Газобаллонная установка КАМАЗ

Газобаллонная установка КАМАЗ. В газобаллонной установке природный газ хранится в сжатом до 20 МПа состоянии в баллонах. Запас природного газа в одном баллоне при давлении 20 МПа составляет около 10 м3. Для обеспечения хода в 250...300 км может быть применено шесть, восемь или десять баллонов в зависимости от модели автомобиля. На рис. 1.49 показана схема газобаллонной установки седельного тягача КамАЗ-54118 с восемью баллонами 4. Пакет баллонов состоит из двух секций по четыре баллона в каждой. Такая схема позволяет обеспечить работу двигателя на запасе газа одной секции при нарушении герметичности в другой. Секции баллонов, в каждой из которых предусмотрен запорный вентиль 3, подключены к крестовине с наполнительным 1 и расходным 2 вентилями.

Рис. 1.49. Схема газобаллонной установки:

1 — наполнительный вентиль, 2 — расходный вентиль, 3 — запорный вентиль, 4 — баллон, 5 — манометр высокого давления, 6 — трубопровод высокого давления, 7 — редуктор низкого давления, 8 — манометр, 9 — трехходовой электромагнитный клапан, 10 — дозатор, 11 — смеситель, 12 — воздухоочиститель, 13 — механизм ограничения запальной дозы топлива, 14 — насос высокого давления, 15 — привод управления регулятора и дозатора газа, 16 — кран, 17 — двигатель, 18 — преобразователь частоты вращения, 19 — зубчатый венец. 20 — редуктор высокого давления, 21 — электромагнитный клапан с фильтром, 22 — подогреватель газа

Во время работы двигателя в газодизельном режиме вентили 2 и 3 открыты. Сжатый газ под большим давлением проходит подогреватель 22, в котором теплоносителем является жидкость системы охлаждения двигателя, и поступает в одноступенчатый газовый редуктор 20 высокого давления, где давление газа снижается до 0, 9...1, 1 МПа. По пути к редуктору газ подогревается во избежание ледяных пробок в трубопроводе, которые могут образоваться из-за сильного охлаждения газа при резком снижении давления в редукторе. Затем газ подается к фильтру 21 с войлочным элементом и электромагнитным клапаном, а из него в двухступенчатый газовый редуктор 7, где происходит снижение его давления практически до атмосферного. Управление работой редуктора осуществляется разрежением, передаваемым в него по трубке из диффузора смесителя 11. Из редуктора газ через дозатор 10 поступает в смеситель, где образуется газовоздушная смесь, и далее вместе с воздухом засасывается в цилиндры двигателя.

Давление газа в баллонах, а следовательно, запас топлива в них контролируют по манометру 5 высокого давления. По манометру 8 низкого давления проверяют работу первой ступени редуктора.

На крышке регулятора частоты вращения коленчатого вала установлен электромагнитный механизм 13, ограничивающий ход рычага управления регулятором от положения минимальной частоты вращения холостого хода до положения, соответствующего подаче запальной дозы топлива.

В газодизельный режим двигатель переводят после пуска и прогрева дизеля до температуры охлаждающей жидкости не менее 50°С переключением клавиши на щитке приборов кабины в положение «Газ». Система управления двигателем электрическая. Для этого на автомобиле установлено дополнительное газодизельное электрооборудование. В него также входят система ограничения подачи газа при достижении коленчатым валом максимальной частоты вращения, когда механический регулятор частоты вращения выключает подачу запальной дозы жидкого топлива, и электроблокировка, предотвращающая одновременную подачу газа и полную подачу жидкого дизельного топлива (двойную тягу).

Вентили КАМАЗ. Газобаллонная установка имеет четыре вентиля: два баллонных, наполнительный и расходный (магистральный). Баллонные вентили служат для подключения секций баллонов к общей магистрали. Наполнительный вентиль предназначен для заправки баллонов сжатым газом. Штуцер наполнительного вентиля имеет специальную левую резьбу и закрыт заглушкой, предохраняющей от попадания на него грязи и влаги. На других вентилях штуцера с правой резьбой. Для подсоединения газопроводов на этот штуцер устанавливается переходник, уплотняемый прокладкой. В остальном все вентили устроены одинаково, их конструкция показана на рис. 1.51.

Рис. 1.51. Расходный вентиль:

1 — корпус вентиля, 2 — клапан, 3—муфта, 4 — шпиндель, 5, 11 — уплотнительные кольца, 6 — защитное кольцо, 7 — гайка, 8 — коническая пружина, 9 — маховичок, 10 — прокладка, 12 — гайка сальника

Редуктор низкого давления КАМАЗ. Редуктор служит для снижения давления газа, поступающего к дозатору и далее в смеситель. Кроме того, редуктор снабжен разгрузочным устройством, которое обеспечивает автоматическое перекрытие поступления газа к двигателю при его остановке и надежную герметичность редуктора при неработающем двигателе. В газобаллонной установке автомобилей КамАЗ применен двухступенчатый редуктор низкого давления мембранно-рычажного типа.

Редуктор состоит из алюминиевого корпуса (рис. 1.55) с внутренней перегородкой, в котором образованы две полости: А — первой ступени, Б — второй ступени. Полость первой ступени закрыта сверху крышкой, между крышкой и корпусом зажата гибкая мембрана 4. В крышку ввернуто седло 6 пружины 5, которая постоянно отжимает мембрану вниз. Усилие пружины можно регулировать седлом 6, закрепленным в установленном положении контргайкой. В седле имеется отверстие, сообщающее полость над мембраной с атмосферой. Со стержнем мембраны соединен угловой рычаг 7, установленный шарнирно на оси. Второй конец рычага связан с клапаном 3 высокого давления.

Полость второй ступени закрыта снизу крышкой 18, которая вместе с промежуточным кольцом 26 прикреплена к корпусу болтами. Между крышкой и кольцом зажата мембрана 25. Пространство над мембраной постоянно сообщается с впускным трактом двигателя на участке между воздухозаборником и смесителем. Мембрана отжимается вниз пружиной 20, действующей через упорную шайбу 23 на шток 22, закрепленный в мембране. Пружина установлена в регулировочном ниппеле 19, ввернутом по резьбе в крышку. Вращением ниппеля регулируют усилие пружины. В установленном положении ниппель закреплен контргайкой. Верхний конец штока 22 соединен с угловым рычагом 14, установленным в полости второй ступени шарнирно на оси. Второй конец углового рычага через регулировочный винт 13 и промежуточный стержень действует на клапан 8, установленный в направляющем приливе корпуса, постоянно прижимая его резиновой вставкой к седлу, через отверстие которого полости первой и второй ступени могут сообщаться одна с другой.

Особенностью конструкции второй ступени является наличие разгрузочного устройства, которое состоит из мембраны 16, крышки и конической пружины 15. Пружина 15 разгрузочного устройства при неработающем двигателе создает дополнительное усилие на мембрану 25 второй ступени редуктора. Полость Д разгрузочного устройства постоянно сообщается с диффузором смесителя газа.

Сетчатый газовый фильтр установлен на входе в первую ступень редуктора и предназначен для очистки газа от мельчайших частиц пыли, ржавчины и других механических примесей, которые могут нарушить герметичность клапанов редуктора, В первой ступени редуктора установлен датчик дистанционного электрического манометра, по которому из кабины контролируют давление газа.

Действие редуктора заключается в следующем. При закрытой газовой магистрали мембрана 4 первой ступени под действием пружины 5 прогибается вниз и угловой рычаг поворачивается вокруг оси против часовой стрелки, устанавливая клапан 3 в открытое положение. Мембрана 25 второй ступени под действием пружины 20 и конической пружины 15 разгрузочного устройства опускается вниз, поворачивая угловой рычаг 14 против часовой стрелки и удерживая клапан 8 второй ступени в закрытом положении. Во всех полостях редуктора при этом устанавливается атмосферное давление.

При открытии газовой магистрали газ из баллонов, пройдя фильтр, поступает через открытый клапан 3 в полость А первой ступени. Когда давление в полости достигнет 0, 18...0, 22 МПа, мембрана 4, сжимая пружину 5, переместится вверх и с помощью рычага 7 закроет клапан 3.

При неработающем двигателе газ в полость Б второй ступени не поступает, так как клапан 8 второй ступени закрыт.

Рис. 1.55. Редуктор низкого давления:

1 — корпус фильтра газового редуктора, 2 — сетка фильтра, 3 — клапан высокого давления, 4 — мембрана высокого давления, 5 — пружина, 6 — седло пружины, 7 — рычаг клапана высокого давления, 8 — клапан низкого давления, 9 — корпус дозирующе-экономайзерного устройства, 10 — корпус газового редуктора, 11 — крышка люка, 12 — контргайка регулировочного винта, 13 — регулировочный винт клапана низкого давления, 14 — рычаг мембраны низкого давления, 15 — пружина разгрузочного устройства, 16 — разгрузочная мембрана, 17 — прокладка разгрузочной мембраны, 18 — верхняя крышка корпуса, 19 — регулировочный ниппель, 20 — пружина мембраны низкого давления, 21 — переходный штуцер, 22 — шток мембраны низкого давления, 23 — упорная шайба пружины, 24 — контргайка седла. 25 — мембрана низкого давления, 26 — промежуточное кольцо; А — полость первой ступени, Б — полость второй ступени, В — подвод разрежения из впускного тракта. Г — полость под мембраной, Д — полость разгрузочного устройства, Е — подвод газа от электромагнитного клапана с фильтром

При работе двигателя в диффузоре смесителя создается разрежение, которое передается в полость Д разгрузочного устройства. Мембрана 16 поднимается вверх, сжимая коническую пружину 15, тем самым разгружая мембрану 25 второй ступени редуктора.

Одновременно разрежение от диффузора смесителя передается в полость Б и мембрана 25, освобожденная от дополнительного усилия разгрузочного устройства, прогибается внутрь, преодолевая сопротивление своей пружины 20. При перемещении мембраны 25 угловой рычаг 14 освобождает клапан 8, который откроется под давлением газа из полости А.

Газ, поступая из полости А первой ступени в полость Б второй ступени, расширяется в ней, вследствие чего понижается его давление до близкого к атмосферному. Если давление газа в полости Б начнет превышать 100...150 кПа, мембрана, опускаясь вниз, закроет клапан. Таким образом, необходимое давление газа во второй ступени будет все время поддерживаться на требуемом уровне. Затем газ через отверстие в корпусе 9 и по трубопроводу поступает к дозатору и далее в смеситель.

В редукторах, применяемых в газодизелях КамАЗ, отсутствуют дозирующе-экономайзерное устройство и дозирующая шайба, которые имеются на карбюраторных газовых двигателях.

Мембрана второй ступени, освобожденная от усилия разгрузочного устройства, обладает большой чувствительностью и в зависимости от режима работы двигателя и изменения разрежения в полости с помощью клапана 8 постоянно регулирует поступление газа к дозатору.

Разрежение в диффузоре, передаваемое в полость Б второй ступени, зависят от степени засоренности воздухоочистителя; чем сильнее загрязнен фильтроэлемент, тем больше разрежение, вызывающее больший расход газа. Для исключения влияния засоренности воздухоочистителя на расход газа и мощностные показатели двигателя обеспечена нечувствительность мембраны второй ступени редуктора к увеличению сопротивления впускного тракта. Это достигнуто сообщением полости Г под мембраной с впускным трактом на участке между воздухоочистителем и смесителем.

При работе двигателя в его впускном тракте возникает небольшое разрежение. Это разрежение значительно меньше, чем в диффузоре, оно передается по трубопроводу в полость Г под мембраной второй ступени редуктора, поэтому мембрана 25 прогибается внутрь под давлением, равным разности разрежений в диффузоре и во впускном тракте перед диффузором. При изменении сопротивления воздухоочистителя действующее на мембрану давление будет постоянным, а следовательно, расход газа через клапан второй ступени редуктора будет сохраняться, т. е. при засорении воздухоочистителя или снятии его фильтроэлемента разрежение будет изменяться на одинаковую величину одновременно в полостях Б и Г редуктора.

Для нормальной работы системы коррекции необходимо следить за чистотой и герметичностью канала от полости Г под мембраной второй ступени редуктора до впускного тракта.

Смеситель КАМАЗ. Смеситель предназначен для приготовления газовоздушной смеси, регулирования подачи газа и в конечном счете получения заданной частоты вращения коленчатого вала; представляет собой цилиндрический корпус 2 (рис. 1.57), в который вставлен диффузор 1. Для подвода газа в диффузоре выполнен коллектор в виде радиальных отверстий.

Рис. 1.57. Смеситель:

1 — диффузор, 2 — корпус смесителя, 3 — шпилька, 4, 6 — штуцера, 5 — прокладка штуцера; Р—к разгрузочному устройству газового редуктора, Д — к трехходовому электромагнитному клапану, К — к переходному штуцеру газового редуктора, И — к индикатору запыленности воздухоочистителя (ИЗВ-500)

Воздухоочиститель компрессора КАМАЗ. На газодизельных двигателях КамАЗ забор воздуха в компрессор пневмопривода тормозов осуществляется из атмосферы.

Для очистки атмосферного воздуха от пыли применяют воздухоочиститель сухого типа. Он состоит из корпуса 2 (рис. 1.58), крышки 5, фильтрующих элементов 3 и 4. Крышка крепится к корпусу в двух точках с помощью винта, гайки и шайбы.

Очистка Воздуха в воздухоочистителе производится фильтрующими элементами 3 и 4. Фильтрующий элемент 4 изготовлен из нетканого клееного полотна «Сипрон», фильтрующий элемент 3 — из фильтровального нетканого материала ИФПВД (иглопробивное фильтровальное полотно для воздухоочистителей дизелей). Воздух, попадая из под крышки в первый фильтроэлемент 4, очищается от крупных частиц и поступает во второй фильтроэлемент 3 для более тонкой очистки; Очищенный воздух через рукав и патрубок поступает в компрессор.

Рис. 1.58. Воздухоочиститель компрессора:

1 — компрессор пневмопривода тормозов, 2 — корпус, 3, 4 — фильтрующие элементы, 5 — крышка, 6 — крепление крышки фильтра, 7 — хомут, 8 — гайка, 9 — рукав, 10 — болт, 11 — патрубок, 12 — прокладка

Дозатор КАМАЗ. Дозатор установлен на корпусе смесителя и предназначен для регулирования подачи в смеситель необходимого количества газа в различных режимах работы двигателя. Дозирующее устройство выполнено в виде дроссельной заслонки 7 (рис. 1.56), установленной на впускном канале корпуса 9 и закрепленной на валике 8. Управление заслонкой осуществляется педалью акселератора из кабины через систему тяг, рычагов и валик 5. При открытии заслонки на больший угол увеличивается поток газа, проходящего через диффузор смесителя. При закрытии заслонки подача газа прекращается.

При достижении максимальной частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу двигателя, работающего в газодизельном режиме, выключается подача запальной дозы жидкого топлива. Для выключения подачи газа в этот момент предназначен вакуумный ограничитель, объединенный с дозатором в одном корпусе. Ограничитель позволяет управлять положением дроссельной заслонки независимо от положения рычага 4 привода заслонки, например поворачивать ее в сторону закрытия при достижении двигателем максимально допустимой частоты вращения (2550 об/мин).

Вакуумный ограничитель работает совместно с трехходовым электромагнитным клапаном и индуктивным датчиком частоты вращения коленчатого вала двигателя, Если частота вращения коленчатого вала двигателя не превышает допустимого значения, электромагнитный клапан сообщает полость А с атмосферой. При этом мембрана под действием пружины 10 прогибается вниз и шток мембраны не препятствует повороту валика 8 в сторону открытия заслонки рычагом 4.

При превышении максимально допустимой частоты вращения коленчатого вала индукционный датчик через электронный блок управления включает электромагнитный клапан. При этом клапан разобщает полость А с атмосферой и сообщает ей разрежение диффузора. Вследствие этого мембрана 3 выгибается вверх и через шток и валик 8 прикрывает дроссельную заслонку 7, преодолевая усилие пружины 10. Поступление газа в смеситель прекращается.

Рис. 1.56. Дозатор:

1 — крышка корпуса дозатора, 2 — крышка ограничителя оборота, 3 — мембрана ограничителя оборотов, 4 — рычаг привода дроссельной заслонки, 5 — валик ведущий, 6 — крышка корпуса дозатора, 7 — заслонка дроссельная, 8 — валик ведомый, 9 — корпус дозатора газа, 10 — пружина ограничителя оборотов

Список использованных интернет-ресурсов:

https://mig-kama.ru/info/spd_dozator_kamaz.html