Система питания газовых двигателей

Газовыми называются двигатели, работающие на газообразном топливе – сжатых и сжиженных газах. Особенностью таких двигателей является их способность работать также и на жидких топливах, например, бензине.

Система питания газовых двигателей имеет специальное газовое оборудование. Предусмотрена также дополнительная резервная система, обеспечивающая при необходимости работу двигателя на бензине.

По сравнению с бензиновыми двигателями газовые модели обычно более экономичны, менее токсичны, работают без детонации в цилиндрах, имеют меньший износ деталей ЦПГ, КШМ и др., срок их службы больше в 1,5–2 раза. Однако полная мощность при =const и прочих одинаковых условиях, снижается на 10–20 %, т.к. теплотворность горючей смеси снижается на 10–20 %. Система питания газовым топливом более пожароопасна, для ее технического обслуживания требуется специальное оборудование.

Применяются две разновидности газовых топлив.

Сжатые газы – газы, которые при обычной температуре окружающего воздуха и высоком давлении (до 20 МПа) сохраняют газообразное состояние. В качестве топлива для газовых двигателей обычно используется природный газ на основе метана.

Сжиженные газы – газы, которые переходят из газообразного состояния в жидкое при нормальной температуре воздуха и относительно небольшом давлении (до 1,6 МПа). Это преимущественно нефтяные газы.

Для газовых двигателей используются сжиженные газы следующих марок: СПБТЗ – смесь пропана и бутана техническая зимняя; СПБТЛ – смесь пропана и бутана техническая летняя; БТ – бутан технический.

Газообразное топливо менее токсично, имеет более высокое октановое число (около 100 и более единиц), дает меньшее нагарообразование в цилиндрах и не разжижает масло в картере двигателя.

В систему питания двигателя, работающего на сжатом газе (рис. 9), входят баллоны 1 для сжатого газа, наполнительный 5, расходный 6 и магистральный 18 вентили, подогреватель 17 газа, манометры высокого 8 и низкого 9 давления, редуктор 11 с фильтром 10 и дозирующим устройством 12, газопроводы высокого 3 и низкого 13 давления, карбюратор-смеситель 14 и трубка 19, соединяющая разгрузочное устройство с впускным трубопроводом двигателя.

Рис. 9. Схема системы питания

двигателя, работающего на сжатом газе:

1 – баллон; 2 – тройник; 3, 13 – газопроводы; 4 – крестовина; 5, 6, 18 – вентили; 7 – топливный бак; 8, 9 – манометры; 10 – газовый фильтр;

11 – газовый редуктор; 12 – дозирующее устройство; 14 – карбюратор-смеситель; 15 – топливопровод; 16 – топливный насос; 17 – подогреватель; 19 – трубка; 20 – двигатель

При работе двигателя вентили 6 и 18 открыты. Сжатый газ из баллонов поступает в подогреватель 17, обогреваемый горячими ОГ или охлаждающей жидкостью двигателя – для исключения замерзания (закупорки) дросселирующих проходных сечений данной газовой системы питания. Из подогревателя газ через фильтр 10 проходит в двухступенчатый газовый редуктор 11, где давление газа снижается до 0,9–1,15 МПа. Из редуктора через дозирующее устройство 12 газ проходит в карбюратор-смеситель 14, где образуется горючая (газовоздушная) смесь. Она под действием вакуума поступает в цилиндры двигателя. Процесс сгорания данной смеси и отвода ОГ происходит аналогично процессам в бензиновом двигателе.

Редуктор 11, кроме уменьшения давления газа, изменяет его количество в зависимости от режима работы двигателя. Указанный редуктор быстро выключает подачу газа при остановке двигателя.

Кроме основной, имеется резервная система питания топливом, обеспечивающая работу двигателя на бензине в необходимых случаях (при неисправности газовой системы, израсходовании газа в баллонах и других случаях). При этом длительная работа двигателя на бензине не рекомендуется, т.к. в резервной системе питания отсутствует воздушный фильтр, что может привести к повышенному износу двигателя. Оптимальные углы Θ опережения зажигания, установленные при использовании газового топлива, чаще всего не соответствуют оптимальным Θ бензинового двигателя.

В резервную систему питания входят топливный бак 7, топливный фильтр, топливный насос 16 и топливопровод 15.

Схема системы питания двигателя, работающего на сжиженном газе, показана на рис. 10.

Рис. 10. Схема системы питания двигателя, работающего на сжиженном газе: 1 – топливный фильтр; 2 – топливный насос; 3 – карбюратор; 4 – смеситель; 5 – испаритель; 6 – газовый фильтр; 7 – дозирующее устройство; 8 – газовый редуктор; 9, 10 – манометры; 11, 13 – вентили; 12 – баллон; 14 – двигатель; 15 – топливный бак

Сжиженный газ под давлением из баллона 12 поступает через расходный 13 и магистральный 11 вентили в испаритель 5, где он подогревается горячей жидкостью системы охлаждения двигателя. Затем газ очищается в фильтре 6, поступает в двухступенчатый редуктор 8, где давление газа снижается до атмосферного. Из редуктора газ через дозирующее устройство 7 проходит в смеситель 4, в котором готовится горючая смесь в соответствии с режимом работы двигателя.