Рис. 6. Выносное заправочное устройство: 1 – пробка; 2 – прокладка резиновая; 3 – корпус; 4 – седло клапана; 5 – клапан; 6 – пружина; 7 – кронштейн; 8 – гайка; 9 – кольцо уплотнительное; 10 – штуцер выходной.

ГАЗОПРОВОД И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ. Газопровод проходи под полом автомобиля вдали от выхлопных труб. От соприкосновения с деталями кузова он защищен хлорвиниловыми или резиновыми трубками. Трубопроводы закрепляют на кузове автомобиля специальными скобами при помощи саморезов с интервалом не более 800 мм.

Газопровод высокого давления на всем протяжении от баллона до электромагнитного клапана газа и от него до редуктора-испарителя выполнен из меди или из нержавеющей стали с заводской развальцовкой (рис. 7). Если газопровод изготовлен из стали, то его присоединение к узлам аппаратуры осуществляется при помощи упорной накидной гайки. Такое соединение допускает многократную разборку, но при затяжке необходимо избегать чрезмерных усилий во избежание отрыва донышка накидной гайки.

Рис. 7. Трубопроводы из нержавеющей стали.

На концах трубопровода предусматривают компенсационные кольца. Трубку изгибают с образованием кольца диаметром 50–80 мм, что предохраняет трубопровод от поломки под действием вибрации.

Герметичность газопровода высокого давления (рис. 8) обеспечивает ниппельное соединение типа конусная муфта. Такое соединение включает в себя трубопровод (3), конусную муфту (1), упорную гайку (2) и присоединяемую деталь (штуцер). Герметичность достигается за счет конусной муфты (1), изготавливаемой из латуни. Такое соединение допускает многократную разборку с заменой конусной муфты новой. Муфта должна плотно сидеть на трубке на расстоянии 2–3 мм от ее торца.

Рис. 8. Беспрокладочные соединения трубопроводов с помощью конусной муфты: а – конусная муфта; б, в – соединение трубопровода; 1 – конусная муфта (ниппель); 2 – гайка; 3 – трубка; 4 – присоединяемая деталь (штуцер).

В трубопроводах низкого давления для соединения газового редуктора со смесителем используют резиновые шланги из бензомаслостойкой резины. Шланговые соединения на штуцерах крепятся винтовыми хомутами типа «Норма».

КЛАПАНЫ БЕНЗИНОВЫЕ И ГАЗОВЫЕ (рис. 9, 10, 11) устанавливают с целью исполнения команд, которые управляют подачей бензина или газа в системах питания автомобилей, оборудованных газобаллонной аппаратурой. В отдельных случаях клапаны конструктивно объединяют с фильтрами, которые очищают поступающее в систему топливо.

Рис. 9. Электромагнитные газовые клапаны. Внешний вид.

Рис. 10. Электромагнитный газовый клапан: 1 – направляющая втулка; 2, 6 – стопорное кольцо; 3 – пружина; 4 – якорь; 5 – катушка; 7 – уплотнитель; 8 – корпус; 9 – входной канал; 10 – металлическая обойма с фильтром; 11 – резиновое кольцо; 12 – отстойник; 13 – выходной канал; 14 – постоянный кольцевой магнит; 15 – кольцевая полость; 16 – уплотнитель.

Рис. 11. Электромагнитные бензиновые клапаны: а – с ручкой; б – с нижним вентилем; в – с боковым вентилем.

Электромагнитный газовый клапан служит для открытия канала подачи газа в редуктор и его перекрытия при работе на бензине (управляется дистанционно из салона автомобиля посредством переключателя «Газ» – «Бензин»). Фильтры не требуют регулярного обслуживания: достаточно промывки или замены. В некоторых конструкциях очищать фильтры следует каждые 30 000 км пробега автомобиля.

При включенном зажигании и установке переключателя в положение «Газ» клапан открывается, и газ по трубопроводу высокого давления поступает в редуктор-испаритель. При включенном зажигании клапан находится в положении «Закрыт».

Электромагнитный бензиновый клапан служит для открытия (закрытия) канала подачи бензина в карбюратор, одновременно перекрывается подача газа. В нижней части клапана предусмотрен винт (кран) для механического (ручного) открывания клапана. В случае выхода из строя электронного блока управления газовым оборудованием этот винт следует ввернуть в клапан (или повернуть кран), чтобы можно было продолжить движение.

Электромагнитный бензиновый клапан «САГА-6» с фильтром устанавливают между бензонасосом и карбюратором.

Рис. 12. Электромагнитный клапан «САГА-6»: 1 – входная полость; 2, 20 – штуцер; 3, 8 – уплотнительные прокладки; 4 – фильтр; 5 – корпус; 6 – выходная полость; 7 – винт крепления; 9 – центрирующий толкатель; 10 – корпус электромагнита; 11 – пружина; 12 – катушка электромагнита; 13 – запорная шайба; 14 – вывод обмотки катушки электромагнита; 15 – выходной штуцер; 16 – уплотнитель; 17 – газовый штуцер; 18 – кронштейн крепления; 19 – гайка.

Клапан (рис. 12) щелевого типа имеет корпус (5) с входной полостью (1), размещенной во входном штуцере (2), и выходной полостью (6) с седлом (16) и выходным штуцером (15). В корпусе (10) электромагнита находится катушка (12). Электрическая проводка (14) связывает катушку электромагнита клапана с электронной схемой управления газовой аппаратуры. Запорный якорь электромагнита образован запорной шайбой (13) с уплотнителем (16) и центрирующим толкателем (9), нагруженным пружиной (11). Корпус (5) герметично скреплен с корпусом (10) электромагнита с помощью винтов (7). Герметичность корпуса (5) со штуцером (2) и корпусом (10) обеспечивается с помощью уплотнителей (3) и (8) соответственно.

Входная и выходная полости (1) и (6) сообщаются через соединительные каналы.

Клапаны в газовой магистрали отличаются от клапанов, установленных в бензопроводе, только конструкцией входного и выходного штуцеров, предназначенных для присоединения металлических трубок подвода газа (см. поз. 3 и 8 на рис. 13).

Рис. 13. Схема соединения газовой аппаратуры «САГА-6»: 1 – редуктор-испаритель; 2 – переключатель вида топлива и указатель уровня газа в баллоне; 3 – газовый электромагнитный клапан; 4 – газонепроницаемый кожух; 5 – блок запорно-предохранительной арматуры; 6 – газовый баллон; 7 – выносная заправочная горловина; 8 – бензиновый электромагнитный клапан; 9 – газосмесительное устройство.

Электромагнитный клапан прерывания или возобновления подачи газа или бензина имеет повышенную надежность, потребляет мало тока (не более 0,7 А) и срабатывает при низком напряжении, мощность катушки электромагнита составляет 4 Вт. Фильтр клапана не требует регулярного обслуживания (промывки или замены).

Газовым фильтром может служить постоянный магнит (рис. 10), установленный на входе в электромагнитный газовый клапан. Этот клапан имеет корпус (8) и отстойник (12). Внутри отстойника (15) расположен фильтрующий элемент из технической замши, заключенный в металлическую обойму (10), которая уплотнена резиновым кольцом (11). Постоянный кольцевой магнит (14) прикреплен к днищу отстойника. Фильтр имеет входной (13) и выходной (9) штуцеры. Уплотнитель выполнен из бензо-маслостойкой резины. Для очистки отстойника его снимают с основания (8) и чистят фильтрующий элемент. Клапан имеет уплотнитель (7), направляющую втулку (1) со стопорными кольцами (2) и (6), пружину (3), якорь (4) и катушку (5) с клеммой.

Сжиженный нефтяной газ через штуцер (13) подается в полость (15) отстойника, проходит фильтр (10), поступает в кольцевую полость (16) и через зазор между приподнятым уплотнителем и седлом поступает в выходной штуцер (9), а из клапана – непосредственно в редуктор-испаритель.

Газовые электромагнитные клапаны (рис. 9) с фильтром управляются от переключателя вида топлива. Они предназначены для перекрытия подачи газа при работе двигателя на бензине, перекрытия подачи газа при выключенном зажигании и для фильтрации газа.

Электромагнитный бензиновый клапан (рис. 11) отключает подачу бензина при работе двигателя на газе.

Устанавливать электромагнитный бензиновый клапан следует в таком месте, чтобы отрезок бензопровода между ним и бензонасосом был как можно короче. Дело в том, что при работе на бензине на этом участке сохраняется постоянный уровень бензина, поддерживаемый бензонасосом. Бензин может сильно нагреваться, вызывая нежелательное повышение давления в шланге. И чем он короче, тем более безопасен. По той же причине необходимо особое внимание уделять надежной герметизации соединений между бензонасосом и электромагнитным бензиновым клапаном.

Клапан всегда закрыт. Он служит для дистанционного управления подачи топлива. На корпусе клапана есть ручной привод в виде ручки или вентиля. Ручным управлением пользуются во время подкачки бензонасосом бензина в карбюратор: в холодное время года, после длительной стоянки автомобиля и в случае отказа электромагнита. При этом ручку или вентиль переводят в положение «Открыто». После подкачки бензина ручку или вентиль ставят в положение «Закрыто» – это их постоянное положение, а переключатель вида топлива в салоне в положение «Бензин». Если этого не сделать, то двигатель будет одновременно работать и на бензине, и на газе. В этом случае не поможет даже отключение дистанционного переключателя вида топлива, а это недопустимо!

РЕДУКТОР-ИСПАРИТЕЛЬ предназначен для превращения жидкой фазы газа в паровую и подачи паровой фазы в смеситель.

Обслуживание. Через каждые 1500–2000 км пробега (на горячем двигателе) следует отвернуть пробку (винт), находящуюся в нижней части редуктора, и слить конденсат (маслянистый отстой).

Редукторы-испарители играют важную роль в работе газобаллонного оборудования, поэтому им следует уделить особое внимание.

Общие сведения о газовых редукторах

Газовые редукторы, устанавливаемые на автомобилях как отечественного, так и зарубежного производства, имеют одинаковое назначение. Они служат для автоматического снижения давления газа в системе питания до заданного уровня при постоянно изменяющемся давлении газа, зависящем от его количества и температуры окружающей среды.

Газовый редуктор должен обеспечивать на выходе требуемые характеристики состояния газа в широком диапазоне температур, при переходе с одного режима работы двигателя на другой. Он должен автоматически перекрывать подачу газа при выключенном двигателе. Конструкция газового редуктора должна быть компактной и удобной в обслуживании.

Принцип работы редуктора-испарителя

Рассмотрим более детально работу редукторов трех разных фирм – Новогрудского завода (Белоруссия), итальянских фирм «Bedini» и «Lowato» (рис. 14). Все они работают по одной принципиальной схеме, что и показано на рисунке. И если взять еще десяток редукторов разных фирм, то окажется, что в основе работы каждого из них лежит все тот же единый принцип.

Рис. 14. Схемы редукторов НЗГА (а), «Bedini» (б) и «Lowato» (в): 1 – седло клапана второй ступени; 2 – регулировочный винт системы холостого хода; 3 – клапан холостого хода в сборе с диафрагмой; 4 – пружина клапана холостого хода; 5 – штуцер вакуумного канала; 6 – клапан второй ступени; 7, 12 – патрубки ввода и вывода охлаждающей жидкости; 8 – пружина первой ступени; 9 – регулировочная шайба; 10 – диафрагма первой ступени; 11 – рычаг клапана первой ступени; 13 – клапан первой ступени; 14 – седло клапана; 15 – диафрагма разгрузочного устройства; 16 – канал выхода газа; 17 – пружина разгрузочного устройства; 18 – рычаг клапана второй ступени; 19 – диафрагма второй ступени; 20 – винт регулировки давления во второй ступени; 21 – регулировочная пружина второй ступени; 22 – клапан; 23 – электромагнитное пусковое устройство; А – полость для теплоносителя в испарителе; Б – полость первой ступени; В – полость второй ступени; Г – полость разгрузочного устройства; Д, Е – полости атмосферного давления.

Двигатель еще не работает, зажигание включено, электромагнитный клапан газа открыт.

Газ, поступающий в редуктор по магистрали через открытый клапан (13), заполняет полость (Б) первой ступени, в которой создается избыточное давление.

В результате перепада давлений в полостях (Б) и (Е) (полость (Е) всегда сообщается с атмосферой) на диафрагме (10) возникает усилие, уравновешивающее усилие пружины (8) и давление газа, поступившего через клапан (13) со стороны магистрали.

Диафрагма (10) начинает перемещаться вверх, преодолевая усилие пружины (8), и закрывает связанный с ней через рычажную передачу клапан (13), герметично прижимая его к седлу. Герметичность обеспечивается кольцевым выступом седла и резиновым уплотнителем клапана. Дальнейшее поступление газа в полость (Б) прекращается. РНД в этом случае выполняет функцию автоматического вентиля.

При снижении давления в полости (Б) до определенного значения давление газа на диафрагму (10) становится недостаточным для удержания клапана (13) в закрытом положении. Под действием суммарного усилия от пружины (8) и давления газа во входной газовой магистрали клапан (13) открывается, и давление в полости (Б) возрастает. Вновь поднимается вверх диафрагма (10), преодолевая усилие сжимающейся пружины (8), и клапан (13) закрывается – в полости (Б) устанавливается постоянное избыточное давление.

Давление в первой ступени редуктора можно отрегулировать с помощью регулировочной прокладки (9), изменяющей усилие пружины (8).

Давление в полостях (Г) и (Ж) равно атмосферному, клапан холостого хода (3) под действием пружины (4) закрыт. Разгрузочное устройство удерживает клапан второй ступени (6) под действием пружины (17) в закрытом положении, и клапан оказывается плотно прижатым к седлу (1) дополнительной пружиной (21) регулировочного винта (20).

Перед пуском двигателя.

Пусковой клапан (22) открывается под действием электромагнитного пускового устройства (23), управляемого переключателем вида топлива. После этого газ поступает в полость В второй ступени и через выходной патрубок (16) подается в смеситель.

При пуске двигателя.

Во впускной системе двигателя увеличивается разрежение, которое передается через вакуумный штуцер (5). Диафрагма прогибается, преодолевая усилие пружины (4), и открывает клапан (3) системы холостого хода. Газ поступает в полость В второй ступени, что обеспечивает пуск двигателя (это относится только в редукторам с системой холостого хода; в более поздних моделях редукторов эта система отсутствует). Одновременно в полость (Г) разгрузочного устройства также передается разрежение. Увлекаемый упорным диском рычаг (18) приподнимается, частично открывая клапан (6) второй ступени, вследствие чего газ начинает понемногу поступать через полость В на выход к смесителю, встроенному в карбюратор.

Двигатель работает на холостом ходу.

При работе двигателя на холостом ходу клапан (13) первой ступени редуктора открыт. Газ выходит из полости (Б) редуктора в систему холостого хода через клапан (3) и отверстие регулировочного винта холостого хода (2). Минуя клапан (6), газ попадает в полость (В), несмотря на то, что этот клапан открывается частично. Разгрузочное устройство обеспечивает поддержание в полости (В) второй ступени небольшого избыточного давления 50 МПа (5,1 мм вод. ст.).

Через патрубок (16) отвода газа и тройник-дозатор, установленный за пределами редуктора, газ подается в смеситель, где формируется газовоздушная смесь, которая проходит через карбюратор в двигатель.

Двигатель работает с малой и средней нагрузкой.

По мере открытия дроссельной заслонки первой камеры карбюратора и при относительно небольшой частоте вращения коленчатого вала двигателя расход воздуха, поступающего через всасывающий коллектор и карбюратор, возрастает, разрежение в диффузоре карбюратора усиливается и, как следствие, в полости В понижается давление газа и увеличивается разрежение, которое воздействует на диафрагму (19). Диафрагма прогибается вверх и открывает клапан (6), увеличивая расход газа.

В то же время вследствие разрежения в полости (Г) происходит изгиб диафрагмы (15), поднятие рычага (18), а также открытие клапана (6) на величину, необходимую для впуска небольшого количества газа. Одновременно клапан (13) первой ступени все больше открывается под действием пружины (8), и через него пропускается необходимое количество газа.

Диафрагмы (19) и, частично, (15) автоматически регулируют подачу газа в соответствии с разрежением в диффузоре карбюратора. Из редуктора через патрубок (16) газ поступает в двигатель.

Двигатель работает при полной нагрузке.

Дроссельные заслонки карбюратора приближаются к положению полного открытия. Разрежение в полости (В) возрастает. Это увеличивает перепад давлений в полостях (В) и (Д), (В) и (Б), что в свою очередь приводит к возникновению дополнительных усилий, действующих на диафрагму (19) и клапан (6). По мере открытия клапана (6) увеличивается расход поступающего через него газа.

Разрежение в полости (Б) первой ступени редуктора также возрастает, растет перепад давлений в полостях (Б) и (Е). Под влиянием усилий, воздействующих на диафрагму (10), открывается клапан (13), через который устремляется газ. Чем больше становится нагрузка на двигатель, тем шире открываются клапаны (6) и (13), увеличивая подачу газа, что приводит к обогащению газовоздушной смеси, обеспечивая работу двигателя на полную мощность.

Ниже рассмотрены особенности конструкций редукторов-испарителей разных заводов-изготовителей.

Редуктор-испаритель низкого давления ОАО «Компрессор» Санкт-Петербургского завода (рис. 15) подходит для использования на автомобилях, как с карбюраторной, так и с инжекторной системой питания. Имеет небольшие габаритные размеры: диаметр – 160 мм, толщина 80 мм. Масса редуктора 1,5 кг.

Рис. 15. Схема редуктора-испарителя низкого давления ОАО «Компрессор»: 1 – патрубок выхода газа; 2 – крышка пружины; 3 – пневматический клапан холостого хода; 4, 5 – штуцеры подвода и отвода теплоносителя; 6 – входной газовый штуцер; 7 – диафрагма второй ступени; 8 – рычаг клапана второй ступени; 9, 14 – пружины; 10 – клапан второй ступени; 11 – седло клапана второй ступени; 12 – диафрагма первой ступени; 13 – стакан – камера теплоносителя; 15 – болты.

Газ поступает в РНД через входной газовый штуцер (6) (с фильтрующим элементом для повышения надежности работы клапанов) в первую ступень, где проходит его испарение от теплоносителя в камере (15). Конструкция испарителя дает возможность поддерживать температуру газа на выходе из редуктора близкой к оптимальной на всех режимах работы двигателя. Теплоноситель из системы охлаждения подводится в редуктор через штуцеры (4) и (5). При запуске двигателя в режиме холостого хода клапан (10) закрыт усилием пружины (9). Газ поступает через канал холостого хода. Поступление газа происходит при открытии пускового пневматического клапана (3).

При открытии дроссельной заслонки результирующее усилие на клапан (10) и диафрагму (7) изменяется и открывает клапан. Газ поступает через канал в седле клапана второй ступени (11) и открытый клапан (10) в полость второй ступени, а затем выходит из редуктора через патрубок (1).

Редукторы-испарители «САГА»

Двухступенчатый редуктор модели «САГА-6» обеспечивает работу как впрыскового, так и карбюраторного двигателя внутреннего сгорания на газе сжиженном нефтяном (ГСН) и компримированном природном газе (КПГ). Такая его универсальность является существенным достоинством по сравнению с редукторами других фирм, ориентированными в основном для работы на каком-то одном виде газового топлива.

На базе редуктора «САГА-6» для работы на компримированном природном газе создана модель «САГА-7».

В конструкцию редуктора-испарителя добавлен самостоятельный узел – редуктор высокого давления (РВД), непосредственно присоединенный к корпусу двухступенчатого редуктора низкого давления (РНД) и сообщающийся с его входом. Совмещение двухступенчатого РНД с РВД позволяет поддерживать на входе в РНД рабочее давление компримированного природного газа в пределах 0,5–1,2 МПа при максимальном входном давлении в РВД 20 МПа. Далее газобаллонная установка работает по традиционной схеме, также как для сжиженных газов. РВД обогревается посредством контактной теплопередачи от РНД. В корпусе РВД предусмотрен штуцер для подключения дренажного шланга отвода газа в атмосферу в случае его утечки в каком-либо соединении системы.

Внешний вид и рабочая схема унифицированных редукторов «САГА» приведены на рис. 16.

Рис. 16. Редукторы-испарители «САГА-6» и «САГА-7»: 1 – крышка второй ступени; 2 – диафрагма разгрузочного устройства; 3 – полость разгрузочного устройства; 4, 8, 11, 22 – пружины; 5 – полость второй ступени; 6 – диафрагма второй ступени; 7, 24 – рычаги; 9, 25 – клапаны; 10 – седло клапана второй ступени диаметром проходного сечения d3; 12 – дозатор; 13 – канал выхода газа диаметром проходного сечения d4; 14 – регулировочный винт холостого хода; 15, 30 – каналы соответственно подвода и отвода теплоносителя; 16 – канал обратной связи; 17 – канал, соединяющий полости высокого и низкого давления; 18 – полость первой ступени; 19 – подпружиненная полость первой ступени; 20 – винт регулировки давления первой ступени; 21 – диафрагма первой ступени; 23 – крышка первой ступени; 26 – седло клапана первой ступени с диаметром проходного сечения d2; 27 – канал слива конденсата из полости первой ступени; 28 – канал подвода газа с диаметром проходного сечения d1; 29 – корпус редуктора; 31 – канал для подсоединения к впускному трубопроводу двигателя или задроссельному пространству карбюратора; 32 – канал слива конденсата из полости второй ступени; 33 – редуктор высокого давления.

Для работы на газовом топливе переключатель вида топлива на панели приборов устанавливают в положение «Газ». При включенном зажигании газ под давлением 0,15–0,5 МПа поступает в полость (18) первой ступени редуктора-испарителя или непосредственно из баллона (при работе на ГСН), или из теплообменника (при работе ан КПГ), или из редуктора высокого давления (33) (при работе на сжиженном природном газе).

Во время пуска двигателя стартером в его впускном трубопроводе создается разрежение, которое через шланг передается в полость (3) разгрузочного устройства. Под действием перепала давлений возникающая на диафрагме (2) разгрузочного устройства сила сжимает пружину (4), освобождая рычаг (7) клапана (9) второй ступени.

Разрежение воздействует на диафрагму (6) второй ступени. Газ из полостей (19) первой ступени поступает в полость (5) второй ступени, где его давление снижается до величины 0,04 МПа и поддерживается на этом уровне на всех режимах работы двигателя.

Применение обратной связи между полостями (5) и (19) позволяет обеспечить устойчивую и экономичную работу двигателя на переходных режимах, т. е. при резком открытии и закрытии дроссельных заслонок карбюратора.

В зависимости от мощности двигателя автомобиля подбирают редуктор, обеспечивающий соответствующую подачу. Для обеспечения постоянного оптимального давления в первой ступени редуктора фирма-разработчик «САГА» перед установкой на автомобиль регулирует его на специальном оборудовании. В полость первой ступени подается сжатый воздух. При помощи регулировочного винта (20) оптимальное давление в первой ступени устанавливается с достаточной точностью. После длительной эксплуатации редуктора эту регулировку рекомендуется повторить.

Примечание. Проходные сечения редукторов-испарителей «САГА-6» позволяют гарантированно обеспечивать работу двигателей рабочим объемом 4,2 л, 5,5 л и 7 л соответственно.