Регулятор давления газообразного топлива для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК G05D16/06 F02M21/02 

Изобретение относится к автомати ческому регулированию и может быть использовано в системах подачи газо образного топлива двига1телей внутреннего сгорания. Известен регулятор подачи газооб разного топлива к двигателю внутрен него сгорания, содержащий корпус, между входной и выходной полостями которого установлен регулирующий ор ган, связанный с мембраной, образую щей с корпусом командную и рабочую полости Однако такой регулятор имеет сло ную конструкцию, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор подачи газообразного топлива к двигателю внутреннего сгорания, содержащий корпус с мембранным чувствительнЕлм элементом, связанным с регулирующим органом, установленным между входным и выходным каналами 2j . Недостатком этого регулятора явл ется низкое быстродействие (неспосо ность быстро изменять количество го рючей смеси в соответствии с любыми изменениялш нагрузки двигателя), Цель изобретения - повышение быстродействия регулятора, Поставленная цель достигается те что в регуляторе давления газообраз ного топлива для двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус. между входной и выходной полостями которого установлен первый регулиру щий орган, связанный с первой мембраной, образующей с корпусом первую командную и рабочую полости, в выходной , пол ости установлены вторая мембрана, образующая вторую командную полость, и второй регулирующий орган, выполненный в виде расположе ного напротив второй мембраны перво го сопла в виде усеченного конуса, меньшее основание которого соединен с рабочей полостью первым каналом, соединенным через второй перпендику лярно расположенный к оси усеченног конуса канал, с выходной-полостью регулятора и через второе сопло, установленное соосно с вторым каналом, с промежуточной полостью, соединенной через пусковой вентиль, соединенный с устройством управления, с входной полостью, , Параллельно второй мембране на конце усеченного конуса установлен фланец. Первый регулирующий орган установлен в дополнительной полости, co диненной с выходной полостью и через дроссель с промежуточной полост Клапан первого регулирующего органа выполнен в виде установленной над седлом шайбы с кольцевой проточ кой, в которой установлен вилкообразный конец рычага, кинематически связанного с первой мембраной, причем шайба связана с пружиной. Пружина установлена на шарнирном элементе, Вторая командная полость соединена с всасывающим трубопроводом двигателя внутреннего сгорания. Устройство управления пускового вентиля выполнено в виде соленоида, соединенного с выходом схелы замедления, вход которой соединен через индуктивную или емкостную связь с высоковольтным проводником распределителя зажигания. На фиг, 1 показана схема регулятора; на фиг, 2 - дросселирующий орган; на фиг, 3 - электрическая схема системы зажигания. Регулятор содержит корпус 1, между входной 2 и выходной 3 полостями которого установлен первый регулирующий орган 4, связанный с первой мембраной 5, образующей о корпусом 1 первую командную 6 и рабочую 7 полости, установленные в выходной полости вторую мембрану 8, образующую вторую командную полость 9, и второй регулирующий орган, выполненный в виде расположенного напротив второй мембраны 8 первого сопла 10 в виде усеченного конуса, меньшее основание которого соединено с рабочей полостью 7 первым каналом 11, соединенным через второй перпендикулярно расположенный к оси усеченного конуса канал 12, с выходной полостью регулятора 3 и через второе сопло 13, установленное соосно с вторым каналом 12, с промежуточной полостью 14, соединенной через пусковой вентиль 15, соединенный с устройством управления 16, выполненным, например, в виде электромагнита, с входной полостью 2, Параллельно второй мембране 8 на конце первого сопла 10 может быть установлен фланец 17, Первый регулирующий орган 4 может быть установлен в дополнительной полости 18, соединенной с выходной полостью 3 и через дроссель 19 - с промежуточной полостью 14, Корпус 1 снабжен крышками 20 и 21, которые удерживают первую 5 и вторую 8 мембраны соответственно. Первая командная полость 6 посредством отверстия 22 в крышке 20 соединена с окружающей средой,, Вторая командная полость 9 посредством патрубка 23 в крышке 21 присоединяется к всасывающему трубопроводу двигателя внутреннего сгорания, причем таким образом, что во второй командной полости 9 создается давление, которое отличается от давления в выходной полости 3, В представленном примере патрубок 23 посредством воздуш ного фильтра, введенного во всасыва ющий трубопровод, можно соединить с последним. Выходная полость 3 посредством патрубка 24, поперечное се чение которого значительно больше, чем максимальное количество смеси, вытекающей из выходной полости 3, соединяется со всасывающим или питающим трубопроводом двигателя внут реннего сгорания, чтобы создать в выходной полости 3 давление, соотве ствующее эффективному давлению, что уменьшает нагрузочные потери и падение давления. Посредством третьего канала 25 выходная полость 3 сое диняется с выполненной в корпусе 1 дополнительной полостью 18. Первый регулирующий орган 4 имеет третье сопло 26, которое со своей стороны через входную полость 2 и присоедин тельный патрубок 27 соединено с источником горючего. Открытием отверстия третьего сопла 26 управляет запорный орган 28, который с помощь шарнира 29 з акрепленного -на рычаге 30, закрепленном посредством цапфы 31 в стенках дополнительной полости 18. На рычаг 30 воздействует пружина 32, управляющая положением запор ного органа 28, установленного на краю отверстия третьего сопла 26. Конец 33 рычага 30 работает совмест но со штоком 34, который скользит по направляющей внутри стенки допол нительной полости 18 и посредством пластины 35 соединяется с первой мембраной 5. Таким образом, перемещения мембраны 5, вызванные изменением давления в рабочей полости 7, посредством рычага 30 передаются за порному органу 28 для управления подачей горючего во всасывающий тру бопровод. Входная полость 2 посредством четвертого кангша 36 соединена с ка мерой 37, где скользит пусковой вен тиль 15, образующий запирающий орган, который посредством пружины 38 прижимается к седлу. Камера 37 при помощи пускового вентиля 15 соедине с промежуточной полостью 4. Дроссель 19, седло 39 которого соединен пятым каналом 40 с дополнительной . полостью 18, служит для ограничения подачи горючего, особенно при запуске или при чрезмерных перегрузках двигателя. На пусковом канале 15 закреплен стержень 41, который может управлят подачей горючей смеси. Пусковой вен тиль 15 используется в .особенности непосредственно перед запуском дви, гателя. Привод пускового вентиля 15 может управляться путем использования статического давления, которое следует за изменениями давления во .всасыв цощем трубопроводе двигателя, или путем применения тахометрического.-элемента, реагирующего на число оборотов двигателя, или путем применения электрического органа, связанного с зажиганием двигателя, что облегчает запуск двигателя, особенно при нагрузке, В этом случае вначале открывают пусковой вентиль 15, который в нормальных условиях остается закрытым посредством пружины 38, и горючее из промежуточной полости 14 через второе сопло 13 и седло 39 поступает во всасывающий трубопровод i двигателя, вследствие чего двигатель запускается. Сразу же после запуска двигатель начинает засасывать горючую смесь, причем открывается запорный сфган 28, благодаря чему продолжается подача смеси, На фиг, 2 показан первый регулирующий орган (преимущественный вариант исполнения), Третье сопло 26 имеет насадку 42, которая служит для регулирования и навернута на соответствующий трубообразный патрубок 43, жестко соединенный с корпусом 1 регулятора давления. На патрубке 43 предусмотрен вилкообразный рычаг 44, нижний конец 45 которого имеет сальник 46 и отверстие с резьбой. Сальник 46 полый и ввиду возможных колебаний снабжен небольшим упором 47 для пружины 32, свободный конец которой находится в контакте с запорным органом 28, работающим совместно с третьим соплом 26. В данном случае запорный орган 28 представляет собой шайбу с кольцевой проточкой 48, При прогибе изогнутого рычага 49 одновременном работает цапфа 31, которая удерживается вилкообразным рычагом 50, жестко связанным с вилкообразным рычагом 44. Такая конструкция обеспечивает уравновешивание рычага при определенной степени свободы, причем в такой мере, что смещения рычага 30 не оказывают никакого, воздействия на запорный орган 28 - вентиль, который равномерно выступает по чраю третьего сопла 26. Перемещение рычага 49 по часовой стрелке вызывает смещение запорного органа 28 против действия пружины 32 и образование зазора постоянной ширины относительно края третьего сопла 26, через который смесь поступает в дополнительную полость 18. На схеме (фиг. 3) показана бобина 51,, которая соединяется со свечой зажигания посредством высоковольтного проводника распределителя зажигания 52. Выход схемы замедления 53 соединен с обмоткой электромагнита 16. якорь которого кинематически связан со стержнем 41 вентиля 15. Питание замедлителя осуществляется через выключатель 54, который в случае автомобильного двигателя состоит из выключателя для стартера и зажигания. Замыкание выключателя 54 сообщает потенциал первому транзистору 55, база которого соединена, например, посредством индуктивной или емкостной связи 56 с высоковольтным проводником 52 бобины зажигания 51, Эмиттер транзистора 5.5 посредством сопротивления 57 соединен с транзисторами 58 и 59, которые совместно с диодами 60-62, емкостями 63 и 64 и сопротивлениями 65-67 управляют питанием обмотки электромагнита 16 ,, Благодаря электромагнит 16 за некоторый заранее заданный промежуТок времени до начала работы бобины Зажигания 51, т.е. до начала работы двигателя, получает питание и вследствие этого дальнейшее возбуждение за счет воздействия схекы 53.

Для запуска двигателя вначале замыкают выключатель 54, чтобы начЕШ . работать замедлитель, вследствие чего транзисторы 58 и 59 электромагнита. 16 получают питание в течение сэпределенного времени, например, в Течение 2 с, Горючее поступает из камеры 37 через второе сопло 13 и седло 39 в полости 3 и 18, во всасывающий трубопровод двигателя Запущенный двигатель продолжает работать, так как высокое напряжение через индуктивную или емкостную связь 56 воздействует на транзистор 55, который замыкает цепь питания .электромагнита 16, после отключения схемы электронного замедлителя.

При нормальной работе двигателя в выходной полости 3 создается некоторое разрежение, которое по первому каналу 11передается во входную полость 2 .и путем деформации первой мембраны 5 вызывает пропорциональное открытие запорного органа 28. Вытекающая из третьего сопла 26

0 смесь, выходящая затем через седло 39, создает в дополнительной полости 18 некоторое давление, под действием которого через третий канал 25 поступает дозируемое количество

5 горючего Выходящий из второго сопла 13 поток горючего поступает по соосно расположенному второму каналу 12 в первый кансш 11 и воздействует на мембрану 8. Этот поток в

-. той или иной степени делится между первым каналом II и выходной полостью 3. Деформация мембраны 8 происходит в результате разности давлений в полостях 3 и 9, которые в

с свою очередь соответствуют давлениям, предусмотренным во всасывающем трубопроводе над воздушным фильтром и под ним, Благодаря этому создаются наилучшие условия для питания двигателя: двигатель непосредственно реагирует на внезапную перегрузку, причем пропорционально этой перегрузке, а как только перегрузка заканчивается, снова восстанавливаются нормальный условия.

cpua.Z

-6Цсриг.З

1. РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ .ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус, между входной и выходной полостями которого установлен первый регулирующий орган, связанный с первой мембраной, образующей с корпусом первую командную и рабочую полости, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия регулятора, в выходной полости установлены вторая мембрана, образующая вторую командную полость, и второй регулирующий орган, выполненный в виде расположенного напротив второй мембраны первого сопла в виде усеченного конуса, меньшее основание которого соединено с рабочей полостью первым каналом, соединенным через второй перпендикулярно расположенный к оси усеченного конуса канал с выходной полостью регулятора1 и через второе сопло, установленное соосно с вторым каналом, с прокюзкуточной полостью, соединенной через пусковой вентиль, соединенный с устройством управления, с входной полостью. ; 2. Регулятор по п. 1, отличающий с.я тем, что, с целью снижения деформации второй мембраны, параллельно второй мембране на конце усеченного конуса установлен фланец. 3.Регулятор по пп. 1 и 2, о тлич ающийся тем, что первый регулирующий орган установлен в дополнительной полости, соединенной с выходной полостью и через дроссель с промежуточной полостью. 4.Регулятор по пп. 1 и 3, о тлич ающи йся тем, что клапан первого регулирующего органа выпап(У) нен в виде установленной над седлом шайбы с кольцевой проточкой, в которой установлен вилкообразный конец рычага, кинематически связанного с; первой мембраной, причем шайба связана с пружиной. 5.Регулятор по пп. 1-4, отличающийся тем, что пружина установлена на шарнирном элементе. 6.Регулятор по пп. 1-5, о т л и ч ающийся тем, что вторая ко мандная полость соединена с всасывающим трубопроводом двигателя внут4 реннего сгорания. 7.Регулятор по пп. 1-6, о т л ич ающи и ся тем, что устройство СО управления пускового вентиля выполнено в виде соленоида, соединенного с выходом схемы замедления, вход ко-торой соединен через индуктивную или емкостную связь с высоковольтным проводником распределителя зажигания.