Полученный газ в газообразном состоянии поступает через фильтр к газовому редуктору.

Подогреватель газа. Для предварительного подогрева сжатых газов, имеющих повышенное содержание влаги и углекислоты, служит подогреватель газа. Его работа позволяет избежать конденсации влаги в газопроводах и замерзание ее в зимнее время.

Источником тепла могут служить отработавшие газы и охлаждающая жидкость двигателя. На автомобилях ЗИЛ-138А и ГАЗ-53-27 установлен подогреватель, использующий тепло отработавших газов. Подогреватель состоит из корпуса (рис. 7.11), в котором помещен теплообменный змеевик 5. Подогреватель включается в систему выпуска отработавших газов до глушителя. Отработавшие газы, пройдя подогреватель, выбрасываются в атмосферу, минуя глушитель, через приваренный выходной патрубок.

Рис. 7.10. Испаритель газа:
1 — кронштейн; 2 — сливной кран для воды; 3— штуцер подвода (отвода) газа; 4 — корпус; 5 — канал водяной полости

Тепло отработавших газов подогревают газ, находящийся в змеевике. Интенсивность подогрева газа регулируется размером отверстия дозирующей шайбы.

Фильтры газа. Для очистки газа от механических примесей применяют фильтры газа. Сжиженный газ от механических примесей может очищаться как в жидкой, так и в паровой фазе, но улавливание смолистых веществ и сернистых соединений возможно только в паровой фазе газа. Для этих целей в газобаллонной установке автомобиля применяют фильтр с войлочными кольцами и сетчатый фильтр, которые устанавливают в магистрали после испарителя.

Фильтр газа с войлочными кольцами имеет фильтрующий элемент, который состоит из сетки и пакета войлочных колец. Сетчатый фильтр газа обычно устанавливают в газовом редукторе.

На автомобиле ГАЗ-24-07 фильтр газа объединен в одном корпусе с электромагнитным клапаном и устанавливается на трубопроводе жидкой фазы газа. Фильтрующим элементом служат чередующиеся сетчатые и войлочные шайбы.

На автомобилях, работающих на сжатом газе, один фильтр установлен на входе в редуктор высокого давления, а другой — на линии низкого давления перед двухступенчатым редуктором. Фильтр состоит из корпуса (рис. 7.12), стакана, войлочного фильтрующего элемента и стяжного болта. Конструктивно фильтр объединен в одном корпусе с электромагнитным клапаном.

Газовый редуктор. Для понижения (редуцирования) давления сжатого или сжиженного газа до давления, близкого к атмосферному, используют газовый редуктор (см. рис. 7.1).

Рис. 7.11. Подогреватель газа:
1 — патрубок входа отработавших газов; 2 — корпус; 3 — штуцер входа газов; 4 — штуцер выхода газов; 5— теплообменный змеевик; 6— патрубок выхода отработавших газов

Рис. 7.12. Фильтр газа с электромагнитным вентилем автомобиля ЗИЛ-1Э8А

Автомобильные газовые редукторы снабжены дополнительными устройствами, которые обеспечивают автоматическое перекрытие поступления газа к двигателю при его остановке, надежную герметичность при неработающем двигателе, возможность регулировать вторую ступень редуктора на избыточное давление и дозировать подачу газа в соответствии с нагрузочным режимом работы двигателя.

Редукторы могут иметь одну, две и три ступени снижения давления. Увеличение числа ступеней улучшает стабильность регулируемого давления, но одновременно усложняет конструкцию.

Для газобаллонных установок сжиженного газа с рабочим давлением 1,6 МПа наибольшее распространение получили двухступенчатые редукторы, а для газобаллонных установок, работающих на сжатом газе с давлением до 20 МПа, используют в основном трехступенчатую систему редуцирования газа, состоящую из одно- и двухступенчатого редукторов.

Рис. 7.13. Схема работы двухступенчатого газового редуктора

Работа редуктора рассчитана на поступление в него газа в парообразном состоянии. Принцип действия всех ступеней редуктора одинаков.

Рассмотрим работу двухступенчатого газового редуктора (рис. 7.13), который унифицирован для всех отечественных грузовых газобаллонных автомобилей.

При неработающем двигателе и закрытом магистральном вентиле, расположенном в кабине водителя, газ в редуктор не поступает. Пружина (рис. 7.13, а) прогибает диафрагму первой ступени редуктора вверх и посредством двуплечего рычага открывает клапан первой ступени. Клапан второй ступени пока закрыт, так как коническая пружина 6 прогибает диафрагму второй ступени, поднимая горизонтальное плечо двуплечего рычага вверх. Давление во всех ступенях редуктора при этом равно атмосферному.

Если открыть магистральный вентиль, то газ (на рис. 7.13, б, в его движение показано сплошными стрелками) из баллона поступит в первую ступень редуктора и прогнет диафрагму (см. рис. 7. 13,6) вниз, которая под давлением 0,25— 0,30 МПа посредством двуплечего рычага закроет клапан первой ступени. При большем давлении открывается предохранительный клапан и лишний газ из первой ступени редуктора выходит в атмосферу.

Преодолевая усилие конической пружины, газ открывает клапан второй ступени и через дозирующее устройство по трубке поступает в смесительную камеру карбюратора-смесителя. Для того чтобы открылся клапан второй ступени, разрежение при пуске или во время работы двигателя (на рис. 7.13, б показано белыми стрелками) из впускного трубопровода по трубке передается разгружающему устройству, которое под действием разрежения сжимает пружину и позволяет пружине 5 второй ступени прогнуть диафрагму вниз и открыться клапану.

На рис. 7.13,в показана работа газового редуктора и карбюратора-смесителя на холостом ходу. При этом режиме работы разрежение в диффузоре очень мало, обратный клапан закрыт и газ во второй ступени редуктора поступает во впускной трубопровод только по трубке холостого хода.

Основными требованиями, предъявляемыми к работе газового редуктора, являются малые колебания входного давления газа при работе двигателя на различных режимах.

Одноступенчатый газовый редуктор, устанавливаемый дополнительно на автомобилях, работающих на сжатом газе, имеет предохранительный клапан и сигнализаторы высокого и низкого давления.

Дозирующе-экономайзерное устройство. Дозирование газа производится в дозирующе-экономайзерном устройстве. Оно позволяет регулировать качество горючей смеси в соответствии с режимами работы двигателя. Подача газа регулируется таким образом, чтобы на частичных нагрузках двигатель работал на обедненных смесях, позволяющих получить наилучшую экономичность и минимальную токсичность отработавших газов. При полном открытии дроссельных заслонок (для получения максимальной мощности двигателя) горючая смесь при помощи эконо-майзерного устройства обогащается.

В дозирующе-экономайзерное устройство пневматического типа (рис. 7.14) входят жиклеры экономичной и мощностной регулировок, клапан, мембрана и пружины. Работа экономайзера происходит под действием разрежения, создаваемого во впускном трубопроводе.

При больших значениях разрежения (0,016—0,065МПа) во впускном трубопроводе, что соответствует работе двигателя на минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя и частичных нагрузках, мембрана 5, преодолевая усилие пружины 6 экономайзера, прогибается и клапан 3 экономайзера под действием пружины 4 клапана закрывается. В этом случае газ в двигатель поступает только через жиклер экономической регулировки.

При более низком разрежении во впускном трубопроводе пружина экономайзера открывает клапан и дополнительная порция газа через жиклер мощностной регулировки поступает в цилиндры двигателя.

На включение пневматического экономайзера влияет разрежение перед клапаном, которое в свою очередь зависит от расхода газа.

Газовые смесители.Приготовление горючей смеси и регулирование ее подачи для получения заданной чистоты вращения коленчатого вала двигателя происходит в газовых смесителях. Чтобы повысить коэффициент наполнения и мощность двигателя, смеситель должен обладать минимальным сопротивлением потоку газовоздушной смеси. Смеситель должен также обеспечивать надежный пуск двигателя, устойчивую работу его на холостом ходу, плавный переход с малой частоты вращения коленчатого вала двигателя к нагрузочным режимам, приемистость двигателя, а на универсальных двигателях, работающих на газе и бензине — возможность быстрого перевода двигателя с работы на одном топливе на другое.

Существенным отличием работы газового смесителя от карбюратора является то, что в нем топливо не испаряется, так как газ в него подается уже в парообразном виде. Подача газа в смеситель в одинаковом с воздухом агрегатном состоянии позволяет вынести дозирующие элементы в отдельный блок или объединить их с газовым редуктором, упростить конструкцию смесителя. Кроме того, смесители газа не требуют ускорительных устройств, так как при резком открытии дроссельных заслонок для увеличения мощности двигателя расход газа растет пропорционально расходу воздуха.

Рис. 7.14. Дозирующе-экономайзерное устройство

Конструктивно газовые смесители могут быть объединены с карбюратором (карбюратор-смеситель) или выполнены отдельно. Подвод газа в смеситель может происходить через газовые форсунки или через отверстия в узком сечении диффузора, либо между диффузором и дроссельной заслонкой.

Для газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженном газе, применяется газовый смеситель и карбюратор-смеситель.

Смесители в зависимости от модели двигателя имеют различные модификации, отличающиеся диаметром диффузоров, способом регулировки ограничителя частоты вращения коленчатого вала и приводом дроссельных заслонок. Основные топливодозирующие элементы смесителей одинаковы и конструктивно объединены с газовым редуктором.

Смеситель СГ-250 (рис. 7.15) двухкамерный, вертикальный, с падающим потоком горючей смеси, с параллельным открытием дроссельных заслонок.

В корпусе газового смесителя расположены две дроссельные заслонки, два съемочных диффузора и две горизонтальные газовые форсунки. Для обогащения смеси при пуске двигателя в смесителе имеются воздушные заслонки с автоматическими клапанами, которые исключают возможность переобогащения горючей смеси. Во входном патрубке расположен обратный клапан, который перекрывает подачу газа в основную систему при работе двигателя на минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя и предохраняет редуцирующее устройство от противодавления при обратных вспышках в двигателе.

Подачу газа, поступающего в систему холостого хода через штуцер, регулируют винтами, которые расположены в крышке каналов холостого хода. Кроме того, на смесителе расположен исполнительный механизм центробежно-вакуумного ограничителя частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Рис. 7.16. Схема соединения газовых каналов смесителя и редуктора

Газовый смеситель СГ-250 предназначен для совместной работы с двухступенчатым газовым редуктором (рис. 7.16). Основная подача газа осуществляется дозирующе-эко-номайзерным устройством через канал, обратный клапан и газовые форсунки, которые расположены в узком сечении диффузоров. Для устойчивой работы двигателя на минимальной частоте вращения коленчатого вала и плавного перехода на нагрузочный режим в смесителе имеется специальная система с двумя выходами газа в каждую смесительную камеру.

При работе двигателя на минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя обратный клапан закрыт, отверстие прямоугольного сечения находится в зоне низкого разрежения и газ поступает только в задроссельную полость смесительных камер через круглое отверстие. Количество поступающего газа регулируют винтом. Воздух в этом случае поступает через щели между дроссельными заслонками и стенками смесительных камер.

При открывании дроссельных заслонок прямоугольные отверстия переходят в зону высокого разрежения, через них начинает поступать газ, и частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается. Общую подачу газа в систему холостого хода регулируют винтом.

С увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя увеличивается разрежение в диффузорах 8 и открывается обратный клапан, включающий основную подачу газа.

Наиболее плавный переход от минимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя к нагрузочным режимам может быть достигнут при отборе газа в систему холостого хода из полости редуктора, расположенной до дозирующего устройства, т. е. непосредственно из второй ступени редуктора. Однако такое питание двигателя на режимах холостого хода приводит к переобогащению горючей смеси на малых нагрузках его работы.

Если отбирать газ из полости за дозирующим устройством, то ухудшается качество работы двигателя на переходных режимах. В связи с этим и газ в систему холостого хода смесителя подается из полости, расположенной до дозирующего устройства, по каналу и после дозирующего устройства по каналам.

Карбюратор-смеситель. Приготовление газо- или топливо-воздушной смеси для питания двигателя происходит в карбюраторе-смесителе, изготовляемом на базе стандартных карбюраторов с некоторыми изменениями их конструкции, необходимыми для установки газовой форсунки и присоединения газовой трубки холостого хода. Переоборудование карбюратора не исключает возможности работы двигателя на бензине.

Карбюратор-смеситель К-22К (рис. 7.17) выполнен на базе карбюратора К-22 и состоит из поплавковой, камеры, газовой проставки 5” и смесительной камеры. Газовая проставка имеет патрубок с форсункой для подвода газа, штуцер для подачи газа в систему холостого хода и приспособление для раздвигания упругих пластин диффузора при работе двигателя на газе. При раз-движении упругих пластин 6 диффузора исключается возможность переобогащения газовоздушной смеси на нагрузочных режимах работы двигателя. Подачу газа в систему холостого хода регулируют винтом.

Карбюратор-смеситель К-22К предназначен для семейства автомобилей ГАЗ-52 и обеспечивает полноценную работу двигателя на газе и бензине.

На автомобилях ЗИЛ-138А установлен карбюратор-смеситель К-91, выполненный на базе двухкамерного с подающим потоком смеси карбюратора К-88.

На автомобилях с газовыми двигателями имеется резервная бензиновая система питания. Оригинальным узлом такой системы питания является карбюратор 11.1107 (рис. 7.18), который представляет собой однокамерную конструкцию диафрагменного типа с горизонтальным расположением диффузора.

Карбюратор имеет цельнолитый корпус, который включает в себя горловину, диффузор и смесительную камеру. В горловине расположена воздушная заслонка с автоматическим клапаном, а в смесительной камере — дроссельная заслонка.

В карбюраторе имеется основное топливодозирующее устройство и система холостого хода. При работе карбюратора бензин, подаваемый насосом, подводится через входной штуцер, проходит через сетчатый фильтр и впускной клапан в полость над диафрагмой.

Рис. 7.17. Карбюратор-смеситель К-22К

Рис. 7.18. Карбюратор 11.1107

Под действием разрежения в диффузоре обратный клапан, расположенный над диафрагмой, открывается и топливо через главный жиклер 6 поступает в смесительную камеру.

Система холостого хода включает топливный жиклер, регулируемый винтом, воздушный жиклер, эмульсионное отверстие в зоне высокого разрежения и канал для обеспечения плавных переходов от минимальной частоты вращения коленчатого вала к нагрузочным режимам.