УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ЦИЛИНДРОВОГО ГАЗА ГАЗОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F02M21/02 F02D19/02 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано в механизмах питания двигателей внутреннего сгорания газообразным топливом.

Известно устройство для дозирования цилиндрового газа газового двигателя внутреннего сгорания, содержащее коллектор цилиндрового газа, индивидуальные для каждого цилиндра двигателя дозатора, состоящие из прикрепленных к цилиндрам двигателя корпусов и установленных в корпусах золотников, которые рычажной передачей связаны с регулятором скорости (см. Эксплуатация и ремонт газовых двигателей и газомотокомпрессоров. Ленинград, "Недра", 1973. Библиотека эксплуатационника магистрального газопровода, авт.: А.А.Муталибов, М. Л. Гольдфильд, Б. Р.Рахметов, Р.Г.Шафеев, стр. 18, рис. 5). Недостатками этого устройства является наличие большого количества рычагов, уплотнений, трудоемко при техническом обслуживании настройке.

Известно также устройство для дозирования цилиндрового газа газового двигателя внутреннего сгорания, содержащее коллектор цилиндрового газа, индивидуальные для каждого цилиндра двигателя дозаторы, состоящие из прикрепленных к цилиндрам двигателя корпусов и установленных в корпусах золотников, вал привода золотников ряда цилиндров, установленный в подшипниках и связанный рычажной передачей с регулятором скорости (см. Коллеров Л.К. Газовые двигатели поршневого типа, Ленинград, Машиностроение, 1968 г., стр. 83, 85-86, рис. 27).

Указанное устройство является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и по достигаемому результату и предлагается в качестве прототипа.

Устройство, предлагаемое в качестве прототипа, имеет большое количество тяг, рычагов, уплотнений, трудоемко при техническом обслуживании и настройке.

Предлагаемым изобретением решается техническая задача по упрощению конструкции устройства для дозирования цилиндрового газа.

Для достижения этого технического результата в устройстве для дозирования цилиндрового газа газового двигателя внутреннего сгорания, содержащем коллектор цилиндрового газа, индивидуальные для каждого цилиндра двигателя дозаторы, состоящие из прикрепленных к цилиндрам двигателя корпусов и установленных в корпусах золотников, вал привода золотников ряда цилиндров, установленный в подшипниках и связанный рычажной передачей с регулятором скорости, коллектор цилиндрового газа образован корпусами золотников, патрубками коллектора, а также передней и задней крышками, вал привода золотников установлен внутри коллектора цилиндрового газа на опорах подшипников, имеющих отверстия для прохода газа, на валу закреплены золотники, выполненные в виде секторов, цилиндрическими частями которых перекрыты профилированные отверстия корпусов золотников, передняя крышка коллектора имеет отверстие для выхода конца вала привода золотников с установленной на нем манжетой и штуцер для подвода газа, задняя крышка выполнена в виде глухой опоры подшипника, цилиндрическая часть золотника установлена в расточке конуса с радиальным зазором, увеличена которого δ определяется по формуле

где S - площадь открытия профилированного отверстия корпуса золотника, требуемая для работы двигателя на минимальной частоте вращения коленчатого вала;
P - периметр профилированного отверстия корпуса золотника,
золотник со стороны цилиндрической части имеет подпружиненный ползун.

Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше прототипа являются наличие коллектора цилиндрового газа, образованного корпусами золотников, патрубками коллектора, а также передней и задней крышками, вал привода золотников установлен внутри коллектора цилиндрового газа на опорах подшипников, имеющих отверстия для прохода газа, на валу закреплены золотники, выполненные в виде секторов, цилиндрическими частями которых перекрыты профилированные отверстия корпусов золотников, передняя крышка коллектора имеет отверстие для выхода конца вала привода золотников с установленной на нем манжетой и штуцер для подвода газа, задняя крышка выполнена в виде глухой опоры подшипника, цилиндрическая часть золотника установлена в расточке корпуса с радиальным зазором, величина которого δ определяется по формуле:

где S - площадь открытия профилированного отверстия корпуса золотника, требуемая для работы двигателя на минимальной частоте вращения коленчатого вала,
P - периметр профилированного отверстия корпуса золотника.

На фиг. 1 показан разрез предлагаемого устройства, выполненный вдоль оси вала привода золотников. На фиг. 2 и 3 показаны сечения корпусов золотников с различными конструктивными вариантами золотников.

Предлагаемое устройство для дозирования цилиндрового газа включает следующие элементы: управляющий рычаг 1, переднюю крышку 2, подшипники 3, уплотнительную манжету 4, входной штуцер 5, корпусы золотников 6, золотники 7, вал привода золотников 8, опоры подшипников 9, отверстия опор подшипников 10, патрубки коллектора 11, выходные патрубки 12, зазор между корпусом золотников и рабочей поверхностью золотника 13, профилированные отверстия корпусов золотников 14, уплотнительные кольца 15, ползуны золотников 16. пружины ползунов 17, заднюю крышку 18.

Передняя крышка 2, корпусы золотников 6, опоры подшипников 9, задняя крышка 18 соединены между собой резьбовыми соединениями и сваркой, образуя герметичный коллектор. Корпусы золотников 6 прикреплены к выходным патрубкам 12, установленным на головках цилиндров двигателя. Золотники 7 установлены на валу привода золотников 8 в таком положении, чтобы обеспечивать одновременное открытие профилированных отверстий 14 корпусов золотников 6 при повороте вала 8.

Управляющий рычаг 1 соединен рычажной передачей с регулятором скорости двигателя.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Газ при определенном постоянном давлении через входной штуцер 5 поступает в переднюю крышку 2 и далее через корпусы золотников 6, через отверстия 10, которые выполнены в опорах подшипников 9 и через патрубки 11 распространяется по всему объему коллектора. При повороте управляющего рычага 1, поворачиваются золотники 7, открывая профилированные отверстия 14 корпусов золотников 6, и газ из коллектора цилиндрового газа поступает в выходные патрубки 12 и цилиндры двигателя. В зависимости от угла поворота управляющего рычага 1, связанного с регулятором скорости, изменяется величина проходного сечения профилированных отверстий 14, а следовательно, и количество газа, поступающего в цилиндры двигателя, обеспечивая работу двигателя на заданном регулятором скорости режиме.

Выполнение золотника 7 в виде сектора с относительно небольшой цилиндрической поверхностью, перекрывающей профилированные отверстия 14, а также наличие отверстий 10 опор подшипников 9, позволяет газу свободно распространяться внутри коллектора. Так как большинство газовых двигателей с внутренним смесеобразованием запускаются при помощи пусковых устройств при максимально открытых профилированных отверстиях 14, а останавливаются с помощью клапанов, перекрывающих подачу газа внутри коллектора цилиндрового газа, то вполне возможна установка цилиндрической части золотника 7 относительно расточек корпусов золотников 6 с зазором δ, что обеспечит их работу без трения и заедания. (фиг. 2)
Для газового двигателя-генератора ГДГ 500/1500 экспериментально определено, что площадь S проходного сечения профилированного отверстия корпуса золотника при минимальной частоте вращения коленчатого вала (n=700 мин^-1) имеет величину 10 мм². Периметр P профилированного отверстия корпуса золотника имеет величину 58 мм. Величина зазора δ определена из соотношения:

Для изготовления принят зазор δ = 0,15 мм, обеспечивший удовлетворительную работу двигателя-генератора.

Если требуется остановка двигателя с помощью регулятора скорости или поддержания более стабильной частоты вращения коленчатого вала двигателя, то цилиндрическая часть золотника выполняется в виде ползуна 16, прижатого за счет пружины 17 к поверхности расточки корпуса золотника 6, что обеспечивает герметизацию профилированного отверстия 14 в закрытом положении, а также увеличивает быстродействие изменения проходного сечения профилированного отверстия 14 при повороте управляющего рычага 1 по сравнению с вариантом, имеющим зазор δ (фиг. 3).

Изобретение может быть использовано в механизмах питания двигателей внутреннего сгорания газообразным топливом. Устройство для дозирования цилиндрового газа содержит коллектор цилиндрового газа, образованный корпусами золотников, патрубками коллектора и крышками. Вал привода золотников установлен внутри коллектора на опорах подшипников, имеющих отверстия для прохода газа. Золотники выполнены в виде секторов. Передняя крышка коллектора имеет отверстие для выхода конца вала и штуцер подвода газа. Задняя крышка коллектора выполнена в виде глухой опоры подшипника. Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства для дозирования цилиндрового газа. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для дозирования цилиндрового газа газового двигателя внутреннего сгорания, содержащее коллектор цилиндрового газа, индивидуальные для каждого цилиндра двигателя дозаторы, состоящие из прикрепленных к цилиндрам двигателя корпусов и установленных в корпусах золотников, вал привода золотников ряда цилиндров, установленный в подшипниках и связанный рычажной передачей с регулятором скорости, отличающееся тем, что коллектор цилиндрового газа образован корпусами золотников, патрубками коллектора, а также передней и задней крышками, вал привода золотников установлен внутри коллектора цилиндрового газа на опорах подшипников, имеющих отверстия для прохода газа, на валу закреплены золотники, выполненные в виде секторов, цилиндрическими частями которых перекрыты профилированные отверстия корпусов золотников, передняя крышка коллектора имеет отверстие для выхода конца вала привода золотников с уплотнительной манжетой и штуцер для подвода газа, задняя крышка выполнена в виде глухой опоры подшипника. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрическая часть золотника установлена в расточке корпуса с радиальным зазором, величина которого δ определяется по формуле

где S - площадь открытия профилированного отверстия корпуса золотника, требуемая для работы двигателя на минимальной частоте вращения коленчатого вала;
P - периметр профилированного отверстия корпуса золотника. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что золотник со стороны цилиндрической части имеет подпружиненный ползун.