Обоснование необходимости совершенствования системы питания двигателя СУГ

Обоснование необходимости совершенствования системы питания двигателя СУГ

Н.Г. Певнев, зав. кафедрой Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ), профессор, д.т.н., Э.Р. Раенбагина, аспирантка СибАДИ

Эффективность использования сжиженного углеводородного газа (СУГ) в качестве топлива для автомобильных двигателей доказана многолетней практикой. В силу этого в народном хозяйстве широко используются автомобили, работающие на СУГ Дальнейшее увеличение парка таких автомобилей с каждым годом повышает актуальность проблемы их технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР) [1].

Особенности газовой системы питания двигателя жидким газомоторным топливом требуют выполнения при ТО и ТР ряда дополнительных специальных работ. Так, одной из специфических работ для автомобилей, работающих на СУГ, является слив сжиженного углеводородного газа из автомобильных газовых баллонов. Выполнение ее регламентировано действующими нормативно-техническими документами и связано с качественным, безопасным проведением ТО и ТР, с соблюдением мер по пожаробезопасности и защите окружающей среды [2].

Обобщение сложившегося многолетнего опыта эксплуатации и технического обслуживания автомобилей, использующих в качестве моторного топлива СУГ, свидетельствует, что опорожнение автомобильного баллона от сжиженного углеводородного газа необходимо проводить в следующих случаях:

перед поступлением газобаллонного автомобиля на посты, линии ТО-2 и ТР, где выполняются работы, общие для газобаллонных и бензиновых автомобилей (сварочные, малярные работы с инструментами, дающими искрение, и т.д.);

перед проведением сезонного обслуживания при подготовке автомобилей к зимней эксплуатации;

перед снятием и отправкой автомобильного газового баллона на освидетельствование;

при нарушении внутренней или наружной герметичности запор-

но-предохранительной арматуры баллона;

при возникновении аварийной ситуации.

Первые четыре случая слива СУГ являются технологически необходимыми. Они непосредственно связаны с технологией выполнения ТО и ТР. Следовательно, сама операция слива сжиженного углеводородного газа является составной частью технологии ТО и ТР газобаллонных автомобилей. А поскольку ТО и ТР выполняются на автотранспортном предприятии, то и слив СУГ должен проводиться здесь же.

Для этого на территории автотранспортного предприятия (АТП) должна быть предусмотрена площадка для специального поста слива СУГ [2]. Наличие его в АТП, не разрывая технологический процесс ТО и ТР, устраняет непроизводительные (холостые) пробеги автомобилей, связанные с необходимостью слива СУГ на автомобильной газозаправочной станции (АГЗС), позволяет экономить сжиженный газ (слитый на посту газ - это газ, уже оплаченный на АГЗС). Технологическое оборудование такого поста должно позволять полностью опорожнять газовый баллон от жидкой и паровой фаз СУГ за минимальное, технически обоснованное время, без выполнения слесарных (демонтажно-монтажных работ). Но посты слива сжиженного углеводородного газа из автомобильных баллонов, отвечающих этим требованиям, в настоящее время в АТП

отсутствуют. Они также отсутствуют и на АГЗС.

Такое положение объясняется техническими трудностями слива СУГ из автомобильных баллонов, обусловленными специфическими свойствами СУГ и конструктивными особенностями запорно-предохра-нительной арматуры автомобильных газовых баллонов, оборудованных моноблоком. Следовательно, сегодня без модернизации схемы питания двигателя жидким газомоторным топливом невозможно слить СУГ из автомобильных баллонов, и соответственно невозможно выполнить требования нормативных документов.

Важной особенностью сжиженных углеводородных газов является то обстоятельство, что в замкнутом объеме (например, в резервуаре для хранения, автомобильном баллоне) они существуют в виде жидкости, находящейся в состоянии фазового равновесия со своим насыщенным паром (двухфазная система «жидкость-пар»). В условиях равновесия в двухфазной системе не происходит ни конденсации паров, ни испарения жидкости. Если поддерживать постоянную температуру и сжимать пар, находящийся над жидкостью, то происходит его конденсация. Наоборот, если увеличить объем, занимаемый паром, то начинается испарение жидкости. Эти специфические свойства необходимо учитывать при сливе СУГ из автомобильных баллонов.

Реализация слива СУГ требует наличия в системе питания двух мест для присоединения шлангов, функции которых распределяются следующим образом: первый - для подвода к баллону избыточного давления (подводящий шланг); второй - для слива из баллона жидкой фазы и отсоса паровой фазы (сливной шланг).

Поэтому возникает необходимость внести изменения в существующие схемы питания двигателя газом и для каждого типа баллона выбрать места установки дополнительных устройств, обеспечивающих слив СУГ.

ШП дШи. Л01 ¿Ф I

«Транспорт на альтернативном топливе» № 1 (7) январь 2009 г.

При этом нужно учитывать следующие требования:

слив жидкой фазы СУГ должен производиться с самого нижнего уровня баллона, чтобы уменьшить до минимума объем несливаемого остатка;

на линии слива жидкой фазы и отсоса паровой фазы СУГ не должно быть скоростных клапанов;

при присоединении к баллону шлангов сливной колонки должен быть исключен демонтаж беспрокладочных ниппельных соединений трубопроводов газобаллонной аппаратуры;

для слива СУГ желательно использовать наибольшие проходные сечения запорной арматуры баллонов.

При этом следует рассматривать два варианта схем питания: 1 - для автомобиля с конструкцией баллона с вентилями; 2 - для автомобиля с конструкцией баллона с моноблоком.

В первом варианте слив газа не представляет затруднения при наличии оборудованного поста слива, так как имеется возможность подсоединить сливной и подводящий шланги к имеющимся вентилям на баллоне.

Во втором варианте, когда на автомобиль устанавливается баллон с моноблоком, СУГ из баллона слить

невозможно, так как выносное заправочное устройство (ВЗУ) оборудовано обратным клапаном, а в магистрали подачи газа в двигатель в моноблоке установлен скоростной клапан. При увеличении скорости перемещения газа клапан перекрывает магистраль. Следовательно, для проведения операции слива газа из баллона необходимо вводить изменения в схему питания двигателя газом, устанавливая дополнительно тройник в магистраль подачи газа в двигатель, к которому подсоединяется вентиль слива газа и ВЗУ слива газа без обратного клапана. Причем в тройник со стороны двигателя необходимо установить скоростной клапан, демонтировав его из моноблока (см. рисунок).

При этом слив СУГ будет происходить следующим образом: к ВЗУ подсоединяется пистолет подачи азота или природного газа; к ВЗУ слива газа без обратного клапана подсоединяется пистолет слива газа. Затем открывают вентиль слива газа и под давлением подают природный газ через заправочное устройство. Жидкая фаза СУГ вытесняется из баллона в сливную магистраль и поступает в сливной резервуар.

Комплекс предложенных мероприятий совершенствования системы питания двигателя газом позволит выполнять предписания норматив-

Вариант дооборудования системы питания двигателя газом в случае использования баллона с моноблоком: 1 - газовый баллон; 2 - магистральный газовый клапан; 3 - газовый редуктор; 4 - место подачи СУГ в двигатель; 5 - бензиновый клапан; 6 - бензонасос; 7 - переключатель вида топлива; 8 - ВЗУ; 9 - тройник; 10 - вентиль; 11 - ВЗУ без обратного клапана для слива газа

ных документов в случаях, предусматривающих слив газа из баллонов. Кроме того, это позволяет повысить безопасность эксплуатации газобаллонного автомобиля и обеспечить экологическую чистоту окружающей среды, так как не будет осуществляться сброс газа в атмосферу.

Предложенные мероприятия совершенствования системы питания возможно выполнить силами предприятий, производящих монтаж газобаллонного оборудования на автомобили. В юридическом плане необходимо подготовить технический регламент для комплекта газобаллонного оборудования, утвердить его в вышестоящих организациях, что позволит эксплуатировать газобаллонные автомобили с выполнением всех нормативных требований по безопасности.

Выводы и рекомендации

1. Для выполнения требований нормативных документов по эксплуатации газобаллонных автомобилей необходимо внести изменения в комплект газобаллонного оборудования, добавить магистраль для слива СУГ, которая включает ВЗУ без обратного клапана для слива СУГ, вентиль для отключения ВЗУ от магистрали подачи газа и тройник, а также переустановить скоростной клапан из моноблока в тройник со стороны двигателя.

2. Комплектация газобаллонного оборудования должна выполняться заводом-изготовителем с учетом требований правил эксплуатации газобаллонного автомобиля, регламентированных нормативными документами.

Литература

1. Певнев Н.Г. Обоснование и разработка рекомендаций по сливу сжиженного углеводородного газа из автомобильных баллонов. - Н.Г. Певнев, Л.Н. Бухаров, В.Ф. Крылов. - АГЗК+АТ.

- 2004. - № 2. - С. 4-9.

2. Руководство по организации эксплуатации газобаллонных автомобилей, работающих на сжиженном нефтяном газе. - АГЗК+АТ. - 2005.

- №4-6.

«Транспорт на альтернативном топливе» № 1 (7) январь 2009 г.

.....шидтвк. мьид^яаьишш