Редуктор-испаритель "Автосистема".

На рис. 2.12 показана принципиальная схема редуктора-испарителя фирмы "Автосистема" НАМИ и отдельных его элемен­тов. При работе редуктора газ попадает к вход­ному угольнику 1. Обмотка электромагнитного клапана 2 находится под напряжением и клапан открыт. Газ поступает в полость К.

Рис.2.12. Редуктор-испаритель "Автосистема": 1 – входной угольник; 2 – электромагнитный клапан; 3 – клапан первой ступени; 4 – торсионная пружина; 5 – патрубки ввода и вывода охлаждающей жидкости; 6 – клапан второй ступени; 7 – выходной патрубок к смесителю; 8 – регулировочный винт холостого хода; 9 – пружина; 10 – регулировочный винт второй ступени; 11 – регулировочный винт; 12 – клапан: 13 – диафрагма второй ступени; 14 – рычаг открытия клапана второй ступени; 15 – диафрагма; К – полость первой ступени; Л – полость второй ступени; М – полость теплоносителя; Н – полость атмосферного давления

Клапан первой ступени 3 ограничивает по­ступление газа в редуктор, когда давление в полости К достигает величины 0.038…0.0042 МПа, которое определяется диафрагмой15 и жесткостью торсионной пружины 4 .

В полостиМ, которая через патрубки 5 соеди­нена с системой охлаждения двигателя, цирку­лируется охлаждающая жидкость, являющаяся теплоносителем для испарения газа. Испарен­ный в полости К газ через клапан второй ступе­ни 6 поступает в полость Л, где поддерживается давление от +5 до -10 мм вод.ст., а из полости Л – через выходной патрубок 7 к смесителю.

На режиме холостого хода регулировка коли­чества газа осуществляется винтом холостого хода 8,соединяющим полостиК и Л.

При работе двигателя на остальных режимах (кроме холостого хода) газ из полости К в полость Л поступает в основном через клапан второй ступени 6.

Минимальный расход газа через него устанавливается подбором усилия на пружине 9 регулировочным винтом второй сту­пени10.

Для регулировки давления в полости К редук­тора-испарителя, в конструкции предусмотрен регулировочный винт11.

Работает редуктор-испаритель следующим образом. При включении зажигания (если переключа­тель вида топлива установлен в положение "ГАЗ"), электронный блок подает питание на обмотку электромагнитного клапана 2 редукто­ра в течение трех секунд.

В это время клапан открыт и газ поступает в редуктор, заполняя полости К и Л, а также впускной коллектор, подготавливая двигатель к пуску. Давление в полости Н равно атмосферному.

При вращении коленчатого вала двигателя стартером электронный блок обеспечивает питанием обмотку электромагнитного клапана 2, клапан12 открыт, газ поступает в систему питания. Клапан 12 остается открытым в течение всего времени работы двигателя.

Газ, находящийся в полостиК, в необходимом для работы двигателя на холостом ходу количестве поступает через отрегулированное винтом холостого хода 8 проходное сечение в полость Л и далее через выходной патрубок 7 к смесителю.

По мере открытия дроссельной заслонки (увеличение нагрузки двигателя) и увеличения расхода воздуха через карбюратор-смеситель увеличивается разрежение в диффузорах смесителя. Разрежение в полости Л редуктора также растет, что вызывает перемещение диафрагмы второй ступени13 и через рычаг 14 открытие клапана второй ступени 6 на большую величину, обеспечивая больший расход газа.

При остановке двигателя, когда частота вращения коленчатого вала достигают значения 400…450 мин^-1, электронный блок отключает электромагнит­ный клапан 2 редуктора, тем самым, прекращая подачу газа в систему питания. Двигатель последними оборотами расходует оставшийся в редукторе газ, предотвращая его самопроизвольное истечение после остановки. Отличительные особенности редуктора:

– высокая чувствительность и быстродей­ствие;

– оптимизированная расходная характерис­тика, обеспечивающая высокие динамические качества автомобиля;

– встроенная система холостого хода;

– удобство в эксплуатации и ремонте;

– новые материалы, из которых изготовлены диафрагмы и уплотнительные кольца, позволя­ют продлить срок службы редуктора в 2 - 3 раза;

– до минимума сокращено количество дета­лей.

Редуктор-испаритель "САГА-6"

Редуктор, схема которого показана на рис. 2.13 содержит корпус 25 с полостями5и16 низкого и высокого давления соответственно, клапаны13и26подвода и отвода охлаждающей жидкости.

Во входной полости 24 редуктора-испарителя происходят нагрев и испарение сжиженного газа, который через клапан 22 поступает в полость16 высокого давления. Входная полость и полость высокого давления обогреваются жид­костью (теплоносителем), поступающей через каналы13, 26, что обеспечивает испарение газа и исключает обмерзание каналов.

Клапан 22 перекрывает доступ газа в редуктор, когда давление газа в полости16 достигает дав­ления 0.05…0.1 МПа.

Испарившийся газ через канал15 и клапан 9 второй ступени поступает в полость 5 низкого давления, где давление снижается до величины, близкой к атмосферному, и поддерживается в пределах 78 Па (8 мм.вод.ст.) на всех режимах работы двигателя.

Из полости 5 через канал12 с дозатором 11 газ поступает в смеситель, где смешивается с возду­хом, поступающим в цилиндры двигателя.

При неработающем двигателе давление в по­лости 3 разгрузочного устройства равно атмос­ферному. Клапан 9 закрыт под действием пру­жины 4 разгрузочного устройства. Результирую­щее усилие от пружин8, 10 может способство­вать открытию или закрытию клапана 9 в зави­симости от регулировки винтом12а.

Рис. 2.13. Редуктор "САГА-6": 1 – крышка редуктора низкого давления; 2 – диафрагма разгрузочного устройства; 3 – полость разгрузочного устройства; 4 – пружина; 5 – полость низкого давления; 6 – диафрагма полости низкого давления; 7 – рычаг; 8 – пружина; 9 – клапан; 10 – пружина; 11 – дозатор; 12 – канал выхода газа; 12а – регулировочный винт; 13, 26 – каналы подвода и отвода теплоносителя; 14 – канал обратной связи; 15 – канал, соединяющий полости высокого и низкого давления; 16 – полость высокого давления; 17 – пружинная полость редуктора высокого давления; 18 – диафрагма редуктора высокого давления; 19 – пружина; 20 – крышка полости высокого давления; 21 – рычаг; 22 – клапан; 23 – канал слива конденсата; 24 – канал подвода сжиженного газа; 25 – корпус редуктора; 27 – канал для подсоединения к задроссельной полости карбюратора; 28 – канал слива конденсата

Во время пуска двигателя стартером в его впускном коллекторе создается разрежение, которое через шланг передается в полость 3 разгрузочного устройства. Под действием пере­пада давлений, возникающего на диафрагме 2 разгрузочного устройства, сжимается его пру­жина4, освобождая рычаг 7 клапана 9.

Применение обратной связи в виде канала14между полостями 5 и 17 позволяет обеспечить стабильность и экономичность работы двигате­ля на переходных режимах работы, т. е. при резком открытии или закрытии дроссельных заслонок карбюратора.

Газовый редуктор-испаритель крепится на кронштейнах в подкапотном пространстве в плоскости, параллельной горизонтальной плоскости автомобиля, штуцерами вниз.

В редукторе-испарителе:

– повышена в несколько раз точность реду­цирования и регулирования давления газа на выходе редуктора, что обеспечивает стабиль­ность оборотов холостого хода двигателя, топ­ливную экономичность и снижение токсичнос­ти отработавших газов;

– применены самоустанавливающиеся кла­паны, что значительно увеличивает надежность работы редуктора-испарителя;

– конструкция теплообменных каналов дает возможность поддерживать температуру газа на выходе из редуктора близкой к оптимальной на всех режимах работы двигателя;

– замерзание воды из системы охлаждения двигателя в теплообменных каналах редуктора не приводит к разрушению корпуса;

– отсутствие электромагнита принудитель­ной подачи газа перед запуском объясняется тем, что в 1-й ступени, после выключения двигателя, остается достаточное количество газа для надежного запуска;

– регулировка редуктора осуществляется всего одним винтом, которым можно изменять выход­ное давление от избыточного до разрежения;

– малое давление на выходе первой ступени позволяет полностью использовать запас газа в баллоне;

– введена пневматическая отрицательная об­ратная связь между первой и второй ступенями редуктора, которая определяет устойчивую рабо­ту редуктора на переходных режимах и не допус­кает переобогащения газовоздушной смеси;

– масса редуктора всего 1.5 кг, диаметр – 170 мм, толщина – 80 мм.

Редуктор-испаритель "ЛОВАТО" (Италия)

Это малогабаритный редуктор (рис. 2.14), через входной канал 1 которого СНГ по­ступает в полость первой ступени А. Здесь его давление снижается до 0.05…0.07 МПа и отжи­мает диафрагму 12, поворачивая рычаг 13, Кла­пан15 перекрывает свое впускное седло 2. По мере расхода газа давление в первой ступени А снижается ниже 0.05 МПа. Пружина 14возвращает диафрагму в исходное положение, клапан 15 открывается и газ снова поступает в первую ступень А. ПолостьС кольцеобразной формы – водяной контур теплообменника.

В камеру второй ступени В и на смеситель газ поступает по каналу11 через клапан10. Диаф­рагма 3 под действием разрежения в смесителе перемещается к центру редуктора, увлекая за собой рычаг 8. Клапан10 открывается, регули­руя подачу газа во вторую ступень В. Если разрежение в смесителе, а, следовательно, и во второй ступени В увеличивается, диафрагма 3, опускаясь, позволяет большому количеству газа пройти через клапан10 во вторую ступень В. И, наоборот, когда разрежение уменьшается, диаф­рагма, поднимаясь, перемещает рычаг и клапан ограничивает проход газа. Когда двигатель не работает, пружина 5, действуя на рычаг 8, обес­печивает полную герметичность клапана10.

При запуске двигателя вступает в работу раз­грузочное устройство, отличающееся от других систем наличием магнита. Диафрагма4, управ­ляемая разрежением от впускного коллектора двигателя или из-за дроссельного пространства карбюратора, сжимает пружину 5 до упора. На диафрагме закреплен постоянный магнит 7, притягивающий рычаг 8, который обеспечивает открытие клапана.

Рис.2.14. Малогабаритный редуктор-испаритель "Ловато" (Италия): 1 – входной канал; 2 – впускное седло; 3 – диафрагма второй ступени; 4 – диафрагма разгрузочного устройства; 5 – пружина; 6 – электромагнитное устройство; 7 – постоянный магнит; 8 – рычаг; 9 – регулировочный винт давления второй ступени; 10 – клапан второй ступени; 11 – канал; 12 – диафрагма первой ступени; 13 – рычаг; 14 – пружина; 15 – клапан первой ступени; А – полость камеры первой ступени; В – полость камеры второй ступени; С – полость теплообменника.

Это разгрузочное устройство улучшает запуск двигателя при любых погодных условиях. Клапан10 перед пуском двигателя может быть принудительно открыт электромагнитным устройством6, который должен использоваться только в случае необходимости.

Винт 9 регулирует давление на коротком плече рычага 8. Им устанавливаются обороты холостого хода при работе на газе.

Фирма «Ловато автогаз» выпускает также ре­дукторы для автомобилей с карбюратором и электронным блоком управления, для автомоби­лей с электронным впрыском топлива и турбонаддувом.

Трехступенчатый редуктор-испаритель "Тартарини" (Италия)

Данный редуктор-испаритель предназначен для работы на СПГ и особенностью трехступенчатого редуктора (рис.2.15) по сравнению с двухступенчатым является нали­чие промежуточной ступени, позволяющей уменьшить колебания давления газа на выходе с небольшим избыточным давлением в преде­лах 20…100 Па, что обеспечивает устойчивую работу двигателя на всех режимах и, особенно, на режимах неустановившихся.

Первая и промежуточная ступени размещены в корпусе и имеют общую диафрагму10, явля­ющуюся одновременно уплотнителем испари­тельной системы. Для увеличения поверхности теплообмена и перехода газа из жидкого состо­яния в газообразное внутренние стенки камеры первой ступени снабжены ребрами. Наружные же первой и промежуточной ступеней омыва­ются по их периметру теплоносителем, посту­пающим из системы охлаждения двигателя.

В редукторе имеются три редуцирующие по­лостиА, БиВ, соответствующие первой, второй и промежуточной ступеням, а также разгрузоч­ная полость Г. В полости А давление газа пони­жается с 1.6 МПа до 0.2 МПа, а в полости В – с 0.2 до 0.1 МПа.

Линейный клапан 20 перекрывает газовый канал между полостямиАиВ, благодаря чему полости разобщаются, но это возможно только при выключенном зажигании. При выключе­нии зажигания открывается двухпозиционный клапан24 и газ поступает из полости А в промежуточную полостьВ, воздействуя на ди­афрагму19. Под действием конической пружи­ны линейный клапан20 закрывается.

Экономайзер13 редуктора подает газ, минуя полость Б, при больших перемещениях рычага 18 и диафрагмы 22. Расход газа регулируют с помощью регулировочного винта12. Благодаря экономайзеру горючая смесь обогащается на переходных режимах работы двигателя.

Редуктор "Тартарини" может работать как на сжиженном нефтяном газе, так и на сжатом природном – метане, что является его большим достоинством.

Рис.2.15. Трехступенчатый редуктор-испаритель "Тартарини" (Италия): 1,11 – патрубки ввода и вывода охлаждающей жидкости; 2 – толкатель клапана; 3 – шарик; 4, 8, 14 – оси рычагов; 5 – шток первой ступени; 6, 16, 30 – клапаны с запирающими элементами; 7 – шток промежуточной ступени: 9 – рычаг клапана промежуточной ступени; 10, 19, 21, 22 – диафрагмы; 12, 15 – регулировочные винты; 13 – экономайзер; 17 – толкатель; 18 – рычаг; 20 – линейный клапан; 23 – рычаг клапана первой ступени; 24 – двухпозиционный клапан; 25 – выходной газовый патрубок; 26 – вакуумный штуцер; 27 – электромагнит: 28 – входной газовый штуцер; 29 – газовый фильтр; А, Б, В – редуцирующие полости соответственно первой, второй и промежуточной ступеней; Г – полость разгрузочного устройства; Д – полость испарителя

Газовые редукторы-испарители "Бедини", " Ланди Ренцо ", "Риагг Сильвер", "Ланди Хартог" и «Сентури"

В эксплуатации встречаются многие виды редукторов итальян­ских («Бедини», «Ланди Ренцо», «Риагг Сильвер», «Ловато»), голландских («Ланди Хартог») или американских («Сентури») фирм (рис.2.16).

В отдельных типах редукторов «Лан­ди Ренцо» вместо разгрузочного устройства перед ре­дуктором устанавливают электромагнитный за­порный клапан, отключающий газовую магис­траль при выключении зажигания.

Для эффективного запуска холодного двига­теля в редукторе «Ланди Хартог» содержатся электромагнитные клапаны, управ­ляемые с помощью реле времени с импульсом, равным 0.8 с. Управление процессом топливоподачи во время запуска существенно улучшает пусковые качества двигателя. Конструктивная особенность малогабарит­ного редуктора «Ловато» – в наличии в формо­ванной диафрагме разгрузочного устройства маг­нитной шайбы. Последняя через рычаг на некоторое время автоматически приоткрывает клапан второй ступени, обеспечивая дозиро­ванную подачу газа в начальный момент за­пуска при срабатывании разгрузочного устрой­ства. Пусковые качества двигателя в этом случае улучшаются.

Во многих зарубежных редукторах применя­ются формованные эластичные диафрагмы, до­пускающие большой свободный ход и обеспе­чивающие высокую надежность их работы.

В Италии и Германии есть фирмы, специали­зирующиеся на производстве разнообразных резинотехнических изделий для газовой авто­мобильной аппаратуры. Это различные клапа­ны, вставляемые в редукторы, это диафрагмы – плоские, гофрированные, монолитные для ре­дукторов автомобилей, работающих в разных климатических условиях. В нашей стране, к сожалению, выпуском подобных изделий пока никто не занимается.

Рис.2.16. Внешний вид редукторов зарубежных фирм