УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ И ДОЗИРОВАНИЯ ТОПЛИВА ГАЗОВОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1998 года по МПК F02M21/02 F02M57/02 F02D19/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности, может быть использовано в устройствах газоподачи двигателей внутреннего сгорания.

Известны топливные насосы высокого давления, применяемые в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (дизелях) для подачи и дозирования жидкого топлива. Они содержат корпус насоса и установленные на нем кулачковый вал, толкатель, пружину толкателя, поворотную втулку, регулирующую рейку, плунжерную пару и нагнетательный клапан. Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинированных двигателей (под ред. А.С.Орлова, М.Г.Круглова. - М: Машиностроение, 1985, с. 142, рис. 123).

Однако эти топливные насосы не могут быть использованы для подачи газообразного топлива в газовых двигателях.

Известно также устройство для подачи и дозирования топлива газового двигателя, содержащее газовый канал, установленный в корпусе с полостью, сообщенной с питающей магистралью и содержащей возвратную пружину, и толкатель газового клапана, установленный со стороны торца стержня клапана(а.с. СССР N 1633154, кл. F 02 M 21/02, 1991).

Недостатком указанной конструкции, предлагаемой в качестве прототипа, является необходимость доработки крышки цилиндров и крышки клапанной коробки для установки газового клапана и управляющего механизма, применение громоздкой системы тяг для привода управляющих рычагов, что приводит к разунификации многих деталей газового двигателя с базовой модификацией дизеля. Кроме того, фаза газоподачи, обеспечиваемая этой конструкцией, не может быть больше фазы открытия впускного клапана, что не позволяет использовать все возможности газового двигателя по повышению его мощности и экономичности.

Изобретение направлено на повышение унификации конструкции газового двигателя с базовой модификацией дизеля и улучшение его технических характеристик.

Это достигается тем, что в устройстве для подачи и дозирования топлива газового двигателя, содержащем газовый клапан, установленный в корпусе с полостью, сообщенной с питающей магистралью и содержащей возвратную пружину, и толкатель газового клапана, установленный со стороны торца стержня клапана, в корпусе со стороны стержня клапана выполнена вторая полость, сообщенная с впускным каналом крышки цилиндра, возвратная пружина опирается на тарелку клапана, корпус газового клапана с возвратной пружиной и клапаном закреплен в корпусе топливного насоса, толкатель газового клапана сопряжен с приводом по резьбовой поверхности, установлен в корпусе толкателя топлив6ного насоса и имеет хвостовик с поперечной пластиной, концы которой расположены в прорезях поворотной втулки. Полость корпуса газового клапана, выполненная со стороны стержня клапана, сообщена с внутрицилиндровым пространством двигателя, и соединительная магистраль содержит автоматический обратный клапан (на чертеже не показан).

На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства.

Устройство для подачи и дозирования топлива газового двигателя содержит корпус топливного насоса 1, кулачковый вал 2, ролик толкателя 3, корпус толкателя 4, пружину толкателя 5, регулирующую рейку 6, поворотную втулку 7, корпус клапана 8, газовый клапан 9, возвратную пружину 10, полость возвратной пружины 11, полость со стороны стержня клапана 12, толкатель 13, поперечную пластину 14, регулирующую втулку 15.

Устройство работает следующим образом. Топливный газ под постоянным давлением поступает в полость возвратной пружины 11. При повороте кулачкового вала 2 кулачок набегает на ролик толкателя 3, перемещая вверх корпус толкателя 4, и толкатель 13. Толкатель 13 воздействует на торец стержня газового клапана 9 и открывает его. При открытом газовом клапане 9 топливный газ из полости 11 поступает в полость 12 и далее во впускной канал крышки цилиндра. При дальнейшем повороте кулачкового вала 2 толкатель 13 под действием пружины 5 перемещается вниз и газовый клапан 9 закрывается. Кулачковый вал 2 связан с коленчатым валом штатной передачей привода топливного насоса дизеля.

Варьируя профилем кулачка кулачкового вала 2 и его установкой относительно коленчатого вала двигателя, можно обеспечить любые фазы газоподачи.

Изменение количества газа, подаваемого за каждый цикл, осуществляется перемещение регулирующей рейки 6, находящейся в зубчатом зацеплении с поворотной втулкой 7. При перемещении регулирующей рейки 6, происходит поворот втулки 7, которая воздействует поверхностями прорезей на поперечную пластину 14 толкателя 13 и поворачивает толкатель 13 относительно корпуса толкателя 4. Поскольку толкатель 13 сопряжен с корпусом толкателя 4 по резьбовой поверхности большого шага при повороте толкателя 13 изменяется зазор между ним и торцом стержня газового клапана 9. В зависимости от величины этого зазора газовый клапан 9 может быть открыт на всей длине выступа кулачка 2 или части его длины, или вообще не открываться. Регулирующая рейка 6 связана с регулятором скорости штатной системой тяг дизеля. Характеристика изменения количества подаваемого за цикл топлива подбирается изменением шага резьбовой поверхности сопряжения толкателя 13 и корпуса толкателя 4. Подрегулировка топливоподачи по отдельным цилиндрам двигателя осуществляется регулирующей втулкой 15.

В случае подачи топливного газа предлагаемым устройством непосредственно во внутрицилиндровое пространство можно обеспечить подачу газа на такте сжатия при закрытых газораспределительных органах, т.е. осуществить так называемый газовый наддув, что позволяет увеличить количество рабочего тела внутри цилиндра, использовать большую величину давления наддувочного воздуха, тем самым повысить мощность и увеличить КПД газового двигателя. Для исключения повреждения газового клапана 9 высоким давлением газов, находящихся внутри цилиндра, при этой схеме подвода газа соединительная магистраль содержит автоматический обратный клапан.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства заключается в уменьшении затрат при переводе дизелей на газообразное топливо, а также в повышении топливной экономичности и агрегатной мощности газовых двигателей.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах для подачи и дозирования топлива газовых двигателей внутреннего сгорания. Техническое решение направлено на повышении унификации конструкции газового двигателя с базовой модификацией дизеля. Газовый клапан 9 установлен в корпусе с полостью 11, сообщенной с питающей магистралью. В корпусе со стороны стержня клапана 9 выполнена вторая полость 12, сообщенная с впускным каналом крышки цилиндра. Возвратная пружина 10 опирается на тарелку клапана 9. Корпус клапана с возвратной пружиной 10 и клапаном 9 закреплен в корпусе топливного насоса. Толкатель 13 клапана 9 сопряжен с приводом по резьбовой поверхности и имеет хвостовик с поперечной пластиной 14. Концы последней расположены в прорезях поворотной втулки 7. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для подачи и дозирования топлива газового двигателя, содержащее газовый клапан, установленный в корпусе с полостью, сообщенной с питающей магистралью и содержащей возвратную пружину, и толкатель газового клапана, установленный со стороны торца стержня клапана, отличающееся тем, что в корпусе со стороны стержня клапана выполнена вторая полость, сообщенная с впускным каналом крышки цилиндра, возвратная пружина опирается на тарелку клапана, корпус газового клапана с возвратной пружиной и клапаном закреплен в корпусе топливного насоса, толкатель газового клапана сопряжен с приводом по резьбовой поверхности, установлен в корпусе толкателя топливного насоса и имеет хвостовик с поперечной пластиной, концы которой расположены в прорезях поворотной втулки. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полость корпуса газового клапана, выполненная со стороны стержня клапана, сообщена с внутрицилиндровым пространством двигателя и соединительная магистраль содержит автоматический обратный клапан.