Газобаллонное оборудование. Применение газобаллонного оборудования на транспортных средствах
 Скачать 30.46 Kb.
|
|
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Политехнический институт Кафедра транспорта РЕФЕРАТ По: Истории техники Тема: Применение газобаллонного оборудования на транспортных средствах Преподаватель ___________ А. С. Кашура подпись, дата Студент: ФТ21-08С ___________ В. А. Мешалкин подпись, дата Красноярск 2022 СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………….3 История развития.………………………………………...………………4 Первое поколение………………...………………………………………5 Второе поколение………………...………………………………………6 Третье поколение………………...……………….………………………7 Четвертое поколение...…………...………………………………………8 Пятое поколение………………...……………………………………..…9 Шестое поколение………………...…………………………………...…10 Внедрение ГБО в России…………….………..………………..….…….11 Безопасность……..………………………………………………...……..12 Заключение………………………………………………………...……..13 Список использованных источников ……………………….…..……...14 2 ВВЕДЕНИЕ В последние годы осуществляются крупномасштабные мероприятия по дальнейшему улучшению структуры топливно-энергетического баланса за счет снижения в нем доли нефти как топлива и замены её газом. При работе автомобильного двигателя на газообразном топливе происходит более полное сгорание газовоздушной смеси, что сопровождается снижением загрязнения окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов, уменьшением нагарообразования и расхода моторного масла, увеличением моторесурса двигателя. Пополнение парка автомобилей, работающих на газовом топливе производится двумя путями: постановкой в хозяйство новых газобаллонных автомобилей и переоборудованием карбюраторных и инжекторных автомобилей, находящихся в эксплуатации, в газобаллонные. Для этого используются комплекты газобаллонного оборудования, поставляемые автомобильной промышленностью и рядом промышленных предприятий, изготовляющих отдельные узлы этого оборудования. 3 История развития 1823 г. — англичанин Самуэль Браун построил газовый двигатель внутреннего сгорания на светильном газе. 1842 г. — Дрейк (Англия) запатентовал (патент № 562) газовый двигатель с калильным зажиганием. 1860 г. — выдан патент Жану Этьену Ленуару, наладившему затем выпуск ДВС на светильном газе.1928 г. — прошла испытания газогенераторная установка конструкции профессора В. С. Наумова на шасси Фиат-15-тер. 1935 г. — испытательный пробег газогенераторных автомобилей ЗИС-5 и ГАЗ-АА, оснащённых газовыми двигателями, по маршруту Москва — Ленинград — Москва. В качестве топлива использовался газ, полученный из древесных чурок, торфа. В настоящее время различается карбюраторное и инжекторное оборудование. Поколения имеют нумерации: первое, второе, третье, четвёртое, пятое и шестое. Используемый газ: пропан-бутан (сжиженный газ), метан (сжатый). Газ сжиженный нефтяной. В широком обиходе под газом, сжиженным нефтяным понимают пропан-бутановую смесь. Необходимо также учитывать, что ГСН широко используется для бытовых нужд в местах удаленных от газопроводов природного газа. Таким образом, ресурсы ГСН, которые могут быть выделены для использования в качестве моторного топлива, ограничены. Компримированный природный газ. Уникальные физико-химические свойства компримированного природного газа - метана, значительные естественные запасы, развитая сеть его доставки от месторождения во многие регионы страны по магистральным газопроводам и экологические преимущества в сравнение с традиционными видами топлив позволяют рассматривать КПГ, как наиболее перспективное и универсальное моторное топливо России в нашем веке. 4 Первое поколение ГБО Принцип работы первого поколения основан на регулировании давления газа, поступающего из редуктора-испарителя, и последующей дозировке количества подаваемого газа механически. Эти системы устанавливали на два типа двигателей: карбюраторные, моновпрысковые. В первом поколении ГБО используются как вакуумные, так и электронные газовые редукторы. В комплект газобаллонного оборудования первого поколения входили как вакуумные, так и электрические редукторы с электронным управлением. 5 Второе поколение ГБО Системы второго поколения имеет в своём составе электрический редуктор и электронное дозирующее устройство, которое опирается на сигналы датчика содержания кислорода (лямбда-зонд) в выпускном коллекторе двигателя, датчика положения дроссельной заслонки (TPS — Throttle Position Sensor) и датчика частоты вращения коленвала (RPM). Газовый электронный блок управления (лямбда-контроллер) получает сигналы от указанных выше датчиков и поддерживает необходимый (стехиометрический) состав газовоздушной смеси как на установившихся, так и на переходных режимах работы двигателя. 6 Третье поколение ГБО В системах газобаллонного оборудования третьего поколения электронный блок вместе с дозатором распределителем обеспечивает распределённый синхронный впрыск газа во впускной коллектор с помощью механических форсунок. Электронный блок опирается на сигналы датчика положения дроссельной заслонки (TPS), датчика содержания кислорода в выпускном коллекторе двигателя (лямбда-зонд), датчик частоты вращения коленвала (RPM), датчика абсолютного давления (MAP) и регулирует режим подачи газа. Индивидуальная подача газа в каждый конкретный цилиндр осуществляется дозирующим устройством — газовым инжектором. Механические форсунки открываются за счёт избыточного давления в магистрали подачи газа. Электронный блок ГБО третьего поколения создаёт собственные топливные карты и из-за особенностей конструкции шагового дозатора недостаточно оперативно корректирует состав газовоздушной смеси. 7 Четвёртое поколение ГБО Данная система, с помощью электромагнитных форсунок, обеспечивает распределённый последовательный или параллельный впрыска газа. Принцип действия этой системы отличается от предыдущих поколений более точной дозировкой топлива, т.к. подача топлива осуществляется рядом с бензиновой форсункой. Работа электромагнитных газовых форсунок корректируется при помощи газового блока управления (аналог штатного автомобильного электронного блока управления (ЭБУ) мотором). Газовый блок управления считывает сигналы (сгенерированные бензиновым ЭБУ) идущие на бензиновые форсунки и на их основе производит расчёт сигналов для управления газовыми форсунками. В расчёте порции газа используются данные с датчиков: температура газа, давление газа, температура редуктора, разрежение в коллекторе. Управление впрыском газа фактически осуществляется на основе сигналов штатного ЭБУ. Блокировка подачи бензина осуществляется газовым блоком путём разрыва сигнала на бензиновой форсунке и эмуляции работы бензиновой форсунки, для предотвращения образовании ошибки "Обрыв форсунки". На сегодняшний день ГБО четвёртого поколения является наиболее распространённым и используемым типом газобаллонного оборудования. 8 Пятое поколение ГБО Отличительной особенностью пятого поколения автомобильного газобаллонного оборудования является то, что газ подаётся в цилиндры двигателя в жидком состоянии. Для этого система дополнительно оснащается газовым насосом, который заставляет циркулировать жидкий газ из баллона через систему топливных магистралей в рампу газовых форсунок и таким образом создаёт необходимое постоянное давление перед форсунками. Через клапан обратного давления газ возвращается в баллон. Газовые электромагнитные форсунки подают газ в жидком состоянии. В таких системах сложнее всего было преодолеть обмерзание газовых форсунок. Компания Siemens разработала специальные форсунки для впрыскивания жидкой фазы газа во впускной коллектор. В результате отпала необходимость в установке редуктора-испарителя, и мотор теперь можно запускать в любую погоду сразу на газе. Газовый блок управления использует бензиновые топливные карты, заложенные в штатный ЭБУ, и вносит лишь необходимые поправки для адаптации к газу. Слабым местом этой системы является газовый насос. Конденсат и плохое качество газа сводят его ресурс на нет, а неоправданно высокая стоимость делает это оборудование экономически невыгодным. 9 Шестое поколение ГБО Принципиально другой подход к двигателю с непосредственным впрыском топлива. Как мы видели раньше, у газовой индустрии уже были попытки обуздать двигатели с непосредственным впрыском топлива, это системы 4+. Но было много ограничений, и всё равно во время эксплуатации приходилось использовать бензин. Это решение выглядит более грамотным и законченным. Для тех, кто ездит на двигателе MPI (обычный инжекторый двигатель), это оборудование не подойдёт. Газовое топливо подаётся через насос высокого давления и бензиновые форсунки прямо в камеру сгорания. В обычных инжекторных моторах нет насоса высокого давления. Газ с помощью электрического насоса в баллоне подаётся в блок клапанов и уже из него — через насос высокого давления и бензиновые форсунки в двигатель. Часть оборудования, а именно: ВЗУ, баллон и насос перекочевали из пятого поколения. Новое — это блок клапанов. В блок приходит одновременно 2 топлива: и бензин, и газ, и с помощью системы клапанов подаётся необходимое топливо. Но не все двигатели можно оснастить таким оборудованием. В список кандидатов не попали моторы с механическим регулятором давления топлива. 10 Внедрение ГБО в России В России государство заинтересовано в переводе автопарка с бензина на газомоторное топливо. Проект социальной программы «Развитие рынка газомоторного топлива» предусматривает систему субсидирования, стимулирующую перевод автомобилей на газ. В первую очередь субсидии будут распространяться на производство и разработку автомобилей на газомоторном топливе, а также на перевод на ГБО таксистов, пассажирских и грузовых перевозчиков. Так, для перевода на газ легкового автомобиля государство оплатит 27 000 рублей, а для грузовиков — до 147 000 рублей. Всего за пять лет на все направления программы будет потрачено 187 миллиардов рублей. На сегодняшний день газовые машины встречаются на всех дорогах России за исключением Магаданской области, Якутии, а также Чукотки. Автовладельцы газомобилей довольны своими машинами, но всё же, как правило, оставляют себе возможность ездить на бензине на случай если газа не хватит. Так же стоит заметить, что газ хоть и дешевле бензина, но расходуется намного больше. 11 Безопасность Бытовой газ, как известно, является крайне взрывоопасным веществом, поэтому применяются всяческие меры безопасности. Прежде всего в случае разгерметизации топливной аппаратуры блокируется клапан самого баллона. Также предусмотрен аварийный выпуск газа. Во второй половине 2000-х в программе "Главная Дорога" на НТВ проводили эксперименты с бензобаком, пропановым и метановым баллоном, опрокидывая их в костёр с подъёмного крана. Бензобак взорвался как только упал в костёр, баллон с пропаном, прежде чем взорваться, пролежал в костре несколько минут, баллон с наиболее взрывоопасным метаном вообще так и не воспламенился. В реальных же ДТП, даже если баллон находится под кузовом, его прочность позволяет избежать утечки газа. В то же время газовые машины иногда называют челленджерами, поскольку они периодически взрываются. Для того чтобы газобаллонное оборудование работало исправно и не представляло опасности необходимо придерживаться основных правил: -Производить монтаж и установку оборудования согласно нормам и требованиям безопасности. -Использовать надежную запорную арматуру с электроклапаном. -Проходить регулярное сервисное обслуживание и проверку 1 раз в 2 года. -Осуществлять периодическое освидетельствование баллонов (каждые 2 года – пропан-бутан, каждые 3 или 5 лет – метан). 12 ЗАКЛЮЧЕНИЕ На сегодняшний день альтернативы природному газу в качестве моторного топлива пока не найдено. Его еще много, он дешевле, чем нефтяные виды топлива, не требует специальной переработки, а также длительной доставки к потребителям, что исключает огромное количество затрат. Снижается воздействие на окружающую среду токсичными компонентами отработавших газов, уменьшаются нагарообразования и расход моторного масла, увеличивается моторесурс двигателя. За очевидными, казалось бы, плюсами, кроются проблемы, сдерживающие повсеместное распространение газобаллонного оборудования, но тем не менее парк автомобилей, работающих на газобаллонном оборудовании растет. 13 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ Газобаллонное оборудование автомобиля [Электронный ресурс] https://ru.wikipedia.org/wiki/Газобаллонное оборудование автомобиля 14 |