СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОВОГО ДИЗЕЛЯ Российский патент 1999 года по МПК F02D19/02 F02D9/02 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям, работающим по газодизельному циклу.

Известна система регулирования газодизеля, включающая газовый редуктор с атмосферной камерой, смеситель, расположенный во впускном патрубке и связанный с редуктором газовым каналом, заслонку, установленную во впускном патрубке между смесителем и газодизелем, и заслонку, установленную в газовом канале, приводимые в действие механическим регулятором (Коллеров Л.К. Газовые двигатели поршневого типа. Л., Машиностроение, 1968).

Недостатком такой системы регулирования газодизеля являются большие габаритные размеры механического регулятора, который должен преодолевать перестановочные усилия рейки топливного насоса и заслонок.

Наиболее близкой к заявляемой является система регулирования газового дизеля, выбранная в качестве прототипа, содержащая газовый редуктор с пневматическим клапаном, смеситель, установленный во впускном патрубке дизеля и соединенный газовым каналом с редуктором через пневматический клапан, поворотную заслонку, закрепленную на оси во впускном патрубке между дизелем и смесителем и кинематически связанную через рычаг с педалью акселератора и регулирующим органом топливного насоса, пневматический канал выполнен с атмосферной камерой и диафрагмой, кинематически связанной с клапаном, причем атмосферная камера сообщена трубопроводом с впускным патрубком между заслонкой и дизелем.

Недостатком известной системы является то, что она не обеспечивает высокую топливную экономичность, так как здесь обеспечивается только количественное регулирование подачи газовоздушной смеси.

Сущность изобретения заключается в том, что система регулирования газового дизеля, содержащая газовый редуктор с пневматическим клапаном, смеситель, установленный во впускном патрубке дизеля и соединенный газовым каналом с редуктором через пневматический клапан, поворотную заслонку, закрепленную на оси во впускном патрубке между дизелем и смесителем и кинематически связанную через рычаг с педалью акселератора и регулирующим органом топливного насоса, пневматический клапан выполнен с атмосферной камерой и диафрагмой, кинематически связанной с клапаном, причем атмосферная камера сообщена трубопроводом с впускным патрубком между заслонкой и дизелем, согласно изобретению снабжена поворотной подпружиненной пластиной, установленной в нижней части впускного патрубка между заслонкой и смесителем, ограниченными упорами, установленными во впускном патрубке с возможностью взаимодействия с заслонкой, причем ось заслонки смещена относительно центра заслонки, а рычаг заслонки соединен с акселератором через пружину. Кроме того, нижняя часть заслонки выполнена с вырезами, перпендикулярными оси заслонки. И система снабжена демпфером колебаний, соединенным с рычагом заслонки.

Сравнение заявляемого устройства с прототипом показывает, что новым является наличие поворотной подпружиненной пластины, установленной в нижней части впускного патрубка между заслонкой и смесителем, ограниченными упорами, установленными во впускном патрубке с возможностью взаимодействия с заслонкой, причем ось заслонки смещена относительно центра заслонки, а рычаг заслонки соединен с акселератором через пружину; выполнение нижней части заслонки с вырезами, перпендикулярными оси заслонки; наличие демпфера колебаний, соединенного с рычагом заслонки.

Таким образом заявляемая система способствует критерию "новизна".

Чтобы повысить топливную экономичность газового дизеля атмосферная камера газового редуктора связана с впускным патрубком между заслонкой и дизелем. При повышении скоростного режима, установленного педалью с места водителя, заслонка начинает закрываться и увеличивает разряжение во впускном патрубке между заслонкой и газовым дизелем, а следовательно, и в атмосферной камере газового редуктора, газовый редуктор снижает подачу газа. То есть одновременно осуществляется количественное и качественное регулирование подачи рабочей смеси, что и повышает топливную экономичность газодизеля.

Влияние атмосферных условий может быть устранено атмосферным компенсатором в виде подпружиненной пластины, установленной между смесителем и заслонкой. Например, при увеличении плотности атмосферного воздуха атмосферный компенсатор отклоняется больше, чем в случае низкой плотности воздуха, и направляет поток горючей смеси к периферии нижней части заслонки. Этим предотвращается преждевременное закрытие заслонки.

Заслонка, меньшая поверхность которой выполнена с вырезами перпендикулярными оси, позволяет уменьшить габаритные размеры атмосферного компенсатора. В случае, если нижняя поверхность заслонки образована линией параллельной оси, то поток горючей смеси, отклоненный подпружиненной пластинкой с малыми габаритными размерами может не достать поверхности заслонки. Наличие вырезов, перпендикулярных оси, позволяет ликвидировать этот недостаток.

Чтобы устранить частые колебания заслонки, которые могут ухудшить работу системы регулирования, рычаг заслонки связан с демпфером колебаний.

Перечисленные элементы позволяют системе регулирования при сравнительно небольших габаритных размерах сочетать количественное и качественное регулирование подачи горючей смеси и, в результате, повысить топливную экономичность.

Заявляемая система отвечает критерию "изобретательский уровень", так как предложенное решение не является очевидным для специалистов, а полученный результат удовлетворяет существенную потребность.

Заявляемая система регулирования соответствует критерию "промышленная применимость", так как может найти применение в двигателестроении.

На фиг. 1 изображена система регулирования газового дизеля; на фиг. 2 - заслонки.

Система регулирования газового дизеля содержит газовый редуктор 1 с атмосферной камерой 2, диафрагмой 3, связанной с клапаном 4 рычажной передачей 5. Газовый редуктор связан со смесителем 6 газовым каналом 7. Смеситель 6 установлен во впускном тракте (патрубке) 8. Во впускном тракте 8 установлена также заслонка 9 с неодинаковыми относительно оси 10 нормальными поверхностями. Рычаг 11 заслонки 9 пружиной 12 и тягой 13 связан с педалью акселератора 14, а также тягой 15 и звеном с прорезями 16 - с пальцем 17 рейки 18 топливного насоса 19. Во впускном тракте 8 установлены упоры 20 и 21, ограничивающие угол поворота заслонки 9. Впускной тракт 8 соединен с газовым дизелем 22. Атмосферная камера 2 трубкой 23 связана с впускным трактом 8 между заслонкой 9 и газовым дизелем 22. Во впускном тракте 8 может быть установлена пластинка 24 с пружиной 25. На тяге 13 может быть установлен пружинный демпфер колебаний 26.

Нижняя часть заслонки 9 может быть выполнена в виде полукруга с вырезами 27 перпендикулярными оси 10. В этом варианте рычаг 11 заслонки 9 связан с педалью акселератора 14 дополнительным рычагом 28.

Система регулирования газового дизеля работает следующим образом.

На малом скоростном режиме заслонка 9 открыта (штриховые линии фиг. 1). Из-за неравномерности площадей поверхностей заслонки 9 относительно оси 10 поток горючей смеси создает крутящий момент, закрывающий заслонку 9. Этот момент через рычаг 11 уравновешивается пружиной 12. При увеличении скоростного режима газового дизеля 22 момент, создаваемый потоком горючей смеси, увеличивается и заслонка 9 начинает закрываться, преодолевая сопротивление пружины 12. Разряжение за заслонкой 9 увеличивается, а так как атмосферная камера 2 газового редуктора 1 связана с трубкой 23 с впускным трактом 8, то соответственно увеличивается и разряжение в атмосферной камере 2. Диафрагма 3 прогибается и через рычажную передачу 5 прикрывает клапан 4, дозирующий подачу газа в смеситель 6 по газовому каналу 7. То есть осуществляется количественное регулирование подачи горючей смеси заслонкой 9 и количественное регулирование - клапаном 4 газового редуктора. Открытие заслонки 9 ограничивается упором 21, закрытие - упором 20.

При закрытии заслонки 9 тяга 15 сдвигает звено с прорезью 16 и освобождает палец 17 рейки 18 топливного насоса 19, позволяя рейке 18 уменьшать подачу топлива. При работе двигателя по дизельному циклу прорезь 16 звена дает рейке 18 свободу передвижения.

Для изменения скоростного режима педалью акселератора 14 с помощью тяги 13 изменяют усилие пружины 12, вследствие чего изменяется скоростной режим, при котором момент на заслонке 9 начинает превышать момент, создаваемый усилием пружины 12.

Работа описанной системы регулирования зависит от атмосферных условий. При большой плотности воздуха момент на заслонке 9 достигает значения, достаточного для ее закрытия при меньшей частоте вращения газового дизеля 22. При малой плотности, наоборот, заслонка 9 закрывается при более высокой частоте вращения. Для того чтобы устранить влияние плотности воздуха на работу системы регулирования во впускном патрубке 8 перед заслонкой 9 установлена пластина 24 с пружиной 25. При увеличении плотности воздуха пластинка 24 отклоняется, демпфируя пружину 25, и направляет поток горючей смеси к периферии нижней части заслонки 9. При снижении плотности поток горючей смеси направляется на нижнюю часть заслонки, но ближе к оси 10. То есть при возрастании плотности атмосферного воздуха увеличивается плечо силы, открывающей заслонку 9, что предотвращает преждевременное ее закрытие.

Вырезы 27 на заслонке 9 позволяют уменьшить габаритные размеры подпружиненной пластинки 24, т.к. в этом случае пластинка 24 может отклонять поток на периферийную часть заслонки 9. Пружинный демпфер 26 устраняет частые колебания заслонки 9, что способствует более плавному и качественному регулированию.

Применение предлагаемой системы регулирования газового дизеля позволит снизить расход газа при выполнении работ в сельском хозяйстве на 10%.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям, работающим по газодизельному циклу. Система регулирования газового дизеля включает газовый редуктор с пневматическим клапаном, смеситель, установленный во впускном патрубке дизеля и соединенный газовым каналом с редуктором через пневматический клапан, поворотную заслонку, закрепленную на оси во впускном патрубке между дизелем и смесителем и кинематически связанную через рычаг с педалью акселератора и регулирующим органом топливного насоса, пневматический клапан выполнен с атмосферной камерой и диафрагмой, кинематически связанной с клапаном, причем атмосферная камера сообщена трубопроводом с впускным патрубком между заслонкой и дизелем. Система снабжена поворотной подпружиненной пластиной, установленной в нижней части впускного патрубка между заслонкой и смесителем, ограничительными упорами, установленными во впускном патрубке с возможностью взаимодействия с заслонкой, причем ось заслонки смещена относительно центра заслонки, а рычаг заслонки соединен с акселератором через пружину. Технический результат заключается в повышении топливной экономичности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система регулирования газового дизеля, содержащая газовой редуктор с пневматическим клапаном, смеситель, установленный во впускном патрубке дизеля и соединенный газовым каналом с редуктором через пневматический клапан, поворотную заслонку, закрепленную на оси во впускном патрубке между дизелем и смесителем и кинематически связанную через рычаг с педалью акселератора и регулирующим органом топливного насоса, пневматический клапан выполнен с атмосферной камерой и диафрагмой, кинематически связанной с клапаном, причем атмосферная камера сообщена трубопроводом с впускным патрубком между заслонкой и дизелем, отличающаяся тем, что система снабжена поворотной подпружиненной пластиной, установленной в нижней части впускного патрубка между заслонкой и смесителем, ограничительными упорами, установленными во впускном патрубке с возможностью взаимодействия с заслонкой, причем ось заслонки смещена относительно центра заслонки, а рычаг заслонки соединен с акселератором через пружину. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что нижняя часть заслонки выполнена с вырезами, перпендикулярными оси заслонки. 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что она снабжена демпфером колебаний, соединенным с рычагом заслонки.