Владимир Золотницкий - Автомобильные газовые топливные системы
РЕДУКТОР-ИСПАРИТЕЛЬ предназначен для превращения жидкой фазы газа в паровую и подачи паровой фазы в смеситель.
Обслуживание. Через каждые 1500–2000 км пробега (на горячем двигателе) следует отвернуть пробку (винт), находящуюся в нижней части редуктора, и слить конденсат (маслянистый отстой).
Редукторы-испарители играют важную роль в работе газобаллонного оборудования, поэтому им следует уделить особое внимание.
Общие сведения о газовых редукторах
Газовые редукторы, устанавливаемые на автомобилях как отечественного, так и зарубежного производства, имеют одинаковое назначение. Они служат для автоматического снижения давления газа в системе питания до заданного уровня при постоянно изменяющемся давлении газа, зависящем от его количества и температуры окружающей среды.
Газовый редуктор должен обеспечивать на выходе требуемые характеристики состояния газа в широком диапазоне температур, при переходе с одного режима работы двигателя на другой. Он должен автоматически перекрывать подачу газа при выключенном двигателе. Конструкция газового редуктора должна быть компактной и удобной в обслуживании.
Принцип работы редуктора-испарителя
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.
