1598005355-8175385b9c8404424807f40ff9c50b0a (811200), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Теоретический цикл газового двигателя был описан французским ученым С. Карно еще в 1721 г. Столетие спустя получили практическое распространение двигатели Ленуа- альтернативных топлив в сравнении с традиционными топливами ра, работавшие на светнльном газе. Созданные позднее порш- невые двигатели Отто также вначале работали на газовом топ- ливе. В нашей стране первый практический опыт использования газа на автомобильном транспорте был связан с выпуском в 1939 г.
газобаллонных автомобилей ЗИС-30 и ГАЗ-44, а в 50-е годы— ЗИС-156 и ГА3-5!Б, предназначенных длн работы на сжатом природном газе. Несколько тысяч этих автомобилей эксплуатировалось в течение ряда лет на Украине и в Поволжье — районах, обеспеченных н то время природным газом. В !954 г. было начато производство газобаллонных автомобилей ЗИС-!56А и ГА3-5!Ж, работавших на сжижеином пропан-бутаноном газе. Однако в 60-е годы в связи с бурным развитием отечественной нефтеперерабатывающей промышленности и организацией массового выпуска дешевых высокооктановых бензинов применение газовых топлив была практически полностью прекращена Р1, МПП 10 0,0 : 0,0 0,4 О Щ 07 Сз щ 0 00 00 10 0,7 0,0 '00 00 (а 67 64 ы 17 14 оС Рнс, 4.2.
Изменение теоретических значений среднего индикаторного давле. ния рз (а) и содержания в отработавших газах оксидов углерода и азота (б) при работе двигателя на топливах: 1 — метииол; 8 — зтеиол; 8 — беизиио.метеиольизи смесь; Ч вЂ” беизиио-зтеиальиеи смесь; 8 — беизии; 8 — природиыа пзз; 7 — иодород; 8 — аммиак; 8 — ацетилеи В последнее время объективная необходимость экономии ресурсов нефти привела к увеличению числа автомобилей, работающих на газовых топливах. Во многих странах, например в Японии, переход на газовое топливо рассматривается как радикальная мера снижения вредных выбросов автомобилей и оздоровления воздушного бассейна больших городов.
В настоящее время мировой парк автомобилей, эксплуатируемых на газовых топливах, оценивается в 3 — 3,5 млн. шт, В нашей стране расширяются масштабы применения как сжатого, так и сжиженного газов. С учетом Единой системы газоснабжения, значительных запасов и растущих объемов добычи природного газа наиболее высокими темпами осуществляется перевод автомобилей на сжатый природный газ.
Среди различных видов горючих газов большее практическое применение в качестве моторных топлив нашли смеси газообразных углеводородов, получаемые из природного и попутного нефтяного газов. Эксплуатационные свойства и особенности применения газовых топлив определяются свойствами их компонентов (табл. 4.2). Сжиженные газы. Основными компонентами сжиженных пропан-бутановых газов, известных на практике под названием сжиженных нефтяных газов, являются пропан и бутан. Кроме того, в них содержится немного этапа и пропилена.
При 20.'С бутан сжижается при давлении 0,103 МПа, а пропан— 0,716 МПа. Поэтому для сохранения жидкого состояния при более высоких температурах (до +45, +50'С) пропан-бутаногая смесь находится в топливном баллоне под давлением 1,6 МПа. По отношению к бензину пропан и бутан имеют более высокую массовую теплоту сгорания и характеризуются высокой 133 Таблица 4.2. Физико-химические свойства основных компонентов газовых топлив Показатель пгапеи Бутан этеп 1!ропилеи метен Плотное гги кг(м'.
газа жидкости Температура кипения, 'С Теплота сгорания (жидкость): МДж/кг МДж(л Теплота сгорания стехнометрической смеси, МДж/из Температура воспламенения, 'С Стехнометрический козффициент, из/мз 1,88 2,46 1,27 509 582 446 — 42,2 — 0,5 — 88,6 1,45 0,72 522 415 — 47,9 †1 45,9 45,4 47,2 45,6 49,8 23,4 26,4 21 23,8 35,8е 3,46 3,5 3,39 2,65 3,4 510 480 580 470 700 23,9 30,9 16,7 23,9 9,5 В тззообрззпом еостоииии. 137 детонационной стойкостью.
Они являются хорошим топливом для двигателей внутреннего сгорания с принудительным (искровым) воспламенением. При переводе автомобиля на пропанбутановую смесь его эксплуатационные свойства не только сохраняются, но и по ряду показателей улучшаются в сравнении с базовой (бензиновой) моделью. Сжиженный газ в соответствии с ГОСТ 20448-75 выпускается для зимней эксплуатации — СПБТЗ ()75з7о пропана и =20% бутана) и для летней — СПБТЛ (34% пропана и 60% бутана). Состав сжиженных газов для газобаллонных автомобилей регламентируется по следующим показателям (Тбг 38 001302 — 78): Углеводородный состав, % (масс.): пропаи 80+5 сумма пентанов, не более 3 сумма непредельвых углеводородов, не более 6 Жидкий осадок при +40'С Отсутствие Давление насыщенных паров, МПа, не более: при +45'С 1,6 при — 30'С 0,07 Содержание, %о (масс,), не более: сероводорода 0,003 общей серы 0,015 воды и щелочи Отсутствие Пропан-бутановые смеси характеризуются высоким коэффициентом объемного расширения: при увеличении температуры на 10 С давление в газовом баллоне повышается на 0,6— 0,7 МПа.
Во избежание разрушения при повышении температуры в топливных баллонах'предусматривается газовая подуш- ю го сз ет г Показатель узовой Автобус 8,5 7,0 7,4 8,0 88,3 51,5 125,1 !10,4 37 30 67 51 1 1 А-76 2 2 171 142 90 90 80 70 298 288 20 10 77 82 380 400 445 565 139 Табляпа 4.3. Характерястякя основных моделей газобаллоняых автомобялей Тяп автомобиля Легковой Г р Степень сжатии двигателя 8,2 8,0 Максямальная пап!ность двигателя 58,9 110,4 прп работе яа газе, квт Линейная норма расхода газа, 16,5 42 л1!00 км Число баллонов 1 1 Марка резервного бензина АИ-93 Запас топлива, л: сжиженного газа 83,9 225 бензяяа 55 10 Максимальная скорость с полной 140 90 загрузкой, км1ч Запас хода, км 550 400 ка с минимальным объемом не менее 10о1з всего объема. Поскольку компоненты сжиженных газов не имеют запаха для обнаружения утечек смеси в неедобавляютодоранты — вещества со специфическим сильным запахом.
В качестве одоранта обычно используют этилмеркаптан СзНзЬН в количестве 0,2— 0,3 г на 1000 м' газа. Характеристики основных моделей газобаллонных автомобилей, предназначенных для работы на сжиженных газах, приведены в табл. 4.3 1144). Все автомобили имеют резервную систему питания бензином на случай отсутствия газа.
При этом, ввиду увеличения степени сжатия двигателей газобаллонных модификаций грузовых автомобилей и автобусов (=на 1— 2 ед.), их работа на товарном бензине Л-76 допускается лишь в экстренных случаях при движении с пониженными скоростями (или уменьшенной загрузкой) на небольшие расстояния. Запас хода, грузоподъемность, топливная экономичность (в энергетическом эквиваленте) и тягово-скоростные качества газобаллонных автомобилей находятся на уровне бензиновых моделей или отличаются от ннх незначительно. Вместе с тем практический опыт эксплуатации газобаллонных автомобилей показал ряд их преимуществ. Благодаря отсутствию жидкой фазы (фракций углеводородов) в топливовоздушной смеси обеспечивается большая равномерность ее распределения по цилиндрам двигателя, исключается смывание смазки с нх зеркала, а загрязнение масла и нагарообразование значительно снижаются.
В результате ресурс работы двигателя, его межремонтный пробег возрастают в 1,4 — 2, а периодичность смены моторного мас- Рнс. 4.3. Схема топливной системы газобаллонного автомобиля на сжяжсппом нефтяном газе: 1 — бак с газом; à — à — зентили; 3 — нсиарвтель; б — фильтр; 7 — редуктор; 8 — карбюратор.смеситель; Р— карбюратор; !Р— бензоиасас; Ы вЂ” Фнлыр; /à — кран; та — бензобак; ГЕ М вЂ” указатели ла — в 2 — 2,5 раза. Однако из-за большей сложности газобаллонной системы питания трудоемкость ее технического обслуживания и ремонта возрастает на 3 — 5%, Кроме того, из-за худших пусковых свойств сжиженных газов надежный пуск холодного двигателя возможен при температуре окружающего воздуха до — 5...— 7'С.
При более низких температурах в условиях безгаражного хранения для запуска двигателя требуется его тепловая подготовка. Для этой цели используют подогрев с помощью газовых инфракрасных излучателей, горячего воздуха, прокачки системы охлаждения горячей водой и др. При отсутствии необходимых средстн допускается запуск двигателя на резервном бензине с переводом после прогрева на газовое топливо. Однако это является исключительной мерой, так как ведет к дополнительному расходу бензина и снижает экономическую эффективность газобаллонного автомобиля. Топливная система грузовых газобаллонных автомобилей и автобусов практически полностью унифицирована.
Ее основными элементами (рис. 4.3) являются: бак для газа 1 с вентилями 3 и 2 для подачи соответственно жидкой и газовой (паровой) фаз топлива, запорный вентиль 4, испаритель 6, фильтр 6, двухступенчатый редуктор 7 и карбюратор-смеситель 3. Резервная система питания бензином включает бак 13 с запорным краном 12, фильтр 11, бензонасос 10 н простейший однокамерный карбюратор 9. Для контроля топлива в баке и давления газа служат дистанционные указатели 16 и 14. Газообразная фаза из бака подается только при пуске и прогреве двигателя. При работе двигателя сжиженный газ под давлением около 1,5 МПа через вентили 3 и 4 поступает в испаритель 6, откуда в парообразном состоянии после очистки в фильтре 6 подается 3 редуктор 7.
В первой ступени редуктора давление газа понижается до 0,15 МПа и во второй — примерно до атмосферного. ( (Б 3 1 1 1 б Сжатый до 20 — 25 МПа природный гзз в баллонах: из углеродистой стали из легированной стали Сжатый до 32 — 40 МПв природный газ в баллонах: из углеродистой стали из легированной стали Жидкий природный газ Беизии 6,4 — 7,9 6,3 — 7,9 3,45 0,88 — 1,10 8,64 4,94 0,88 — 1,11 6,03 3,47 1,34 — 1,67 8,60 4,97 1,35 — 1,68 6,0 13,67 2,55 2,2 29,8 7,0 1,0 4,2 — 5,2 4,2 — 5,2 2,7 1,0 К залрароткои аргпоцисгоерке 140 141 Рис. 4.4. Схеиа стациоиарпой станции для заправки гззобвллоииых автомобилей сжижеииым иефтяиым газом: т — компрессор; т — маслоотделнтель; 3 — мальта, 4 — насос; З вЂ” емкость дла храненнк газа; 6 — раздаточные колонка; — — сжнженнма газ; — — — — — гаа Далее под действием разрежения во впускной системе работающего двигателя газ поступает в карбюратор-смеситель, откуда в виде однородной топливной смеси подается в цилиндры двигателя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
