Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК F02M25/10 

(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению.

Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие впускную магистраль .и подключенные к ней бензопровод и трубопровод подачи водорода, топливо-воздушный смеситель, установленный во впускной магистрали, снабженный двумя смесительными камерами, из которых первичная выпошнена в виде бензовоздушного карбюратора с системой холостого хода, а вторичная снабжена водородной форсункой, корректор расхода водорода, установленный в трубопроводе подачи между источником водорода и вторичной камерой и разделенный мембраной на водородную и воздушную полости, из которых последняя подключена к вторичной камере, и две дроссельные заслонки, первая из которых установлена в первичной камере, а вторая во вторичной. в таких двигателях установка корректора в трубопроводе подачи водорода позволяет повысить точность регулирования подачи водоро да в зависимости от режима, в результате чего понижается расход водорода СИ.

Однако в известных двигателях не принимаются никакие меры по прекращению подачи водррода на режиме принудительного холостого хода, а также по автоматической перестройке системы питания на холостом ходу после израсходования водорода. В результате этого эффективность применения устройства понижается, а рас10ход водорода на указанном режиме повышается .

Цель изобретения - повышение экономичное ти- v

15 Поставленная цель достигается

тем, что в воздушной полости коррек тора установлена дополнительная мембрана, разделяющая эту полость на нижний, подключенный к вторичной камере,

20 и верхний отсеки, и последний сообщен с атмосферой, ось дроссельной заслонки первичной камеры снабжена кулачком, а ось дроссельной заслонки вторичной камеры - королыслом, причем

25 оси дроссельных заслонок связаны между собой через коромысло и кулачок.

Кроме того, корректор выполнен с обводной трубой, в которой установ3Q лен жиклер переменного сечения. Двигатель дополнительно содержит датчик по пожения дроссельной заслонки первичной камеры, датчик частоты вращения вала двигателя, рабочий кла пан, клапан перекрытия подачи водорода и блока управления с входами для .датчиков и выходами, причем рабочий клапан установлен между коррек тором и вторичной камерой и подключен к одному из выходов блока управ 1ления, к другому выходу которого под ключен клапан перекрытия подачи водо рода, а датчики положения дроссельной заслонки и частоты вращения под ключены к входам блока управления. Двигатель дополнительно содержит датчик давления водорода в источнике, электрический привод дроссельной заслонки вторичной камеры и отсечной клапан системы холостого хода первич ной камеры, причемдатчик давления водорода в источнике подключен к од нЬму из выходов блока управления, а привод дроссельнойзаслонки вторич ной камеры и отсечной клапан систелы холостого хода первичной камеры под ключены к выходам блока управления. На чертеже изображена схема системы питания предлагаемого двигателя Двигатель .1 содержит впускную магистраль 2 и подключенные к ней .бензопровод 3 и трубопровод 4 подачи водорода, смеситель 5 с двумя камера ми - первичной б и вторичной 7, кор ректор 8 расхода водорода. Первичная камера б смесителя 5 представляет, собой однокамерный бензовоздушный карбюратор с дроссельной заслонкой 9 и отсечным клапаном 10 бензина в его системе холостого хода 11. Во вторичной камере 7 установлены форсу ки 12 для подачи водорода и заслонка- 13. Заслонка 13 установлена на выходе из вторичной камеры 7 по ходу потока смеси. Корректор 8 расхода водорода содержит корпус 14, разделенный мембраной 15 на две полостиводородную 16 и воздушную 17; Воздушная полость 17 соединена каналом с вторичной камерой 7 смесителя К оси дроссельной заслонки 9 жестко прикреплен кулачок 18, к оси заслон ки 13 вторичной камеры 7 жестко при креплено коромысло 19, причем оси заслонок связаны между собой через кулачок и коромысло с возможностью скольжения ко.ромысла 19 по кулачку 16. Воздушная полость 17 корректора разделена мембраной 20 на два отсека - на нижний 21 и верхний 22, Верхний отсек 22 сообщен с атмосферой. Мембрана 15 и мембрана 20 соединены между собой штоком 23 и иг-. лой 24, причем игла 24 выполнена с возможностью изменения проходного сечения вх.одного патрубка 25 водоро ной полости 16. В трубопроводе 4 установлен клапан 26 перекрытия подачи водорода, на двигателе 1 - датчик 27 частоты вращения его вала, а на приводе (на чертеже не показан) дроссельной заслонки 9 - датчик 28 положения этой заслонки. Между фор- сункой 12 и входным патрубком 25 корректора 8 за клапаном 26 установлена обводная труба 29 с жиклером 30переменного сечения, а между выходным патрубком 31 корректора 8 и форсункой 12 установлен рабочий клапан 32. электрический привод 33 дроссельной заслонки 13 вторичной камеры установлен на смесителе 5. Перед клапаном 26 перекрытия подачи водорода установлен датчик 34 сравнения водорода в источнике (на чертеже не показан). Рабочий клапан 32, отсечный клапан 10 системы холостого хода 11 и привод 33 дроссельной заслонки 13 вторичной камеры 7 подключены к выходам блока 35 управления, а датчик 28 положения дроссельной заслонки 9 первичной камеры 6, датчик 27 частоты вращения вала и датчик 34 давления водорода соединены с входами блока 35 управления. Двигатель работает следующим образом. На режимах холостого хода, соответствующих минимальной частоте вращения вала, при работе с водородом, блок управления 34 получает сигналы от датчика 27 частоты вращения вала двигателя и от датчика 28 положения Дроссельной заслонки 9 (на этом режиме дроссельная заслонка 9 закрыта) и посылает сигнал клапан 32 для его закрытия. Водород поступает через клапан 26 перекрытия подачи водорода, обводную трубу 29 и жиклер 30 в форсунку 12 и далее во вторичную камеру 7, где смешивается с проходящим через нее воздухом. Далее смесь поступает во впускную магистраль 2 двигателя и в цилиндры двигателя 1, где сжигается. При этом подача бензина прекращена, так как блок 35 управления закрывает. отсечной клапан 10 бензиновой системы холостого хода 11, а дроссельная заслонка 9 закрыта. На рабочих режимах дроссельная заслонка 9, установленная в первичной камере 6 смесителя 5, и связанная с ней через кулачок 18 и коромысло 16 заслонка 13 вторичной камеры 7 открывается, открывается так же рабочий клапан 32, связанный с блоком 35 управления по сигналу датчика 26 положения дроссельной заслонки 9, через первичную камеру 6 начинает поступать смесь бензина с воз.духом, а через вторичную 7 - водорода с воздухом. Причем, часть-водорода поступает через отводную трубу 29 с жиклером 30, а часть - через корректор 8 расхода водорода и рабочий клапан 32. При изменении режима работы изменяется положение заслонок 9 и 13, изменяется разрежение во вторичной камере 7 и в нижнем от секе 21 корректора 8, нарушается равновесие связанных штоком 23 с иглой 24 мембран 15 и 20, игла 24 изменяет свое положение во входном патрубке 25, тем самым изменяя расход водорода через корректора 8, ра бочий клапан 32 и форсунку 12. При изменении атмосферного давле ния, например, его уменьшении, и из за разности в площадях мембран 15 и 20, уменьшается давление в верхне отсеке 22, причем площадь мембраны 1 больше, чем мембраны 20, шток 23 с иглой 24, перемещаясь, уменьшает проходное сечение входного патрубка 25 и уменьшает расход водорода. Обедняется смесь по водороду, а так как при уменьшении атмосферного дав .ления бензовоздушные карбюраторы обогащают приготовленную ими смесь, более богатая бензином смесь требует меньше водорода. На режимах принудительного холос того хода (при торможении двигателе датчик 27 частоты вращения вала дви гателя 1 и датчик 28 положения дрос сельной заслонки 9 сообщают блоку 35 управления о том, что дроссельная заслонка 9 закрыта, а частота враще ния вала двигателя 1 выше частоты вращения на минимальном холостом ходу, а блок 35 управления выдает сигнал для .закрытия клапана 26 пере крытия водорода. Водород во вторичну камеру 7 смесителя 5 не поступает. В случае окончания водорода на борту автомобиля, Давление его перед клапаном 26 перекрытия водорода падает и датчгик 34 давления водорода в источнике сообщит об этсм блоку 35 управления. Блок 35 управления удерлсивает клапан 26 перекрытия водорода закрытым, и электрический привод 33 - включенным, тем самым привод 33 закрывает заслонку 13 вторичной камеры 7. Блок управления при этом открывает отсечной клапан 10 системы холостого хода 11. Устройство работает как бензовоздушный карбюратор. Использование предлагаемого двигателя, как показали экспериментальные исследования, позволяет снизить эксплуатационный расход условного топлива на 5-7% по .сравнению со способом работы, ocHOBaiHHOM на качественном регулировании мощности двигателя и снизить эксплуатационный расход водорода на 20-25%,как за счет оптимальной его добавки к топливу, так и за счет отключения его подачи на режимах принудительного холостого хода, весьма характерных для городской эксплуатации. Формула изобретения Двигатель внутреннего сгорания, содержащий впускную магистраль и подключенные к ней бензопровод и трубопровод подачи водорода, топливо-воздушный смеситель, установленный во впускной магистрали, снабженный двумя смесительными камерами, из которых первичная выполнена в виде бензовоздушного карбюратора с системой холостого хода, а вторичная снабжена водородной форсункой, корректор расхода водорода, установленный в трубопроводе подачи водорода между источником водорода и вторичной камерой и разделенный мембраной на водородную и воздушную полости, из которых последняя подключена к вторичной камере, и две дроссельные заслонки, первая из которых установлена в первичной камере, а вторая - во вторичной, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, в воздушной полости корректора установлена дополнительная мембрана, разделяющая эту полость на нижний, .подключенный к вторичной камере, и верхний отсеки, а последний сообщен с . атмосферой, ось дроссельной заслонки первичной камеры снабжена кулачком, а-ось дроссельной заслонки вторичной камеры - коромыслом, причем оси дроссельных заслонок связаны меж-, ду собой через коромысло и кулачок, 2.Двигатель по п . 1, отличающийся тем, что корректор выполнен с обводной трубой, в которой установлен жиклер переменного сечения. 3.Двигатель по пп. 1 и 2, о т|личающийся тем, что он дополнительно содержит датчик положе.ния дроссельной заслонки первичной камеры, датчик частоты вращения вала двигателя, рабочий клапан, клапан перекрытия подачи водорода и блок управления с входами для датчиков и выходами, причем рабочий клапан установлен между корректором и вторичной камерой и подключен к одному из выходов блока управления, к другому выходу которого подключен клапан перекрытия подачи водорода, а датчики положения дроссельной заслонки и частоты вращения подключены к входам блока управления. 4.Двигатель по пп. 1-3, о т л и- Ч-а ю щ и и с я тем, что он дополнительно содержит датчик давления водорода в источнике, электрический привод дроссельной заслонки вторичной камеры и отсечной клапан системы холостого хода первичной камеры,причем датчик давления водорода в источнике подключен к одному из входов блока управления, а привод дроссельной заслонки вторичной камеры и отсечной клапан системы холостого хода первичной камеры подключены к выходам блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свиедетельство СССР № 67.0739, кл. F 02 М 25/10, 1979.