Газовое оборудование для метановых автомобилей

Газовое оборудование для метановых автомобилей

Как правило, в автомобилях, которые переводят на метан бывает два типа двигателей: двигатели с искровым зажиганием и двигатели дизельные.

Принцип работы каждого из этих типов двигателей основан на способе запуска и воспламенения горючей смеси в камере сгорания.

Технология по замене топлива (в данном случае с бензина на газ), называется конверсией.

Конверсия заключается в установке дополнительной цепи прохождения газа (метана- GNV) параллельно с первоначальной цепью прохождения бензина. Как правило: эта цепь состоит из следующих компонентов:

• Газобаллон, снабженный деталями, позволяющими безопасно провести операцию по его наполнению, питанию двигателя, и определению уровня содержащегося в нем газа.
• Газопровод, проводящий газ от газобаллона к двигателю.
• Редуктор давления, служащий для того, чтобы привести метан от высокого давления загрузки (в баллоне обычно равно 220 бар (или 2,2мПа) к давлению использования (депрессия двигателя).
• Система выбора горючего, состоящая из одного или двух электроклапанов, подчиняющихся командам коммутатора, установленного у водителя в салоне.
• Смеситель для получения горючей смеси, дозирующий горючее.

Система выбора горючего обычно используется для того, чтобы произвести замену горючего без устранения изначальной цепи питания, что позволяет в любой момент перейти от одного вида горючего к другому, просто закрывая пневматическую систему подачи.

Баллоны для метана обычно имеют цилиндрическую форму с закругленными концами, похожую на форму овальной части снаряда. Эти баллоны отличаются от стационарных баллонов, используемых для закачки метана, предназначенного для иного использования, промышленного и/или домашнего, формой дна. Баллон для автотранспортных средств имеет выпуклое дно, в то время как дно стационарных баллонов вогнутое и позволяет ставить их в вертикальное положение.

Баллоны производятся из особой стали с высокими механическими свойствами. Обычно баллоны отливаются в формах и не имеют сварных швов. Отсутствие сварных швов придает большую сопротивляемость. Сейчас на рынке появилсь так называемые металлокомпозитные баллоны, имеющие меньший вес и увеличенные срок переосвидетельствования (до 5 лет).

Баллоны должны выдерживать давление, превышающее в 1,5 раз их рабочее давление. В процессе производства они подвергаются очень жесткому контролю и строгим проверкам. Все произведенные баллоны подвергаются испытанию давлением, слегка превышающим рабочее давление, то есть обычно в 275 Bar.

Баллон всегда сопровождается протоколом испытания. В сертификате приводятся все физические и механические характеристики баллона, а также особенности испытания. Срок пользования баллонов для метана составляет 5 лет, после чего он должен быть заново подвергнут испытанию или демонтирован.

Метановый баллон комплектуется ручным запорным клапаном, который в случае необходимости изолирует баллон. Запорный клапан, в комплекте с рабочим краном, должен выдерживать давление как минимум равное рабочему давлению баллона.

Клапан соединен с газопроводом заправки баллона и иногда используется также в качестве заправочного крана.

Запорный клапан установлен в защитном кожухе, обычно мягком и прозрачном, что позволяет распознавать положение рукоятки (открытое или закрытое) и в случае необходимости закрывать или открывать ее, не снимая крышки и без особого труда. Эта крышка непроницаема и связывается с наружной частью автомобиля при помощи двух гофров, кроме того, она служит для того, чтобы собрать газ при возможной его утечки в месте соединения клапана с баллоном.

Эта система гарантирует отсутствие риска просачивания метана в багажное отделение. Метановый баллон, укомплектованный всеми деталями, должен быть установлен внутри автомобиля и жестко закреплен. Его нельзя устанавливать внутрь пассажирского салона.

Запорный клапан метановго баллона

Запорный клапан баллона- это клапан трехходового типа с корпусом из специальной латуни высокой сопротивляемости, предназначенный для перекрытия выхода газа метана в случае необходимости.

Существуют вентили разных типов, в зависимости от того, закачивается ли газ в один баллон или в несколько баллонов, и в соответствии с действующими нормами.

• двухходовой тип для закачивания газа в один баллон с разрывным диском или без него;
• трехходовой тип для закачивания газа в несколько баллонов с разрывным диском или без него.

Кроме того, существуют вентили, снабженные клапаном безопасности, ограничивающие поток газа в случае случайного разрыва трубы.

Защитная крышка или кожух

Вентиль метанового баллона закрывается защитным кожухом, имеющим кроме того функцию отводить возможную утечку метана. Кожух выполняется из прозрачного и мягкого материала, позволяющего распознавать, в каком положении находится рукоятка клапана, и пользоваться ею.

Трубопровод высокого давления

Трубопровод для метана высокого давления выполняется из трубы особой мягкой стали, которая может моделироваться в виде спирали, если необходимо, перед соединениями разных компонентов, составляющих цепь (запорного клапана баллона, заправочного клапана, редуктора метана, и т.д.).

Трубопровод должен выдерживать рабочее давление не менее 300 Bar в течение 1 мин.

Трубопровод для метана соединяет баллон с различными элементами цепи. Соединение должно быть таким, чтобы его можно было демонтировать, и должно производиться посредством спецных муфт. Сварные соединения, в т.ч. и при ремонте труб, не допускаются.

Крепеж трубопровода высокого давления должен производиться посредством скоб, прикрепленных к кузову автомобиля при помощи самонарезных шурупов. Интервал

Система выбора горючего

При оборудовании автомобиля комбинированной топливной системой, т.е. при монтаже дополнительной топливной системы в параллельном соединении с бензиновой, система выбора горючего нужна для того, чтобы в случае необходимости было возможно вернуться к работе двигателя на бензине.

Системы выбора горючего состоит из следующих элементов, в зависимости от типа двигателя:

• переключатель вида топлива, который в некоторых моделях может быть встроенным в электронном блоке;
• бензиновый электроклапан, который для двигателей с впрыском топлива можно заменить на электрический выключатель насоса впрыска.

Переключатель всегда устанавливается внутри пассажирского салона, вблизи водителя, тогда как электроклапаны устанавливаются внутри моторного отсека.

Электроклапан бензина

Электроклапан - это клапан прерывания цепи питания бензина. Он снабжен клапаном электромагнитного действия, который управляется при помощи электрического импульса с переключателя газ-бензин, установленного в салоне водителя. Электроклапан снабжен вентилем ручного переключения в чрезвычайной ситуации. Этот электроклапан относится к типу N.O. (Нормальное состояние - Открытое), то есть он открыт только в том случае, если питается электричеством 12В и если система чрезвычайного ручного переключения закрыта.

Вентиль чрезвычайного переключения нужно держать всегда в закрытом положении и использовать только в случае выхода из строя обмотки электроклапана, когда необходимо подать бензин в двигатель.

Электроклапан бензина предназначен для прерывания потока бензина, когда двигатель работает на метане, и вследствие этого он устанавливается на цепь подачи бензина между выходом бензонасоса и карбюратором. Никогда этот электроклапан не должен устанавливаться перед бензонасосом (со стороны входа бензонасоса).

Редуктор давления

Метан содержится в баллоне под давлением около 220 бар. Его сгорание происходит в газообразном состоянии при давлении, близком к атмосферному.

Таким образом, редуктор метана- это устройство, предназначенное для снижения максимального давления в 220 бар до уровня вакуума, создаваемого в карбюраторе в результате такта впуска мотора.

Снижение давления происходит в три этапа. В первых двух фазах происходит значительный скачок давления между верхом и низом, в третьей фазе падение давления вызвано проходом газа по каналам, соединяющим вторую и третью фазу, а также проходом газа в месте подачи и на выходе.

В сущности, третья фаза позволяет легко регулировать минимум, а также служить элементом, распознающим вакуум от мотора, чтобы обеспечить производительность карбюратора в случае необходимости для самого же мотора. Были применены три фазы редукции, чтобы обеспечить бoльшую стабильность функционирования. Эта необходимость продиктована тем, что метан, содержащийся в резервуаре в газообразном состоянии, меняет свое давление при изменении количества оставшегося в резервуаре газа, что привело бы к нарушениям функционирования, если бы редукция происходила только в одной фазе.

Метан при расширении от 220 бар до уровня давления вакуума мотора подвергается охлаждению в результате эффекта Джоуля-Томсона, а затем выявляется снижение температуры самого метана. Сильное снижение температуры приводит метан в камере сгорания в условия, не оптимальные для возгорания; чтобы устранить эту проблему, вокруг газопровода, впускающего газ в первую фазу, оставляется пустое пространство в форме буквы U, предназначенное для прохождения воды, используемой для охлаждения мотора.