Реферат: Автомобиль на жидком газовом топливе

Эксплуатация автомобиля, оборудованного газобаллонной аппаратурой, незначительно отличается от обычного, однако владельцам таких автомобилей следует знать особенности использования газового топлива.

Сжиженное газовое топливо

Сжиженные газы получают из нефти или природного газа. Основными компонентами автомобильного газового топлива являются пропан и бутан. Они обладают способностью растворять жир, масло, краску, разрушать резину. Поэтому уплотнения в магистралях низкого давления выполнены из бензомаслостойкой резины или синтетических материалов.

На автомобильные газонаполнительные станции (АГНС) поставляют летнюю и зимнюю смеси газов с различным содержанием пропана. В летней – 50±10% пропана, в зимней – 90±10%. Пропан испаряется во всем диапазоне рабочих температур, а бутан при температуре ниже 0°С не создает избыточного давления (остается жидким). Уменьшение количества пропана и увеличение бутана в летней смеси необходимо для ограничения роста давления в баллоне при положительных температурах окружающей среды. И наоборот, в зимней смеси пропана больше, чем бутана, для сохранения необходимого давления и надежной работы газовой системы питания при отрицательных температурах.

В баллонах сжиженные газы находятся в двух состояниях – жидком (внизу) и газообразном. Так как в жидком состоянии газы сильно увеличивают свой объем с ростом температуры (имеют большой коэффициент объемного расширения), баллон должен заполняться не более чем на 80-85%.

Октановое число газового топлива выше, чем у бензинов (около 100 ед.), что обеспечивает работу двигателя на всех режимах практически без детонации.

Токсичность отработавших газов при работе двигателя на сжиженном газе значительно ниже, чем на бензине, за счет лучшего образования топливо-воздушной смеси и более полного ее сгорания в двигателе.

Воздействие на человека. Испаряясь, сжиженные газы не оказывают отравляющего воздействия на человека, но наличие их в воздухе вызывает кислородное голодание, а при большой концентрации – удушье. Газы не имеют запаха, поэтому для обнаружения их подвергают одорации – придают специфический запах.

Пуск двигателя

При положительной температуре воздуха пуск холодного карбюраторного двигателя на газовом топливе практически не отличается от пуска на бензине. С понижением температуры ситуация усложняется.

Это связано с более высокой температурой, необходимой для воспламенения газовой смеси, и меньшей скоростью ее горения. При температуре воздуха до -80ОС положительный результат возможен только при правильной регулировке газовой системы питания и надежной работе стартера, аккумуляторной батареи и системы зажигания. Более низкие температуры, в принципе, не исключают возможность запуска, но при этом редуктор обмерзает раньше, чем прогреется двигатель. Газ не испаряется, происходит сильное переобогащение топливной смеси, двигатель после пуска глохнет, и завести его снова очень трудно даже при переходе на бензин. При частых обмерзаниях редуктора его мембраны быстро выходят из строя.

Конструкция газового смесителя и место его расположения влияют на последовательность предпусковых операций. Если смеситель расположен над карбюратором, то воздушной заслонкой не пользуются, а обогащение газо-воздушной смеси производится нажатием кнопки, включающей электро-клапан обогащения на редукторе. При расположении смесителя между нижней и средней частями карбюратора воздушную заслонку прикрывают полностью или частично, электроклапан редуктора не включают.

Даже полностью исправный и настроенный двигатель имеет свои особенности холодного пуска. Повторный пуск на газе прогретого двигателя зимой, как правило, не вызывает затруднений.

Для обеспечения надежного пуска карбюраторного двигателя при отрицательной температуре и исключения преждевременного выхода из строя мембран и клапанов редуктора желательно перед длительной стоянкой заранее перевести двигатель на питание бензином.

Инжекторный двигатель всегда запускается на бензине, прогревается до рабочей температуры и после этого переводится (автоматически или вручную) на питание газом.

Работа двигателя

Работа двигателя на газовом топливе отличается снижением уровня шума и чувствительности к перегрузкам. Газо-воздушная смесь не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, улучшая условия работы поршневых колец, не дает отложений и нагарообразований в двигателе, не разжижает моторное масло. Однако при этом клапаны и седла лишаются охлаждения и смазки парами бензина, что вызывает их более интенсивный износ. Использование газового топлива снижает мощность двигателя на 5-7%, так как уменьшаются коэффициент наполнения, температура рабочего цикла и максимальное давление в цилиндре, а также скорость распространения пламени в камере сгорания. Динамику разгона также ухудшает конструктивная инерционность газовой системы питания: от редуктора до смесителя газ поступает по шлангам определенной длины и при резком открытии дроссельной заслонки попадает в цилиндры с некоторым замедлением.

При эксплуатации автомобиля в город-ских условиях разница в использовании бензина и газа малозаметна. Переход с одного вида топлива на другой на прогретом карбюраторном двигателе возможен как во время движения, так и на стоянке. Если во время движения необходим переход с газа на бензин, клавишу переключателя переводят сразу в положение “бензин”. Двигатель продолжает работать на остатках газа в редукторе, и одновременно заполняется поплавковая камера в карбюраторе. Переход происходит плавно и почти незаметно. Для возврата на газовое топливо клавишу переключателя переводят в среднее положение на время, необходимое для выработки бензина из поплавковой камеры карбюратора, и только после появления явных сбоев в работе двигателя клавишу переводят в положение “газ”. Если это сделать раньше, то из-за смешивания газа и бензина произойдет сильное переобогащение рабочей смеси и двигатель может заглохнуть даже на ходу.

Смена видов топлива при работе двигателя во время стоянки аналогична вышеописанной, но в этом случае труднее определить момент переключения, чтобы не дать двигателю заглохнуть.

Окончание запаса газового топлива в баллоне проявляется постепенно. Сначала начинаются провалы при нажатии на педаль газа. После того как в баллоне топливо полностью перешло в газообразное состояние, движение возможно еще несколько километров.

Перевод инжекторного двигателя с одного вида топлива на другой производится с минимальной задержкой (автоматически или вручную). Ручной перевод желательно осуществлять, когда автомобиль стоит на месте.

Регулировка двигателя

Перед регулировкой двигатель запускают и прогревают до рабочей температуры на бензине. При наличии электровентилятора радиатора охлаждения желательно, чтобы он сработал 2-3 раза. Затем проверяют и при необходимости регулируют угол опережения зажигания, содержание СО и СН в отработавших газах, устойчивые обороты холостого хода.

На тройнике-дозаторе винт первой камеры карбюратора полностью закручивают и отворачивают на 2-2,5 оборота, а второй камеры – на 1-1,5 оборота. Затем переводят двигатель на газ и добиваются его устойчивой работы, регулируя винт числа оборотов холостого хода на редукторе. Проверяют динамику разгона на первой камере карбюратора (половина хода педали акселератора) до момента открытия дроссельной заслонки второй камеры. Если разгон сопровождается “провалом”, винт первой камеры на тройнике отворачивают на 1/4 оборота и повторяют испытание. Устранив “провал” на первой камере, аналогичным образом корректируют положение винта второй камеры, добиваясь отсутствия “провала” при ее открытии.

Откручивание винтов дозатора улучшает динамику разгона автомобиля (с одновременным ростом расхода газа) до определенного предела, затем происходит переобогащение газо-воздушной смеси и, соответственно, динамичность снижается. После изменения положения винтов тройника-дозатора при необходимости восстанавливают устойчивые обороты холостого хода двигателя соответствующим винтом на газовом редукторе.

Регулировку можно считать правильной, если:

• при разгоне с последовательным открыванием заслонок карбюратора обеспечивается приемлемая динамика, которая незначительно улучшается, если на ходу прикрыть воздушную заслонку карбюратора;

• двигатель после перегазовок сохраняет устойчивые обороты холостого хода;

• отработавшие газы не имеют ярко выраженного раздражающего запаха. Рекомендуется увеличить угол опережения зажигания на 4-7 градусов при условии, что работа двигателя на бензине не будет сопровождаться длительными детонационными стуками во время разгона.

Заправка баллона

Заправка автомобилей, работающих на сжиженном газе, производится на стационарных АГНС или от передвижных газозаправщиков (“бочек”). Расстояние между заправляемым и ожидающим заправки автомобилями должно быть не менее 15 м, а водитель и пассажиры заправляемого автомобиля не должны находиться в салоне.

Внимание! Если на территории АГНС после окончания заправки двигатель не запускается или работает с перебоями, следует немедленно выключить зажигание, откатить автомобиль на безопасное расстояние и только после этого устранять причины неисправности.

Расход газового топлива

Расход газового топлива связан с общим состоянием и условиями эксплуатации автомобиля, исправностью и правильностью регулировок двигателя, манерой вождения и т.д. При равномерном движении по загородному шоссе расход газа больше, чем бензина, на 10-15%, в городе – на 20%.

Фактический расход может быть еще выше. Здесь большое значение имеют точность регулировки и исправность газовой системы питания, степень загрязнения воздушного фильтра, установка угла опережения зажигания и т.д. Лишена смысла регулировка дозатора-тройника и редуктора для снижения расхода газа, если у двигателя пониженная компрессия в цилиндрах из-за износа их зеркал и поршневых колец или негерметичности клапанов.

Самый точный способ определения фактического расхода газа – отнесение его объема к пройденному пути. Для этого необходимо заправить в пустой баллон максимально возможное количество газа до срабатывания ограничительного клапана (отсекателя). Записать объем в литрах по показаниям счетчика раздаточной колонки и показания одометра автомобиля. Полностью выработать газовое топливо и зафиксировать пройденный путь в километрах. Произвести простейшие подсчеты по формуле

Ру=Ол х 100/Пп, где

Ру — удельный расход в л/100 км.

Ол — объем газа в литрах.

Пп — пройденный путь в километрах.

Пример: Ол = 43 литра; Пп = 380 км;

Ру=43 х 100/380 =11,3 л/100 км

Обслуживание

При постоянной эксплуатации автомобиля на газе необходимо:

• не реже одного раза в месяц при неработающем двигателе сливать конденсат из прогретого редуктора через клапан, расположенный в его нижней части;

• периодически — через 5-6 тыс. км пробега — удалять накопившиеся загрязнения из корпуса фильтрующего элемента, а через 10-15 тыс. км заменять элемент;

• чаще, чем указано в инструкции по эксплуатации автомобиля, менять воздушный фильтр и свечи зажигания;

• не реже одного раза в месяц, а также после окончания ремонтных работ с любыми элементами системы проводить обмыливание соединений трубопроводов системы для проверки герметичности.

Основные неисправности

Поиск неисправностей, вызывающих отказ или отклонения в работе газового оборудования, начинают с проверки работы двигателя на бензине. Если при этом на всех режимах двигатель работает нормально, причина действительно кроется в системе питания газом. Малозаметные отклонения в работе двигателя на бензине проявляют себя более значительно при переходе на газ и могут ввести в заблуждение.

Наиболее вероятные причины, ухудшающие работу двигателя при исправной газовой системе, которые не устраняются регулировкой: • износ поршневой группы, негерметичность клапанов (снижение компрессии) вызывают повышенный расход газа, ухудшают динамику разгона, снижают максимальную скорость;

• неудовлетворительное состояние свечей может быть причиной затрудненного пуска и подергивания двигателя на оборотах холостого хода:

• подсос воздуха, минуя воздушный фильтр, или на участке впускного трубопровода за дроссельной заслонкой, изношенные седла клапанов, пробой высоковольтных проводов и пропуски искры в системе зажигания при резких нажатиях на педаль акселератора вызывают хлопковый эффект. Наиболее характерные неисправности газовой системы питания приведены в таблице.

Основные правила безопасности

Основа безопасной эксплуатации автомобиля – герметичность соединений газовой аппаратуры. Проверить ее нетрудно. Для этого достаточно нанести на контролируемые места любой пенообразующий раствор (например, мыльный). Отсутствие пузырей подтвердит герметичность соединений.

• Нельзя эксплуатировать автомобиль на газе, если обнаружена его утечка. В этом случае необходимо без промедления перекрыть расходный и наполнительный вентили и перейти на питание бензином до устранения неисправности.

• Необходимо периодически проверять надежность крепления баллона, так как его перемещения могут привести к обрыву трубопроводов.

• Запрещается определять место утечки открытым пламенем, ремонтировать газовую аппаратуру при работающем двигателе или при наличии газа в системе.

• При повреждении автомобиля в результате ДТП нужно сразу выключить зажигание, включить аварийную сигнализацию, высадить пассажиров, закрыть расходный вентиль и только после этого принимать другие меры, связанные с обстоятельствами ДТП.

• Попадание сжиженного газа на тело человека вызывает обморожение, по характеру воздействия напоминающее ожог. В этом случае пораженное место промывают водой и немедленно обращаются к врачу.

Общие рекомендации

• Желательно не вырабатывать полностью газовое топливо из баллона (за исключением необходимости замера его расхода), а оставлять некоторый запас, например, на 40-50 км пробега. Оно может пригодиться на пути к АГНС в случае отказа бензиновой системы питания. • Исключить случаи работы двигателя на газе с пустым бензиновым баком. В этой ситуации “сухой” механический бензонасос интенсивно изнашивается, а электрический (у инжекторных двигателей) выходит из строя.

• Для всей системы питания бензином по-лезно между заправками газового баллона проезжать 10-30 км на бензине.

• Неприятный запах одоранта, содержащегося в газе, иногда проникает в салон и при полностью герметичной газовой аппаратуре. Это может быть следствием растекания по моторному отсеку конденсата, слитого из редуктора. Запах в салон в этом случае попадает через отопитель. Это можно исключить, сливая конденсат в емкость и не храня в автомобиле обтирочный материал.

Иногда источником запаха являются отработавшие газы, выходящие из глушителя. Воздушные завихрения на некоторых режимах движения вызывают проникновение запаха в салон через багажник. В большинстве случаев достаточно удлинить конец выхлопной трубы на 10-15 см с помощью декоративной насадки. Одновременно с этим необходимо отрегулировать газовую аппаратуру.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.atlant.ru/