СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ СЖИЖЕННЫМ НЕФТЯНЫМ ГАЗОМ Российский патент 1997 года по МПК F02M21/02 F02D19/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к системам питания двигателя внутреннего сгорания сжиженным нефтяным газом, и может широко применяться на всех двигателях внутреннего сгорания.

Известна система питания для газового двигателя внутреннего сгорания, содержащая многоступенчатые регуляторы давления газа (редукторы), последняя ступень регулирования которых управляется разрежением, поступающим из газового смесителя, установленного во впускном тракте двигателя, в этих редукторах в качестве дозаторов применяются тарельчатые запорно-дросселирующие устройства с рычажно-мембранным управлением [1]
Недостатки последних неустойчивая подача газа во всем требуемом диапазоне работы двигателя, от холостого хода до максимальных нагрузок, сложность конструкции, сложность обслуживания.

Наиболее близкой к предлагаемой системе питания двигателя внутреннего сгорания сжиженным нефтяным газом является газовая система питания автомобилей, содержащих газовые и бензиновые системы питания, где газовая система питания является основной, а бензиновая является резервной (аварийной), предназначенной для пуска двигателя в холодное время года и для передвижения автомобиля с небольшой скоростью на небольшое расстояние. Эта система содержит газовый баллон, запорную, контрольную, регулирующую, предохранительную арматуру, испаритель, газовый редуктор, смеситель [2]
Недостатком данной системы питания является сложность конструкции, плохая управляемость дозирования и смесеприготовления, неудовлетворительная конструкция испарителя и газового баллона, в результате неудовлетворительный процесс трансформации жидкой фазы газа в газовую, а следовательно страх обслуживающего персонала и водителей перед газобаллонным автомобилем.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в создании улучшенной системы питания двигателя внутреннего сгорания сжиженным нефтяным газом при одновременном упрощении конструкции.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемая система питания двигателя внутреннего сгорания сжиженным нефтяным газом снабжена газовым баллоном, выполненным с заправочным уровнем в виде трубки с вентилем, где трубка спущена в баллон до необходимого уровня и условно делит его на газовую и жидкостную полости, откуда отбор газа на расход производится только в жидкостной фазе из донной части жидкостной полости газового баллона и под расширяющимся (избыточным) давлением газовой полости, которое поддерживается предохранительным клапаном, например в пределах 16 атм, сам газовый баллон является стандартно выпускаемым промышленностью для автомобильного транспорта. Испаритель выполнен в виде газовой камеры с вентилем для регулирования подачи на него тепла от двигателя и для небольшого запаса газа в газовой фазе, шарообразной формы для того, что бы жидкость газа концентрировалась в нижней части сферы, и с пусковым электроподогревателем, например теном, в донной части для пускового подогрева газовой жидкости в холодное время года, и с неразливающим жидкость поддоном в донной своей части для регулируемой работы газовой камеры испарителя, который выполнен с поплавковым клапаном, роль которого не пропускать жидкость в газовую камеру испарителя, и имеет отбортованную вовнутрь горловину, как, например, у чернильницы "неразливайки", где устроено седло для поплавка клапана поддона, испаритель изготовлен методом литья из сплава на основе алюминия и снабжен сифонной заборной трубкой, соединяющей донную часть жидкостной полости газового баллона и свободно через сифонную часть туда и обратно пропускающей жидкость и ее пары, осуществляя регулирование производительности испарителя, причем на сифонной заборной трубке установлено запорное устройство, например пробковый кран, который туда и обратно пропускает жидкость и дает возможность закрыть его при длительных остановках. Дозатор топлива выполнен на топливной магистрали системы питания двигателя в виде последовательно подсоединенных приборов: газовый редуктор выполнен в виде однокамерного газового редуктора-акселератора высокого давления с педалью для управления им ногой водителя и с эксцентриковым включателем редуктора-акселератора для работы двигателя на холостых оборотах или для отключения его при длительных остановках. Клапан холостого хода двигателя, выполненного для работы на газовом топливе, с регулируемым по сечению винтом каналом холостого хода и с рабочей диафрагмой, которая изготовлена, например, из резины и пропускает через себя топливо только под определенным давлением для работы двигателя на режимах нагрузки. Электромагнитный клапан работает как запорное устройство, включен в электроцепь замка зажигания и при включении зажигания открывается, а при выключении закрывается, открывая или закрывая проход топлива на смесеобразователь. Смесеобразователь выполнен в седле впускного клапана двигателя с увеличенным числом калиброванных отверстий, рассчитанных для работы двигателя на газовом топливе, и с завихрителем смеси, выполненным в цилиндре двигателя, или в качестве смесителя использованы существующие кабрюратор-смеситель на газобаллонном автомобиле и газовый смеситель газодизельных автомобилей с параллельным приводом рейки топливного насоса высокого давления и педали редуктора-акселератора.

На фиг. 1 дана общая схема системы питания двигателя сжиженным нефтяным газом; на фиг. 2 схематичный разрез испарителя с заборной сифонной трубкой и газовым баллоном.

Пример выполнения изобретения.

Система питания двигателя внутреннего сгорания сжиженным нефтяным газом содержит газовый баллон 1 для запаса сжиженного нефтяного газа, условно разделенный на газовую полость 2 и жидкостную полость 3, с трубкой уровня 4, запорным вентилем 5, заправочный вентиль 6, датчик уровня жидкости 7, предохранительный клапан 8, сливную пробку 9 отстоя, расходный пробковый кран 10 с заборной сифонной трубкой 11, туда и обратно свободно пропускающей жидкость и ее пары, испаритель 12 жидкости, выполненный в виде газовой камеры 13 шарообразной формы с неразливающим жидкость поддоном 14 в донной части, с поплавковым клапаном 15, не пропускающим жидкость в газовую камеру, и с пусковым электроподогревателем 16 жидкости в донной части поддона, вход подогревающей жидкости с регулируемым вентилем 17, выход 18 подогревающей жидкости из испарителя, магистральный трубопровод 19, на котором размещены дозирующие приборы, и магистральный фильтр 20, редуктор-акселератор 21 высокого давления с педалью 22 для управления им ногой водителя с эксцентриковым включателем 23 работы двигателя на холостых оборотах, шток 24, который при необходимости можно регулировать по длине, клапан холостого хода 25 двигателя с диафрагмой 26 для работы двигателя в режиме нагрузки, электромагнитный клапан 27, работающий как запорное устройство, двигатель 28, смесеобразователь 29, горловина 30 поддона, неразливающая жидкость, седло клапана 31 поддона.

Система питания двигателя внутреннего сгорания сжиженным нефтяным газом работает следующим образом.

После длительной остановки двигателя открывают расходный кран 10 на газовом баллоне 1, жидкий газ из жидкостной полости 3 под расширяющимся (избыточным) давлением газа в газовой полости 2 по сифонной заборной трубке 11 поднимется в испаритель 12, а точнее в донную часть не разливающего жидкость поддона 14 газовой камеры 13, где жидкость интенсивно испаряется, отнимая тепло от стенок испарителя 12 или, например, в холодное время года отнимая тепло от предварительно включенного электроподогревателя 16, испарившаяся часть газа через попловковый клапан 15, горловину 30 поддона 14, который через себя не пропускает жидкость, проходит в газовую камеру 13 и далее в магистральный трубопровод 19 через фильтр 20 и далее к редуктору-акселератору 21. Когда давление газа в газовой камере 13 испарителя 12 хоть на немного превысит давление в наджидкостной газовой полости 2 газового баллона 1, а расход через редуктор-акселератор 21 еще не производится, то не испарившаяся жидкость и ее пары из донной части не разливающего жидкость поддона 14 по сифонной заборной трубке 11 выдавятся обратно в донную часть газового баллона 1, где пройдя через слой жидкости жидкостного пространства 3 жидкость охладится, а ее пары конденсируют, а жидкость в газовом баллоне 1 перемещается, что уменьшает ее температурные расслоения в жидкостном пространстве 3, далее, если расход через редуктор-акселератор 21 не последует, то давление в газовой камере 13 и, в целом, в испарителе 12 и в газовом баллоне 1 уравновесится и жидкость перетекать не будет, а в испарителе 12 будет находиться только газ, то устройство переходит в режим хранения. При наличии расхода газа через редуктор-акселератор 21 давление в испарителе 12 упадет, а в газовом баллоне 1 останется прежним, в силу чего жидкость из газового баллона 1 поступит в поддон 14 и вышеописанным образом трансформируется в газ, подобным образом циклы повторяются и устройство безотказно работает. Если в холодное время года при пуске холодного двигателя водитель забыл включить подогреватель 16, жидкость заполнит не разливающий жидкость поддон 14, а поплавковый клапан 15 перекроет выход жидкости в газовую камеру 13 и после включения подогревателя 16 в поддоне 14 поднимется давление, которое выдавит лишнюю жидкость обратно в газовый баллон 1 и система нормально будет работать, при этом после прогрева двигателя 28 необходимо выключить электроподогреватель 16. Для запуска двигателя 28 включают эксцентриковый включатель 23, в результате редуктор-акселератор 21 редуцирует газ, необходимый для работы двигателя 28 на холостых оборотах, который поступит на клапан холостого хода 25 и на закрытый электромагнитный клапан 27, который откроется при включении зажигания и пропустит топливо на смеситель 29, далее включится зажигание и двигатель 28 заработает на холостых оборотах. Для работы двигателя 28 под нагрузкой нажимают на педаль 22 редуктора-акселератора 21, который в результате начнет редуцировать газовое топливо под большим давлением и в большом объеме в зависимости от усилия нажатия на педаль 22, которое поступит на клапан холостого хода 25 и, поднимая диафрагму 26, под необходимым давлением проходит на смесеобраозватель 29 двигателя 28 и последний работает в режиме нагрузки. Для остановки двигателя 28 выключают зажигание, электромагнитный клапан 27 закрывает топливо и двигатель 28 останавливается, для продолжительной остановки отключают эксцентриковый включатель 23, а для длительной остановки закрывают расходный кран 10 на газовом баллоне 1. Для заправки газового баллона 1 жидкостью присоединяют заправочный шланг к заправочному винтилю 6 и шланг газосборочной линии станции к вентилю 5 заправочного уровня и подают жидкий газ, который наполнит газовый баллон 1 до уровня трубки 4, а лишнее уйдет в газосборочную линию заправочной станции, затем закрывают вентили 5 и 6, отсоединяют шланги.

Изобретение снимет страх у водителей перед газобаллонным автомобилем.

Использование: системы питания двигателя внутреннего сгорания ожиженным нефтяным газом. Сущность изобретения: система питания двигателя внутреннего сгорания нефтяным сжиженным газом содержит газовый баллон с предохранительной, запорной, заправочной арматурой, выполненный условно разделенным на газовую и жидкостную полости, откуда отбор на расход газа производится только из жидкостной полости и под расширяющимся (избыточным) давлением газа газовой полости. Испаритель выполнен в виде газовой камеры с вентилем для регулирования подаваемого в него тепла шарообразной формы, с пусковым электроподогревателем и с неразливающим жидкость поддоном в донной своей части, который снабжен поплавковым клапаном, не пропускающим жидкость в газовую камеру, и сифонной заборной трубкой, соединяющей донную часть поддона с донной частью газового баллона и свободно туда и обратно пропускающей жидкость и ее пары, чем и производится регулируемая траснформация сжиженного нефтяного газа в газовое топливо для двигателя внутреннего сгорания. Дозирующее устройство системы выполнено на топливной магистрали в виде редуктора-акселератора высокого давления с педалью для управления им ногой водителем и с эксцентриковым включателем для холостого хода двигателя. Редуцированное топливо подается на смеситель через клапан холостого хода двигателя, выполненного с регулируемым по сечению винтом каналом холостого хода и с рабочей диафрагмой для работы двигателя в режимах нагрузки, клапан рассчитан для работы на газовом топливе. Электромагнитный клапан, работающий как запорное устройство, установлен перед смесеобразователем. Смесеобразователь выполнен в седле впускного клапана двигателя с завихрителем смеси в цилиндре с расчетом работы двигателя на газовом топливе. В качестве смесителей могут быть использованы существующие карбюратор-смеситель на газобаллонном автомобиле и газовый смеситель газодизельного автомобиля. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система питания двигателя внутреннего сгорания сжиженным нефтяным газом, содержащая газовый баллон, испаритель, магистральный фильтр, запорную, предохранительную арматуру, газовый редуктор, смеситель, отличающаяся тем, что газовый баллон выполнен условно разделенным на газовую и жидкостную полости, откуда отбор газа производится только из жидкостной полости, и под расширяющимся (избыточным) давлением газа газовой полости, испаритель выполнен в виде газовой камеры шарообразной формы с пусковым электроподогревателем и с не разливающим жидкость поддоном в донной своей части, который снабжен поплавковым клапаном и сифонной заборной трубкой, соединяющей донную часть поддона с донной частью газового баллона и свободно туда и обратно пропускающей жидкость и ее пары, дозатор топлива выполнен в виде редуктора-акселератора высокого давления с педалью для управления им и с эксцентриковым включателем для холостого хода двигателя, клапан холостого хода двигателя выполнен с регулируемым по сечению каналом холостого хода и с рабочей диафрагмой и рассчитан для работы на газовом топливе, электромагнитный клапан, работающий как запорное устройство, установлен перед смесеобразователем, смесеобразователь выполнен в седле впускного клапана двигателя с завихрителем смеси в цилиндре и с расчетом работы двигателя на газовом топливе. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве смесителя использованы существующие карбюратор-смеситель на газобаллонном автомобиле и газовый смеситель газодизельного автомобиля.