Система питания автомобиля на сжиженном газе
Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к системам питания двигателей внутреннего сгорания, использующим в качестве топлива сжиженный нефтяной газ. Суть полезной модели заключается в использовании теплоты, поглощаемой газом при испарении перед подачей в цилиндры двигателя, для снижения температуры воздуха в салоне автомобиля. Отличительной особенностью полезной модели является то, что испаритель, установленный через дополнительный электромагнитный клапан в салоне автомобиля, выполнен в виде змеевикового теплообменника и снабжен дросселирующим устройством и вентилятором. Дросселирующее устройство представляет собой тарированное отверстие. Работой вентилятора и дополнительного электромагнитного клапана управляет электронный блок по сигналам датчиков температуры в салоне автомобиля и забортного воздуха. Полезная модель позволяет снижать температуру в салоне автомобиля без использования дополнительных устройств, которые требуют больших затрат энергии, увеличить эффективность испарения, а сам процесс охлаждения осуществлять в автоматическом режиме и в соответствии с требованиями санитарно-гигиенических норм.
Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к системам питания двигателей внутреннего сгорания, использующим в качестве топлива сжиженный нефтяной газ.
Известна система газобаллонного оборудования автомобиля с возможностью кондиционирования внутрисалонного воздуха [1], которая представляет собой систему, работающую на сжиженном газе и состоящую из баллона, клапана и редуктора. Для обеспечения возможности кондиционирования внутрисалонного воздуха параллельно редуктору через дозирующее устройство подключен радиатор с системой обдува, располагающийся в салоне автомобиля.
Недостатком известной системы является то, что при охлаждении внутрисалонного воздуха весь поток газа, необходимый для работы двигателя, проходит через радиатор установленный в салоне автомобиля, в этом случае испарение происходит исключительно за счет теплообмена газа с воздушной средой салона, что при больших расходах газа может привести к попаданию его жидкой фазы в двигатель. Также данная система не позволяет поддерживать оптимальную температуру в салоне автомобиля в автоматическом режиме.
Известна система питания газового двигателя транспортного средства [2], включающая соединенные с редуктором-испарителем контур подачи газа и контур циркуляции охлаждающей жидкости с климатическим устройством. В контур циркуляции охлаждающей жидкости через запорную арматуру встроены дополнительный насос и дополнительный редуктор-испаритель, при этом последний соединен с контуром подачи газа и с основным редуктором-испарителем. Дополнительный редуктор-испаритель выполнен в виде термоизолированного одноступенчатого редуктора.
Недостатком данной системы является ее сложность, поскольку в ней имеются дополнительный контур циркуляции охлаждающей жидкости и насос. Помимо этого система не позволяет поддерживать температуру в салоне автомобиля в автоматическом режиме.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является система питания двигателя, работающего на сжиженном нефтяном газе [3], включающая газовый баллон, магистральный электромагнитный газовый клапан, испаритель, подключенный к системе охлаждения двигателя, редуктор, смеситель и трубопроводы. Система снабжена дополнительным испарителем, выполненным в виде теплообменника, подключенным к системе питания параллельно основному между газовым баллоном и редуктором при помощи дополнительного электромагнитного клапана. Теплообменник установлен в салоне автомобиля и позволяет снижать температуру воздуха в нем за счет поглощения теплоты испаряющимся газом.
Недостатком данной системы также то, что она не позволяет автоматически поддерживать температуру воздуха салона в заданных пределах.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей путем оптимизации холодопроизводительности, обеспечение автоматического регулирования режима работы системы.
Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении комфортности условий в салоне автомобиля, путем оптимизации холодопроизводительности повышением эффективности испарения газа и автоматического регулирования режима работы системы.
Указанный технический результат достигается тем, что дополнительный испаритель снабжен вентилятором, подключенным к выходу электронного блока, на входе которого установлены датчики
температуры, при этом испаритель представляет собой змеевиковый теплообменник. Испаритель выполнен в виде змеевикового теплообменника и имеет дросселирующее устройство для снижения давления газа.
На фиг.1 представлена схема системы питания автомобиля на сжиженном газе, на фиг.2 схема испарителя.
Система состоит из газового баллона 1, предназначенного для хранения сжиженного нефтяного газа, магистрального электромагнитного клапана 3, управляющего подачей жидкой фазы в систему, испарителя 10, подключенного к системе охлаждения двигателя и предназначенного для перевода жидкой фазы в газообразную, редуктора 9, служащего для понижения давления газа, смесителя 11, предназначенного для смешивания топлива в газообразной фазе с воздухом, дополнительного испарителя 4, установленного в салоне автомобиля, дополнительного электромагнитного клапана 2, который подключен к электрической схеме автомобиля и служит для включения или отключения в работу дополнительного испарителя 4, соединенных между собой трубопроводами, датчиков 7, 8 температуры забортного воздуха и воздуха в салоне автомобиля, необходимых для формирования допустимого диапазона изменения температуры в салоне автомобиля по отношению к температуре забортного воздуха, а также контроля за температурой воздуха в салоне, вентилятора 5 обдува дополнительного испарителя 9, необходимого для подачи охлажденного воздуха в салон и блока управления 6.
Дополнительный испаритель 4 выполнен в виде змеевикового теплообменника 12 и снабжен дросселирующим устройством 13 в виде тарированного отверстия, предназначенным для снижения давления газа с целью его полного испарения в змеевиковом теплообменнике. Размер отверстия выбирается в зависимости от расхода газа для конкретной марки двигателя.
Система работает следующим образом. Нефтяной газ (пропан-бутановая смесь) находится в газовом баллоне 1 в сжиженном состоянии. Газ поступает к магистральному электромагнитному клапану 3. После открытия магистрального электромагнитного клапана 3 газ поступает по трубопроводу в испаритель 10. Под воздействием жидкости из системы охлаждения двигателя (на чертеже не указана), сжиженный нефтяной газ переходит в газообразное состояние. Затем газ поступает в редуктор 9, где давление снижается до близкого атмосферному. Из редуктора газ подается в смеситель 11, откуда газо-воздушная смесь поступает в цилиндры двигателя. При открытии дополнительного электромагнитного клапана 2 блоком управления 6, газ, минуя испаритель 10, поступает в дополнительный испаритель 4, где подвергается дросселированию дросселирующим устройством и под действием теплого воздуха салона автомобиля газ переходит из жидкого в газообразное состояние. Далее газ движется по прежней схеме.
По сигналам датчика 7 температуры забортного воздуха и датчика 8 температуры воздуха в салоне автомобиля электронный блок 6 формирует допустимый диапазон изменения температуры в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями к перепаду температур в рабочей зоне. И если верхняя граница сформированного диапазона ниже или равна допустимой температуре электронный блок 6 включает вентилятор 5 обдува дополнительного испарителя 4 и сам дополнительный испаритель 4 при помощи дополнительного электромагнитного клапана 2, охлажденный воздух поступает в салона автомобиля. При достижении оптимального значения температуры электронный блок отключает вентилятор обдува 5 и дополнительный испаритель 4, охлаждение прекращается.
В известных установках кондиционирования, состоящих из компрессора, конденсатора, ресивера, терморегулирующего клапана, блока управления и испарителя, охлажденный воздух подается в салон от испарителя при испарении жидкой фазы хладогента. В предлагаемой
установке данный эффект достигается за счет поглощения тепла испаряющимся газом, без использования в автомобиле дополнительных устройств, которые требуют больших затрат энергии. А охлаждение воздуха в салоне автомобиля осуществляется автоматически и в соответствии с требованиями санитарно-гигиенических норм.
Применение такой системы кондиционирования также обосновано преимуществами питания двигателей внутреннего сгорания сжиженным газом. Более высокое содержание водорода в газовом топливе обеспечивает более полное сгорание топливной смеси в цилиндрах двигателя, что дает существенное снижение выброса вредных веществ по основным контролируемым компонентам (СО - в 2-4 раза, NOx - в 1.2-2.0 раза, СmНn - в 1,1-1,4 раза). Газовое топливо обладает также следующими преимуществами: при работе двигателя на газе происходит более совершенное смесеобразование; применение газа: уменьшает нагарообразование, исключает возможность конденсации паров топлива на стенках цилиндров, смывание масляной пленки и разжигание масла, что увеличивает (в 1,5-2 раза) срок службы двигателя и периодичность смены масла; низкая стоимость газа по сравнению с другими видами топлива (мировое соотношение цены бензина к газу - 10:6).
3. Источники информации
4. Патент РФ 
70481 МПК В60Н 1/00, 2008 г.
5. Патент РФ RU 2256814 С2 МПК F02M 21/00, В60Н 1/32, 2003 г.
6. Патент РФ RU 40396 U1 МПК F02B 43/02, 2004 г.
1. Система питания автомобиля на сжиженном газе, включающая газовый баллон, магистральный электромагнитный газовый клапан, испаритель, подключенный к системе охлаждения двигателя, редуктор, смеситель, трубопроводы, дополнительный испаритель и дополнительный электромагнитный клапан, отличающаяся тем, что дополнительный испаритель снабжен вентилятором, подключенным к выходу электронного блока, на входе которого установлены датчики температуры, при этом испаритель представляет собой змеевиковый теплообменник, снабженный дросселирующим устройством для снижения давления газа.
2. Система питания автомобиля на сжиженном газе по п.1, отличающаяся тем, что дросселирующее устройство установлено на входе в змеевиковый теплообменник и выполнено в виде тарированного отверстия.
