Электронная система подачи газового топлива в дизель с наддувом и охлаждением наддувочного воздуха Российский патент 2017 года по МПК F02M43/00 F02M21/02 F02D19/06 

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к двигателестроению, в частности к системам подачи топлива.

Известна электронная система впрыска газового топлива в дизель, содержащая источник газового топлива с вентилем и заправочным устройством, подключенная посредством газовой магистрали, соединяющей дифференциальный двухступенчатый газовый редуктор с электромагнитным клапаном и фильтрующим элементом через рампу газовых форсунок, штуцеры, газовые трубки с впускным коллектором [Патент Республики Беларусь на полезную модель №10060. «Электронная система впрыска газового топлива в дизель», МПК F02M 43/00, заявка u 20130295 от 05.04.2013].

Недостатком известной системы является то, что система не имеет возможности изменять температуру газового топлива, подаваемого во впускной коллектор, и тем самым обеспечивает повышение температуры газовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя, что в итоге снижает коэффициент наполнения цилиндров двигателя и эффективность подачи газового топлива.

Целью изобретения является повышение эффективности подачи газового топлива в дизель с наддувом и охлаждением наддувочного воздуха (ОНВ) путем повышения коэффициента наполнения цилиндров двигателя.

Сущность изобретения заключается в том, что система осуществляет подачу газового топлива оптимальной температуры. Подача двух видов топлива: основного - дизельного и дополнительного - газового топлива, осуществляется на режимах от 50% номинального до номинального режима работы дизеля.

Для достижения вышеуказанной цели система дополнительно содержит датчик температуры наддувочного воздуха, датчик разности давления наддувочного воздуха и газового топлива, шаговый регулятор расхода охлаждающий жидкости через канал связи от радиатора охлаждения наддувочного воздуха в дифференциальный двухступенчатый газовый редуктор.

На фиг. 1 представлена схема электронной системы подачи газового топлива в дизель с наддувом и ОНВ.

Электронная система подачи газового топлива в дизель с наддувом и ОНВ состоит из подающей трубы 1, соединяющейся с воздушным фильтром, датчика 2 температуры наддувочного воздуха, впускного коллектора 3, турбокомпрессора 4, приемной трубы 5 глушителя шума, датчика 6 температуры отработавших газов, радиатора 7 охлаждения наддувочного воздуха, газопроводов 8, соединяющих рампу газовых форсунок 10 с впускным коллектором 3, датчика 9 разности давления наддувочного воздуха и газового топлива, датчика 11 температуры газового топлива, фильтра тонкой очистки 12 газового топлива, газопровода 13 с пониженным давлением, соединяющим дифференциальный двухступенчатый газовый редуктор 15 с впускным коллектором 3, трубок 14, шагового регулятора 16 расхода охлаждающий жидкости, датчика 17 температуры охлаждающей жидкости, предохранителя 18, источника питания 19, электронного блока управления 20, датчика детонации 21, закрепленного на блоке цилиндров дизеля, датчика частоты вращения коленчатого вала 22, электромагнитного газового клапана 23 с фильтрующим элементом, манометра 24, показывающего давление в газопроводе 27, контакта замка зажигания 25, включателя газовой системы 26 со звуко-световым индикатором, расходного вентиля 28, открывающего подачу газового топлива из источника газа 29, и наполнительного вентиля 31. Наполнение источника газа 28 осуществляется через заправочное устройство 30 при открытом наполнительном вентиле 31.

Датчик 2 температуры наддувочного воздуха измеряет температуру наддувочного воздуха, которая учитывается электронным блоком управления 20 для управления шаговым регулятором 16 расхода охлаждающий жидкости.

Датчик 9 разности давления наддувочного воздуха и газового топлива измеряет разность давления наддувочного воздуха и газового топлива, которая учитывается электронным блоком управления 20 посредством длительности генерируемых импульсов на рампу газовых форсунок 10, что приводит к уменьшению или увеличению подачи газового топлива во впускной коллектор 3.

Шаговый регулятор 16 расхода охлаждающий жидкости изменяет проходное сечение канала связи радиатора 7 охлаждения наддувочного воздуха с дифференциальным двухступенчатым газовым редуктором 15 для изменения расхода охлаждающей жидкости и обеспечения оптимальной температуры подаваемого газового топлива.

Электронная система подачи газового топлива в дизель с наддувом и ОНВ работает следующим образом.

Электронный блок управления 20 при работе двигателя на частотах вращения холостого хода, с малой или средней нагрузкой, не превышающей 50% от номинальной (определяется датчиками 6 и 22 по температуре отработавших газов и частоте вращения коленчатого вала), не осуществляет генерацию импульсов на рампу газовых форсунок 10, и подача газового топлива во впускной коллектор 3 не осуществляется.

При работе двигателя с нагрузкой более 50% от номинальной или с перегрузкой, электронный блок управления 20, получая сигналы от датчика 6 температуры отработавших газов, датчика 9 разности давления наддувочного воздуха и газового топлива, датчика 2 температуры наддувочного воздуха, датчика 22 частоты вращения коленчатого вала, датчика 17 температуры охлаждающей жидкости, осуществляет генерацию импульсов на рампу газовых форсунок 10, при этом осуществляется подача газового топлива во впускной коллектор 3. Подача газового топлива, составляющая не более 50% от дизельного, осуществляется от источника газа 29 через расходный вентиль 28 по газопроводу 27 через электромагнитный газовый клапан 23 с фильтрующим элементом, дифференциальный двухступенчатый газовый редуктор 15, газопровод 13 с пониженным давлением и газовый фильтр тонкой очистки 12 к рампе газовых форсунок 10 через газопроводы 8 во впускной коллектор перед впускными клапанами. Температура газового топлива поддерживается близкой к температуре наддувочного воздуха, поступающего в дизель, контролируемого датчиком 11 температуры газового топлива, и регулируется шаговым регулятором расхода 16 охлаждающий жидкости через канал связи радиатора 7 охлаждения надувочного воздуха с дифференциальным двухступенчатым газовым редуктором 15.

При длительной работе двигателя с перегрузкой электронный блок управления 20 определяет превышение допустимых параметров от датчиков 6 температуры отработавших газов и(или) датчиков 21 детонации и уменьшает длительность генерируемых импульсов на рампу газовых форсунок 10, что приводит к уменьшению подачи газового топлива во впускной коллектор 3 и изменению температуры газового топлива посредством изменения расхода охлаждающей жидкости шаговым регулятором 16.

При запуске двигателя и его прогреве подача газового топлива производиться не будет до тех пор, пока электронный блок управления 20 получает сигналы от датчиков ниже или выше допустимых параметров.

Подача газового топлива во впускной коллектор 3 прекращается электронным блоком управления 20 по сигналу датчика 9 разности давления надувочного воздуха и газового топлива при снижении давления в источнике газа 29 ниже давления, регулируемого дифференциальным двухступенчатым газовым редуктором 15, при снижении нагрузки на двигатель ниже 50% от номинальной. Подача газового топлива также принудительно выключается электромагнитным газовым клапаном 23 с фильтрующим элементом путем отключения его контактом замка зажигания 25 (поворотом ключа зажигания), включателем газовой системы 26 со звуко-световым индикатором (путем нажатия на включатель) или расходным вентилем 28 (путем закрытия вентиля).

Использование рассматриваемой системы позволяет повысить эффективность подачи газового топлива в дизель с наддувом и ОНВ путем повышения коэффициента наполнения цилиндров двигателя.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена электронная система подачи газового топлива в ДВС с наддувом и охлаждением наддувочного воздуха, содержащая рампу газовых форсунок 10, газопроводы, дифференциальный двухступенчатый газовый редуктор 15, электромагнитный газовый клапан 23 с фильтрующим элементом, датчик детонации 21, датчик частоты вращения коленчатого вала 22, датчик температуры газового топлива 11, датчик температуры отработавших газов 6, электронный блок управления 20, включатель газовой системы 26 со звуко-световым индикатором, радиатор охлаждения наддувочного воздуха 7. Система содержит датчик температуры наддувочного воздуха 2, датчик 9 разности давления наддувочного воздуха и газового топлива, шаговый регулятор 16 расхода охлаждающий жидкости через канал связи радиатора охлаждения наддувочного воздуха 7 с дифференциальным двухступенчатым газовым редуктором 15. Технический результат - повышение эффективности подачи газового топлива в дизель и повышение коэффициента наполнения цилиндров двигателя.

Электронная система подачи газового топлива в дизель с наддувом и охлаждением наддувочного воздуха, содержащая рампу газовых форсунок, газопроводы, дифференциальный двухступенчатый газовый редуктор, электромагнитный газовый клапан с фильтрующим элементом, датчик детонации, датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик температуры газового топлива, датчик температуры отработавших газов, электронный блок управления, включатель газовой системы со звуко-световым индикатором, радиатор охлаждения наддувочного воздуха, отличающаяся тем, что дополнительно содержит датчик температуры наддувочного воздуха, датчик разности давления наддувочного воздуха и газового топлива, шаговый регулятор расхода охлаждающий жидкости через канал связи от радиатора охлаждения наддувочного воздуха в дифференциальный двухступенчатый газовый редуктор.