ГАЗОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02B43/10 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в газовых двигателях внутреннего сгорания, работающих на водороде.

Известен газовый двигатель внутреннего сгорания содержащий камеру сгорания, газогенератор с системой регулирования дозированной подачи водорода.

Данное устройство недостаточно надежно из-за сложности механической системы регулировки подачи водорода, помимо этого известная конструкция не обеспечивает достаточной взрывобезопасности системы.

Кроме того, известное устройство в случае применения, например, для автомобильного транспорта не обеспечивает быстрого перехода на различные режимы работы двигателя из-за отсутствия ресивера.

Наиболее близким по технической сущности является газовый двигатель внутреннего, сгорания содержащий впускной и выпускной коллекторы, ресивер, смеситель, газогенератор с первым и вторым входами электрического питания, выход которого посредством трубопровода подключен через ресивер и смеситель к впускному коллектору двигателя, источник питающего напряжения с первой и второй шинами и установленный в трубопроводе акселератор с педалью управления.

Недостатками известного устройства являются ненадежность работы из-за взрывоопасности и несовершенство системы регулирования и подачи вырабатываемого газогенератором водорода.

Цель изобретения повышение надежности за счет точности подачи газовой смеси в камеру сгорания и понижение взрывоопасности благодаря нижеуказанным конструктивным особенностям.

Цель достигается тем, что газовый двигатель внутреннего сгорания, содержащий впускной и выпускной коллекторы, ресивер, смеситель, газогенератор с первым и вторым входами электрического питания, выход которого посредством трубопровода подключен через ресивер и смеситель к впускному коллектору двигателя, источник питающего напряжения с первой и второй шинами и установленный в трубопроводе акселератор с педалью управления, снабжен жидкостным затвором, запорным вентилем, дозатором, датчиком давления с одним выходом и двумя питающими входами, установленным в смесителе, и рециркулятором, при этом запорный вентиль и дозатор снабжены каждый двумя электрическими входами, смеситель выполнен с дополнительным входным патрубком, подключенным к рециркулятору, последний соединен с впускным и выпускным коллекторами, запорный вентиль и дозатор последовательно установлены в трубопроводе между ресивером и смесителем, при этом первый вход электрического питания газогенератора, один вход дозатора, один вход датчика давления и первая шина источника питающего напряжения соединены с корпусом, вторая шина источника питающего напряжения подключена ко второму входу электрического питания газогенератора, другому входу дозатора, другому входу датчика давления и к первому входу электрического питания запорного вентиля, второй вход которого соединен с выходом датчика давления, кроме того, газогенератор выполнен с двумя дополнительными входами питания, а источник питающего напряжения с двумя дополнительными выходами питания и содержит последовательно соединенные между собой аккумулятор, ключ, усилитель мощности и генератор.

Сущность изобретения заключается в том, что даже при использовании ресивера, необходимого для работы при больших нагрузках, но являющегося источником взрывоопасности, обеспечивается надежное и безопасное функционирование устройства, из-за усовершенствования системы подачи горючего газа и своевременного отключения системы при нарушении режимов работы.

На чертеже представлена функциональная схема выполнения газового двигателя внутреннего сгорания.

Газовый двигатель внутреннего сгорания содержит газогенератор 1, ресивер 2, жидкостной затвор 3, запорный вентиль 4, рециркулятор 5, дозатор 6, датчик 7 давления, размещенный в смесителе 8, камеру сгорания 9 двигателя, источник 10 питающего напряжения, содержащий генератор 11, усилитель мощности 12, аккумулятор 13, ключ 14. На выходе из камеры сгорания двигателя установлен терморегулятор 15.

Газогенератор 1 содержит первый и второй входы 16 электрического питания, дополнительные входы 17 электрического питания, патрубок 18 подачи воды и выходной патрубок 19. Ресивер 2 включен между выходным патрубком 19 и входным патрубком 20 жидкостного затвора 3, к выходному патрубку 21 которого подключен входной патрубок запорного вентиля 4, выходной патрубок 22 которого соединен с входным патрубком дозатора 6, выходной патрубок 23 которого и патрубок 24 связаны с атмосферой и подключены через акселератор 25, связанный с педалью 26 управления, с основным входным патрубком 27 смесителя 8. К дополнительному входному патрубку 28 последнего подключен выход 29 рециркулятора 5, первый входной патрубок 30 которого и впускной коллектор 31 камеры сгорания 9 двигателя подключены к выходу смесителя 8, а второй входной патрубок 32 рециркулятора 5 подключен к выпускному коллектору 33 камеры сгорания 9 и выходному патрубку 34 связи с атмосферой.

Первая (минусовая) шина 35 источника 10 питающего напряжения подключена к корпусу устройства, к которому подсоединены одни входы электрического питания дозатора 6, датчика 7 давления, другие входы электрического питания которых и первый вход электрического питания запорного вентиля 4 соединены со второй шиной 36 источника 10 питающего напряжения, дополнительные шины 37 питания которого, являющиеся выходом усилителя мощности 12, подключены к соответствующим дополнительным входам 17 электрического питания газогенератора 1.

Газогенератор 1 может быть выполнен по типу стандартной электролизноводной установки "Эффект 210".

Рециркулятор 5 может быть взят типа рециркулятора ВАЗа 2105-1213010, а запорный вентиль 4 и дозатор 6 могут быть выполнены аналогично клапану с электромагнитным приводом ДУ 15 (ТУ 26-07-074-72).

Запорный вентиль 4 не имеет непосредственной связи с корпусом устройства, а управляется от датчика 7 давления подачей минусового напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 14 разомкнут и питание от аккумулятора 13 на газогенератор 1, усилитель мощности 12, запорный вентиль 4, дозатор 6 и генератор 11 не поступает.

При замыкании ключа 14 начинает работать газогенератор 1 и включается запорный вентиль 4 и дозатор 6.

Газогенератор 1 вырабатывает водород, который по выходному патрубку 19 поступает в ресивер 2, где накапливается до определенного давления и поступает по входному патрубку 20 через жидкостной затвор 3 с выходным патрубком 21, через запорный вентиль 4 с выходным патрубком 22 и дозатор 6 с выходным патрубком 23 в смеситель 8, куда поступает и воздух из атмосферы по патрубку 24, на входе в смеситель 8 установлена дроссельная заслонка акселератор 25, приводимый в действие педалью 26. Горючая смесь, образованная в смесителе 8 через впускной коллектор 31 поступает в камеру сгорания 9 двигателя и через выпускной коллектор 33 и патрубок 34 в атмосферу.

С впускного коллектора 31 горючая смесь поступает также на мембрану рециркулятора 5, которая в зависимости от величины давления регулирует подачу выхлопных газов в смеситель. Терморегулятор 15 обеспечивает определенную температуру подачи выхлопных газов. Генератор 11, приводимый в действие вращающимся валом двигателя, вырабатывает напряжение, которое через усилитель мощности 12 поступает на дополнительные входы 17 газогенератора 1, обеспечивая питание последнего.

Дозатор 6 обеспечивает подачу необходимого количества водорода для образования горючей смеси и эффективен при запуске холодного двигателя.

Наличие ресивера 2 позволяет устройству работать в режиме переменных нагрузок и обеспечивать постоянное поступление водорода даже при высоких нагрузках.

Жидкостный затвор 3 исключает прохождение пламени в газогенератор.

При аварийных ситуациях (например, самовоспламенение) мембрана дозатора 6 перекрывает подачу газа, а запорный вентиль 4 перекрывает подачу газа при срабатывании датчика давления 7.

Таким образом, в предлагаемом устройстве даже при использовании ресивера, необходимого для работы при больших нагрузках, но являющегося источником взрывоопасности, обеспечивается надежное и безопасное функционирование устройства из-за усовершенствования системы подачи горючего газа и своевременного отключения системы при нарушении режимов работы.

Использование: двигателестроение, газовые двигатели внутреннего сгорания, работающие на водороде. Сущность изобретения: газового двигателя содержит первый и второй входы электрического питания, выход которого посредством трубопровода подключен через ресивер и смеситель к впускному коллектору двигателя, источник питающего напряжения содержит первую и вторую шины, акселератор с педалью управления установлен в трубопроводе. Газовый двигатель снабжен жидкостным затвором, запорным вентилем, дозатором, датчиком давления с одним выходом и двумя питающими входами, установленными в смесителе, и рециркулятором, при этом запорный вентиль и дозатор снабжены каждый двумя электрическими входами, смеситель выполнен с дополнительным входным патрубком, подключенным к рециркулятору, последний соединен с впускным и выпускным коллекторами, запорный вентиль и дозатор последовательно установлены в трубопроводе между ресивером и смесителем. 1 з. п.ф-лы, 1 ил.

1. ГАЗОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий впускной и выпускной коллекторы, ресивер, смеситель, газогенератор с первым и вторым входами электрического питания, выход которого посредством трубопровода подключен через ресивер и смеситель к впускному коллектору двигателя, источник питающего напряжения с первой и второй шинами и установленный в трубопроводе акселератор с педалью управления, отличающийся тем, что он снабжен жидкостным затвором, запорным вентилем, дозатором, датчиком давления с одним выходом и двумя питающими входами, установленным в смесителе, и рециркулятором, при этом запорный вентиль и дозатор снабжены каждый двумя электрическими входами, смеситель выполнен с дополнительным входным патрубком, подключенным к рециркулятору, последний соединен с впускным и выпускным коллекторами, запорный вентиль и дозатор последовательно установлены в трубопроводе между ресивером и смесителем, первый вход электрического питания газогенератора, один вход дозатора и один вход датчика давления и первая шина источника питающего напряжения соединены с корпусом, вторая шина источника питающего напряжения подключена к второму входу электрического питания газогенератора, другому входу дозатора, другому входу датчика давления и к первому входу электрического питания запорного вентиля, второй вход которого соединен с выходом датчика давления. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что газогенератор выполнен с двумя дополнительными входами питания, а источник питающего напряжения с двумя дополнительными выходами питания и содержит последовательно соединенные между собой аккумулятор, ключ, усилитель мощности и генератор.