Внешние воздействия (возмущающие факторы)
kВФ
kВФ
Объект регулирования (регулирующий клапан)
|
Vф (Gф) |
VФ = f(fЗ) kВФ |
в ДВС |
fЗ
Исполнительный механизм (привод клапана)
fЗ = f(fУ)
Рис. 3.1. Функциональная блок-схема регулирования подачи газа в ДВС
В связи со случайным характером типаfу и величины возмущающих факторов, для обеспечения стабильной работы системы регулирования наиболее предпочтительным является применение обратной связи по значению регулируемой величины.
Внешние воздействия (возмущающие факторы)
|
|
|
kВФ |
|||||
|
kВФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Объект регулирования |
|
|
|
|
|
|
|
|
(регулирующий клапан) |
|
VФ |
|
|
ДВС |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
VФ = f(fЗ) kВФ |
|
|
|
|
|
|
VТР |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fЗ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Исполнительный механизм |
|
|
Датчик |
|||||
|
(привод клапана) |
|
фактического |
|||||
|
|
|
расхода |
|
||||
fЗ = f(fУ)
V Ф = f(VФ)
fу
Элемент сравнения
fУ = f(V ТР - V Ф)
Рис. 3.2. Блок-схема управления с обратной связью по фактическому
V Ф расходу
V ТР
Внастоящее время системы питания ДВС газом, использующие в качестве топлива разные газы, имеют значительные различия, связанные с разными условиями хранения и особенностями
применения разных по составу газов.
Внешние воздействия (возмущающие факторы)
kВФ
kВФ
Объект регулирования (регулирующий клапан)
VФ = f(fЗ) kВФ
fЗ
Исполнительный механизм (привод клапана)
fЗ = f(fУ)
fу
Элемент сравнения
fУ = f(V ТР - V Ф)
ДВС
VФ
VТР
VТР
Датчик |
|
Датчик |
фактического |
|
задающий |
расхода |
|
|
|
V ТР = f(VТР) |
|
|
|
V Ф = f(VФ)
V ТР
V Ф
Рис. 3.3. Блок-схема управления с обратной связью по фактическому
расходу и задающей функцией, формируемой блоком задающих датчиков, установленных на ДВС
Система, предназначенная для одного вида газа, не может быть использована без значительных переделок для другого вида газа.
Тип системы питания ДВС газом, получивший наибольшее распространение, в общем случае состоит из следующих функциональных элементов:
-ёмкости для хранения запаса газа (газовый баллон);
-наполнительной, контрольно-предохранительной и запорной арматуры газового баллона;
-трубопроводов и соединений;
-магистральных запорных клапанов;
-теплообменного устройства;
-газового редуктора (редуктор-испаритель газа);
-дозирующего устройства;
-газосмесительного устройства;
-переключателя вида топлива;
-электронного блока управления (ЭБУ) с датчиками.
При регулировании подачи газового топлива при помощи электромагнитных форсунок или других исполнительных элементов с использованием электрического сигнала, функции газового редуктора и дозирующего устройства могут выполнять ЭБУ с соответствующими датчиками.
Назначение и устройство основных функциональных элементов представлены в соответствующих подразделах данного учебного пособия.
На рис. 3.4 представлена комбинированная общая схема установки газобаллонной ГБА-2 (СибАДИ, г. Омск), состоящей из следующих узлов и деталей: УЗ 1 – устройство заправочное; Б 1 – баллон газовый; Вн 1 – вентиль наполнительный; Вн 2 – вентиль расходный; КПУ – контрольнопредохранительное устройство (вентиль контроля наполнения и предохранительный клапан); ПВТ – переключатель вида топлива; Кл 1 – электромагнитный магистральный газовый клапан; Кл 2 – электромагнитный магистральный бензиновый клапан; РИ – редуктор-испаритель; ЭБУ – электронный блок управления; КЗ – катушка зажигания; КС – карбюратор-смеситель; Тр 1 – тройник-делитель газа; винт 1 – винт регулировки на частичных нагрузках; винт 2 – винт регулировки максимальной мощности; винт 3 - винт регулировки холостого хода; ДЭУ – дозирующе-экономайзерное устройство с вакуумным приводом.
включении зажигания) |
УЗ 1 |
+ 12 В (при |
|
|
ПВТ |
"Г" |
"Б" |
|
"О" |
Кл 1
ЭБУ |
3 |
|
|
Винт |
|
5...8 витков |
|
РИ |
КЗ |
ДЭУ |
|
|
От ДЭУ |
Винт 1 |
Моторный отсек |
Вариант 2 |
Тр 1 |
Винт 2 |
КПУ |
|
ВЕРХ |
Вн 2 |
Вн 1 |
|
Б 1
Теплоноситель |
изсистемы |
охлаждения |
двигателя |
Теплоноситель |
в систему |
охлаждения |
двигателя |
|
|
|
КС |
Винт 1 |
|
|
Винт 2 |
КС
Багажный отсек
От бензонасоса
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ГБА-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
установки |
|
|
|
Кл 2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.4. Схема |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кл 2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
От |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3.2. Газовые баллоны
Газовые баллоны предназначены для хранения необходимого запаса газа на автомобиле. Количество газовых баллонов на автомобиле в настоящее время не ограничено. Способы и места установки газовых баллонов на автомобиле регламентируются требованиями ОСТ 37.001.653-99, ТУ 152-12-007-99 (КПГ), ТУ 152-12-008-99 (ГСН) и технической документации изготовителя ГБО.
Автомобильные баллоны для сжатого природного газа рассчитаны на рабочее давление 20 МПа (200 кгс/см2).
Наибольшее распространение в настоящее время получили баллоны для сжатого природного газа, изготовленные из углеродистой или легированной стали, цилиндрической формы, с одним вентилем в горловине (такие же баллоны применяются для хранения кислорода, углекислоты, азота). Баллоны из углеродистой стали весят около 90 кг, баллоны из легированной стали весят около 60 кг. Предпринимаются попытки использования облегченных баллонов из композитных материалов, но пока это не получило широкого распространения ввиду высокой стоимости. Учитывая, что для создания необходимого запаса сжатого природного газа на автомобиле требуется достаточно много баллонов, их суммарный вес является основным сдерживающим фактором применения сжатого природного газа в качестве автомобильного топлива.
Автомобильные баллоны для ГСН рассчитаны на рабочее давление 1,6 МПа (16 кгс/см2). Баллоны при изготовлении и в процессе периодических испытаний во время эксплуатации (один раз в 2 года) подлежат испытанию на прочность давлением 2,5 МПа (25 кгс/см2) и испытанию на герметичность рабочим давлением.
В настоящее время наибольшее распространение получили автомобильные газовые баллоны для ГСН сварной конструкции, изготовленные из низкоуглеродистой стали с толщиной стенки от 3 мм и более, в зависимости от объема баллона.
Меньшее распространение получили облегченные баллоны из алюминиевых сплавов, армированные стекловолокном, в связи с более высокой стоимостью.
В большинстве случаев баллоны для ГСН имеют цилиндрическую форму с полуэллиптическими днищами.
Для легковых автомобилей выпускаются баллоны торообразной формы для установки их в нишу багажного отсека вместо запасного колеса.
Автомобильные баллоны для ГСН могут иметь различное исполнение по виду и способу установки на них контрольно-предохранительной, наполнительной и расходной арматуры.
Баллоны для ГСН, на которых арматура установлена в виде отдельных вентилей и устройств, ввернутых в вваренные резьбовые штуцеры, постепенно вытесняются баллонами с унифицированной фланцевой горловиной, на которой установлен блок арматуры в виде мультиклапана.
3.3.Наполнительная, контрольно-предохранительная
и запорная арматура
В состав арматуры для автомобильных газовых баллонов для ГСН в общем случае входят следующие устройства: заправочное устройство, наполнительный вентиль, обратный клапан, предохранительный клапан, устройство контроля или автоматического ограничения наполнения баллона, устройство для определения уровня жидкой фазы газа в баллоне, расходный вентиль жидкой фазы газа, расходный вентиль паровой фазы газа (наличие необязательно), скоростной (напорный) клапан расходной магистрали.
В случае выполнения арматуры баллона в одном блоке, соединение с баллоном осуществляется посредством унифицированного фланцевого соединения с помощью шести винтов М5 × 30. Блок арматуры в этом случае называют мультиклапаном.
Мультиклапан (рис. 3.5) представляет собой комбинированное устройство, включающее в себя наполнительный и расходный вентили, указатель уровня газа, предохранительный клапан. В мультиклапане также
установлены скоростной |
|
|
(напорный) клапан в расходной |
|
|
линии и обратный клапан в |
|
|
наполнительной линии. |
|
|
Заправочное устройство |
|
|
представляет собой |
|
|
специальный переходник (рис. |
|
|
3.6), предназначенный для |
|
|
соединения газового баллона |
Рис. 3.5. Мультиклапан |
|
со специальным |
||
(блок арматуры баллона) |
||
присоединительным |
||
устройством заправочного |
|
|
шланга АГНС. |
|