ДВУХТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F02M21/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двухтопливным системам питания для двигателя внутреннего сгорания.

Известна система питания многотопливного двигателя внутреннего сгорания, содержащая источник газового топлива, газовый редуктор, заправочное и расходное устройство, связанное с источником газового топлива, бензиновый насос и карбюратор-смеситель, сообщенный с газовым редуктором [1]
Недостаток данного технического решения связан с неоптимальным быстродействием средств одновременного дозирования газа и бензина, сопровождающимся ухудшением топливной экономичности и токсичности отработавших газов.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является двухтопливная система питания для двигателей внутреннего сгорания, содержащая два контура подачи жидкого и газообразного топлива, включающих бензиновый бак, сообщенный через бензопровод, бензиновый насос, электромагнитный бензиновый клапан с фильтром, с карбюратором-смесителем, содержащим смесительную и поплавковую камеру, малый и большой диффузоры, размещенные в главном воздушном канале, эмульсионный колодец главной дозирующей системы и систему холостого хода, дозатор газа, источник газа (баллоны) с заправочным устройством, сообщенным через расходный вентиль и магистраль высокого давления с редуктором высокого давления, и электромагнитный газовый клапан с фильтром, с двухступенчатым редуктором низкого давления, сообщенным с карбюратором-смесителем, и электронный блок управления, связанный электрической цепью с функциональными элементами [2]
Недостаток этой системы связан со сложностью конструктивного выполнения и неоптимальным дозированием газа и бензина на различных режимах работы, сопровождающихся ухудшением топливной экономичности и токсичности отработавших газов.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств двухтопливной системы питания для двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная цель достигается тем, что система питания дополнительно снабжена трехканальным управляющим клапаном, карбюратор-смеситель снабжен обратным клапаном, двухступенчатый газовый редуктор низкого давления снабжен управляющей пневматической камерой и газосмесительной проставкой, дозатор газа снабжен мембраной с жестким центром, размещенной с образованием управляющей бензиновой камеры и кинематически связанной через шток с запорным клапаном и сообщенной с поплавковой камерой, входной полостью с магистральным и бинарным жиклерами, выходнуй полостью с центральным и обводным жиклерами, сообщенной с главным воздушным каналом и газовым экономайзером, снабженным мембраной с жестким центром, размещенной с образованием управляющей газовой камеры и кинематически связанной через шток с запорным элементом и нагруженной с двух ее сторон пружинами, трехканальный клапан снабжен запорным элементом с приводом, размещенным с образованием входной и выходной полостей, причем входная полость сообщена с разгрузочным устройством двухступенчатого газового редуктора, а выходная полость сообщена с задроссельным и додроссельным пространством, а привод запорного элемента выполнен электрическим, обратный клапан выполнен в виде запорного органа, размещенного с образованием додроссельного и задроссельного пространства и кинематически связанного с мембраной, нагруженной пружиной, причем задроссельное пространство сообщено с главным воздушным каналом, а додроссельное пространство с системой холостого хода, а управляющая пневматическая камера выполнена в виде замкнутой полости, размещенной между мембраной разгрузочного устройства и дополнительной мембраной, кинематически связанной с подвижным штоком разгрузочного устройства.

Отличительные признаки предлагаемого технического решения не обнаружены ни в патентной, ни в технической литературе, что при наличии положительного эффекта подтверждает соответствие его критериям охраноспособности.

На чертеже представлена принципиальная схема системы питания для двигателя внутреннего сгорания.

Система питания содержит источник газа (газовые баллоны) с заправочным устройством 2, расходный вентиль 3, редуктор высокого давления 4 с подогревателем 5, электромагнитный газовый клапан 6 с фильтром, сообщенный через магистраль 7 с газовым редуктором низкого давления 8, дозатор газа 9, трехканальный клапан 10, бензобак 11, бензиновый насос 12, электромагнитный клапан 13, электронный блок 14, аккумуляторную батарею 15, переключатель 16 вида топлива и карбюратор-смеситель 17.

Двухступенчатый редуктор 8 содержит первую и вторую ступени 18, и 19 соответственно, разгрузочное устройство 20, сообщенное через трубопровод 21 с дозатором 9, атмосферную полость 22, промежуточную полость 23, сообщенную через трубопровод 24 с карбюратором-смесителем 17.

Дозатор газа 9 содержит бензиновую полость 25, размещенную между крышкой 26 и мембраной 27 с жестким центром 28, связанной через шток 29 с запорным клапаном 30 и нагруженной пружиной 31, входную полость 32, размещенную между пластиной 33 и пластиной 34 с магистральным и бинарным отверстиями 35 и 36 соответственно, выходную полость 37, размещенную между пластиной 38 с дозирующими отверстиями 39 и 40 и пластиной 41 с отверстиями 42, и экономайзер, содержащий мембрану 43 с жестким центром 44, размещенную с образованием управляющей полости 45 и кинематически связанную с запорным элементом 46 через шток 47 и нагруженную с двух ее сторон пружинами 48 и 49.

Карбюратор-смеситель 17 содержит эмульсионный колодец 50, сообщенный через магистраль 51 подачи тормозящего газа с входной полостью 32, поплавковую камеру 52, сообщенную через бензопровод 53 с полостью 25, штуцером 54 отбора управляющего импульса по разрежению в малом диффузоре 55, газовый диффузор 56 с дозирующим отверстиями 57.

Газоподающий патрубок 58 имеет обратный клапан 59, снабженный запорным элементом 60, связанный через шток 61 с мембраной 62, нагруженной пружиной 63. Смесительная камера 64 содержит дроссельную заслонку 65, размещенную с образованием додроссельного и задроссельного пространства 66 и 67 соответственно.

Газовая проставка 68 снабжена винтом 69 качества газовоздушной или бензовоздушной горючей смеси, к которому подключен канал 70 бензовоздушной смеси и канал 71 газовоздушной смеси 71.

Трехканальный клапан 10 через канал 72 сообщен с додроссельным пространством 66 через канал 73 с задроссельным пространством 67 и через канал 74 с управляющей полостью 45.

Электронный блок 14 управления связан электрической цепью 75 через электрическую цепь 76 и датчик 77, катушку зажигания 78 и электрическую цепь 79 с переключателем 16 рода топлива, а электрической цепью 80 с датчиком 10. Переключатель 16 через замок зажигания 81 связан с аккумуляторной батареей 15.

Двухтопливная система питания работает следующим образом.

При работе двигателя на газобензиновой смеси бензиновый клапан 13 открыт. Одновременно с этим открыт газовый клапан 6. Электромагнитый трехканальный клапан включен, т.е. перекрывает канал 73, а канал 72, с одной стороны подключенный к смесительной камере выше дроссельной заслонки со стороны ее поднимающегося края, с другой стороны через канал 74, экономайзерное устройство дозатора 9 подключен к разгрузочному устройству 20 двухступенчатого редуктора.

Под действием давления бензина клапан 30 перекрывает подачу газа через магистральное отверстие 35 в пластине 34 и бензин поступает в поплавковую камеру 52 карбюратора-смесителя 17.

При работе двигателя на минимальных оборотах холостого хода полость разгрузочного устройства 20 редуктора соединена с наддроссельным пространством, где отсутствует разрежение, поэтому разгрузочное устройство запирает выходную ступень газового редуктора и газ не поступает к карбюратору-смесителю 17, двигатель работает на бензине.

При работе двигателя на малых, средних и максимальных нагрузках, т.е. по мере открывания дроссельных заслонок, отверстие в наддроссельном пространстве попадает под дроссель в зону высоких разрежений, которое передается в полость разгрузочного устройства. Разгрузочное устройство отпирает клапан выходной ступени. Газ поступает через дозатор 9 с эмульсионный колодец, где происходит пневматическое торможение бензина и происходит уменьшение расхода бензина. Кроме того, газ через бинарное отверстие 36 поступает в полость 37 в газовый смеситель. При этом происходит частичное замещение бензина.

При работе двигателя на низкооктановом бензине бензиновый клапан 13 открыт, а газовый клапан 6 закрыт. Бензин поступает в наддиафрагменную полость 25 запорного клапана 30, создаваемое в этой полости давление прижимает клапан 30 к седлу клапана 34 и перекрывает магистральное газовое отверстие 35, тем самым предотвращает перетечка паров бензина из эмульсионного колодца в газовый смеситель карбюратора-смесителя. Далее бензин поступает в поплавковую камеру карбюратора-смесителя 17.

При работе двигателя на газе электромагнитный бензиновый клапан 13 закрыт, а газовый клапан 6 включен. Бензин в этом случае не поступает в наддиафрагменную полость запорного клапана 30. Под действием пружины 31 клапан находится в верхнем крайнем положении. Газ поступает из редуктора 8 через жиклеры в пластине 38 к карбюратору-смесителю 17.

При работе двигателя на газе трехпозиционный трехканальный электромагнитный клапан 10 отключен. Разрежение из впускного трубопровода по каналу 80 передается к клапану, а затем по каналу 74 передается в полость 45 экономайзера и далее в полость 20 разгрузочного устройства редуктора. При малых и средних нагрузках клапан 46 экономайзера под действием разрежения закрывается, а при полностью открытых дроссельных заслонках клапан 46 открывается и дополнительное количество газа поступает через мощное отверстие 39 в карбюратор-смеситель.

Сущность изобретения: система питания содержит источник 1 газа, заправочное устройство 2, расходный вентиль 3, редуктор 4 высокого давления с подогревателем 5, электромагнитный газовый клапан 6 с фильтром, сообщенный через магистраль 7 с газовым редуктором 8 низкого давления, дозатор 9 газа, трехканальный клапан 10, бензобак 11, бензиновый насос 12, электромагнитный клапан 13, электронный блок 14, аккумуляторную батарею 15, переключатель 16 вида топлива и карбюратор-смеситель 17. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Двухтопливная система питания для двигателя внутреннего сгорания, содержащая два контура подачи жидкого и газообразного топлива, включающих бензиновый бак, сообщенный через бензопровод, бензиновый насос, электромагнитный бензиновый клапан с фильтром, с карбюратором-смесителем, содержащим смесительную и поплавковую камеры, малый и большой диффузоры, размещенные в главном воздушном канале, эмульсионный колодец главной воздушной системы и систему холостого хода, дозатор газа, источник газа баллоны с заправочным устройством, сообщенным через расходный вентиль и магистраль высокого давления с редуктором высокого давления, и электромагнитный газовый клапан с фильтром, с двухступенчатым редуктором низкого давления, сообщенным с карбюратором-смесителем, и электронный блок управления, связанный электрической цепью с функциональными элементами, отличающаяся тем, что система питания дополнительно снабжена трехканальным управляющим клапаном, карбюратор-смеситель снабжен обратным клапаном, двухступенчатый газовый редуктор низкого давления снабжен управляющей пневматической камерой и газосмесительной проставкой, дозатор газа снабжен мембраной с жестким центром, размещенной с образованием управляющей бензиновой камеры и кинематически связанной через шток с запорным клапаном и сообщенной с поплавковой камерой, входной полостью с магистральным и бинарным жиклерами, выходной полостью с центральным и обводным жиклерами, сообщенную с главным воздушным каналом, и газовым экономайзером, снабженным мембраной с жестким центром, размещенной с образованием управляющей газовой камеры и кинематически связанной через шток с запорным элементом и нагруженной с двух ее сторон пружинами. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что трехканальный клапан снабжен запорным элементом с приводом, размещенным с образованием входной и выходной полостей, причем входная полость сообщена с разгрузочным устройством двухступенчатого газового редуктора, а выходная полость сообщена с задроссельным и додроссельным пространствами, а привод запорного элемента выполнен электрическим. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что обратный клапан выполнен в виде запорного органа, размещенного с образованием додроссельного и задроссельного пространств и кинематически связанного с мембраной, нагруженной пружиной, причем задроссельное пространство сообщено с главным воздушным каналом, а додроссельное пространство с системой холостого хода. 4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что управляющая пневматическая камера выполнена в виде замкнутой полости, размещенной между мембраной разгрузочного устройства и дополнительной мембраной, кинематически связанной с подвижным штоком разгрузочного устройства.