Двигатели автомобилей ЗИЛ-431610 и автобусов ЛАЗ-695НГ, работающие на сжатом газе, имеют для этой цели редукторы высокого давления и двухступенчатые редукторы низкого давления.
Двигатели автомобилей ЗИЛ-441610, -431810 и автобусов ЛАЗ-695П, ЛиАЗ-б77Г, работающие на сжиженном газе, имеют двухступенчатые газовые редукторы низкого давления, аналогичные редукторам низкого давления для сжатого газа.
Газовый редуктор высокого давления
Редуктор состоит из корпуса, между верхней и нижней частями которого закреплена мембрана 8 (рис. 8.9). Мембрана нагружена предварительно сжатой пружиной 7, установленной между опорной шайбой 6 регулировочного винта 4 и нажимным диском 2. Под мембраной находится толкатель 3 редуцирующего клапана 12. Для фильтрации газа имеются фильтры 1 и 11. Клапан 12 нагружен собственной пружиной и прижимается к седлу 9.
Рис. 8.9. Газовый редуктор высокого давления: 1, 11 - фильтры; 2 - нажимной диск; 3 - толкатель; 4 - регулировочный винт; 5 - контргайка; 6 - опорная шайба регулировочного винта; 7 - нажимная пружина; 8 - мембрана; 9 - седло; 10 - предохранительный клапан; 12 - редуцирующий клапан; А - камера высокого давления; Б - камера рабочего давления
При отсутствии газа в редукторе пружина 7 через толкатель 3 открывает редуцирующий клапан 12 и держит его в открытом состоянии. Когда газ начинает поступать в редуктор, он проходит через фильтры 1 и 11, через открытый клапан 12, заполняет камеру рабочего давления Б, затем идет в первую ступень газового редуктора низкого давления. После заполнения первой ступени и закрытия ее клапана давление в камере рабочего давления Б начинает возрастать. Это давление действует на мембрану 8. При достижении величины давления в пределах 0,8...1,2 МПа (8...12 кгс/см2) мембрана, сжимая пружину 7, поднимается и освобождает толкатель 3. Редуцирующий клапан 12 также поднимется, закроет гнездо 9 и перекроет проход газа в камеру рабочего давления. Таким образом давление снижается до 0,8...1,2 МПа. Если давление газа ниже 0,8 МПа, то клапан редуктора будет постоянно открыт.
Редуктор высокого давления крепится на кронштейне, который одновременно является и подогревателем газа.
Кронштейн — подогреватель редуктора высокого давления
Состоит из пластины и патрубка подвода охлаждающей жидкости из системы охлаждения двигателя. Жидкость отводится через выходное отверстие. Горячая жидкость, циркулируя через подогреватель, подогревает идущий через редуктор газ.
Газовый редуктор низкого давления
На всех газобаллонных автомобилях для снижения давления газа до атмосферного устанавливаются двухступенчатые редукторы. Они состоят из трех основных частей (рис. 8.10):
- полости А первой ступени высокого давления;
- полости Б второй ступени низкого давления;
- полости В разгрузочного устройства.
Рис. 8.10. Газовый редуктор низкого давления: 1 - корпус газового редуктора; 2 - прокладка; 3 - крышка; 4 - контргайка регулировочного винта; 5 - регулировочный винт клапана низкого давления; 6 - рычаг диафрагмы низкого давления; 7 - разгрузочная диафрагма; 8 - прокладка разгрузочной диафрагмы; 9 - крышка корпуса верхняя; 10 - седло пружины диафрагмы низкого давления; 11 - пружина диафрагмы низкого давления; 12 - шток диафрагмы низкого давления; 13 - регулировочный ниппель пружины; 14 - упорная шайба пружины; 15 - контргайка седла; 16 - диафрагма низкого давления; 17 - прокладка корпуса фильтра; 18 - фильтр газового редуктора; 19 - сетка фильтра; 20 - клапан высокого давления; 21 - диафрагма высокого давления; 22 - пружина диафрагмы высокого давления; 23 - регулировочная гайка пружины; 24 - рычаг клапана высокого давления; 25 - клапан низкого давления; 26 - пружина разгрузочного устройства; 27 - прокладка пластины; А - полость первой ступени; Б - полость второй ступени; В - полость разгрузочного устройства; Г, Д - полости атмосферного давления
Первая ступень состоит из корпуса и крышки корпуса, между которыми находится диафрагма высокого давления 21, нагруженная пружиной 22. Для регулировки силы пружины имеется гайка 23 с контргайкой. К штоку диафрагмы присоединен коленчатый рычаг 24 клапана высокого давления. Рычаг качается на оси. Второе плечо этого рычага соединено с клапаном 20 высокого давления. При отсутствии газа в полости первой ступени этот клапан открыт.
Вторая ступень газового редуктора имеет корпус, закрытый крышкой 9. Между корпусом и крышкой уложена диафрагма низкого давления 16. В центре диафрагмы закреплен шток 12, на который через шайбу и шпильку давит предварительно сжатая пружина 11. Эта пружина, действуя на шток, заставляет диафрагму подниматься. С этим штоком, кроме того, внутри корпуса соединено плечо коленчатого рычага 6. Рычаг качается на оси. Во второе плечо ввернут регулировочный винт 5 клапана низкого давления с контргайкой 4. Регулировочный винт толкателем прижимает клапан низкого давления 25 к гнезду. Нормальное положение этого клапана — закрытое.
Разгрузочное устройство (вакуумный разгружатель) является третьей частью редуктора. Оно состоит из корпуса, диафрагмы 7 и пружины 26. Внутренняя полость Б разгрузочного устройства шлангом соединяется с впускной трубой двигателя.
При неработающем двигателе пружина 11 поднимает диафрагму 16 низкого давления и через шток 12 и коленчатый рычаг 6 прижимает клапан 25 к седлу, закрывая проход для газа из первой во вторую ступень редуктора. Усилие сжатия пружины 11 не обеспечивает абсолютного закрытия клапана 25, что способствует произвольному проникновению газа из первой ступени. Этот газ поступает в карбюратор-смеситель, а из него в подкапотное пространство двигателя. Удельный вес газа больше, чем воздуха, и как более тяжелый он начнет опускаться. Если автомобиль находится в закрытом помещении, газ скапливается в углублениях, смотровых ямах, и при появлении открытого огня может произойти взрыв.
Для обеспечения плотного закрытия клапана 25 служит разгрузочное устройство (вакуумный разгружатель). При неработающем двигателе пружина 26 разгрузочного устройства поднимает диафрагму 7, которая своими упорами заставляет дополнительно подниматься диафрагму 16 низкого давления, чем обеспечивает более плотное закрытие клапана 25. Давление газа из полости первой ступени теперь не может преодолеть суммарное сопротивление пружин Пи 26. Клапан будет надежно закрыт, и просачивание газа во вторую ступень будет исключено.
Работа двухступенчатого газового редуктора низкого давления
При запуске двигателя разрежение из впускной трубы двигателя по шлангам и каналу 16 (рис. 8.11, а) передается в полость А разгрузочного устройства. Под мембраной 6 разгрузочного устройства создается разрежение, а над этой мембраной давление всегда будет атмосферным или близким к атмосферному, т. е. создается разность давлений. Мембрана 6 начинает прогибаться вниз, сжимая пружину 5. Упоры 18 отходят от мембраны 2 второй ступени и освобождают ее. Мембрана 6 разгрузочного устройства опущена все время, пока работает двигатель, и не препятствует свободной работе мембраны второй ступени.
Рис. 8.11. Элементы газобаллонной установки: а - двухступенчатый редуктор; б - газовый смеситель; 1 - дозатор; 2 - мембрана второй ступени; 3 - цилиндрическая пружина разгрузочного устройства; 4 - шток; 5 - коническая пружина разгрузочного устройства; 6 - мембрана разгрузочного устройства; 7 - предохранительный клапан; 8 - клапан первой ступени; 9 - пружина первой ступени; 10 - рычаг клапана первой ступени; 11 - мембрана первой ступени; 12 - клапан второй ступени; 13 - клапан экономайзера; 14 - пружина мембраны; 15 - мембрана дозирующего экономайзерного устройства; 16, 19 - каналы; 17 - рычаг клапана второй ступени; 18 - упор; 20 - выходной патрубок; 21 - ограничитель частоты вращения коленчатого вала двигателя; 22 - газовый смеситель; 23 - рычаг дроссельных заслонок; 24 - газоподводящий патрубок; 25 - обратный клапан; 26 - корпус смесителя; 27 - дроссельная заслонка; 28 - регулировочный винт минимальной частоты вращения холостого хода; 29 - регулировочный винт общей подачи газа в систему холостого хода; 30 - штуцер для подвода газа в систему холостого хода; 31 - диффузор; 32 - газовая форсунка; 33 - воздушная заслонка; А - полость разгрузочного устройства; Б - полость атмосферного давления; В - полость второй ступени (низкого давления газа); Г - полость первой ступени (высокого давления газа); Д - полость атмосферного давления первой ступени; Е - полость дозирующего экономайзерного устройства
Из электромагнитного клапана газ поступает через открытый клапан 8 в полость /первой ступени редуктора высокого давления газа. Давление внутри этой полости начинает возрастать и передается на мембрану первой ступени 11. Когда оно достигает величины 0,16...0,18 МПа (1,6...1,8 кгс/см2), мембрана начинает прогибаться, сжимая пружину 9, и тянет за собой плечо коленчатого рычага 10. Рычаг поворачивается вокруг своей оси и вторым плечом прижимает клапан 8 к гнезду, перекрывая проход газу. Для периодического закрытия и открытия клапана 8 давление газа в полости /должно постоянно изменяться. При уменьшении давления пружина 9, поднимая мембрану, открывает клапан и пропускает некоторое количество газа. Когда давление достигнет 1,6...1,8 МПа, мембрана опустится, сжимая пружину 9 и закрывая клапан 8. Таким образом, при неработающем двигателе клапан 8 и первая ступень редуктора служат для автоматического перекрытия газовой магистрали.
Вторая ступень газового редуктора (полость низкого давления) включается в работу только после запуска двигателя. При такте впуска разрежение из цилиндров передается в карбюратор-смеситель, а из него по шлангу в полость В низкого давления редуктора. За счет этого разрежения газ через дозатор 1 и патрубок 20 по шлангу поступает в карбюратор-смеситель. При этом в полости В создается разрежение, которое действует на мембрану 2 второй ступени. Над этой мембраной давление всегда будет атмосферным, так как полость Б свободно сообщается с атмосферой. Когда давление под мембраной 2 понижается, под действием атмосферного давления она начинает прогибаться и штоком давит на плечо коленчатого рычага 1 /второй ступени. Он поворачивается на своей оси и открывает клапан 12, через который газ из первой ступени переходит во вторую ступень. Давление во второй ступени начинает возрастать, и, когда оно достигнет атмосферного, мембрана поднимется под действием пружины 3 и через коленчатый рычаг 17 закроет клапан 12, прекращая проход газа во вторую ступень. Давление газа в полости второй ступени, как правило, не превышает атмосферного или может быть выше на 80...100 Па (8...10 мм вод. ст.).
Экономайзер газового редуктора предназначен для обогащения газовоздушной смеси при работе двигателя на больших нагрузках. При работе двигателя на малых и средних нагрузках дроссельные заслонки в карбюраторе-смесителе откроются не полностью, и во впускной трубе будет повышенное разрежение. Такое же повышенное разрежение будет и в полости Е экономайзера. За счет этого разрежения мембрана экономайзера, преодолевая сопротивление пружины 14, будет находиться в нижнем положении. Клапан экономайзера при этом закрыт. При работе двигателя на больших нагрузках дроссельные заслонки открыты. Разрежение во впускной трубе, а следовательно, и в полости Е экономайзера уменьшится. Пружина 14 поднимет мембрану и закрепленный на ней шток с клапаном 13. Клапан откроется, и через него по каналу 19 в патрубке 20 начнет дополнительно поступать газ, обогащая газовоздушную смесь.
При повышении давления в полости Г до 0,45 МПа открывается предохранительный клапан 7, и часть газа выходит в атмосферу.