Особенности эксплуатации газобаллонных автомобилей





Общие сведения о газобаллонных автомобилях.

Мы привыкли к тому, что автомобили работают на жидком топливе. Однако ДВС на газе появился чуть ли не раньше бензинового. Главное достоинство таких двигателей — нет проблемы смесеобразования. Другое достоинство — большие запасы природного газа и ресурсов для получения горючих газов искусственными путями. В бывшем СССР начали создавать газобаллонные автомобили с 1936 г. Первые серийные машины ЗИС-ЗО и ГАЗ-44 были выпущены в 1939 г.

Работающие на газе автомобили выпускают и сейчас, причем чаще они приспособлены и для работы на жидком топливе. Бензиновые двигатели позволяют сделать это достаточно просто. Интерес к газовому топливу то повышается, то понижается — в зависимости от цен. Когда этому способствует конъюнктура, даже владельцы легковых автомобилей переоборудуют их для работы на газе. Сложнее обстоит дело с дизелями, но сейчас найдено технически и экономически выгодное решение.

Чаще всего в газодизеле впускают в цилиндр и сжимают газовоздушную смесь, а воспламеняют ее впрыском небольшой порции дизтоплива, которое зажигается само и зажигает газ. Интерес к газодизелю усилился в последние годы в связи с ужесточением экологических требований. Сейчас в Европе грузовики и автобусы с дизельными двигателями впускают в крупные города лишь когда они переключаются с питания дизтопливом на газ.

В общем по мере обострения дефицита нефтепродуктов газобаллонные автомобили будут применяться все шире. Уже давно горючий газ производится как побочный продукт многих техпроцессов, например, процесса производства кокса из угля (долгое время газ для бытовых нужд в Харькове поступал с коксохимического завода). Сейчас развивается индустрия производства биогаза как результата брожения, т. е. деятельности микроорганизмов, перерабатывающих самое разное органическое сырье вплоть до канализационных отходов.

На автомобилях в качестве моторного топлива применяют сжиженные нефтяные газы (СНГ), получаемые при добыче и переработке нефти, и сжатый природный газ (СПГ).

Особенности эксплуатации газобаллонных автомобилей

Основные свойства газового топлива в сравнении с бензином:

  • Двигатели газобаллонных автомобилей бывают газовыми или универсальными. Газовый двигатель предназначен для работы только на СНГ. Поскольку октановое число этого топлива выше, чем у бензина, используют более высокие степени сжатия, что позволяет компенсировать меньшую теплотворную  способность газовоздушной смеси по сравнению с бензо- воздушной и получить те же мощности. Но при работе этого двигателя на бензине возникает опасность детонации. Во избежание этого устанавливают две раздельные системы питания — газовую и бензиновую (резервную). Газовая система имеет газовый смеситель со смесительными камерами и диффузорами большого сечения.
  • Бензиновая система имеет очень малое сечение смесительной камеры и диффузора, это уменьшает наполнение цилиндров, снижает температуру и давление в них, а потому и мощность двигателя (автомобиль движется со скоростью 30 — 40 км/ч).
  • Универсальный двигатель обладает такой же степенью сжатия, как базовый бензиновый, а потому может работать на бензине неограниченное время. В системе питания вместо газового смесителя и карбюратора резервной системе установлен карбюратор-смеситель, приготавливающий горючую смесь на обоих видах топлива. Универсальный двигатель может работать и на СНГ, и на СПГ.
  • Газобаллонные автомобили выпускаются серийно автозаводами или же получаются путем переоборудования обычных. Автомобили для работы на СНГ имеют сварные баллоны на давление 1,6 МПа, т. к. СНГ остаются в жидком состоянии при температурах -20…+20°С и давлениях 1…2 МПа.
  • Размеры баллона — 1100 мм в длину, 575 мм в диаметре. СНГ через магистральный вентиль подаются в испаритель, а оттуда через магистральный газовый фильтр с электромагнитным запорным клапаном и редуктор (понижает давление примерно до атмосферного) в газовый смеситель. Испаритель — это теплообменник, в котором охлаждающая жидкость из двигателя нагревает СНГ и испаряет его.
  • Электромагнитный запорный кран перекрывает подачу газа при отключении зажигания. Дозирующе- экономайзерное устройство редуктора регулирует количество газа для получения нужного состава смеси на всех режимах. В смесителе газ смешивается с воздухом и подается в двигатель.
  • Автомобили для работы на СПГ создаются на базе бензиновых моделей с учетом максимальной унификации и отличаются только наличием газобаллонной аппаратуры. Они имеют от 4 до 8 баллонов высокого давления (19,6 МПа). Газ из баллонов через магистральный вентиль поступает в подогреватель, использующий тепло отработавших газов или охлаждающей жидкости из двигателя, а затем в редуктор высокого давления, где редуцируется до 1 МПа. Далее через электромагнитный клапан поступает в двухступенчатый редуктор низкого давления, а затем через карбюратор- смеситель в двигатель. По пути газ проходит ряд фильтров. Серьезный недостаток этих автомобилей — необходимость возить тяжелые баллоны массой по 93 кг (если баллон из легированной стали — 62,5 кг), из-за чего грузоподъемность уменьшена на 9 — 14%. Уже ряд лет идет разработка более легких баллонов из пластиков, армированных стекловолокном, но пока до серии эти баллоны не дошли.
  • Переоборудование автомобилей для работы на газовом топливе производится на АРЗ, СТО или в крупных АТП, имеющих соответствующую производственную базу и технологическое оборудование. Техпроцесс переоборудования состоит из трех этапов, каждый из которых выполняется на специализированном участке: подготовка автомобиля к переоборудованию; переоборудование; испытание газовой после переоборудования. Для работы на СНГ необходимо увеличить степень сжатия, для чего устанавливают головки уменьшенной высоты, укороченные штанги толкателей и другие свечи зажигания. Снимают карбюраторы и заменяют газовыми смесителями и специальными бензиновыми карбюраторами резервной системы питания. Монтируют баллоны — у грузовых автомобилей на раме, у автобусов на крыше, у легковых автомобилей в багажнике. Монтируют газопроводы (высокого давления — стальные трубы с ниппельными соединениями, низкого давления — шланги из маслобензостойкой резины. В кабине водителя устанавливают магистральный вентиль и манометр давления газа в первой ступени редуктора. После монтажа производят проверку магистрали высокого давления — опрессовку сжатым воздухом или инертным газом (например, азотом, под давлением 1,6 МПа, а затем проверяют на утечки всю систему с помощью мыльного раствора. Переоборудованный автомобиль должен иметь углекислотный огнетушитель.

Для работы на СПГ устанавливают на автомобиль газовые баллоны, монтируют газовую аппаратуру, опрессовывают ее высоким давлением и проверяют на герметичность. Двигатель практически не меняется, только заменяют карбюратор на карбюратор-смеситель. Однако на некоторых автомобилях меняют головку, чтобы несколько повысить степень сжатия (например, на ГАЗ-52 — с 6,7 до 7,0). В бензиновой системе питания ставят вместо штатного фильтра тонкой очистки такой же ФТО, но с электромагнитным клапаном, чтобы перекрывать подачу бензина, когда двигатель работает на газе.

Проверку герметичности производят воздухом или инертным газом при давлении 1 МПа, опрессовку газовой системы — в несколько этапов при давлениях 2,5, 5, 10 и 20 МПа.

Особенности эксплуатации автомобилей на СНГ. У этих автомобилей запас хода примерно такой же, как у их бензиновых вариантов. Заправка баллонов сжиженным газом производится на газонаполнительных станциях (ГНС). Водитель очищает от грязи газонаполнительный вентиль и выворачивает из него пробку. Подсоединяют к нему заправочный шланг, а к вентилю контроля максимального наполнения баллона — газоотводный шланг. Открывают оба вентиля. Заправку прекращают, когда из газоотводного шланга пойдет жидкость — закрывают наполнительный вентиль, а когда из контрольного шланга перестанет вытекать жидкость — и вентиль контроля. Отсоединяют внешние шланги, заворачивают на место пробку.

Основные мероприятия по охране труда. При заправке на ГНС автомобиль нужно устанавливать на горизонтальной площадке с тем, чтобы уровень жидкости не превысил максимального значения (90% объема баллона), иначе объем паровой подушки уменьшится до величины менее 10%, от.него при нагреве может резко повыситься давление и произойти взрыв. При заправке запрещается стоять возле газонаполнительного шланга, подтягивать гайки соединений и стучать металлическими предметами, курить, регулировать и ремонтировать двигатель.

Если после заправки двигатель плохо запускается или работает с хлопками, его следует остановить и откатить автомобиль на расстояние не менее 15 м от газораздаточного устройства. Запрещается заправлять автомобиль при наличии в кузове взрывоопасного груза.

Следует помнить, что газы быстро испаряются, отнимая тепло от окружающего воздуха и предметов. Бурное испарение начинается при температуре кипения, которая для пропан-бутановой смеси составляет-20,5°. Поэтому при ремонте и наполнении баллонов во избежание обмораживания рук следует пользоваться рукавицами. Запрещается разборка и ремонт баллонов до полного выпуска сжиженного газа.

Пуск двигателя на газе возможен при температуре воздуха не ниже -5°С. При более холодной температуре запускают двигатель на бензине, а потом переключают на газ. Останавливают двигатель, выключая зажигание. Если стоянка не ожидается дольше 1 часа, нет необходимости закрывать магистральный вентиль. При постановке на ночь закрывают расходные вентили баллонов, вырабатывают газ из системы, а потом закрывают магистральный вентиль.

Особенности эксплуатации автомобилей на СПГ. У этих автомобилей при работе на газе мощность падает на 18…20%, крутящий момент на 22.. .24%. Эти недостатки можно устранить, если применять двигатели с более высокой степенью сжатия, т. е. работать на бензине не А-76, а с большим октановым числом. Запас хода примерно 180 — 220 км. В силу перечисленных особенностей преимущественная область применения таких автомобилей — работа в большом городе, где особенно важна экологическая безопасность, на перевозке торговых и других грузов с малым объемным весом, которые сами по себе не позволяют использовать полную грузоподъемность автомобиля.

Заправка осуществляется на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС). Туда газ поступает обычно под небольшим давлением 0,4… 1,2 МПа, очищается от механических примесей и сжимается компрессорами до 25 МПа. Через масловлагоотделитель и блок осушки газ поступает в аккумулятор высокого давления, а оттуда через специальные узлы запорной и регулирующей арматуры — к заправочным колонкам. Водитель ставит автомобиль у колонки, глушит двигатель, отключает массу, включает стояночный тормоз и покидает кабину. Заправку выполняют заправщик и оператор АГНКС. Баллоны заполняют газом до давления 20 МПа.

ТО и ремонт. Виды и периодичности ТО — те же, что для базовых автомобилей. Дополнительные работы связаны с наличием газовой системы питания и перечислены в инструкции по эксплуатации автомобиля.
При ЕО проводят внешний осмотр и проверку креплений, а также герметичности соединений специальным прибором или мыльным раствором. При необходимости подтягивают.

Перед проверкой надо открыть и закрыть вентили — в промежуточном положении они не герметичны. После возвращения с линии обязательно сливают конденсат из редуктора низкого давления. В холодное время сливают также воду из испарителя.

Перед ТО закрывают расходные вентили, вырабатывают газ из системы и переходят на бензин. Необходимо также исключить малейшую возможность нагрева газовых баллонов со стороны любых тепловых источников, в том числе системы обогрева автомобилей в зимний период.

Баллоны, как все сосуды, работающие под давлением, должны проходить регулярное освидетельствование органами Госгортехнадзора.

Если обнаружены неисправности газовой аппаратуры, автомобиль направляют на пост выпуска газа, представляющий собой открытую площадку на территории АТП, оснащенную резервуаром для слива СНГ и устройством для выпуска СПГ в сеть или атмосферу. После этого автомобиль, работая на бензине, идет на мойку, а затем в зону УН.

Посты ТО и ТР газовой аппаратуры располагают в изолированном помещении со сквозным проездом в случае выполнения контрольнорегулировочных операций при работе двигателя на газе. Рядом с этой зоной рекомендуется размещать помещение зоны обслуживания газовой аппаратуры. Выпускается весь комплекс необходимого оборудования для диагностирования, ТО и ТР газовой аппаратуры. В практике наблюдается большой разброс наработки узлов газовой аппаратуры до отказа (10…25 тыс. км), поэтому приходится часто выполнять диагностические и профилактические работы.

Поскольку смесь газа с воздухом взрывоопасна, особое внимание должно уделяться вопросам охраны труда, в том числе противопожарным. Помещения постов должны оборудоваться приточно-вытяжной вентиляцией с восьмикратным обменом воздуха за смену. К эксплуатации газобаллонных автомобилей допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальное обучение, сдавшие экзамены и получившие удостоверение установленного образца.

Особенности хранения СНГ в баллонах. Давление СНГ в баллоне зависит не от количества залитой в него жидкости, а от температуры и состава газа. Оно определяется давлением насыщенных паров. Обязательно иметь паровую подушку (ок. 10% объема). Если ее нет, давление в баллоне возрастает на 0,7 МПа на каждый градус повышения температуры, что может привести к разрыву баллона. Баллон безопасен, если заполнен жидкостью на 90% и оснащен предохранительным клапаном (выпускает часть газа в атмосферу при давлении выше 1,6 МПа).

Нужно регулярно следить за герметичностью кабины, салона, багажного отделения, проверять раз в год. Герметичность салона легкового автомобиля проверяют так: багажный отсек заполняют сухим льдом или другим источником углекислого газа. Затем с помощью газоанализатора определяют наличие С02 и степень проникновения в салон (кабину), сравнивая с заранее замеренным фоновым содержанием С02.




Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Оставить ответ

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: