Газодизальные установки для работы на спг

Газоподающая аппаратура СПГ и приборы подачи воздуха и жидкого топлива в дизелях составляют газодизельную систему питания. Она обеспечивает возможность работы дизеля как на смеси природного газа и небольшой дозы дизельного топлива, так и на чистом дизельном топливе.

Воспламенение одной только газовоздушной смеси от сжатия в дизелях практически невозможно из-за высокой температуры са­мовоспламенения газа (700...750*С), значительно превышающей температуру самовоспламенения дизельного топлива (320... 370 °С). Поэтому в цилиндры дизеля подают небольшую дозу (12... 17 %) запального дизельного топлива, очаги самовоспламенения кото­рого в цилиндрах обеспечивают надежное сгорание даже сильно

обедненного заряда газовоздушной горючей смеси. При увеличе­нии дозы запального топлива повышается устойчивость процесса сгорания вследствие образования большого количества очагов са­мовоспламенения.

Газодизельные установки для работы на СПГ применяются на автомобилях КамАЗ следующих моделей: -53208 (бортовой), -53219 (шасси), -54118 (седельный тягач), -55118 (самосвал). На этих авто­мобилях устанавливается дизель К-7409 с трехрежимным регулято­ром частоты вращения коленчатого вала, газоподаюшей аппарату­рой и устройством для подачи запального дизельного топлива.

В газодизельных установках в зависимости от моделей автомо­билей сжатый газ содержится в восьми или десяти баллонах, раз­мещенных поперек рамы автомобиля. На бортовых автомобилях баллоны /5 (рис. 8.5) размещают на продольных брусьях платфор­мы; на седельных тягачах и автомобилях-самосвалах — за каби­ной, в специальных держателях, закрепленных на раме; на авто- мобилях-шасси — на деревянных брусьях, установленных на лон­жеронах рамы. Горловины всех баллонов направлены в одну сто-

Рис. 8.5. Схема газодиэельной установки для работы на СПГ автомобилей КамАЗ:

 

1 — цилиндр дизеля; 2 — топливный насос высокого давления; 3 — ограничи­тель дозы запального топлива; 4 — электромагнитный клапан подачи газа; 5 — датчик аварийной выработки газа; 6 — редуктор высокого давления; 7 — подо­греватель; 9, 10 — вентили; // — предохранительный клапан; 12 — датчик давления газа; 13 — редуктор низкого давления; 14 — манометр; 15 — баллон; /0—электромагнитный клапан дозатора; /7—дозатор газа; /£—смеситель; 19— датчик блокировочного устройства; 20 — подвижной упор; 21 — зубчатый венец; 22 — датчик частоты вращения коленчатого вала; А — подача воздуха из воздуш­ного фильтра; Б — подача воздуха к индикатору засоренности газа; В — подвод нагретой жидкости в систему охлаждения; Г — отвод жидкости из системы

Охлаждения

рону. Сами баллоиы последовательно соединены трубопроводами и разделены на две группы, каждая из которых имеет вентиль 10 и связана трубопроводом с крестовиной, имеющей наполнитель­ный 9 и расходный 8 вентили.

С помощью наполнительного вентиля 9 производится заправка сжатым газом всех баллонов газодизельной установки. При откры­тии расходного вентиля 8 газ по трубопроводу направляется в подогреватель 7, а из него — в редуктор высокого давления 6, где происходит понижение давления до 0,95... 1,10 МПа. Колебания рабочего давления газа поддерживаются автоматически в пределах 0,15 МПа. Если давление на выходе становится ниже допустимого, то редуктор остается постоянно открытым, а при давлении, боль­шем 1,50 МПа, срабатывает предохранительный клапан 77. Из ре­дуктора высокого давления газ по гибкому шлангу подается к элек­тромагнитному клапану 4, на входе в который встроен войлоч­ный газовый фильтр. В режиме работы дизеля на жидком топливе электромагнитный клапан под действием пружины находится в закрытом положении и не пропускает газ в редуктор низкого дав­ления. При переходе дизеля на работу в газодизельном режиме электромагнитный клапан 4 открывается, и отфильтрованный' от механических примесей газ поступает в двухступенчатый редук­тор низкого давления 13. В первой ступени этого редуктора давле­ние газа снижается до 0,20...0,24 МПа, а на выходе из второй ступени — до атмосферного.

Из двухступенчатого редуктора газ поступает в дозатор газа 17 со встроенным в него мембранным механизмом, обеспечиваю­щим подачу необходимого количества газа в смеситель 18, разме­щенный на впускном коллекторе после воздушного фильтра ди­зеля. При такте впуска образовавшаяся в смесителе газовоздушная смесь поступает по впускному газопроводу в цилиндры 1 дизеля, затем, в конце такта сжатия, в них через штатные форсунки впрыс­кивается небольшое количество дизельного топлива.

Дозу запального жидкого топлива подают в цилиндры с необ­ходимым опережением, обеспечивающим сгорание основной мас­сы газовоздушной смеси при переходе поршня через ВМТ. Огра­ничитель 3 дозы запального топлива, установленный на топлив­ном насосе высокого давления 2, состоит из электромагнитного привода и подвижного упора 20 регулятора частоты вращения ко­ленчатого вала. При переходе дизеля на газовое топливо ограни­читель 3 переключает насос высокого давления на режим подачи только дозы дизельного топлива для воспламенения газовоздуш­ной смеси.

Для ограничения подачи газа при максимальной частоте вра­щения коленчатого вала предусмотрено устройство, состоящее из зубчатого венца 21, датчика 22 частоты вращения и связанного с ним через электромагнитное реле клапана 16, который соединяет

полость диффузора смесителя с мембранным узлом, ограничива­ющим подачу газа и взаимодействующим с заслонкой дозатора газа 17, обеспечивая ее частичное прикрытие при частоте враще­ния коленчатого вала около 2600 об/мин.

В газодизельной системе питания имеется также блокировка, исключающая поступление в цилиндр дизеля одновременно газа и полной (цикловой) подачи топлива. Она включает в себя подвижной упор 20, датчик 19 блокировочного устройства и ограничитель.?дозы запального топлива. Блокировка происходит следующим образом. При установке переключателя в положение, соответствующее работе дизеля в газодизельном режиме, подвиж­ной упор 20 перемещается ограничителем 3 в положение, при котором подача запального жидкого топлива ограничивается. При этом подвижной упор 20, воздействуя на датчик блокировки, за­мыкает цепь питания реле, управляющего включением электро­магнитного клапана подачи газа. О переходе на газодизельный режим работы сигнализирует контрольная лампа с зеленым све­тофильтром, установленная в кабине.

При нахождении подвижного упора 20 в положении, соответ­ствующем работе дизеля на режиме жидкого топлива, он макси­мально отдален от ограничителя 3 и не воздействует на датчик 19 блокировочного устройства, разъединяя с помощью реле цепь пи­тания электромагнитного клапана 4 подачи газа. Следовательно, если топливный насос высокого давления работает на полную цик­ловую подачу дизельного топлива, то газовый электромагнитный клапан закрывается и подача газа автоматически прекращается. Это необходимо для предотвращения разрушения деталей меха­низмов дизеля из-за передозировки — одновременной подачи газа и дизельного топлива.

Для предотвращения аварийных ситуаций в газодизельных ус­тановках предусматривается автоматический переход с газодизель­ного режима на дизельный в случае внезапного прекращения по­дачи газа (при полном расходе газа, повреждениях гибких шлан­гов, трубопроводов и т.д.). С этой целью в магистрали подвода газа установлен датчик 12 давления газа. При падении давления ниже 0,45 МПа с помощью датчика отключается ограничитель 3 дозы запального топлива, а электромагнитный клапан 4 перекры­вает подачу газа, обеспечивая тем самым переход газодизельной установки в режим работы только на дизельном топливе.

Работу газодиэельной установки контролируют с помощью ма­нометра низкого давления (до 0,6 МПа), размещенного в кабине водителя, и манометра 14 высокого давления (до 25 МПа), уста­новленного на первом баллоне. При снижении давления газа в бал­лонах ниже 0,95 МПа срабатывает установленный в газовой магис­трали датчик 5, подавая сигнал водителю о аварийной выработке газа.