Газовый двигатель камаз схема

Газовый двигатель КАМАЗ для автобуса.

Проблемы охраны окружающей среды и сокращения мировых запасов нефти привели во всем мире к повышению интереса к альтернативным видам моторного топлива. По мере того, как растет общественный интерес к улучшению качества воздуха, ужесточаются законодательные требования в отношении выбросов вредных веществ с отработавшими газами двигателей, шумности транспорта больших городов. Среди имеющихся альтернативных топлив природный газ является наиболее перспективным, так как мировые запасы его довольно значительны, он обладает потенциальной способностью обеспечивать наименьшие выбросы токсичных веществ и высокие технико-экономические показатели двигателя.
ОАО «КАМАЗ» с 1999 года проводит опытно-конструкторские работы по созданию двигателей, автомобилей, автобусов и энергетических установок, работающих на компримированном (сжатом) природном газе. Завершен первый этап работ, проведены приемочные и сертификационные испытания транспортного газового двигателя с электронной системой управления подачи газа, электромагнитными дозаторами с искровым зажиганием. В настоящее время ОАО «КАМАЗ» серийно выпускает автотранспортные средства с газовыми двигателями соответствующими экологическому классу 4.
Преимущества и особенности газового двигателя КАМАЗ:
1. Улучшение экологии за счет отсутствия выбросов сажи в продуктах сгорания и снижение шумности при работе из-за более мягкого сгорания при пониженной степени сжатия;
2. Отсутствие смыва масла со стенок гильзы цилиндра, нагарообразования, закоксовывания колец, как следствие, уменьшенный износ цилиндро-поршневой группы;
3. Газовая аппаратура на двигателе проще и дешевле, чем прецизионная дизельная, т.е. уменьшение расходов на обслуживание.
Главное достоинство газовых двигателей КАМАЗ – высокая степень унификации их конструкции с дизельными двигателями.
Газовый двигатель КАМАЗ разработан на базе дизельного двигателя размерностью 120х130 с турбонаддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Отличительной особенностью газовых двигателей КАМАЗ является распределенная фазированная подача газа во впускной тракт каждого цилиндра, что позволяет, при необходимости, корректировать состав топливовоздушной смеси индивидуально для каждого цилиндра для получения минимальных выбросов вредных веществ.
На базе автобусной комплектации дизельного двигателя была разработана автобусная комплектация газового двигателя 820.61-260. Общий вид двигателя 820.61-260 приведен на рисунке.

Рис. Газовый двигатель КАМАЗ мод. 820.61-260 автобусной комплектации

Конфигурация моторного отсека не позволила использовать традиционное расположение ТКР на двигателе, в связи с чем в конструкция двигателя имеет переднее (со стороны шкивов коленчатого вала) расположение ТКР.
Двигатель 820.61-260 предназначен для установки на шасси КАМАЗ-5297-17 для автобусов НЕФАЗ. По уровню выбросов вредных веществ с отработавшими газами соответствует требованиям Правил 49-04 ЕЭК ООН (уровень Евро-4).
Технические характеристики газового двигателя КАМАЗ

Двигатель КАМАЗ-750

Видимо, устав от агрессивной иронии недоброжелателей, которые почему-то не хотят замечать никаких изменений в современных камских моторах, на смену традиционному индексу дизеля КАМАЗ-740 теперь вводят индекс КАМАЗ-750. Знающим людям эти цифры напоминают о происхождении первого поколения камских моторов, которые в начале 70-х годов назывались ЯМЗ-740. Именно так – дизель для «КАМАЗа» разрабатывали в Ярославле. Это сейчас ЯМЗ и «КАМАЗ» – конкуренты, а раньше были – партнеры…Между тем существенных изменений в современных челнинских двигателях, в сравнении с образцом 1976 года, набралось столько, что действительно уже давно пора менять название. У современных двигателей КАМАЗ-740 семейств «50» и «60», в сравнении с моторами первого поколения, взаимозаменяемыми остались меньше 30% деталей. Между тем не только «камазовские» дизели умудрились сохранить свое обозначение от эпохи Евро-0 до Евро-4. Примерно та же ситуация была у Volvo с D12 или MAN с D2866… Запускать в производство абсолютно новый двигатель – затратное дело.
Именно цифры после точки говорят специалистам о техническом совершенстве современных двигателей «КАМАЗа». Моторы 740.50, 740.60 и 740.70 – длинноходные, размерности 120х130 мм, рабочим объемом 11,76 литра. Здесь радиус кривошипа коленвала увеличен всего-то на 5 мм, но применяется совсем другой блок цилиндров, головки, навесное оборудование.
По большому счету новый двигатель КАМАЗ-750.10 – это еще более глубоко модернизированный длинноходный мотор семейства «50»/«60»/«70». Главное в нем – то, что он выполняет не только нынешние нормы Евро-4, но и ориентирован уже на Евро-5, а при желании и целесообразности дальнейшей модернизации вполне может осилить и Евро-6. То есть «750-й» должен стать основой для еще более современных камских дизелей.

От нормы к норме

Еще ко времени принятия в России норм Евро-3 был создан двигатель КАМАЗ-740.64-420 мощностью 420 л. с. с электронноуправляемой топливной системой Common Rail производства Bosch. Вся дальнейшая эволюция двигателей «КАМАЗ», включая нормы Евро-5, и даже, казалось бы, далекие для России Евро-6, будет связана только с аппаратурой Common Rail, которая в состоянии обеспечить давление распыла до 2200 бар. Таким путем идут все производители современных дизелей. Но одного Common Rail и для Евро-4 недостаточно. В свое время в Европе были вынуждены применять или систему рециркуляции отработавших газов EGR, или систему селективного каталитического восстановления (SCR) с водным раствором мочевины AdBlue, или одновременно обе системы. У каждой есть достоинства и недостатки, но все дизели уровня Евро-4, производимые в Набережных Челнах, – и «камазовские» «восьмерки», и моторы Cummins, – оснащены SCR с AdBlue. Для V-образных моторов применение SCR во многом связано с более «плотной» компоновкой на раме, чем рядных моторов. При применении рециркуляции EGR сложно разместить газожидкостные теплообменники для охлаждения отработавших газов перед подачей их в цилиндры двигателя. К примеру, Scania только совсем недавно пристроила к своему 16-литровому мотору теплообменник – сбоку блока, но это уже под уровень Евро-6. А MAN на D2676 Евро-6 один из двух теплообменников рециркуляции «спрятал» вообще снизу, перед поддоном картера двигателя. Причем у рядного мотора! То есть Евро-5 для мотора КАМАЗ-750 будет вполне достижимо за счет увеличения дозировки впрыска реагента AdBlue и установки сажевого фильтра, но на уровне Евро-6 систему SCR придется обязательно дополнять рециркуляцией. Кроме того, в любом случае потребуется установить новые форсунки с другими настройками, соответствующее программное обеспечение. А вот применить еще одну хитрую «интернациональную» инновацию, тоже работающую на экологию – турбокомпаунд, на V-образный мотор инженерам «КАМАЗа» уже вряд ли удастся. Именно из-за невозможности компоновки этой дополнительной турбины с понижающим редуктором на двигателях Евро-6 и выше от своих V-образных дизелей в пользу рядных моторов отказывается Mercedes-Benz. В создании современных рядных «шестерок» объемом 12-13 литров «КАМАЗу» будет помогать его новый партнер – швейцарская компания Liebherr-International AG, с которой в апреле 2014 года заключили договор на разработку новых рядных дизельных и газовых двигателей, закупку, монтаж и пуск в эксплуатацию производственного оборудования для их выпуска. Напомним, что Liebherr помогала MAN в разработке и производстве флагманского V8 D2868 объемом 16,16 литра, в 2007 году он был мощностью 680 л. с. Но моторы КАМАЗ-Liebherr – это уже совсем другая история…

Череда изменений

Одно из видимых отличий КАМАЗ-750 – то, что у него нет раздельных для каждого цилиндра головок блока. Здесь головки единые на каждый ряд, чугунные. Конечно, очень удобны раздельные головки в ремонте, но напомним, при такой схеме головки, левая и правая, все равно обычно делаются взаимозаменяемыми. Учитываются все варианты возможной «навески» на них. Необходимость в такой замене головок возникает из-за того, что при переводе дизеля с одних норм токсичности на другие, более современные, не только меняется топливная аппаратура, но и существенно увеличивается среднее эффективное давление в цилиндрах. А из-за раздельных головок, в сравнении с общей для всех цилиндров, уменьшается жесткость блока, «плывет» геометрия. К примеру, MAN еще на уровне Евро-4 перешел на единые головки, также поступил и наш ЯМЗ с V6 иV8, Mercedes – и то не дотянул до Евро-6. Сейчас приверженцем раздельных головок остается только Scania, но у ее DC13 чугунный блок остался без изменений, поскольку силовой каркас изначально был рассчитан на давление в камере сгорания до 200 бар. Один из способов придания дополнительной жесткости блоку – выполненный в единой отливке корпус крышек коренных подшипников. Такое конструктивное решение еще называют «лестничной рамой», но пока на КАМАЗ-750 «рамы» не видно.
Интересно, что другая важнейшая деталь двигателя, воспринимающая сумасшедшие нагрузки, коленвал, остается с шейками тех же размеров, что и все моторы прежних поколений, но их диаметра вполне достаточно. А поверхность шеек будет подвергаться двойному упрочнению ТВЧ и традиционному для «КАМАЗа» азотированию. Если понадобится еще большее увеличение ресурса и прочности – наверное, уже можно отказаться от центробежных грязе­уловителей в шатунных шейках. Вкладыши из свинцовистой бронзы с дополнительным антифрикционным слоем, который наносят ионно-вакуумным напылением.
Единые головки позволяют избавиться от извечной «камазовской» проблемы – водяных уплотнений резиновыми «бочатами». Прокладка под новой головкой — наборная металлическая, с полимерными уплотнениями водяных и масляных каналов. Но с такими головками заводу придется тщательнее обеспечивать высоту выступания гильз над поверхностью блока, а также изменить схему крепления головок. Из-за этого придется модернизировать и сам блок цилиндров.
Важный момент: новые головки сделаны по схеме четыре клапана на цилиндр. По большому счету, при двух клапанах и мощной турбине вполне можно обеспечить хорошее наполнение цилиндров свежим зарядом воздуха и, соответственно, обеспечить нужную мощность. Однако четыре клапана все равно лучше справятся с этой задачей. Планируется несколько настроек мощности: по одной информации от 320 л. с., потом – 360 и 400, по другой – от 400 л. с. А дальше – недосягаемые прежде 440 и 500 лошадиных сил максимальным крутящим моментом до 2400 Н.м. Еще более лучшие мощностные характеристики можно было бы получить с 13-литрового мотора, но судя по всему такую версию КАМАЗ-750 пока делать не собираются. Турбокомпрессор один, а не пара, как раньше, причем с электроннорегулируемой геометрией направляющего аппарата. Такой ТКР нужен не только для пологой кривой крутящего момента, но и для выполнения перспективных норм токсичности. Выпуск этих турбин планируют освоить на «КАМАЗе», а альтернативным производителем будет германский Schwitzer. Форсунки будут установлены по оси цилиндра, то есть применена другая, более оптимизированная камера сгорания. А это связано с доводкой всего рабочего процесса. Понятно, что такие изменения направлены не только на рост мощности, но и на повышение экономичности. Во всяком случае, у КАМАЗ-750 еще и необычно высокая для турбодизеля степень сжатия – 18!
В перспективе единые головки позволят добиться еще одного преимущества в сравнении с раздельными – появится возможность оснастить двигатель эффективным моторным компрессионным тормозом. В сочетании с трансмиссионным замедлителем ZF Intarder, монтируемым на коробки передач ZF Ecosplit, которые изготавливают на СП «ЦФ-КАМА», и дисковыми тормозами получится современный тягач, способный не только быстро разгоняться, но и при этом отлично тормозить!
Как говорят инженеры Научно-технического центра «КАМАЗа», двигатели семейства 750.10 максимально унифицированы по габаритам и присоединительным размерам с дизелями КАМАЗ-740.70 уровня Евро-4, что позволит адаптировать их к серийно выпускаемым автомобилям без серьезных доработок. Сейчас проводятся испытания опытных образцов двигателей и подготовка их к проведению приемочных и сертификационных испытаний, параллельно ведутся работы по технологической подготовке производства. Изготовление опытно-промышленной партии двигателей запланировано на 2015 год.

Информация

• Еще в середине 80-х годов было понятно, что традиционные для «КАМАЗа» дизели серии «740» придется не один раз модернизировать, создавать новые модификации, развивать новую компонентную базу. Мало кто знает, что в то время на основе «восьмерки» были созданы еще два двигателя – V6 и V10. То есть фактически формировалась гамма моторов, схожая с ярославскими (V6,V8 и V12) или «мерседесовскими» V-образными дизелями. Мотор-«шестерку» даже запустили в мелкую серию – для семейства сельскохозяйственных грузовиков «Колхида» КАЗ-4540, которые для Кутаисского автозавода разработал НАМИ. А из дюжины выпущенных на опытном производстве десятицилиндровых три или четыре мотора попали на спортивные грузовики тогда еще никому не известной команды «КАМАЗ-Мастер». В 1990 году три автомобиля с этими моторами впервые отправились на ралли-рейд Париж-Дакар. Кстати, в 1991 году со спортивной версии «восьмерки» снимали 430 л. с., и это на фоне серийного «атмосферного» мотора объемом 10,85 литра, в 210 «лошадей». Эти спортивные моторы стали основой для «конвейерных» двигателей с турбонаддувом 240-260 л. с., которые выпускались вплоть до 2000 года. Не обошлось без автоспорта и при создании семейства длинноходных моторов объемом 11,76 литра размерностью 120х130 мм. Они также впервые появились именно на грузовиках «КАМАЗ-Мастер» и в 1992 году развивали 380 л. с., но до конвейера и, соответственно, до перевозчиков дошли только в середине ­2000-х под индексом 740.50 и 740.60. Самые первые версии седельных тягачей КАМАЗ-5460 начала 2000-х годов оснащались двигателем КАМАЗ-740.50-360
  мощностью 360 л. с.
  Уже на рубеже 2000-х годов на наших моторостроительных заводах заметили, что конкурировать с двигателями иномарок приходится не только по мощности или ресурсу, но и по экологическим показателям. И если в России переход от Евро-0 к Евро-2 (с применением интеркулера и турбонаддува, новых механических ТНВД) был достаточно безболезненным, то с Евро-3, с повышением давления распыла до 1000-1200 бар, намучились все – и производители, и перевозчики. И у «КАМАЗа», и у ЯМЗ из-за большой цикличности нагрузок, из-за возросших крутильных колебаний ломались детали привода ТНВД. Еще в 2006 году выпустили модернизированный тягач КАМАЗ-5460, он же «Стайер», с 400-сильным дизелем КАМАЗ-740.37-400, топливной аппаратурой Bosch, соответствующий стандарту ­Евро-2, в том числе и с рядным механическим ТНВД Bosch P7100 с электронным регулятором RE-30. Они обеспечивают увеличенное давление распыла, в форсунках применены многодырчатые распылители, устранена жесткая механическая связь между педалью акселератора и рейкой насоса, заодно инженеры изменили его привод. Позже, к принятию в России норм ­Евро-3, тягач КАМАЗ-5460 в исполнении Евро-3 проходил сертификационные испытания уже с 420-сильным двигателем КАМАЗ-740.64-420 с топливной системой Common Rail. Мощность мотора составляет 420 л. с. при 1900 об/мин, максимальный крутящий момент 1860 Н.м при 1300 об/мин. Переводом дизелей «КАМАЗ» на топливную систему Common Rail устранили недавно возникшую проблему с обрывом вала привода механических ТНВД.
  
• Кроме дизельного двигателя на основе КАМАЗ-750 будет и газовый мотор. Напомним, в 80-х годах «КАМАЗ», опередив многие западные моторостроительные компании, серийно выпускал двигатели, которые работали по газодизельному циклу. Нынешний газовый камский двигатель – большой, 12-литровый Отто-мотор, то есть «бензиновый», работающий по циклу Отто. На нем применена электронная подача газа в цилиндры – через особые форсунки, есть свечи и индивидуальные для каждого цилиндра катушки зажигания, даже установлена дроссельная заслонка, тоже с электронным управлением. Максимальная мощность этого мотора – 400 лошадиных сил. Пока все же есть сомнения, что этот мотор станет таким же массовым, как его дизельный собрат – из-за ограниченности применения.
  На городские автобусы НЕФАЗ и коммунальные автомобили ради экологии городов и экономии бюджетных средств, наверное, лучше подошел бы более компактный газовый Cummins 6ISBe, пусть и меньшей мощности.

Не работает педаль газа на Камазе

КАМАЗ является рабочей лошадкой на российских автодорогах. Тем не менее, он характеризуется некоторыми неисправностями, которые наиболее часто проявляются в процессе эксплуатации автомобиля. К таким относятся неисправности электронной педали газа.

Основные причины неработоспособности педали газа на КАМАЗ

Многие водители, сталкивающиеся с неадекватным поведением автомобиля при управлении педалью акселератора, относят эту неисправность ко многим системам двигателя и характеризуют возможные причины как:

• завоздушивание топливной системы;
• некорректная работа форсунок;
• износ топливного насоса;
• загрязнение воздушного и топливного фильтра;
• неисправность датчиков расходомера, коленвала и др.;
• неисправность системы горного тормоза (залип контакт, короткое замыкание или обрыв по проводке);
• отказ работоспособности педали газа.

Тот факт, что неработоспособность педали газа в данном случае поставлена на последний пункт, свидетельствует о том, что водители отечественных грузовых автомобилей слабо подготовлены к электронизации оборудования.

Электронная и механическая часть педали газа на КАМАЗ не отличается повышенной надежностью, поэтому нередко выходит из строя. Основные причины, по которым не работает педаль газа на КАМАЗЕ в электронном варианте исполнения:

• неисправность цепей передачи сигнала и подачи питания на электронную педаль;
• отказ ползунковых потенциометров электронной части педали газа;
• механическая неисправность педали акселератора, нарушение крепления к оси при чрезмерном или резком усилии при нажатии на устройство;
• смещение электронной педали в случае нарушения конструкции крепления к кузовным деталям;
• обрыв электропроводки к блоку управления двигателя;
• неисправность блока управления двигателя.

Контроль и устранение неисправности педали газа КАМАЗ

При возникновении неисправности автомобиля, когда педаль не реагирует на нажатие, динамика движения автомобиля не меняется, первоначально необходимо убедиться в исправной работе топливного насоса, форсунок, топливных трубок, фильтров (воздушного и топливного), датчиков системы управления двигателя.

Затем необходимо убедиться в том, что гонный тормоз не активирован, нет короткого замыкания или обрыва по системе электропроводки.

В том случае, когда предыдущие действия не принесли результат, следует перейти к контролю работоспособности электронной педали газа КАМАЗ. Для этого необходимо знать распиновку педали газа КАМАЗ.

Демонтировать педаль на большинстве моделей автомобилей не представляет труда. Она крепится болтами на 10.

Внешний вид снятой педали.

Ее разъем выглядит так.

Все контакты пронумерованы, всего их шесть. Если разобрать педаль газа, открывается следующая «начинка».

В данной модели оно включает ползунковую зону, которая перемещается согласованно с осевым смещением педали газа. Ось движет ползунки по резистивным зонам, расположенным на плате. Электрический сигнал по цветным изолированным проводникам передается к разъему электронной педали. Слабыми местами в данной конструкции являются:

• крепление ползунковой зоны к оси педали;
• резистивные зоны потенциометров (со временем они стираются);
• места пайки, которые могут разрушаться при попадании химически активных веществ (растворителей, соленой воды);
• проводники в месте выхода из разъема и конструкции педали (чаще всего они в этих местах обламываются при механическом воздействии);
• контакты разъема (разрушаются вследствие окисления, подгорания контактов).

Если ослабились два винтика, крепящие ползунковый механизм к оси педали, последняя не будет реагировать на нажатие.

В распиновке контактов разъемов электронной педали есть варианты для различных моделей двигателей. В данном случае распиновка соответствует такой схеме.

Проверку работоспособности педали газа можно выполнить при помощи мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления. Для этого необходима таблица значений величины сопротивлений в зависимости от угла поворота оси педали.

Наличие двух зон потенциометром в электронной педали необходимо для обеспечения помехоустойчивости и надежности системы. При отказе одного из потенциометров (резистивных зон) электроника автомобиля переходит в аварийный режим, но двигатель при этом реагирует на педаль акселератора.

В современных электронных педалях в состав блока входит цифровая схема преобразования сигнала. Контроль работоспособности такого устройства без специальной техники затруднителен. При появлении неисправности электронную педаль практичнее заменить сразу. Она стоит недорого, лучше не рисковать.

Двигатель КамАЗ 820.61–260: особенности системы питания и типовые неисправности

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 13.07.2016 2016-07-13

Статья просмотрена: 8470 раз

Библиографическое описание:

Васенин, А. С. Двигатель КамАЗ 820.61–260: особенности системы питания и типовые неисправности / А. С. Васенин, А. Г. Шумков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 14 (118). — С. 128-131. — URL: https://moluch.ru/archive/118/32552/ (дата обращения: 12.09.2021).

Статья содержит информацию о перспективном типе двигателя — двигателе, спроектированном для работы на компримированном природном газе. В работе рассмотрен состав системы питания двигателя КамАЗ 820.61–260, произведен анализ часто возникающих неисправностей, установлены причины возникновения неисправностей. Предложены мероприятия для устранения неисправностей.

Ключевые слова: КамАЗ-820.61–260, редуктор газовый, форсунка топливная, компримированный природный газ, отказ

Одним из актуальных направлений развития современного автомобилестроения является создание двигателей, использующих в качестве топлива компримированный природный газ [1]. Компримированный природный газ — метан — в отличие от сжатого природного газа — смеси пропана и бутана — имеет следующие преимущества: меньшая стоимость 1 литра метана по сравнению с пропан-бутаном, наиболее низкая токсичность отработавших газов. Кроме того, расширение парка подвижного состава, использующего в качестве топлива метан, поддерживается Правительством Российской Федерации [2]. В частности, на все большее количество автобусов, предназначенных для перевозки пассажиров в черте города, устанавливают двигатели, использующие в качестве топлива компримированный природный газ. Учитывая особенности использования компримированного природного газа в качестве топлива, выявление причин отказов топливной системы двигателя и оперативное обнаружение неисправностей позволят создать рекомендации для правильной эксплуатации подвижного состава с двигателями, использующими в качестве топлива метан.

Для использования компримированного природного газа в качестве топлива Нефтекамским автомобильным заводом был спроектирован двигатель КамАЗ-820.60–260.

Рабочий объем двигателя 11.762 л, при этом номинальная мощность составляет 260 л.с. при 2200 об/мин.

Для работы двигателя на компримированном природном газе и повышения мощности степень сжатия снижена до 12 единиц; система питания двигателя представляет собой распределенный впрыск с 1 форсункой на цилиндр [3]. Система зажигания электронная, имеет индивидуальные катушку зажигания свечу зажигания на каждый цилиндр. Модификации 820.60–260 и 820.61–260 не имеют конструктивных различий: первая устанавливается на шасси автомобилей КамАЗ, вторая — на шасси автобусов НефАЗ.

Рассмотрим основные конструктивные элементы системы питания двигателя КамАЗ 820.61–260, схема представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Схема системы питания двигателя КамАЗ 820.61–260: 1 — Баллон газовый, 2 — Вентиль, 3 — Фильтр магистральный, 4 — Редуктор газовый двухступенчатый, 5 — Клапан электромагнитный низкого давления, 6 — Рампа топливная, 7 — Форсунка топливная, 8 — Заслонка дроссельная

а) Баллон газовый. Основной особенностью метана как химического соединения является его низкая плотность по сравнению с атмосферным воздухом: плотность метана в 2 раза меньше плотности воздуха, температура перехода метана из газообразного состояния в жидкое происходит при температуре — 168 0 С — именно поэтому для обеспечения приемлемого запаса хода транспортного средства метан сжимают до давления 20 МПа [3]. Соответственно баллоны, в которых хранится метан, обладают следующими требованиями:

‒ рабочее давление баллона 20 МПа.

‒ давление наполнения 26 МПа

‒ разрушающее давление не менее 48 МПа [5]

Вследствие высокого рабочего давления баллоны изготавливают из металлокомпозита. Для снижения массы применяют переменную толщину стенки баллонов. Периодичность освидетельствования баллонов необходима 1 раз в три года, срок службы — 15 лет [5].

б) Вентиль, которым оснащен блок газовых баллонов, имеет 5 степеней защиты

1) Ручной вентиль для перекрытия подачи газа — используется при длительных простоях транспортного средства / при ремонтых воздействиях, связанных с отсоединеним элементов системы питания [5].

2) Устройство для аварийного сброса давления — представляет собой плавкий предохранитель, который в случае пожара предотвратит нарастание давления и последующее разрушение баллона. Температура срабатывания предохранителя 110 0 С. Следует отметить, что температура воспламенения метана 640–650 0 С в соответствии с рисунком 5, концентрация для образования взрывоопасной смеси должна в 4 раза превышать концентрацию пропан-бутановой смеси, что позволяет отнести метан к 4 классу воспламеняющихся веществ.

3) Устройство, обеспечивающее сброс метана при превышении давления в 37 МПа.

4) Электромагнитный клапан высокого давления — обеспечивает оперативное управление открытием баллонов с рабочего места водителя и предназначен для использования во время рабочей смены транспортного средства.

5) Скоростной клапан, представляющий собой дроссель. Необходим для ограничения скорости потока газа и предотвращения мгновенного падения давления через разгерметизованное соединение [5].

в) Фильтр магистральный является следующим элементом системы питания. Фильтр необходим для очистки газа от веществ, ухудшающих эксплуатационные свойства: в частности при перекачивании газа на компрессорных станциях в него попадают продукты износа поршневой группы насосов и конденсат воды — таким образом, фильтр состоит из фильтрующего элемента тонкой очистки газа и осушителя для удаления паров воды из топлива.

г) Трубопроводы газовые высокого давления представляют собой трубки, выполненные из нержавеющей стали. Толщина стенки составляет 1 мм, внешний диаметр 8 мм. Герметизация трубопроводов при соединении происходит за счет ниппельного соединения по наружному конусу [5].

д) Редуктор газовый двухступенчатый предназначен для снижения давления компримированного природного газа с 20 МПа до 0.37 МПа и поддержания давления 0.37 МПа на всех режимах работы двигателя до падения давления в баллонах ниже 0.37 Мпа [9]. Редуктор включает в себя клапан аварийного снижения давления в первой ступени при повышении давления выше расчетных значений, а также систему подогрева для предотвращения замерзания клапанов первой и второй ступеней в процессе понижения давления. Система подогрева связана с системой охлаждения двигателя, т. е. редуктор обогревается охлаждающей жидкостью [5].

е) Клапан электромагнитный низкого давления для управления топливной магистралью низкого давления служит запорным механизмом для управления потоком природного газа после редуктора. Установлен на топливной рампе [5].

ж) Форсунки топливные являются исполнительными устройствами системы питания. Ввиду особенностей конструкции двигатель КамАЗ 820.61–260 имеет 2 топливные рампы, непосредственно в которую интегрированы топливные форсунки с электромагнитным управлением. В верхней части форсунки расположен соленоид, при подаче напряжения на который якорь форсунки поднимается и происходит подача газа во впускной коллектор данного цилиндра. При отсутствии напряжения якорь возвращается на место под действием пружины [5].

Система питания двигателя КамАЗ 820.61–260 не лишена недостатков, которые приводят к отказам, представленным в таблице 1.

Отказы системы топливной

Причина

Следствие

Отказ

Недостаточная мощность встроенного подогревателя редуктора

Потеря эластичности мембраны камеры высокого давления с последующим прорывом

Повреждение мембраны камеры высокого давления

Износостойкость материала пружины не соответствует условиям эксплуатации

Изгиб возвратной пружины в рабочем колодце

Отказ топливной форсунки с заклиниванием запорного клапана в открытом положении

Величина хода якоря значительна (составляет 0.63 мм)

Появление повреждений в форме концентрических окружностей на седле якоря

Неисправность топливной форсунки, связанная с потерей герметичности

Отказ редуктора газового с повреждением мембраны камеры высокого давления. Газовый редуктор для топливной системы КамАЗ 820.61–260 двухкамерный, первая камера понижает давление с 200 МПа до 50 МПа, вторая — с 50 МПа до 3 МПа [6]. Повреждение мембраны представляет собой сквозной прорыв в виде полумесяца, представленное на рисунке 2, вследствие чего редуктор не может эффективно понижать давление [6].

Рис. 2. Повреждение мембраны редуктора газового

Признаки отказа: неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, невозможность пуска холодного двигателя — из-за превышения порога давления в 4.6 МПа топливные форсунки могут не открыться. Причиной данной неисправности является низкая мощность встроенного подогрева редуктора, составляющая 20 Вт. В отличие от би-топливных систем питания, в которых пуск и прогрев двигателя происходит на бензине или дизельном топливе и, как следствие, при включении газовой системы питания редуктор омывается теплой охлаждающей жидкостью, двигатель КамАЗ 820.61–260 запускается непосредственно на компримированном природном газе. Именно для предотвращения обмерзания клапанов редуктора, и потери эластичности мембран необходим встроенный подогрев, так как при расширении и понижении давления газ резко охлаждается.

Отказ топливной форсунки с заклиниванием якоря в открытом положении. Заклинивание форсунки в открытом состоянии происходило, предположительно, из-за перекоса возвратной пружины — витки возвратной пружины с одной стороны имеют потертости до металлического блеска, тогда как основной оттенок пружины — матовый, пружина представлена на рисунке 3 [7].

Рис. 3. Пружина возвратная

Возвратная пружина необходима для перемещения якоря и прекращения подачи газа. Кроме того, сила упругости пружины должна быть подобрана таким образом, чтобы позволять наиболее быстрое открытие форсунки и наиболее быстрое закрытие, противодействуя магнитному полю катушки, которое нелинейно исчезает при снятии управляющего импульса. Следует отметить, что газовая форсунка, в отличие от бензиновой, управляется сигналом широтно-импульсной модуляции вследствие малого сопротивления обмотки катушки. Таким образом, за время впрыска на катушку форсунки подается напряжение в виде пульсаций определенной скважности, причем частота пульсаций высока, так что катушка не перегревается. Для сравнения сопротивление форсунки бензинового двигателя составляет 16–17 Ом, тогда как сопротивление обмотки катушки газовой форсунки — около 7 Ом — вследствие чего при подаче на нее постоянного напряжения возможен перегрев и перегорание обмотки катушки [7].

Для устранения выявленных отказов могут быть осуществлены следующие мероприятия:

1) Увеличение мощности встроенного подогревателя газового редуктора позволит предотвратить снижение эластичности мембраны камеры высокого давления и избежать ее повреждения.

2) Заменить материал изготовления пружины с более высокими показателями износостойкости, т. е. более подходящий для условий эксплуатации данного элемента.

В статье поэлементно рассмотрена система питания двигателя КамАЗ 820.61–260, определены наиболее частые отказы ее элементов, установлены причины отказов и предложены мероприятия для их устранения.