Применение газа уменьшает нага-рообразование, исключает возможность конденсации паров топлива на стенках цилиндров, смывание масляной пленки и разжигание масла, что увеличивает (в 1,5—2 раза) срок службы двигателя и периодичность смены масла.

Полученная однородная горючая смесь, состоящая из газа и воздуха, сгорая в цилиндрах двигателя, позволяет получить минимальное количество продуктов неполного сгорания, вредных для человеческого организма.

К недостаткам применения газового топлива по сравнению с бензином относится снижение скорости горения и меньшее выделение тепла при его сгорании. В результате этого мощность двигателя уменьшается в зависимости от вида применяемого газа на 7—12 % при одной и той же степени сжатия. Повышением степени сжатия этих двигателей можно компенсировать потери мощности.

Для работы на. сжатых и сжиженных газах используют серийные автомобили с карбюраторными двигателями. Некоторые двигатели специально приспосабливают для работы только на газе (двигатели автомобилей ЗИЛ-138, ГАЗ-53-07 и др.).

Основными моделями, работающими на сжиженном газе, являются грузовые автомобили ЗИЛ-138, ГАЗ-53-07, легковые автомобили ГАЗ-24-07 «Волга», автобусы ЛиАЗ-677Г, ЛАЗ-695П, а на сжатом газе — автомобили ЗИЛ-138А, ГАЗ-53-27 и др.

Рабочий цикл двигателя, работающего на газе, такой же, как и у карбюраторного, но устройство и работа приборов системы питания существенно отличается.

Газобаллонная установка на сжиженном газе грузового автомобиля. Базовой моделью грузовых газобаллонных автомобилей семейства ЗИЛ, работающих на сжиженном газе, является ЗИЛ-138, схема системы питания которого показана на рис. 7.1.

Сжиженный газ в жидком и парообразном состояниях находится в баллоне, расположенном с левой стороны по ходу движения автомобиля. На переднем днище баллона установлены расходные вентили паровой и жидкостной фаз газа. При пуске и прогреве двигателя его питание осуществляют газом от паровой фазы, а после прогрева — от жидкостной. От расходных вентилей газ поступает к магистральному вентилю, а от него по шлангу высокого давления в испаритель.

В испарителе сжиженный газ, подогреваемый горячей жидкостью, поступающей по трубке из системы охлаждения, испаряется и в парообразном состоянии по шлангу поступает в фильтр, где улавливаются механические примеси (окалина, ржавчина) и смолистые вещества. Затем газ по шлангу через фильтр редуктора поступает в газовый редуктор, где происходит двухступенчатое снижение давления до уровня, близкого к атмосферному. Далее газ из полости второй ступени редуктора проходит через дозирующе-эко-номайзерное устройство, откуда по трубке направляется к обратному клапану входного патрубка газового смесителя и далее через форсунки к дроссельным заслонкам газового смесителя (на рис. 7.1 не показаны). Из газового смесителя газовоздушная смесь поступает в цилиндры двигателя, где и сгорает.

Работу газовой установки контролируют по манометру, показывающему давление газа в полости первой ступени редуктора, и по указателю уровня сжиженного газа в баллоне, получающего сведения от датчика.

Газовый редуктор установлен непосредственно на двигателе при помощи кронштейнов, газовый фильтр крепится на передней стенке кабины под капотом, а испаритель — на впускном трубопроводе двигателя. Манометр давления газа в полости первой ступени редуктора и указатель уровня газа в баллоне установлены на щитке приборов. В кабину также выведена рукоятка магистрального вентиля. Баллон со сжиженным газом установлен на кронштейнах, привернутых к раме.

На автомобиле данной газовой модификации имеется резервная система питания, обеспечивающая кратковременную работу двигателя на бензине в случае полного расходования газа или появления неисправностей в газовой аппаратуре.

Рис. 7.1. Газобаллонная установка автомобиля ЗИЛ-138:
1 — воздушный фильтр; 2 — трубка подвода воды из системы охлаждения к испарителю; 3, 7 — шланги высокого давления; 4— испаритель газа; 5 — шланг отвода воды от испарителя к компрессору; 6 — трубопровод системы холостого хода; 8—трубка подвода газа к смесителю; 9 — дозирующе-экономайзерное устройство редуктора; 10 — газовый редуктор; 11 — датчик давления газа; 12 — фильтр редуктора; 13 — манометр газового редуктора; 14 — магистральный вентиль; 15 — топливный бак; 16 — фильтр; 17— смеситель газа; 18 — проставка под смеситель; 19 — расходный вентиль паровой фазы; 20 — контрольный вентиль максимального наполнения баллона; 21— датчик указателя уровня сжиженного газа в баллоне; 22 — предохранительный клапан; 23 — наполнительный вентиль; 24 — расходный вентиль жидкостной фазы; 25 — баллон; 26 — карбюратор; 27 — шланг, соединяющий вакуумные пространства экономайзера и разгрузочного устройства редуктора с впускным трубопроводом двигателя

Рис. 7.2. Резервная система питания

Резервная система питания (рис. 7.2) состоит из топливного бака с краном, топливопровода, топливного насоса, фильтра-отстойника и однокамерного карбюратора с сетчатыми пламегасителями, установленными с обеих сторон в патрубках. В конструкцию резервной системы питания входит также специальный узел — простав-ка 3, установленная . между смесителем и впускным трубопроводом и являющаяся переходным элементом для присоединения карбюратора к двигателю. При работе на бензине двигатель газобаллонного автомобиля развивает 30—40 % номинальной мощности.

Системы питания седельного тягача ЗИЛ-138В1 и самосвала ЗИЛ-138Д2 в основном аналогичны системе питания автомобиля ЗИЛ-138. Но на этих автомобилях установлены два газовых баллона, расположенных на лонжеронах рамы с правой и левой сторон автомобиля.

Отличие газобаллонной установки грузовых автомобилей ГАЗ по сравнению с оборудованием, устанавливаемым на автомобилях ЗИЛ, заключается в основном в отсутствии в тазовой системе питания фильтра газа, уменьшении в связи с этим числа шлангов высокого давления, а также некотором изменении расположения газового оборудования в подкапотном пространстве. Кроме того, на автомобилях ГАЗ-52-07, -52-08 и -52-09 устанавливают шестицилиндровый двигатель с карбюратором-смесителем, что дает возможность работать двигателю как на газе, так и на бензине. При этом следует отметить, что на всех грузовых автомобилях ГАЗ (в том числе и на ГАЗ-53-07) вместимость топливного бака для бензина значительно выше, чем у газобаллонных автомобилей ЗИЛ, и составляет 90 л.

Газобаллонная установка на сжиженном газе автобуса. Автобусы ЛиАЗ-677Г и ЛАЗ-695П имеют газобаллонную установку, принципиально не отличающуюся от газобаллонной установки автомобиля ЗИЛ-138.

Особенностью конструкции газобаллонных установок этих автобусов является наличие двух баллонов для сжиженного газа, которые крепятся к основанию кузова вдоль продольной оси с левой стороны по ходу автобуса или на крышке автобуса. Кроме того, на автобусе ЛАЗ-695П вместо магистрального вентиля установлен электромагнитный клапан и в комплект газового оборудования автобусов включены два манометра: манометр на 2,5 МПа, показывающий давление в баллоне, и манометр на 0,4 МПа, показывающий давление сжиженно-ного газа в первой ступени редуктора.

Газобаллонная установка на сжиженном газе легкового автомобиля. В газовом оборудовании автомобиля ГАЗ-24-07 «Волга» (рис. 7.3) конструктивно объединены в узлы двухступенчатый газовый редуктор-испаритель, фильтр сжиженного газа с электромагнитным клапаном, расходный вентиль жидкостной фазы с расходным вентилем паровой фазы и наполнительный вентиль с вентилем максимального заполнения баллона и предохранительным клапаном. На баллоне установлен датчик указателя уровня сжиженного газа.

Рис. 7.3. Газобаллонная установка автомобиля ГАЗ-24-07 «Волга»

Сжиженный газ из баллона, установленного в багажном отсеке автомобиля, через расходные вентили по трубопроводу поступает в газовый фильтр с электомагнитным клапаном. Из фильтра сжиженный газ по трубопроводу поступает в редуктор-испаритель, в котором одновременно происходит испарение сжиженного газа, переход его в газообразное состояние и понижение его давления. Горячая жидкость из системы охлаждения двигателя поступает в испаритель по шлангу, а отводится по шлангу. Из редуктора-испарителя газ по шлангу через регулировочный винт поступает в газосмесительное устройство, имеющее две форсунки, помещенные в диффузорах карбюратора. Газ, смешиваясь с воздухом, образует горючую смесь.

Двигатель, установленный на автомобиле ГАЗ-24-07 «Волга», работает как на пропанбутановой смеси, так и на бензине, который поступает по топливопроводу из топливного бака. Под панелью приборов, слева от рулевой колонки автомобиля, установлены выключатель электромагнитного клапана фильтра, переключатель топлива с бензина на газ и кнопочный выключатель электромагнитного клапана редуктора, используемого при пуске двигателя.

Газобаллонная установка для сжатого газа грузовых автомобилей. Данная установка отличается от описанных выше тем, что природный газ (метан) изменяет рабочее давление в баллонах по мере его расходования от 20 МПа до давления, близкого к ат^ мосферному.

Схемы газобаллонных установок для сжатого газа имеют ряд отличий от схем газобаллонных установок для сжиженного газа. В основном они сводятся к числу баллонов, их размещению на автомобиле и устройством приборов, применяемых в системах питания.

Так на автомобиле ЗИЛ-1Э8А установлено восемь баллонов, а на автомобиле ГАЗ-53-27 — семь, что вызывает соответствующее снижение грузоподъемности на 700—800 кг.

Выпускаемые газобаллонные автомобили, работающие на сжатом газе, выполнены по универсальной схеме (рис. 7.4), т. е. могут работать эффективно как на сжатом газе, так и на бензине.

Рис. 7.4. Газобаллонная установка ГАЗ-53-27:
1 — топливный насос; 2— электромагнитный клапан; 3— карбюратор-смеситель; 4— впускной трубопровод; 5— шланг подачи газа в карбюратор-смеситель; 6— топливный отстойник; 7— трубка от баллона к подогревателю; 8— расходный вентиль; 9— наполнительный вентиль; 10— манометр высокого давления; 11 — соединительная трубка баллонов; 12— соединительная трубка секции; 13— задняя секция баллонов; 14—передняя секция баллонов; 15—подогреватель газа; 16—труба подогревателя; 17—редуктор высокого давления; 18— приемная труба глушителя; 19—топливный бак; 20—трубка от редуктора высокого давления к фильтру газа; 21 — фильтр газа с электромагнитным клапаном; 22 — трубка от фильтра к редуктору низкого давления; 23 — манометр низкого давления; 24 — редуктор низкого давления; 25 — двигатель

Газ из секций баллонов под давлением 20 МПа через расходный вентиль и подогреватель газа поступает в редуктор высокого давления, где давление снижается до 1,2 МПа. Затем через фильтр поступает в редуктор низкого давления, а оттуда — в карбюратор-смеситель и дальше в цилиндры двигателя.

Для контроля за работой газовой системы питания в схеме установки предусмотрены манометры: манометр высокого давления, показывающий давление газа в баллонах, и манометр 23 низкого давления, показывающий давление в редукторе. По манометру можно контролировать запас хода автомобиля. Снижение давления ниже 1,2 МПа в баллонах свидетельствует, что запас газа остается на пробег до 10 км. Показания манометра 23 дают информацию о необходимости регулировки редуктора, если он неисправен.

Система питания двигателя бензином по устройству аналогична системе питания газового автомобиля. Для исключения подачи бензина при работе двигателя на газе на рамке радиатора установлен электромагнитный клапан 2, включение которого происходит из кабины водителя.

Газовые баллоны, арматура которых расположена с правой стороны по ходу движения автомобиля, крепятся на раме стремянки.

Подогреватель и редуктор высокого давления размещены на левом лонжероне рамы и крепятся к нему кронштейнами.

Фильтр газа с электромагнитным клапаном и газовый редуктор низкого давления установлены под капотом двигателя и крепятся кронштейнами.

В отличие от газобаллонных автомобилей ЗИЛ на автомобилях семейства ГАЗ не устанавливают приборы для облегчения пуска двигателя при низких температурах воздуха.

Расположение газовой аппаратуры на шасси автомобиля ЗИЛ-138А показано на рис. 7.5. Баллоны, установленные на продольных балках под грузовой платформой, последовательно соединены между собой трубопроводами и разделены на две группы, по четыре баллона в каждой.

Каждая группа баллонов имеет вентиль и соединена трубопроводами с распределительной крестовиной, которая крепится на заднем кронштейне топливного бака. На крестовине имеются наполнительный и магистральный вентили.

От крестовины газ по трубопроводу поступает в подогреватель сжатого газа, который смонтирован вблизи выпускного газопровода двигателя и подогревается отработавшими газами, и далее в редуктор высокого давления, который установлен на левом лонжероне рамы. В редукторе происходит понижение давления газа с 20 до 0,95—1,1 МПа.

Рис. 7.5. Расположение газовой аппаратуры на шасси автомобиля ЗИЛ-138А

Далее газ подается к фильтру, находящемуся в одном корпусе с электромагнитным вентилем, расположенным на передней стенке кабины. При включении вентиля газ поступает в двухступенчатый редуктор низкого давления, который расположен под капотом на двигателе. Из редуктора газ через дозирующее экономай-зерное устройство в необходимом количестве поступает в карбюратор-смеситель. На входе в смеситель размещен обратный тарельчатый клапан, повышающий стабильность работы двигателя на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя и на переходных режимах. Карбюратор-смеситель трубопроводом соединен с пусковой системой двигателя.

Воздух, поступающий в карбюратор-смеситель, очищается в воздушном фильтре. Работа газобаллонной установки контролируется манометром низкого давления и контрольной лампой, установленными на вертикальной стенке приборной панели. При снижении давления ниже 0,95 МПа в кабине водителя загорается контрольная лампа, свидетельствующая о том, что газа в баллонах осталось на пробег 10—12 км.