Самосвалы ЗИЛ моделей 495810 и ММЗ-45054 имеют также различия по конструкции кузова и рамы, связанные с установкой на автомобиль восьми газовых баллонов высокого давления.

Ниже приведена кратная техническая характеристика газового оборудования газобаллонных автомобилей ЗИЛ-431610, ЗИЛ-ММЗ-45054.

Контрольно-измерительные приборы и органы управления газовым оборудованием показаны на рис. 1.

Особенности конструкции газового двигателя ЗИЛ-5086.10

Газовый двигатель ЗИЛ-5086.10 принципиальных конструктивных отличий от базового бензинового двигателя ЗИЛ-508.10 не имеет и отличается только комплектацией устанавливаемого газосмесительного оборудования и приборов для питания бензином.

В бензиновой системе питания двигателя ЗИЛ-5086.10 установлен карбюратор-смеситель К-91, в качестве фильтра тонкой очистки топлива (бензина) применен серийный фильтр, но с электромагнитным запорным клапаном. Заменены также кронштейны фильтра и топливные трубки от топливного насоса к фильтру-клапану и от фильтра-клапана к карбюратору-смесителю.

Газовый редуктор низкого давления крепится на двигатель с помощью кронштейнов и двух укороченных стоек, ввернутых в бобышки впускной трубы. Размещение газового оборудования на передней стенке кабины и на двигателе показано на рис. 2.

Газовая система питания

Схема газовой системы питания автомобилей ЗИЛ моделей 431610 и ММЗ-45054 с правым расположением арматуры баллонов приведена на рис. 3. Газобаллонная установка является установкой высокого давления. Сжатый природный газ содержится в восьми стальных баллонах объемом по 50 л каждый, размещенных под платформой бортового автомобиля ЗИЛ-431610 и под кузовом автомобиля-самосвала ЗИЛ-ММЗ-45054. Начальное рабочее давление газа 20 МПа. На бортовом автомобиле все баллоны установлены на специальных продольных деревянных брусьях платформы и закреплены на Них с помощью кронштейнов с хомутами. На автомобиле ЗИЛ-ММЗ-45054 пять баллонов крепятся к кронштейнам на раме и три баллона—к специальному подрамнику. Баллоны последовательно соединены стальными трубками 18, 23, 25, 27 и 28. В горловину второго по ходу автомобиля ЗИЛ-431610 баллона ввернута крестовина в сборе с манометром, в которую в свою очередь установлена распределительная крестовина с наполнительным и расходными вентилями. Общий вид згматуры и разборный газовый фильтр со сменным элементом из порошкового материала приведены на рис. 4.

Баллоны. Заполняют сжатым природным газом на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС) через наполнительный вентиль.

Из расходного вентиля газе давлением 20 МПа после очистки по составному (через штуцер) трубопроводу поступает в одноступенчатый редуктор высокого давления (типа БМО-80-1). Размещение этого редуктора в подкапотном пространстве связано с необходимостью

подогрева его как теплотой, выделяемой двигателем, так и жидкостью из системы охлаждения двигателя для исключения замерзания влаги, содержащейся в газе, при расширении в клапанном узле прибора.

Прокладка трассы составного трубопровода высокого давления от расходного вентиля к редуктору выполнена с левой стороны под полом кабины водителя.

В редукторе БМ080-1 давление газа понижается до 0,8… 1,2 МПа. При снижении давления газа до 0,45 МПа в процессе эксплуатации автомобиля по мере расхода газа из баллонов расположенный в корпусе редуктора датчик включает сигнализатор на щитке приборов, предупреждая водителя о том, что газового топлива осталось на 10… 12 км пробега.

С целью безопасности в случае разрыва мембраны высокого давления газ отводится из крышки редуктора по специальному трубопроводу за пределы подкапотного пространства. Из предохранительного клапана на редукторе в случае его срабатывания газ также отводится по отдельному трубопроводу 11 в безопасное место.

После редуктора высокого давления газ по трубке поступает к унифицированному электромагнитному клапану с фильтром, где дополнительно очищается от механических частиц в сменном войлочном элементе.

Электромагнитный клапан открывается автоматически при включении зажигания в случае установки переключателя в положение «Газ». Из клапана газ по шлангу поступает в двухступенчатый редуктор низкого давления, где происходит дальнейшее снижение давления до значения, близкого давлению наружного воздуха. Вакуум по шлангам передается в полость разгрузочного устройства редуктора, в результате чего газ через вторую ступень может поступать в дозирующе-экономайзерное устройство. Из дозирующе-экономайзерного устройства редуктора требуемое количество газа поступает по шлангам в переходник-смеситель, размещенный на верхнем фланце карбюратора. Поступающий из воздушного фильтра воздух смешивается с газом на нагрузочных режимах в диффузоре переходника, а образовавшаяся горючая смесь через диффузоры, смесительные камеры и дроссельные заслонки направляется во впускной трубопровод и распределяется по цилиндрам двигателя. При этом имеющийся в патрубке переходника клапан открыт.

Необходимый состав газовоздушной смеси в режиме холостого хода образуется в смесительных камерах карбюратора, куда газ поступает по шлангу из патрубка переходника-смесителя. Газ в систему холостого хода отбирается до обратного клапана. Обратный клапан введен для повышения стабильности работы двигателя в режиме холостого хода и на переходных режимах. По мере открытия дроссельных заслонок и увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя более 900… 1000 мин-1 клапан открывается и газ начинает поступать в двигатель, как это описано выше, через диффузор переходника-смесителя.

Надежный пуск холодного двигателя на газе обеспечивает пусковая система, состоящая из пускового электромагнитного клапана с дозирующим жиклером, трубки и кнопочного выключателя, расположенного в кабине водителя. Пусковой клапан установлен на кронштейне, закрепленном на редукторе низкого давления. При пуске холодного двигателя при кратковременном включении пускового электромагнитного клапана газ будет поступать в газовый смеситель непосредственно из первой ступени редуктора, минуя вторую ступень, которая может быть закрыта ввиду недостаточного вакуума во впускной трубе двигателя, например, вследствие малой пусковой частоты вращения, развиваемой стартером при очень низких температурах окружающего воздуха и, особенно, при разряженной аккумуляторной батарее.

Газовые баллоны автомобилей ЗИЛ моделей 431610 и ММЗ-496110 рассчитаны на максимальное рабочее давление 20 МПа и предназначены для длительного хранения газового топлива в сжатом состоянии. Баллоны изготовлены из стальных бесшовных труб или из круглых горячекатаных листовых заготовок с глубокой вытяжкой и последующей раскаткой. Баллоны подвергают термической обработке (улучшению), обеспечивающей однородную структуру металла и устранение внутренних напряжений. На автомобилях могут устанавливаться баллоны как из легированной, так и из углеродистой сталей.

Баллоны должны быть окрашены масляной краской в красный цвет и иметь надпись «Метан». На верхней сферической части каждого баллона должны быть указаны: товарный знак (марка) предприятия-изготовителя, порядковый номер баллона, масса баллона (в кг с точностью ±0,2 кг), дата (месяц и год) изготовления и последующего испытания (например, 9-86-89), рабочее «Р» и пробное гидравлическое давление «П», вместимость баллона (в л с точностью ±0,2 л), клеймо предприятия-изготовителя, обозначение стандарта на баллон.

При эксплуатации автомобилей необходимо следить за тем, чтобы баллоны были надежно закреплены в кронштейнах стяжными хомутами. Для болтов, стягивающих хомуты, момент затяжки должен быть в пределах 15…20 Н-м. Затягивать хомуты до соприкосновения концов не допускается. Между баллоном и опорной поверхностью кронштейна должна обязательно устанавливаться резиновая прокладка. Ослабление крепления баллона может привести к его смещению вдоль оси и проворачиванию с последующим возможным обрывом соединительных трубопроводов.

На бортовом автомобиле ЗИЛ-431610 следует проверять крепление кронштейнов к продольным брусьям платформ. Момент затяжки болтов должен быть не менее 15…20 Н-м. Необходимо также периодически проверять крепление брусьев на раме автомобиля. Не допускаются к эксплуатации автомобили, у которых пол платформы из-за износа брусьев или прогиба касается стенок баллонов высокого давления.

Арматура баллонов автомобилей ЗИЛ-ММЗ-45054 аналогична арматуре баллонов автомобиля ЗИЛ-431610.

Баллонные переходники (угольники, тройники, крестовины) изготавливают из стальных поковок. В качестве материала для этих деталей используется сталь 35. Резьбовые штуцеры переходников рассчитаны на применение беспрокладочного соединения трубопроводов типа «врезающееся кольцо».

Угольники, тройники, крестовины ввертываются своим коническим резьбовым отверстием в горловины баллонов. Для лучшего уплотнения резьбы переходники устанавливаются на герметике (свинцовом глете или жидком стекле). В качестве заменителя свинцового глета может использоваться свинцовый сурик. Вновь ввернутые переходники, а также вентили должны иметь не более четырех витков конической резьбы, не вошедших в резьбовые отверстия горловины баллонов. Момент затяжки переходников и вентилей должен быть в пределах 0,45 … 0,55 кН-м.

Вентили. Газобаллонные установки автомобилей ЗИЛ моделей 431610 и ММЗ-491610 имеют три специальных вентиля высокого давления: наполнительный, магистральный и баллонный. Конструкция вентилей в основном одинакова. Вентили состоят из латунного корпуса с конической герметичной резьбой для заворачивания в баллоне, переходника с боковым штуцером, имеющим правую или левую специальную резьбу, крышки маховика со шпинделем, муфты, клапана. Шпиндель маховика дополнительно уплотняется резиновым кольцом.

Наполнительный вентиль типа ВМН-1 имеет на боковом штуцере специальную левую резьбу. Для повышения долговечности резьбы бокового штуцера на него дополнительно установлен сменный стальной переходной штуцер с направляющим цилиндрическим пояском на наружной резьбе для предупреждения возможного ее срыва при многократном наворачивании штуцера заправочного шланга. После заполнения баллона сжатым природным газом переходный штуцер закрывается предохранительной крышкой с цепочкой. Магистральный и баллонный расходные вентили типа ВМР-1 имеют на боковом штуцере правую резьбу. Для обеспечения возможности установки трубопровода высокого давления на штуцеры вентилей наворачивается переходник с уплотнительной прокладкой, имеющей выходную резьбу Г для применения беспрокладочного соединения типа «врезающееся кольцо».

У магистрального расходного вентиля дополнительно устанавливается сменный металлокерамический фильтр для очистки газа от механических частиц.

Газовые трубопроводы высокого давления. Трубопроводы между баллонами, а также от баллонов до редуктора высокого давления изготовлены из стальных труб с наружным диаметром (10 ± ± 0,1) мм и толщиной стенки 2 мм. Трубопроводы от редуктора высокого давления до редуктора низкого давления — трубы с наружным диаметром (10 ±0,15) мм и толщиной стенки 1 мм. Все соединения газовых трубопроводов с переходниками, вентилями и другими элементами газовой аппаратуры выполнены с помощью беспрокладочных соединений типа «врезающееся кольцо». При затягивании накидной гайки кольцо деформируется и принимает форму внутреннего конического отверстия в штуцере, герметизируя соединение. Одновременно кольцо врезается острой кромкой в стенки трубки, препятствуя ее вырыву из соединения под действием высокого давления. Затяжка накидных гаек производится на переходниках и штуцерах постепенно, плавно, без рывков и ударов. Усилие затяжки должно быть в пределах 80 … 90 Н-м.

Подтягивание гаек соединений трубопроводов, находящихся под давлением, не допускается. Трубопроводы ремонту не подлежат, и в случае повреждения трубки должны быть заменены.

Если ниппель после затяжки гайки не обеспечивает герметичность, его следует заменить, отрезав вместе с небольшой частью трубки. При этом трубки следует обрезать с двух сторон на одинаковую длину.

Предварительное врезание колец в стенку трубки в сборе с накидными гайками производится в технологическом стальном штуцере, присоединительные размеры которого такие же, как у штуцеров баллонного переходника. Врезанное кольцо должно быть на расстоянии 2 … 4 мм от конца трубки.

Технологический штуцер закрепляется в тисках. Перед сборкой конец трубки длиной 20 … 25 мм нужно очистить от краски или антикоррозийного покрытия. Трубка должна быть вставлена в отверстие штуцера до упора. Усилие затяжки накидной гайки в процессе предварительного врезания кольца должно быть 40 … 56 Н-м. После предварительного врезания необходимо проверить состояние ниппельного соединения. Гайка не должна иметь трещин и других повреждений. Врезанное кольцо может слегка поворачиваться на трубке по линии врезания.

Необходимо периодически следить за состоянием конической поверхности отверстия технологического штуцера. При появлении ступенек штуцер следует заменить.

Контрольное усилие сдвига кольца с трубки при выборочной проверке после предварительного врезания и соединения со штуцером должно быть не менее 8 кН.

Установка на автомобиль трубопроводов с нарушением указанных требований, а также предварительная пайка припоем кольца и развальцовка конца трубок не допускаются.

Редуктор высокого давления. Редуктор предназначен для уменьшения и стабилизации давления сжатого газа. Корпус редуктора и детали клапанного механизма изготовлены из латуни. Алюминиевый колпак крепится к корпусу с помощью накидной гайки. На входе перед клапаном установлен металло-керамический фильтр, закрепленный на седле с помощью колпачковой гайки. Сжатый газ в полость высокого давления редуктора поступает через штуцер и клапан. Клапан открыт под действием усилия пружины (на опорной шайбе), которое через диск, мембрану и толкатель передается на клапан (через штуцер) до тех пор, пока давление газа под мембраной не уравновесит усилие пружины. В этом случае клапан по мере перемещения вверх толкателя по направляющей закрывается под действием пружины.

Снижение давления газа в редукторе происходит вследствие его расширения при прохождении через зазор между клапаном и седлом в полость рабочего давления со штуцером. При давлении более 1,2 МПа редуктор автоматически поддерживает заданное давление. При снижении давления менее 0,8 МПа клапан редуктора остается полностью открытым.

При дальнейшем снижении давления в рабочей камере до 0,45 МПа срабатывает электрический датчик, размещенный на корпусе редуктора. Если рабочее давление по каким-либо причинам- превысит 1,7 МПа, срабатывает предохранительный клапан, состоящий из крышки, пружины, контргайки и корпуса. Аварийный выброс газа происходит через штуцер и далее через трубку.

Ниже приведена техническая характеристика редуктора высокого давления.

Подогреватель газа. Функции подогревателя газа для исключения образования ледяных пробок в полостях редуктора высокого давления выполняет кронштейн крепления этого узла к передней стенке кабины водителя. Для этой цели к дополнительному кронштейну приварена стальная трубка, в которую по шлангу поступает горячая жидкость из системы охлаждения двигателя через кран отопителя кабины. Редуктор высокого давления крепится к кронштейну за хвостовик корпуса с помощью зажимного соединения.

Шланг (рассчитанный на рабочее давление до 1,6 МПа), идущий от электромагнитного клапана к двухступенчатому редуктору низкого давления, имеет аналогичную конструкцию, что и шланг на автомобиле ЗИЛ-431810, работающем на сжиженном углеводородном газе. Отличие состоит только в общей длине и углах разворота металлических конусных трубок этих шлангов.

Электромагнитный клапан со сменным газовым фильтром. По своей конструкции и проходным сечениям электромагнитный клапан унифицирован и рассчитан на применение в газобаллонном оборудовании аппаратуры как для работы на сжатом природном, так и сжиженном углеводородном газах.

Редуктор низкого давления. Редуктор предназначен для снижения давления сжатого природного газа до близкого к атмосферному. По своему конструктивному устройству редуктор в основном унифицирован с двухступенчатым редуктором для сжиженного углеводородного газа. Вместо войлочного фильтра на входе в редуктор на автомобиле ЗИЛ-431610 применен сетчатый фильтрующий элемент, размещенный в корпусе. Увеличены проходные сечения в клапане экономайзера, изменена регулировка давления открытия клапана первой ступени редуктора. Газ в систему холостого хода карбюратора подается по резиновому шлангу только от основного трубопровода после клапана экономайзера.

Основные конструктивные отличия редуктора низкого давления для работы на сжатом природном газе заключены в дози-рующе-экономайзерном устройстве.

Ниже приведена техническая характеристика редуктора низкого давления и его дозирующе-экономайзерного устройства.

Газовый смеситель. Смеситель выполнен в виде разборной конструкции и объединен с переходником карбюратора, на котором установлен воздушный фильтр. В смеситель газ поступает через патрубок и обратный клапан, который закрыт при работе двигателя в режиме холостого хода. В этом случае газ поступает в каналы холостого хода смесительных камер карбюратора из патрубка смесителя по шлангу.

При открытом обратном клапане (при частоте вращения коленчатого вала более 900 … 1000 мин-1) газ под действием давления в кольцевой щели диффузора поступает в смесительный тракт карбюратора К-91, смешивается с воздухом и далее через дроссельные заслонки направляется во впускную трубу двигателя, а затем и в цилиндры. Количество подаваемой в цилиндры газовоздушной смеси регулируется положением дроссельных заслонок карбюратора.

Принцип работы карбюратора К-91 при использовании бензина такой же, как карбюратора К-88М.

Газовая система холостого хода содержит два винта регулировки состава смеси: нижний винт — для регулировки на минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя; верхний винт — для регулировки на переходном режиме. Винты служат для качественной регулировки при работе на бензине.

Работа газового оборудования для двигателей на сжатом природном газе в основном аналогична работе оборудования для двигателей, работающих на сжиженном углеводородном газе.

Техническое обслуживание

При техническом обслуживании редуктора сетку фильтра на входе в редуктор следует очищать по мере необходимости. Засорение фильтра может быть обнаружено при помощи манометра газового редуктора: резкое падение давления газа в полости первой ступени редуктора при увеличении открытия дроссельных заслонок карбюратора указывает на засоренность фильтра. При этом следует иметь в виду, что резкое падение давления в первой ступени редуктора может происходить в результате засорения керамического фильтра редуктора высокого давления и расходного вентиля. Для удаления конденсата из фильтра надо вывернуть пробку 17 (см. рис. 8.6), а для слива конденсата из редуктора — открыть кран 68. Для очистки сетки фильтра следует вывернуть фильтрующий элемент, снять пружинный держатель и развернуть сетку. Сетку надо промыть в бензине, ацетоне или в каком-либо другом растворителе и продуть сжатым воздухом. Эту операцию нужно проводить на снятом с автомобиля редукторе. При сильном загрязнении медной сетки и в тех случаях, когда ее трудно отмыть, целесообразно поставить новую сетку.

Регулировать редуктор можно только в специальной мастерской при наличии сжатого воздуха с давлением 0,5 … 0,6 МПа.

Порядок регулировки редуктора, предназначенного для сжатого природного газа (автомобиль ЗИЛ-431610) и сжиженного углеводородного газа (автомобиль ЗИЛ-431810), одинаков.

Порядок разборки и регулировки редуктора для сжатого природного газа не отличается от аналогичной работы по редуктору для сжиженного углеводородного газа.

В правильно отрегулированном редукторе для работы на сжатом природном газе давление в полости первой ступени должно быть 0,18 … 0,20 МПа, а в полости второй ступени должно создаваться избыточное давление, на 50 … 70 Па больше давления наружного воздуха (по пьезометру). При этих условиях ход стержня 1 должен быть не менее 5 мм.

Бензиновая система питания

Бензиновая система питания автомобилей ЗИЛ моделей 431610 и ММЗ-45054 отличается от системы питания автомобиля ЗИЛ-431410 наличием электромагнитного клапана, установленного между топливным насосом и поплавковой камерой карбюратора. Кроме того, в карбюратор К-91, унифицированный с карбюратором, устанавливаемым на автомобиле ЗИЛ-431410, встроена система холостого хода для работы на газе. Остальные узлы системы питания по конструкции не отличаются от соответствующих узлов системы питания автомобиля ЗИЛ-431410.

Фильтр с электромагнитным клапаном. Фильтр установлен на специальном кронштейне. При включении зажигания клапан автоматически открывается.

Клапан может быть закрыт при включенном зажигании переключателем вида топлива при выработке топлива (положение «О») и работе на газе (положение «Газ»), В корпус клапана встроен стандартный бензиновый фильтр тонкой очистки топлива с керамическим фильтрующим элементом и съемным пластмассовым стаканом-отстойником.

Клапанный узел следует периодически промывать ацетоном, отвернув электромагнит. Фильтрующий элемент необходимо продувать сжатым воздухом, подводя его изнутри элемента, предварительно отвернув гайку и сняв стакан-отстойник. При разборке и промывке нужно особенно осторожно обращаться с фильтрующим элементом.

Порядок работы с газовым оборудованием

Порядок работы газового оборудования автомобилей ЗИЛ моделей 431610 и ММЗ-45054 приведен в руководстве по эксплуатации. Порядок регулировки холостого хода двигателя ЗИЛ-5086.10 и перевод его на работу с одного вида топлива на другой изложен ниже.

Регулировка холостого хода двигателя при работе на бензине производится так же, как и у стандартного бензинового карбюратора автомобиля ЗИЛ-431410.

Регулировка холостого хода при работе на газе осуществляется упорным винтом, ограничивающим закрытие дроссельных заслонок, винтом, регулирующим частоту вращения коленчатого вала при работе на переходном режиме, и винтом, который регулирует минимальную частоту вращения коленчатого вала в режиме холостого хода, а также токсичность отработавших газов.

Начиная регулировку на неработающем прогретом двигателе, надо завернуть винты до упора, но не слишком туго, а затем винты отвернуть на три оборота, а винт — на один оборот. После этого нужно пустить и прогреть двигатель, установить упорным винтом 7 такое наименьшее открытие дроссельных заслонок, при котором двигатель работает вполне устойчиво. Затем следует обеднить смесь с помощью винта, завертывая его при каждой пробе на 1/4 оборота до тех пор, пока двигатель не начнет работать с перебоями в результате излишнего обеднения смеси. Для нормальной работы нужно обогатить смесь, вывернув винт на V« оборота.

Правильность регулировки карбюратора при работе на газе проверяется резким нажатием и отпусканием педали управления дроссельными заслонками. Если двигатель перестанет работать, то частоту вращения коленчатого вала надо увеличить, завернув на Vs оборота винт 7. Если при резком нажатии на педаль вал вращается медленно или слышны «хлопки» в карбюраторе, необходимо отвернуть винт на 1/2 оборота. Если при работе двигателя при резком нажатии на педаль слышны «хлопки» в глушителе, следует завернуть винт 9 на У8 оборота.

Правильно отрегулированный карбюратор при работе на газе должен обеспечивать устойчивую работу двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала (500 … 600 мин-1) и резкое повышение частоты вращения без «провалов» и «хлопков» .

Для перевода работы двигателя с бензина на сжатый природный газ необходимо на работающем двигателе установить вид топлива в положение «0». В этом положении магистральный газовый клапан и бензиновый клапан-фильтр закрыты. После выработки бензина из поплавковой камеры (двигатель в этот момент начинает неустойчиво работать) надо установить рукоятку переключателя в положение «Газ» (открывается магистральный газовый клапан) и продолжить работу на газовом топливе. При этом должны быть предварительно открыты баллонный и магистральный вентили. Перевод двигателя на работу с газа на бензин осуществляется в обратном порядке. При длительной работе на бензине газовые вентили должны быть закрыты. Допускается перевод с одного вида топлива на другой при неработающем двигателе в случае, если топливо, на котором до остановки работал двигатель, полностью выработано. В этом случае достаточно переключатель установить в требуемое положение.