Газобаллонный автомобиль в транспортном потоке при неблагоприятных условиях (например, при разгерметизации системы питания, дорожно-транспортном происшествии) представляет собой источник повышенной опасности не только для самого водителя, но и для всех участников дорожного движения. Система заправки газобаллонных автомобилей и организация плановых профилактических работ ТО и TP требуют более высокой культуры эксплуатации в целом, квалифицированного выполнения регламентных предписаний действующей нормативно-технической документации. Кроме того, специфика состояния СНГ и СП Г и особенности их хранения на автомобиле требуют соблюдения всех мер безопасности их эксплуатации.

Пассивная безопасность является важнейшим свойством газобаллонного автомобиля. Поэтому уже на стадии проектирования применяют жесткие нормативы, обеспечивающие безопасность его конструкции. Создание подобной конструкции соединяет в себе два принципиальных направления: повышение механической прочности газобаллонной аппаратуры и автоматизацию процессов управления подачей топлива в различных ситуациях, включая и критические. Первое направление связано прежде всего с обеспечением механической прочности газового баллона и его арматуры, а второе — герметичности системы подачи газового топлива.

Безопасная и эффективная эксплуатация газобаллонных автомобилей регламентирована нормативами и соответствующими правилами, которые могут быть классифицированы по функционально-технологическим элементам: непосредственно транспортный процесс, технологический процесс ТО и TP, хранение газобаллонных автомобилей и заправка их газовым топливом.

Влияние газобаллонных автомобилей на уровень аварийности неоднозначно. С одной стороны, в ОГ газобаллонных автомобилей содержится существенно меньше вредных веществ по сравнению с однотипными бензиновыми модификациями. Это в целом благоприятно отражается на состоянии окружающей среды движения. Среда движения в свою очередь воздействует на психофизиологические качества водителя как элемента в системе управления транспортным процессом, а значит—на его надежность. Тем самым она оказывает заметное влияние на активную безопасность дорожного движения.

С другой стороны, основные компоненты СНГ и СПГ — бутан, пропан и метан, не имеющие цвета и запаха, содержат примеси сероводорода. Поэтому, чтобы можно было обнаружить даже малейшую утечку этих газов из системы подачи топлива, им придают специфический запах. Для этого в СНГ и СПГ вводят одоранты — специальные вещества с неприятным запахом. Одоранты в определенных концентрациях безвредны для организма человека и не разрушают материалы, применяемые в системе подачи топлива. Запах одоранта, например этилмеркапта-на, в количестве 0,19 г остро ощущается при его содержании в объеме 1000 м:; воздуха (или газа). Отложение одоранта во впускной и выпускной системах двигателя сопровождается проникновением неприятного запаха в кабину грузового автомобиля. Создание надежной газобаллонной аппаратуры позволит в перспективе использовать газовое топливо без одоранта.

При атмосферном давлении СНГ и СПГ не обладают токсическим воздействием на организм человека, так как они мало растворимы в крови. Однако смешиваясь с воздухом и попадая в -организм человека, эти компоненты уменьшают содержание кислорода в крови. Человек в такой атмосфере испытывает кислородное голодание. Вдыхание в течение 10 мин воздуха, содержащего 1% СНГ или СПГ, не вызывает симптомов отравления. Двухминутное вдыхание воздуха с 10%-ным содержанием этих газов вызывает головокружение. Пропилен и бутилен являются сопутствующими компонентами газового топлива и обладают наркотическими свойствами.

В газобаллонных автомобилях современных конструкций загазованность кабины водителя имеет два основных источника: от двигателя и газового баллона. При этом вредные вещества, поступающие от двигателя, составляют 60—65% общего их выброса.

Воздух, содержащий определенное количество отработавших и картерных газов, поступает со стороны двигателя в кабину водителя через различные неплотности изоляции кабины от моторного отсека. В случае повышенного износа двигателя и нарушения герметичности кабины со стороны моторного отсека концентрация СО и СН в кабине на уровне его дыхательных органов водителя увеличивается в 2—3 раза. На стоянке автомобиля при неработающем двигателе, т. е. при отсутствии естественной вентиляции кабины, содержание СО и СН достигает максимального значения и составляет 16—20 и 150—200 кг/м3 соответственно. Продолжительное пребывание водителя в подобной среде неизбежно снижает его функциональную надежность в системе транспортного процесса.

Основным источником повышенной опасности являются по существу газовые баллоны. Требования безопасной их конструкции и эксплуатации регламентированы соответствующими нормами проектирования, изготовления и контролирования сосудов, работающих под высоким избыточным давлением. В эксплуатации газовые баллоны должны быть надежно защищены от механических повреждений.

Автомобили, работающие на СНГ. Допустимое максимальное рабочее давление газа в баллоне для СНГ 1,6 МПа, минимальное 0,2 МПа. Газовый баллон рассчитывают на максимальное рабочее давление 4,8 МПа. Запас механической прочности баллона выбран из условий полной безопасности эксплуатации. Сосуд подвергают пневматическим испытаниям под давлением 1,6 МПа и гидравлическим — 2,5 МПа.

Герметичность баллона для СНГ проверяют путем погружения его в воду или обмыливания. Появление воздушных пузырьков у резьбовых отверстий не допускается. Воздух подводят к крестовине баллона при открытых вентилях или к наполнительному вентилю при закрытом штуцере крестовины. Срок гарантии на газовый баллон устанавливают не менее срока службы автомобиля.

В процессе наполнения баллона первые порции СНГ испаряются и заполняют весь объем баллона. Испарение СНГ в баллоне продолжается до тех пор, пока образовавшиеся пары не достигнут точки насыщения при данной температуре. Безопасная эксплуатация баллона предполагает строгое ограничение уровня СНГ в баллоне. Возрастание напряжений в стенке баллона при отсутствии паровой подушки составляет 0,7 МПа на каждый градус повышения температуры СНГ в баллоне. Это может привести к разрушению газового баллона.

Для обеспечения безопасной эксплуатации емкость баллона заполняют на 90% от геометрического его объема и устанавливают предохранительный клапан. При повышении давления свыше 1,6 МПа клапан срабатывает и часть газа выпускается в атмосферу. Повышение давления свыше 1,6 МПа может произойти лишь при нагреве баллона до температуры выше -f-40°C. Высокую надежность работы газового баллона поддерживают путем периодического его освидетельствования не реже одного раза в 2 года.

Электромагнитные клапаны, вентили, трубопроводы и фильтры автомобилей, работающих на СНГ, испытывают на герметичность при нормальном рабочем давлении, а при испытаниях на разрушение давление в 1,6—3,0 раза превышает рабочее.

Резиновые шланги низкого давления проверяют на герметичность при давлении 0,2 МПа, а на разрушение — 0,5 МПа.

Шланги высокого давления в сборе испытывают на герметичность при давлении 1,6 МПа, а на разрушение — 4,8 МПа. Запас прочности этих элементов выбран из условий полной безопасности эксплуатации газобаллонных автомобилей.

Для эффективной блокировки подачи топлива электромагнитный клапан, представляющий собой автоматический запорный вентиль, подключают к системе электропитания автомобиля. Электромагнитный клапан прекращает подачу газа в двигатель при выключенном зажигании или обрыве газовой магистрали. Клапан открывается при повороте ключа зажигания.

Конструкция современных карбюраторов-смесителей обеспечивает эффективную регулировку состава горючей смеси с целью снижения выброса вредных веществ и уменьшения минимально устойчивой скорости движения. Детали и элементы карбюратора-смесителя должны иметь конструктивно-технологические решения, исключающие полную утечку газа под действием вибрационных и ударных нагрузок при эксплуатации автомобиля.

Автомобили, работающие на СПГ. Электромагнитные клапаны, вентили, трубопроводы и фильтры испытывают на герметичность при нормальном рабочем давлении. Для подключения трубопроводов к переходникам и крестовине применяют беспрокладочное ниппельное соединение. Герметичность в таком соединении достигается путем врезания ниппеля в трубку и смятия ниппеля при заворачивании гайки. Ниппельное соединение при правильной эксплуатации допускает многократную разборку соединений.

Стальные трубопроводы высокого давления снабжают компенсаторами в виде спиральных витков. Витки предохраняют трубопроводы от поломок при деформации рамы автомобиля. В процессе эксплуатации наблюдаются случаи разгерметизации газопроводов высокого давления из-за обрыва стальных трубок в ниппельном соединении. Подобные отказы, как правило, сопровождаются серьезными последствиями.

При замене ниппеля необходимо следить за тем, чтобы новый ниппель был установлен на расстоянии 2 мм от конца трубки. Если ниппель после затяжки не обеспечивает герметичности, то его следует заменить вместе с газопроводом.

Газовые баллоны для СПГ изготавливают из цельнотянутых бесшовных труб. После изготовления их подвергают термической обработке, обеспечивающей однородность структуры металла и безосколочность при их разрушении. Запас механической прочности баллонов, обусловленный соответствующими правилами Госгортехнадзора СССР, принимают равным 2,6.

Баллоны для СПГ, используемые для хранения моторного топлива на автомобилях, подлежат периодическому освидетельствованию: изготовленные из легированной стали не реже чем через 5 лет, а изготовленные из углеродистой стали не реже чем через 3 года.

Переосвидетельствование баллонов проводят на специально организованных пунктах. Резьбовые отверстия горловин баллонов из стали обоих видов (легированной и углеродистой) допускают более 20 монтажно-демонтажных воздействий. Газовые баллоны служат нескольким поколениям автомобилей. В настоящее время в эксплуатации находятся газовые баллоны, изготовленные еще в 1954—1955 гг.

Специальные циклические испытания газовых баллонов показали, что характер их разрушения и строение излома поверхностей свидетельствуют о пластическом (безосколочном) разрушении баллонов из легированных сталей и о хрупком разрушении баллонов из углеродистой стали.

Автомобильные вентили должны отвечать нормам герметичности по I классу (ГОСТ 9544—75). При испытании воздухом на рабочее давление утечка из вентилей не допускается. В современных газобаллонных установках при использовании СПГ обеспечивается герметичность наполнительного вентиля ВМН-1 и расходного вентиля ВМР-1 в открытом и закрытом их положениях. В процессе эксплуатации магистральный и расходный вен-гили во всех случаях следует открывать медленно во избежание гидравлического удара.

Для обеспечения пожаро- и взрывобезопасности при использовании СПГ ГУПО МВД СССР рекомендовало Минавтопрому СССР расположить места заправки нефтяного (бензина) и газового топлива с противоположных сторон автомобиля. В настоящее время заправочную арматуру газовых баллонов размещают с правой стороны автомобиля по ходу его движения.

При переоборудовании бензиновых автомобилей в газобаллонные в условиях АТП, авторемонтных заводов размещение газовых баллонов на автомобиле является наиболее трудоемкой и ответственной операцией. Конструкция устройства для крепления газовых баллонов должна обеспечивать возможность надежного его закрепления и полностью исключать перемещение баллона. Повышенное внимание должно быть уделено надежному креплению баллонов с помощью стяжных хомутов. При отсутствии хомутов заводской конструкции их можно изготовить собственными силами. Для этого необходимо использовать мягкую стальную полосу (ленту). Для грузовых автомобилей толщина ленты должна быть не менее 5 мм, а ширина — 35 мм. На внутреннюю поверхность хомута надо подкладывать резиновую ленту. Момент затяжки болтов, стягивающих хомуты, должен быть в пределах 15… 20 Н-м. Затяжка хомутов до соприкосновения концов не допускается.

Переходники ввертывают в горловины баллонов для СПГ на свинцовом глете или жидком стекле. В качестве заменителя можно использовать свинцовый малярный сурик. Момент затяжки переходников вентилей равен 0,45—0,55 кН-м. Вновь ввернутые переходники, вентили должны иметь не более четырех витков резьбы, не вошедших в резьбовые гнезда.

Специальными испытаниями установлено, что крепление газовых баллонов обеспечивает необходимую безопасность их эксплуатации. В процессе, межведомственных испытаний газобаллонные автомобили семейств ЗИЛ и ГАЗ, работающие на СПГ, опрокидывали с косогора на 1,5 оборота. Подобные испытания показали высокую надежность крепления газового оборудования и герметичность газовой системы питания.