1598005355-8175385b9c8404424807f40ff9c50b0a (811200), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Для перевода двигателя на резервное питание бензином служит кран 12. Газобаллонная установка легкового автомобиля ГАЗ-24-07 отличается в основном конструктивным исполнением некоторых элементов. При этом бак для хранения газа размещается в багажнике автомобиля, занимая около 1/3 его объема. Автомобили заправляются сжиженным газом на стационарных специализированных автозаправочных станциях. Типовая стационарная станция содержит четыре емкости для хранения сжиженного газа общей вместимостью 25 м' и обеспечивает заправку 600 автомобилей в сутки. Заправка автомобилей осуществляется с помощью центробежных насосов при одновременном создании в емкостях избыточного давления 0,1 — 0,2 МПа (рис.
4.4). При избыточном давлении, создаваемом компрессором, можно также сливать сжиженный газ нз заправочной автоцистерны. Заправочная колонка снабжена счетчиками расхода газа и присоединительными шлангами. Для заправки газобаллонных автомобилей служат также передвижные газонаполнительные станции ЦППЗ-12-885, состоящие нз седельного тягача ЗИЛ-130В1 и цистерны, установленной на шасси полуприцепа ОдАЗ-885. Цистерна имеет Таблица 4.4.
Сравнительные показатели рззличиых систем храпения природного газа вместимость 10,2 м' и оборудована одним заправочным постом. Время заправки одного автомобиля 5 — 8 мин. Станция обеспечивает заправку примерно 200 автомобилей. Природный газ состоит в основном из метана и небольшой примеси других газообразных компонентов.
Состав природного газа для различных месторождений неодинаков и в среднем может характеризоваться содержанием метана 85 — 99% (об.), этапа 1 — 8% (об.), пропана и бутана 0,5 — 3,0о/о (об.), пентана до 0,5 — 2,07о (об.), азота 0,5 — 0,7о/о (об.) и диоксида углерода до 1,8% (об.).
В зависимости от состава природного газа изменяются его моторные свойства, важнейшим показателем которых является теплота сгорания. Для природных газов отдельных месторождений она может составлять 47 МДж/м', а в среднем— 33 — 38 МДж/м', т. е, почти в 1000 раз меньше, чем у жидкого нефтяного топлива. Это является главным недостатком природного газа как моторного топлива. Показатели удельной энергоемкости различных методов хранения природного газа в расчете на единицу массы и объема системы хранения (тары) приведены в табл, 4.4 в сравнении с бензином 11371. При использовании природного газа в сжатом виде энергоемкость системы хранения определяется давлением сжатия, конструкцией и материалом газового баллона. Наибольшее применение нашли цилиндрические баллоны из углеродистой и легированной сталей.
В этом случае для хранения 1 м' природного газа требуемая масса баллона составляет 3,5 — 5 кг. При увеличении давления сжатия масса растет примерно пропорционально плотности сжатого газа, из-за чего добиться таким способом значительного снижения массы системы хранения сжатого газа невозможно. Эффективнее нспользо- (СН), ггг)л 0 сом 12 Мо„,мг1л ы 10 ДБ 0,0 рг, 110а 10 (Г 10 и Б 1,Б 1Д ОБ ОБ 1О 1г 1Ф и О О ДБ 0,0 (О 1,0 1Д 1,6 и Рис.
4.б. Изменение индикаторных к.н.д. тн и давлении ра содержания в отработавших газах оксидов углерода СО, суммарных углеводородов [СН) и оксидов азота МО, при работе двигателя на бензине ( †) н природном газе ( — — -- — ) вать более прочные конструкционные материалы. Например, применение легированной стали вместо углеродистой снижает массу газового баллона на 30 — 33%. Разработаны армированные стеклопластиковые баллоны с массой в 4 — 4,5 раза меньше стальных. Сжижение природного газа по сравнению с сжатием позволяет уменьшить массу системы хранения в 3 — 4 и объем в 1,5— 3 раза. Однако нз-за низкой температуры кипения метана (основного компонента природного газа) топливо необходимо хранить в криогенных емкостях с высокоэффективной тепловой изоляцией. Обычно это емкость с двойпымн стенками, пространство между которыми вакуумируется, а в ряде случаев — заполняется теплоизоляциопным материалом.
Зксплуатация автомобиля на сжиженном газе связана с потерями газа на испарение при заправке и хранении (до нескольких процентов в сутки) и, кроме того, технически достаточно сложна. Наиболее распространен вариант применения природного газа в двигателе с внешним смесеобразованием и принудительным (искровым) воспламенением с сохранением степени сжатия на уровне, соответствующем при использовании товарных бензинов. Перевод двигателя иа газовое топливо ведет к снижению индикаторного к. п, д. и уменьшению максимальных И2 цикловых давлений (рис.
4.5), т. е. потерям мощности и снижению экономичности 1'137). Более низкое значение к.п.д. газового двигателя связано с повышенными вентиляционными потерями и меньшей мощностью двигателя. В свою очередь, падение развиваемой мощности объясняется ухудшением наполнения двигателя и меньшей теплотой сгорания стехиометрической газовоздушной смеси. Снижение к. п. д. и ухудшение топливной экономичности газового двигателя в некоторой степени компенсируются с помощью оптимальных регулировок на работу с я=1,2 — 1,3 (бедные смеси) в режиме частичных нагрузок. Указанные недостатки могут быть устранены двумя путями. Простейший способ — использование высокой детонационной стойкости газового топлива, октановое число которого на 20— 30 ед.
выше, чем у товарных бензинов. Зтот путь связан с повышением степени сжатия двигателя, что исключает возможность его работы на бензине, т.е. исключается универсальность (двухтопливность) питания газового автомобиля. Второй путь— использование принципиально отличной системы подачи газового топлива: впрыск газа непосредственно в цилиндры двигателя или применение турбонаддува.
Такие системы позволяют создать универсальный бензиногазовый двигатель с высокими мощностными характеристиками и топливно-экономическими показателями. При использовании природного газа в качестве моторного топлива отмечены его плохие пусковые свойства. Предельное значение температуры холодного пуска двигателя (без дополнительных средств подогрева) на природном газе на 3 — 8 'С выше, чем на пропан-бутапе. Трудность пуска объясняется высокой температурой воспламенения метана и тем, что в процессе воспламенения (после нескольких вспышек) на свечах осаждается вода, шунтирующая искровой промежуток. Важным достоинством газовых топлив в сравнении с нефтяными являются лучшие экологические характеристики и прежде всего уменьшение выбросов вредных веществ с отработавшими газами двигателя. Как известно, такими веществами являются оксид углерода СО, оксиды азота ХО„суммарные углеводороды С 1-! и в случае применения этилированных бензинов — соединения свинца.
Применение газовых топлив с высокой детонационной стойкостью исключает необходимость использования токсичного антидетонатора, что является эффективным фактором снижения загрязнения окружающей среды. Изменение содержания оксида углерода при работе двигателя на газе и бензине в зависимости от состава топливовоздушной смеси (см. рис. 4.5) примерно одинаково (137). Однако, учитывая возможность работы газового двигателя на более бедных смесях, при его оптимальной арегулировке обеспечиваются более 143 низкие выбросы СО.
Уровни выбросов углеводородов также примерно одинаковы, но их состав принципиально различен. Вредное воздействие углеводородов, образующихся в продуктах сгорания нефтяных топлив, обусловлено главным образом образованием смога. При работе на природном газе углеводородная часть отработавших газов состоит в основном из метана, обладающего высокой устойчивостью к образованию смога. Оксиды азота — наиболее токсичные компоненты отработавших газов.
Их максимальное содержание для газового двигателя примерно в два раза меньше, чем у бензинового. Оно может быть еще снижено в 2 — 3 раза за счет регулировки состава топливной смеси. Сложность применения газовых топлив в дизельных двигателях связана с их плохой воспламеняемостью. Для организации рабочего процесса дизельного двигателя на газовых топливах известны следующие способы: 1) добавление в топливо активирующих присадок или дизельного топлива с высоким цетановым числом, 2) использование искрового зажигания и 3) применение впрыска запальной дозы дизельного топлива. Первый способ может использоваться только для жидкого пропан-бутана. Переоборудование дизеля в двигатель с принудительным воспламенением от искры нашло применение лишь на стационарных установках, так как связано с необходимостью обеспечения повышенного напряжения иа электродах свечи (до 25 кВ и более).
Поэтому для организации работы автомобильных дизелей на газовом метановом топливе наибольшее распространение получил, так называемый, газожидкостной процесс— воспламенение основной газовоздушной смеси от запальной дозы дизельного топлива. Достоинство способа — относительная простота переоборудования дизеля на газовое топливо без изменения конструкции двигателя. К природному газу, используемому в сжатом виде в качестве моторного топлива, предъявляют следующие специфические требования: отсутствие пыли и жидкого остатка, а также минимальная влажность. Последнее требование связано с исключением возможности закупорки каналов топливной системы, вызываемой замерзанием и выпадением гидратов вследствие дросселирования и снижения температуры газа при заправке автомобиля.
Для обеспечения этих требований природный газ подвергается очистке с помощью фнльтрующего, сепарационного н осушительного оборудования, установленного на газонаполнительных станциях. Для заправки газовых автомобилей предназначен газ двух марок с различным содержанием метана и азота в соответствии с ТУ 51-166-33. Основные показатели качества сжатого природного газа для автомобилей приведены ниже: Марка А!Марка Б Температура газа для климатической зоны, 'С, не более: умеренной и холодной жаркой Компонентный состав, аэ (об.): метан этан (не более) пропан бутан пентан диоксид углерода кислород азот +40 +45 95~5 90+5 4,0 1,5 1,0 О,Э 1,0 1,0 Π— 4 4 — 7 з В составе газовых топлив ограничено содержание следуюших продуктов (г,м, не более): сероводорода — 0,02; меркаптановой серы — 0,016; механических примесей — 0,001; влаги — 0,009; массовая доля сероводородной и меркаптановой серы не должна превышать 0,1а)а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
