Устройство газового редуктора является главнейшим узлом, находящимся в составе ГБО. С помощью этого оборудования происходит понижение выходного рабочего уровня давления, которое имеет поступающий газ из баллона. Газовые имеют разнообразные цвета корпуса и различные виды присоединительных устройств.
В состав таких механизмов, как устройство газового редуктора разных моделей, входят камеры и соединительные клапаны. Там также имеется канал холостого хода, испаритель, и особая система, предназначенная для разрешения подачи газовой смеси. Данное устройство газового редуктора производит поэтапное понижение давления смеси из пропана и бутана до 16 атмосфер, а также испарение жидкого газа перед проникновением в цилиндры мотора.
Устройство газового редуктора автомобиля
При процессе испарения жидкого топлива поглощается очень много энергии, поэтому в газовом редукторе происходит сильное понижение температуры, из-за чего мембраны могут замерзнуть и потерять эластичность, а затем - сломаться. Поэтому для того, чтобы это устройство газового редуктора нормально функционировало, к нему необходимо добавить бесперебойно работающую систему подогрева. Данную функцию можно сделать присоединением газового редуктора к автомобильной системе охлаждения.
Обозначенное условие предписывает заводить машину на бензине, а после нагрева до температур, находящихся в диапазоне 30-500 градусов, включать подачу газовой смеси. Устройство газового редуктора применяется также для уменьшения давления подаваемой газовой смеси с 200 до 1 атмосферы.
Подобные действия, имеющие достаточно большую сложность, происходят в 3 этапа. Исключение составляют пропанобутановые модели с двумя ступенями, применяющиеся в системах ГБО, где газ поступает через смеситель. Кроме этого существует устройство газового редуктора с одной ступенью , которые можно применять вместе с форсунками.
Разнообразные модели газовых редукторов имеют различные устройства регулирующих систем, а также систем, предназначенных для спуска и холостого хода двигателя. Например, ниже будет рассказано об отличиях принципов функционирования работ редукторов, работающих с помощью вакуума и электричества. Первый случай перед пуском газа предполагает проверки параметров, при которых:
Переключатель редуктора находится в режиме Газ;
- активировано зажигание;
- двигатель функционирует, что показывают импульсы, порождаемые системой зажигания.
Особенности функционирования устройств газового редуктора
Вакуумное устройство газового редуктора функционирует при установленном в положении Газ - Бензин переключателе, активированном зажигании, а также работе двигателя, обнаруживаемой при анализе величины разрежения, возникающего во впускном коллекторе.
Также можно сказать, что когда зажигание включено и переключатель находится на отметке Газ, происходит нагнетание «стартовой дозы» газа во впускной коллектор, предназначенной для улучшения процесса запуска двигателя. Те же действия в вакуумном газовом редукторе происходят после некоторого периода времени работы стартера.
По причине присутствия некоторых особенностей такого механизма, как устройство газового редуктора, данное приспособление можно монтировать на двигатели с карбюратором, которые при большой степени износа не могут образовывать разрежение нужной величины во впускном коллекторе.
Устройство газового редуктора позволяет значительно экономить на топливно-энергетических ресурсах и на уровень снизить текущие расходы, в процессе осуществления рабочих операций, любой промышленной или транспортной компании.
Газовый редуктор на автомобиле является неотъемлемой частью газового оборудования. Применение редукторов необходимо для выравнивания давления между резервуаром и двигателем. Принцип работы редуктора газового оборудования заключается в регулировке давления для подачи необходимого количества газа к . В этой статье речь пойдет об устройстве и технике работы газового редуктора любого автомобиля.
Схема работы
Газовая установка любого автомобиля включает наличие баллона (резервуара), соединительной магистрали, редуктора и форсунок. Как правило, современная газовая установка оборудована блоком управления для обеспечения бесперебойной работы двигателя. При установке вышеупомянутого оборудования, мастер производит настройку каждого параметра под определенные настройки. Такой подход обеспечивает автомобиль надежным оборудованием и водитель не замечает потерю мощности двигателя, а также уменьшается расход топлива.
Венчает эту конструкцию главный редуктор, без него не может обойтись ни одна установка.
Давайте разберем схему работы этого устройства по порядку.
- Как мы знаем, баллон наполняется сжиженным или природным газом под большим давлением. В результате перепада температур давление в полости баллона может изменяться, что пагубно воздействует на всю установку.
- Давление газа подается посредством трубок на газовый редуктор. Этот агрегат уменьшает избыточное давление в несколько десятков раз и подает стабильный поток топлива на центральную магистраль.
- После магистрали установлен распределитель, который корректирует порцию топлива на каждую форсунку. Газовые форсунки снабжены электромагнитными клапанами, которые управляются при помощи главного блока управления.
Как мы видим, обойтись без редуктора невозможно.
Устройство
- В основе всей конструкции лежит главный корпус, который состоит из двух частей, отлитых на заводе.
- Схема этой компоновки предполагает наличие нескольких камер, в которых приготавливается нужное давление для обеспечения топливом двигателя.
- Внутри корпуса установлены резиновые мембраны, которые представляют собой клапаны. С помощью этих клапанов достигается необходимое давление в рампе.
- В процессе работы главного редуктора его корпус подвергается критично низким температурам, что парализует работу всего механизма в целом. Для того, чтобы не происходило лишнего обледенения, опытные инженеры при разработке основного редуктора снабдили его системой обогрева, которая включает в себя наличие подключения к основной системе охлаждения двигателя.
Поэтому, газовая установка начинает работать, только после того, как прогреется до 50 градусов по Цельсию.
- Такая конструкция касается абсолютно всех устройств газового снабжения.
- На корпусе этого устройства расположены специальные регуляторы для настройки точной подачи необходимого количества газа. Основной настройкой ГБО является регулирование общей подачи топлива в систему впрыска.
- Такие регулировки производятся на прогретом двигателе автомобиля и настраиваются при высоких оборотах, а именно около трех-четырех тысяч оборотов в минуту.
- Вторая степень регулировки – это настройка холостого хода двигателя, которая также регулируется на прогретом моторе. Последняя часть регулировок приходится на работу форсунок, чтобы это настроить необходимо подключить компьютер к основному блоку управления всем оборудованием и внести соответствующие коррективы.
Мастера по установке оборудования с использованием газа производят точную настройку подачи топлива в соответствии с требованием конкретного двигателя, что обеспечивает оптимальную работу силового агрегата и его расход топлива.
Рассмотрим более детально работу редукторов трех разных фирм – Новогрудского завода (Белоруссия), итальянских фирм «Bedini» и «Lowato» (рис. 14). Все они работают по одной принципиальной схеме, что и показано на рисунке. И если взять еще десяток редукторов разных фирм, то окажется, что в основе работы каждого из них лежит все тот же единый принцип.
Рис. 14. Схемы редукторов НЗГА (а), «Bedini» (б) и «Lowato» (в): 1 – седло клапана второй ступени; 2 – регулировочный винт системы холостого хода; 3 – клапан холостого хода в сборе с диафрагмой; 4 – пружина клапана холостого хода; 5 – штуцер вакуумного канала; 6 – клапан второй ступени; 7, 12 – патрубки ввода и вывода охлаждающей жидкости; 8 – пружина первой ступени; 9 – регулировочная шайба; 10 – диафрагма первой ступени; 11 – рычаг клапана первой ступени; 13 – клапан первой ступени; 14 – седло клапана; 15 – диафрагма разгрузочного устройства; 16 – канал выхода газа; 17 – пружина разгрузочного устройства; 18 – рычаг клапана второй ступени; 19 – диафрагма второй ступени; 20 – винт регулировки давления во второй ступени; 21 – регулировочная пружина второй ступени; 22 – клапан; 23 – электромагнитное пусковое устройство; А – полость для теплоносителя в испарителе; Б – полость первой ступени; В – полость второй ступени; Г – полость разгрузочного устройства; Д, Е – полости атмосферного давления.
Двигатель еще не работает, зажигание включено, электромагнитный клапан газа открыт.
Газ, поступающий в редуктор по магистрали через открытый клапан (13), заполняет полость (Б) первой ступени, в которой создается избыточное давление.
В результате перепада давлений в полостях (Б) и (Е) (полость (Е) всегда сообщается с атмосферой) на диафрагме (10) возникает усилие, уравновешивающее усилие пружины (8) и давление газа, поступившего через клапан (13) со стороны магистрали.
Диафрагма (10) начинает перемещаться вверх, преодолевая усилие пружины (8), и закрывает связанный с ней через рычажную передачу клапан (13), герметично прижимая его к седлу. Герметичность обеспечивается кольцевым выступом седла и резиновым уплотнителем клапана. Дальнейшее поступление газа в полость (Б) прекращается. РНД в этом случае выполняет функцию автоматического вентиля.
При снижении давления в полости (Б) до определенного значения давление газа на диафрагму (10) становится недостаточным для удержания клапана (13) в закрытом положении. Под действием суммарного усилия от пружины (8) и давления газа во входной газовой магистрали клапан (13) открывается, и давление в полости (Б) возрастает. Вновь поднимается вверх диафрагма (10), преодолевая усилие сжимающейся пружины (8), и клапан (13) закрывается – в полости (Б) устанавливается постоянное избыточное давление.
Давление в первой ступени редуктора можно отрегулировать с помощью регулировочной прокладки (9), изменяющей усилие пружины (8).
Давление в полостях (Г) и (Ж) равно атмосферному, клапан холостого хода (3) под действием пружины (4) закрыт. Разгрузочное устройство удерживает клапан второй ступени (6) под действием пружины (17) в закрытом положении, и клапан оказывается плотно прижатым к седлу (1) дополнительной пружиной (21) регулировочного винта (20).
Перед пуском двигателя.
Пусковой клапан (22) открывается под действием электромагнитного пускового устройства (23), управляемого переключателем вида топлива. После этого газ поступает в полость В второй ступени и через выходной патрубок (16) подается в смеситель.
При пуске двигателя.
Во впускной системе двигателя увеличивается разрежение, которое передается через вакуумный штуцер (5). Диафрагма прогибается, преодолевая усилие пружины (4), и открывает клапан (3) системы холостого хода. Газ поступает в полость В второй ступени, что обеспечивает пуск двигателя (это относится только в редукторам с системой холостого хода; в более поздних моделях редукторов эта система отсутствует). Одновременно в полость (Г) разгрузочного устройства также передается разрежение. Увлекаемый упорным диском рычаг (18) приподнимается, частично открывая клапан (6) второй ступени, вследствие чего газ начинает понемногу поступать через полость В на выход к смесителю, встроенному в карбюратор.
Двигатель работает на холостом ходу.
При работе двигателя на холостом ходу клапан (13) первой ступени редуктора открыт. Газ выходит из полости (Б) редуктора в систему холостого хода через клапан (3) и отверстие регулировочного винта холостого хода (2). Минуя клапан (6), газ попадает в полость (В), несмотря на то, что этот клапан открывается частично. Разгрузочное устройство обеспечивает поддержание в полости (В) второй ступени небольшого избыточного давления 50 МПа (5,1 мм вод. ст.).
Через патрубок (16) отвода газа и тройник-дозатор, установленный за пределами редуктора, газ подается в смеситель, где формируется газовоздушная смесь, которая проходит через карбюратор в двигатель.
Двигатель работает с малой и средней нагрузкой.
По мере открытия дроссельной заслонки первой камеры карбюратора и при относительно небольшой частоте вращения коленчатого вала двигателя расход воздуха, поступающего через всасывающий коллектор и карбюратор, возрастает, разрежение в диффузоре карбюратора усиливается и, как следствие, в полости В понижается давление газа и увеличивается разрежение, которое воздействует на диафрагму (19). Диафрагма прогибается вверх и открывает клапан (6), увеличивая расход газа.
В то же время вследствие разрежения в полости (Г) происходит изгиб диафрагмы (15), поднятие рычага (18), а также открытие клапана (6) на величину, необходимую для впуска небольшого количества газа. Одновременно клапан (13) первой ступени все больше открывается под действием пружины (8), и через него пропускается необходимое количество газа.
Диафрагмы (19) и, частично, (15) автоматически регулируют подачу газа в соответствии с разрежением в диффузоре карбюратора. Из редуктора через патрубок (16) газ поступает в двигатель.
Двигатель работает при полной нагрузке.
Дроссельные заслонки карбюратора приближаются к положению полного открытия. Разрежение в полости (В) возрастает. Это увеличивает перепад давлений в полостях (В) и (Д), (В) и (Б), что в свою очередь приводит к возникновению дополнительных усилий, действующих на диафрагму (19) и клапан (6). По мере открытия клапана (6) увеличивается расход поступающего через него газа.
Разрежение в полости (Б) первой ступени редуктора также возрастает, растет перепад давлений в полостях (Б) и (Е). Под влиянием усилий, воздействующих на диафрагму (10), открывается клапан (13), через который устремляется газ. Чем больше становится нагрузка на двигатель, тем шире открываются клапаны (6) и (13), увеличивая подачу газа, что приводит к обогащению газовоздушной смеси, обеспечивая работу двигателя на полную мощность.
Ниже рассмотрены особенности конструкций редукторов-испарителей разных заводов-изготовителей.
Редуктор-испаритель низкого давления ОАО «Компрессор» Санкт-Петербургского завода (рис. 15) подходит для использования на автомобилях, как с карбюраторной, так и с инжекторной системой питания. Имеет небольшие габаритные размеры: диаметр – 160 мм, толщина 80 мм. Масса редуктора 1,5 кг.
Рис. 15. Схема редуктора-испарителя низкого давления ОАО «Компрессор»: 1 – патрубок выхода газа; 2 – крышка пружины; 3 – пневматический клапан холостого хода; 4, 5 – штуцеры подвода и отвода теплоносителя; 6 – входной газовый штуцер; 7 – диафрагма второй ступени; 8 – рычаг клапана второй ступени; 9, 14 – пружины; 10 – клапан второй ступени; 11 – седло клапана второй ступени; 12 – диафрагма первой ступени; 13 – стакан – камера теплоносителя; 15 – болты.
Газ поступает в РНД через входной газовый штуцер (6) (с фильтрующим элементом для повышения надежности работы клапанов) в первую ступень, где проходит его испарение от теплоносителя в камере (15). Конструкция испарителя дает возможность поддерживать температуру газа на выходе из редуктора близкой к оптимальной на всех режимах работы двигателя. Теплоноситель из системы охлаждения подводится в редуктор через штуцеры (4) и (5). При запуске двигателя в режиме холостого хода клапан (10) закрыт усилием пружины (9). Газ поступает через канал холостого хода. Поступление газа происходит при открытии пускового пневматического клапана (3).
При открытии дроссельной заслонки результирующее усилие на клапан (10) и диафрагму (7) изменяется и открывает клапан. Газ поступает через канал в седле клапана второй ступени (11) и открытый клапан (10) в полость второй ступени, а затем выходит из редуктора через патрубок (1).
Происхождение слова, а соответственно и понятия «редуктор», уходит корнями к латинской словесности. Перевод раскрывает суть данного оборудования, и означает «отводящий назад».
В функциональном плане, редуктор это базовое как карбюраторного, так и инжекторного автомобиля.
Назначение редуктора – понижение газового давления. Поскольку, выходя из баллона, газ имеет несоизмеримый уровень давления с требуемыми показателям. Без работы редуктора система просто бесполезна, а порой и опасна. Кроме понижения давления непосредственно, редуктор обеспечивает стабильность этого показателя на выходе топлива.
Виды газовых редукторов
Практика использования редуктора при работе с системой ГБО автомобиля позволяет классифицировать их по видам. Рассмотрим особенности и базовые основы работы.
Редуктор-испаритель пропанового типа действует ступенчато, понижая показатель давления с шестнадцати атмосфер до атмосферного, равного единице. Такой тип редуктора, кроме прочего меняет плотность сжиженного газа, преобразуя его в состояние газообразности.
В соответствии с физическими законами процесс испарения приводит к резкому снижению температурных показателей, в связи с чем, такой редуктор должен постоянно подогреваться. В автомобиле этот процесс решается при помощи подключения оборудования к общей системе охлаждения. Важно не допускать замораживания мембран редуктора, в противном случае они становятся хрупкими и неэластичными. Такой процесс – основа рекомендации для запуска двигателя только на бензине, и затем после прогревания до необходимой температуры в течение нескольких минут, переход на газовое топливо.
Другой тип редуктора – это метановые, они более функциональны и в практическом смысле снижают показатели атмосферного давления с двухсот атмосфер до необходимой единицы. Для такого потенциала их устройство представляет три ступени, которые начинают работать поэтапно, приводя топливо к требуемому состоянию. Существуют варианты и двухступенчатого и одноступенчатого редуктора, именно они чаще всего применяются в комбинированной системе .
Устройство газового редуктора
В общем виде газовый редуктор состоит из камеры (их соответственно может быть несколько – одна, две, три), клапанов, канала хода топлива, тосольного абриса, системы подачи газа. Помимо количества камер в редукторах могут быть различные системы запуска и процесса регулирования холостого хода. Такие системы делятся на вакуумные и электронные. Электронные системы работают на основе данных, которые диагностируют встроенные датчики – это активированный режим подачи топлива, рабочее состояние зажигания автомобиля и проч. Вакуумные в основе своей работы так же используют указанные показатели, но действуют в большей степени на физических и механических законах. Электронные более стабильны и подходят даже для достаточно изношенных двигателей.