ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТРАНСПОРТА НА ГМТ Требования и принципы конструирования автомобильных газобензиновых двигателей из "Газовое моторное топливо " Мировой опыт использования ГМТ, накопленный к настоящему времени, позволяет выделить установивши еся требования к конвертируемым на газовое топливо двигателям транспортных средств. Можно ожидать, что эти требования сохранят свое значение и на ближайшие десятилетия. [c.70] Другим установившимся требованием является экологическая чистота двигателя, конвертированного на газ. Газовое топливо имеет потенциальную возможность заметно улучшить экологические характеристики двигателя, вследствие чего при современной экологической напряженности, этот фактор становится главной движущей силой всех программ использования ГМТ. [c.71] Наконец, третьим устойчивым фактором является отношение к виду ГМТ. Сжиженный нефтяной газ (СНГ), который в основном состоит из смеси бутана с пропаном, более прост в применении, показатели его хранения лишь немного уступают жидкому топливу, что и определило его приоритет по отношению к природному газу во многих конкретных случаях. Однако ресурсы СНГ невелики и не позволяют решить задачу достаточно полно, чтобы эффект применения этого топлива стал заметен, как в экономике, так и в экологии. Таким образом, природный метан оказывается приоритетным видом газового топлива, тем более, что его возможности в отношении экологического эффекта наиболее перспективны. [c.71] В свете отмеченных задач целесообразно рассматривать концепции создания газобензинового автомобильного двигателя. [c.71] В обозримом на перспективу периоде можно ожи дать внедрения решений, использующих все потенциаль ные возможности ГМТ, как с точки зрения энерго-экономических. так и экологических показателей. Разуме ется, для учета такой перспективы необходимо опреде лить концепцию построения двухтопливных газобензиновых двигателей, опиращуюся на реально выполнимые ре шения. [c.72] СИ в сторону более бедных составов. За счет этого повышается термодинамический КПД двигателя и его топливная экономичность. Смещение предела эффективного обеднения имеет еще большее значение для экологических показателей двигателя. Газовое топливо (наиболее перспективен в этом смысле КПГ) допускает устойчивую работу двигателя на столь бедных смесях, что образование токсичных веществ оказывается подав-леиньи. Продукты неполного сгорания (СО) не образуются вследствие большого избытка воздуха, а окислы азота - вследствие низких температур процесса. Конечно, сильное обеднение смеси приводит к потери мощности, которую необходимо компенсировать дополнительной форсировкой рабочего процесса. Короче говоря, при принятии в качестве моторного топлива КПГ или СНГ автомобильный двигатель должен реализовать все возможности, заложенные в этом топливе, без ухудшения показателей при работе на бензине [12] [25] [30]. [c.73] В газовых модификациях двигателей, применяющихся в газовой промышленности, рекомендуемое значение степени сжатия 12-12,5. Это позволяет достигать высоких значений КПД и удельной литровой мощности. По своей детонационной стойкости природный газ позволяет доводить степень сжатия в автомобильных двигателях до 12 и более единиц, однако требование двухтопливности и конструктивные особенности конкретных двигателей ограничивают допустимые значения этого параметра. [c.73] Исключение детонации за счет неполного открытия дросселя происходит вследствие снижения наполнения и сопровождается снижением мощности, которое аналогично предыдущему может быть компенсировано повышением степени сжатия. Особо эффективно это мероприятие в двигателях, оборудованных системой рециркуляции вы-пускных газов. Принципиальная схема устройства, ограничивающего открытие дросселя, приведена на рис.11. Включение устройства может осуществляться электромагнитом при переключении на питание бензином, вручную или газовым приводом, как показано на схеме. [c.74] Наиболее целесообразно применить повьш1ение степени сжатия в комплексе с другими перечисленными мероприятиями. Конкретное значение степени сжатия подлежит установлению при испытаниях конкретного двигателя. Одновременно определяется и уровень мероприятий по исключению детонации. [c.74] При работе на бензине турбонагнетатель полностью или частично отключается, что позволяет избежать детонацию. Отключение турбонагнетателя производится полным или частичным перепуском вьослопных газов мимо турбины. Схема возможного конструктивного решения узла перепуска приведена на рис.13. Рациональным является снижение давления наддува при работе на бензине до 0,035 МПа, что позволит не только исключить обогащение смеси на полной мощности, но и снизить вентиляционные потери на частичных мощностях, а это, в свою очередь, повысит экономичность двигателя. [c.78] Турбонагнетатель может устанавливаться при выпуске нового автомобиля, может и входить в состав газобаллонной установки, поставляемой для оснащения автомобилей, которые находятся в эксплуатации. В этом случае в комплекте с установкой должны поставляться впускной и вьослопной коллекторы двигателя соответствующей конструкции, устройство для перепуска выпускных газов мимо турбины и аппаратура автоматизированного управления газовой системой двигателя. [c.78] Все газовые двигатели, работающие в газовой промьшшенности, регулируются по мощности изменением количества подаваемого топлива, т.е. изменением состава рабочей смеси. В двигателях, работающих без наддува или имеющих нагнетатель с механическим приводом, качественное регулирование осуществляется в чистом виде. При применении турбонаддува имеет место смешанное регулирование мощности, поскольку увеличение подачи топлива приводит к росту температуры выпускных газов и повьш1ению мощности турбонагнетателя, и следовательно, к повьш1ению степени наддува. Этот эффект значительно расширяет диапазон регулирования мощности изменением количества топлива и создает экономичную по топливу нагрузочную характеристику двигателя в пределах регулирования от 50 до 100% мощности. [c.78] В газовых двигателях применяется форкамера, оснащенная автоматическим клапаном (рис.14). При высокой степени сжатия для продувки форкамеры может использоваться топливный газ. Поступле .ие в форкамеры на такте сжатия бедной топливо-воздушной смеси из основного объема цилиндра обеспечивает образование рабочей форкамерной смеси, близкой к стехиометричес-кому составу. Наличие газового топлива при избыточном давлении 0,1-0,35 МПа позволяет применять надеж но работающий тарельчатый клапан. [c.80] На основе этого опыта можно рекомендовать для двухтопливного автомобильного двигателя форкамерно-факельную приставку с тарельчатым, закрывающимся пружиной клапаном (рис.15). [c.82] Для работы двигателя с форкамерно-факельной приставкой по схеме рис.15 на бензине необходимо готовить форкамерную бензо-воздушную смесь в специальном беспоплавковом насос-карбюраторе, включающем приводной компрессор форкамерного воздуха и объемный подкачивающий бензонасос (рис.16). Это устройство должно обеспечивать дозировку воздуха и топлива в нужном соотношении и подачу образованной смеси под избыточным давлением 0,05-0,15 МПа в форкамеру. В зависимости от выбранного объема форкамеры требуемое количество смеси должно составлять 2-5% общего расхода воздуха через двигатель. Затраты мощности на компримирование смеси не должны превысить 1% от развиваемой двигателем полезной мощности. [c.82] Регулирование мощности двухтопливного двигателя на нагрузках свьшге 30% при работе на газовом топливе предлагается осуществлять изменением количества подаваемого -топливного газа, осуществляемого с помощью дозатора. Схема дозатора, устанавливаемого на газовых двигателях мощностью 14 кВт, разработанных во ВНИИГазе, приведена на рис.17. В указанном диапазоне нагрузок двигателя, оснащенного турбонагнетателем, дроссельная заслонка должна быть полностью открыта. [c.82] Можно ожидать, что построенный по рассмотренным принципам двухтопливный газобензиновый двигатель имеет лучшие показатели, чем у базового двигателя, по мощности на 20-25%, топливной экономичности - па 10-15%, межремонтным пробегам - на 50-100 %, расходу масла - на 50-100%. [c.86] Вернуться к основной статье