнит& ным клапаном 8.

198

конструкцию. Для газобаллонных автомобилей наиболее широко применяют двухступенчатые газовые редукторы. Они снабжены дополнительными устройствами, которые обеспечивают автоматиче& ское перекрытие поступления газа к двигателю при его остановке, надежную герметичность при неработающем двигателе, возможность регулирования второй ступени редуктора на избыточное давление и дозирования подачи газа в соответствии с нагрузочным режимом работы двигателя.

в

Рис. 5.32. Схема газового редуктора

сдозирующе&экономайзерным устройством:

а– при закрытой газовой магистрали; б – при открытой газовой магистрали;

в– при работе двигателя; 1, 2, 10 – мембраны разгрузочного устройства второй и первой ступеней; 3, 8 – пружины разгрузочного устройства и первой ступени; 4, 6 – клапаны второй и первой ступеней;

5, 13 – штуцера входа и выхода газа; 7 – регулировочная гайка пружины первой ступени; 9 – рычаг клапана первой ступени; 11 – штуцер выхода газа к впускному газопроводу; 12 – дозирующе&экономайзерное устройство; 14 – штуцер системы холостого хода;

А– полость первой ступени; Б – полость разгрузочного устройства;

В– полость второй ступени; I – давление 100–1600 кПа; II – давление 150–200 кПа; III – давление 100–200 Па или разрежение от 0 до 200 Па; IV – разрежение; передаваемое от впускного трубопровода двигателя

200