Система живлення та регулювання транспортного засобу з газодизелем

Система живлення і регулювання транспортного засобу з газодизелем, що складається з паливного насоса високого тиску, регулятора частоти обертання з важелем, гвинтів для регулювання максимальної та мінімальної подачі палива, педалі керування, обмежувального гвинта, зворотної пружини, яка відрізняється тим, що на паливний насос високого тиску встановлені двопозиційний електромагніт з центральним перемикачем, які мають між собою електричний зв'язок, педаль керування з'єднана з важелем регулятора телескопічною тягою, крім того, педаль керування з'єднана двоплечим важелем та телескопічною тягою зі штоком конічного затвора дозатора глчу. на якому встановлено гвинт, на двигуні встановлені також газовий редуктор високого тиску з рідинним підігрівником, електромагнітний газовий клапан, двоступінчастий газовий редуктор низького тиску з датчиком тиску газу в першій ступені редуктора низького тиску, газові форсунки, які з'єднані трубопроводами між собою та з дозатором газу, однорежимний регулятор, який двоплечим важелем з'єднано з газовою заслінкою, крім того, встановлені зелена лампа, дистанційний манометр, масляний вимикач, електричний вимикач, червона лампа, які мають між собою, а також з тим же датчиком тиску газу в першій ступені редуктора низького тиску та електромагнітним газовим клапаном електричний зв'язок. Винахід відноситься до області озброєння та техніки, в особливості до спеціальних та транспортних засобів. Відомі системи газопостачання двигуна 16ГДПН 23/(2*30), двотактного газового двигуна 1ГД 19/28 з факельним запалюванням [1], система живлення автомобільного газодизеля КамАЗ5320. (-53212, -5410. -54112, -5511, -55102) [2]. З вивчених аналогів, в якості прототипу було взято систему живлення газовим паливом автомобільного газодизеля КамАЗ-5320, (-53212, 5410, -54112. -5511, -55102) [3]. Недоліком системи живлення та регулювання газодизеля КамАЗ-5320 (-53212, -5410, 54112, -5511, -55102) є то, що газ подається у циліндри двигуна під розрідженням, що обумовлює інерційність у керуванні двигуном, а це недопустимо для спеціальних та транспортних засобів, які застосовуються у Збройних Силах України. Крім того, застосування поворотної заслінки у системі живлення в якості дозуючого елемента для стиснутого газу не забезпечує якісного регулювання газопостачання в циліндри двигуна при роботі його за газодизельним циклом, а також не дозволяє герметично закривати газовий тракт при роботі двигуна за дизельним циклом. В основу винаходу поставлено завдання створення системи живлення та регулювання спеціальних та транспортних засобів, шляхом встановлення на машину додаткової системи живлення двигуна газовим паливом під надлишковим тиском, з дозуванням газу за допомогою конічного затвору та забезпечення дворежимного регулювання частоти обертання колінчатого валу двигуна, крім того, на двигун встановлюється однорежимний регулятор з поворотною заслінкою, щоб забезпечити покращення тягово-швидкісних, економічних та екологічних показників машини. Створено систему живлення газодизеля, яка складається з штатної системи живлення двигуна дизельним паливом, що складається з паливного насосу високого тиску та регулятора частоти обертання колінчатого валу, яка відрізняється тим. що на машину встановлена додаткова система живлення двигуна газовим паливом під надлишковим тиском, яка складається із з'єднаних між собою трубопроводами балонів, які вс CM со со ф 34629 гановлєніп в касети, підігрівача, редуктора високого тиску, електромагнітного газового клапану, редуктора низького тиску, дозатора газу, шток дозатора газу тягами з'єднано з педаллю подачі топлива, рейка дворежимного паливного насоса з'єднана з електромагнітом, крім того, на двигун встановлено однорежимний регулятор, який тягами з'єднано з поворотною заслінкою. Введення додаткової системи живлення двигуна газовим паливом підвищує тягово-динаМІЧНІ. економічні та екологічні показники спеціальних та транспортних засобів, силові установки яких обладнані дизелями. Система живлення та регулювання спеціальних та транспортних засобів, яка пропонується показана на фіг. 1. Додаткова система живлення двигуна складається із дозатора газу з конічним затвором 1; газово» заслінки 2. газової форсунки 3; двоплечого важеля 4, однорежимного регулятора 5; гвинта для. регулювання номінальної подачі газу 6; двоступінчастого газового редуктора низького тиску 7; • датчика тиску газу в першій ступені РНТІ 8; газового редуктора високого тиску 9; рідинного підігрівача газу 10; електромагнітного газового клапана 11; зеленої лампи, яка сигналізує про те, що газодизель працює за газодизельним циклом 12, дистанційного манометра для контролю за тиском у першій ступені РНТІ 13; педалі керування 14, обмежувального гвинта 15; зворотної . пружини 16; масляного вимикача подачі газу 17; електричного вимикача подачі газу 18; червоної лампи, яка показує, що газодизель працює за дизельним циклом 19; телескопічної тяги 20, важеля регулятора 2 1 ; двопозиційного електромагніта 22; центрального перемикача 23; паливного насоса високого тиску 24; гвинта для регулювання максимальної подачі палива 25; гвинта регулювання мінімальної подачі палива 26; телескопічної тяги 27; двоплечого важеля 28. Для роботи за газодизельним циклом за допомогою центрального перемикача 23, який розташовано у кабіні водія, вмикають електричний струм в мережу керування газодизелем і шток електромагніта 22 переміщається та не дає рухатись важелю регулятора 21 паливного насосу високого тиску 24 ліворуч, у сторону збільшення подачі дизельного палива, незалежно від положення педалі керування 14. Одночасно з тим вмикаються контакти вмикача 18, електромагнітний клапан 11 відкривається і газ з газового редуктора високого тиску 9, магістраль якого підігрівається з допомогою рідинного підігрівача газу 10, поступає в двохступінчатий редуктор низького тиску 7. У другій ступені РНТІ підтримується надлишковий тиск порядку 1 0 - 6 0 кПа та газ з нього поступає в дозатор газу з конічним затвором 1 лід цим тиском. З дозатора газу він подається до впускного трубопроводу газодизеля через тазову форсунку 3. Тиск газу у першій ступені РНТІ конролюється по датчику тиску газу у першій ступені РНТІ 8, який встановлено беспосередньо на корпусі РНТІ 7, та дистанційним манометром для контролю за тиском в першій ступені РНТІ 13, який встановлено в кабіні водія. На ділянці формування зовнішньої регуляторної вітки газова заслінка 2 під дією однорежимного регулятора 5 поступово закривається, що зменшує подачу газу. Після того, як газова заслінка 2 повністю закриє подачу газу, газодизель працює за чисто дизельним циклом та зміна режимів роботи двигуна здійснюється безпосередньо переміщенням педалі керування 14 шляхом впливу телескопічної тяги 20 на важіль регулятора 2 1 . Довжину телескопічної тяги 27 та положення муфти однорежимного регулятора 5 регулюють так, щоб подача газу припинялася раніше, ніж повне вимикання подачі дизельного палива. Таким чином попереджується попадання неспаленого газу у випускну систему газодизеля при роботі його в режимі примусового холостого ходу (при гальмуванні автомобіля двигуном). Величина запальної дози дизельного палива регулюється вкручуванням або викручуванням двохпозиційного електромагніта 22, який встановлено на різьбі в задній кришці регулятора, номінальна подача газу - гвинтом 6. Швидкісний режим задається водієм за допомогою педалі керування 14, яка переміщує конічний затвор дозатора газу 1 за допомогою двоплечого важеля 28 та телескопічної тяги 27. Запальна доза дизельного палива регулюється так, щоб на номінальному режимі роботи вона складала ЗО...40% від подачі палива на цьому режимі при праці двигуна за дизельним циклом. Тому після повного вимикання подачі газу під впливом регулятора частоти обертання газодизель переходить на роботу за дизельним циклом. При цьому він розвиває обертальний момент рівний 20...30% від повного. Це зроблено для того, щоб при малих навантаженнях і на холостому ході виключити нераціональну витрату газу, оскільки у сильно збідненої на цих режимах газоповітряної суміші газ не встигає повністю згоріти. Для перемикання на роботу за газодизельним циклом за допомогою центрального перемикача 23 подачею струму у ланку керування електромагнітний газовий клапан 11 замикається, електромагніт 2 2 звільняє важіль регулятора 21 та він може переміщатися ліворуч до упору в гвинт для регулювання максимальної подачі топлива 25. Двигун починає працювати тільки на дизельному паливі. Максимальна величина переміщення .педалі керування 14 обмежується гвинтом 15, зворотна пружина 16 служить для повертання педалі керування 14 в початкове положення. Номінальна подача дизельного палива регулюється гвинтом для регулювання максимальної подачі палива 25, а мінімальна - гвинтом регулювання мінімальної подачі палива 26. При роботі за газодизельним циклом загорається зелена лампочка 12, а при роботі за дизельним циклом - червона лампочка 19. Для зупинки газодизеля треба спочатку перейти на дизепьний цикл, а потім вимкнути подачу дизельного папива. Додатковий масляний вимикач подачі газу 17 розмикає ланку керування подачею газу у тому разі, коли у системі змащен 34629 ня газодизеля немає тиску. Цим запобігається можливість випадкового вмикання подачі газу, коли газодизель не працює При переобладнанні дизеля в газодизель стандартна система живлення дизельним паливом залишається без змін. Особливостями системи є те, що. а) дворежимний регулятор частоти обертання впливає тільки на подачу дизельного палива; б) подачею газового палива керує безпосередньо водій спеціального або транспортного засобу; в) для обмежування максимальної частоти обертання при роботі за газодизельним циклом встановлено спеціальний граничний регулятор, котрий впливає на додаткову газову заслінку, яка встановлена послідовно з основним дозатором газу, яким керує водій; г) на холостому ходу і при навантаженнях 10-15% від повного відбувається автоматичний перехід з роботи по газодизельному циклу на роботу за дизельним циклом; д) пуск та робота на мінімальній частоті обертання відбувається за дизельним циклом. В з'єднанні Сухопутних військ України за штатом знаходиться більш 2000 машин високої прохідності та біля 300 гусеничних машин [4]. З них машини з дизелем: Урал-4320 - 955 од.; КамАЗ-4310 - 249 од., БАЗ-5937 - ЗО од.; КрАЗ-255 і -260 - 246 од.; МАЗ-537 - 7 од., а також 254 гусеничні машини типу гусеничний тягач та автомобільний тягач В цілому в з'єднанні біля 1600 одиниць колісної техніки, силові установки котрих обладнані дизелями. Згідно наказу Міністра оборони [5] витрата моторесурсу в рік для машин транспортної групи складає 12000 км, для машин навчальної групи 2000 км Розрахунок сумарного моторесурсу транспортної та навчальної груп на рік для автомобіля кожної марки наведено у таблиці. Крім того, у таблиці також наведені дані про витрату палива на 100 км для кожної з машин. Розрахунки показують, що при застосуванні автомобілів, двигуни яких переобладнані для роботи за газодизельним циклом, в різних умовах експлуатації до 50.. 65% дизельного палива заміщується природним газом. Таким чином, при обладнанні у з'єднанні всіх транспортних та навчальних машин з дизелями газобалонною апаратурою буде економитися 222486...289232 л дизельного палива, а витрата природного газу збільшиться. За рік у з'єднанні автомобілі транспортної та навчальної груп можуть споживати 225135...292675 м 3 стиснутого природного газу За умовами їх тижневе споживання складає 617...802 м 3 при нормальних умовах У грудні 1997 року ціна на дизельне паливо у Європі складала 296,0-378,0 грн. за тонну (6J. для розрахунків приймаємо середню ціну - 337,0 грн/т. Ціна природного газу складала 160 грн за 1000 нм 3 . Вартість дизельного палива для машин транспортної та навчальної груп у з'єднанні на рік складає. при. роботі газодизеля за дизельним циклом 444973 0,337 « 149956 грн.. при роботі газодизеля за газодизельним циклом (155741...222487) 0,337 + (225135...292675) 0,16 = 88506...121806грн. Зменшення витрат на паливо у з'єднані складає на рік 28150 ..61450 грн. або 1 9 . 4 1 % . Список літератури: 1. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей. /С И. Ефимов,-Н.А. Иващенко, В.И Ивин и др.; Под общ. ред. А.С. Орлина. М.Г. Круглова. 3-е изд.. перераб. и доп. - М. Машиностроение, 1985.-456 с. 2. Газодизель КамАЗ. - Ярославль: Центр научно-технического творчества молодежи "УПНТЦ" Всесоюзного координационного совета НТТМ. 1989.-32 с. 3. Газодизельные КамАЗы //Автомобильная промышленность. — 1989. - № 1. - С. 6-7. 4.-Гусак В.О., Гриценко В.М. Використання ремонтної роти танкового (механізованого) полку в основних видах бою (маршу). Навчальний посібник. - К., К1СВ, 1994 г.. 44 с. ДСК. 5. Нормативы по танкотехническому обеспечению войск. - М.: Военное издательство. 1986 г.. 208 с. 6. Состояние и прогноз развития рынка нефтепродуктов в Украине (По материалам временной специальной комиссии Верховного Совета по вопросам формирования национального рынка Энергоносителей) / Газ и нефть. Энергетический бюллетень. - 1998. - № 1(25). С. 12-15. Витрата дизельного палива машинами спеціальної та транспортної груп Марка автомобіля Допустимий ресурс на Витрата палива з'єднання, кім/рік на машину, л/100 км на з'єднання, пірік 45 297111 3486000 47 74170 420000 46 9130 3444000 54 63778 98000 125 784 Урап-4320 КамАЗ-4310 13370000 БАЗ-5937 КрАЗ-255 МАЗ-537 Всього 444973 34629 Тираж 50 екз. . Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна. 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна. 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03