УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПУСКА ГАЗОВОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФОРКАМЕРНО-ФАКЕЛЬНЫМ ЗАЖИГАНИЕМ Российский патент 1997 года по МПК F02N9/00 F02B43/00 F02B19/00 F02D19/02 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для запуска газовых двигателей внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием и форкамерно-факельным зажиганием.

Известны устройства для запуска газового двигателя с форкамерно-факельным зажиганием, содержащие регулятор скорости, топливную аппаратуру, редукторы, поддерживающие давление форкамерного и цилиндрового газа в зависимости от давления продувочного воздуха, коллекторы форкамерного и цилиндрового газа ( см. а. с. СССР N 220672, F 02 N 19/02 и N 243314, N F 02 9/00).

Устройство по а.с. N 220672 является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и предлагается в качестве прототипа.

Недостатком известных устройств является сложность конструкции редуктора-регулятора пускового газа, представляющего собой двухмембранный механизм. Кроме этого, в момент запуска газового двигателя продувочный воздух имеет очень низкое давление, которое зависит от степени загрязнения воздушных фильтров двигателя, что требует в период эксплуатации частых подстроек редуктора-регулятора пускового газа и снижает надежность запуска.

Предлагаемое изобретение направлено на упрощение конструкции устройства и повышение надежности запуска двигателя.

Это достигается тем, что в устройстве для запуска газового двигателя с форкамерно-факельным зажиганием, содержащем регулятор скорости, топливную аппаратуру, редуктор, поддерживающий давление форкамерного газа в зависимости от давления продувочного воздуха, коллекторы форкамерного и цилиндрового газа, на входе в коллектор цилиндрового газа установлены один или несколько параллельно включенных в газовую ветвь и подключенных к блоку управления электромагнитных клапанов, после каждого из которых установлен дроссель заданного малого проходного сечения. Блок управления электромагнитными клапанами выполнен в виде пульта с кнопочными включателями. Предусмотрен вариант выполнения блока управления электромагнитными клапанами в виде электронного устройства, подключенного к датчику тахометра.

На основании изложенного считаем, что новым в предлагаемом устройстве является наличие одного или нескольких параллельно включенных в газовую магистраль и подключенных к блоку управления электромагнитных клапанов, после каждого из которых установлен дроссель заданного малого проходного сечения, вместо примененного в прототипе редуктора-регулятора, поддерживающего давление цилиндрового газа в зависимости от давления продувочного воздуха.

На чертеже представлена схема варианта предлагаемого пускового устройства.

Устройство для запуска газового двигателя содержит: двигатель 1, главный газовый вентиль 2, который перекрывает газовую магистраль 3, редуктор-регулятор 4, коллектор форкамерного газа 5 и форкамеры 6. От магистрали 3 после главного газового вентиля 2 отходит ветвь пускового газа 7, к которой подключены три электромагнитных клапана (ЭМК) 8, подключенные к блоку управления 9 и сообщающиеся через дроссели 10 с коллектором цилиндрового газа 11. В устройстве также имеется регулятор скорости 12, который кинематически связан с дозатором 13, и вспомогательный вентиль 14.

Устройство работает следующим образом. При включении стартера двигателя 1, включается главный газовый вентиль 2, и газ из магистрали 3 поступает через редуктор-регулятор 4 в коллектор форкамерного газа 5 и далее в форкамеры 6. Одновременно газ поступает в ветвь пускового газа 7 и подводится к ЭМК 8. При достижении приводимым стартером коленчатым валом двигателя определенного значения частоты вращения, с блока управления 9 ЭМК 8 поступает сигнал на включение одного из ЭМК 8 и газ поступает через дроссель 10, установленный после включенного ЭМК 8, в коллектор цилиндрового газа 11. В этот момент регулятор скорости 12 устанавливается дозаторы 13 в положение полного открытия. Поскольку дроссель 10 настроен на оптимальное соотношение воздушно-газовой смеси, соответствующее частоте вращения коленчатого вала при включении первого ЭМК 8, двигатель начинает устойчиво работать на газе. Для выведения двигателя 1 на заданную техническими условиями минимальную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу последовательно, через определенные интервалы изменения частоты вращения коленчатого вала, включаются второй и третий ЭМК 8 и через дроссели 10 увеличивают пропускное сечение пусковой ветви до требуемой величины подачи газа. После выведения двигателя 1 на минимальную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу включается в работу регулятор скорости 12 и дозаторы 13 прикрывают вход газа в двигатель 1, автоматически поддерживая необходимое количество газа. Общее проходное сечение трех дросселей 10 имеет несколько большее значение, чем это требуется для обеспечения заданной частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу, поэтому давление в коллекторе цилиндрового газа 11 повышается до значения, близкого к давлению в питающей магистрали 3. Далее открывается вспомогательный вентиль 14, после чего двигатель 1 может работать во всем диапазоне требуемых нагрузок. ЭМК 8 выключаются из работы до следующего запуска. Проходные сечения дросселей 10 и ступени включения ЭМК 8 по частоте вращения коленчатого вала определяются экспериментально при доводочных испытаниях двигателя.

В качестве примера конкретного исполнения опишем алгоритм запуска газового двигателя-генератора ГДГ 500/1500 с тремя ЭМК в пусковой ветви. Включается стартер двигателя-генератора и главный газовый клапан, коленчатый вал двигателя начинает увеличивать частоту вращения. При достижении коленчатым валом 100 мин^-1, включается первый ЭМК, открывающий дроссель с проходным сечением 2,2 мм². При достижении коленчатым валом 200 мин^-1, при включенном первом ЭМК, включается второй ЭМК с дросселем, имеющим проходное сечение 4,6 мм². При достижении коленчатым валом 250 мин^-1 дополнительно включается третий ЭМК с дросселем 6,3 мм². Ориентировочно через три секунды после включения третьего ЭМК двигатель достигает заданной минимальной частоты вращения коленчатого вала 700 мин^-1, при которой включаются в работу дозирующие органы, связанные с регулятором скорости. Еще через три секунды давление в коллекторе цилиндрового газа сравнивается с давлением питающего газа, и включается вспомогательный газовый вентиль.

Управление ЭМК осуществляет оператор по показаниям тахометра. Возможен вариант исполнения блока управления ЭМК в виде электронного устройства, использующего сигнал датчика тахометра или от любого другого датчика, отслеживающего параметр, связанный с частотой вращения коленчатого вала, и реализующего управление ЭМК по вышеописанному алгоритму.

Экономический эффект от внедрения данного изобретения заключается в снижении затрат на производство двигателя и исключение простоев двигателя в эксплуатации по причине отказов пусковой системы.

Использование: устройство для запуска газовых двигателей внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием и форкамерно-факельным зажиганием. Сущность изобретения: устройство для запуска газового двигателя 1 содержит главный газовый вентиль 2, который перекрывает магистраль 3, редуктор-регулятор 4, коллектор форкамерного газа 5 и форкамеры 6. От магистрали 3, после главного вентиля 2, отходит ветвь пускового газа 7, в которой установлены три электромагнитных клапана 8, подключенные к блоку управления 9 и сообщающиеся через дроссель 10 с коллектором цилиндрового газа 11. В устройстве также имеется регулятор скорости 12, который кинематически связан с дозатором 13, и вспомогательный вентиль 14. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для запуска газового двигателя с форкамерно-факельным зажиганием, содержащее регулятор скорости, топливную аппаратуру, редуктор, поддерживающий давление форкамерного газа в зависимости от давления продувочного воздуха, коллекторы форкамерного и цилиндрового газа, отличающееся тем, что на входе в коллектор цилиндрового газа установлены один или несколько параллельно включенных в газовую ветвь и подключенных к блоку управления электромагнитных клапанов, после каждого из которых установлен дроссель заданного малого проходного сечения. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления электромагнитными клапана и выполнен в виде пульта с кнопочными выключателями. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления электромагнитными клапанами выполнен в виде электронного устройства, подключенного к датчику тахометра.