Устройство для подачи газообразного топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК F02M21/04 

1

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к устройству газовоздушных смесителей и дозаторов двигателей, работающих на газообразном топливе.

Цель изобретения - повышение качества смесеобразования путем обеспечения регулировки характеристики дросселя.

На фиг. 1 представлено устройство, разрез по оси; на фиг. 2 - разрез А-А на

1.222879

На режимах частичных нагрузок происходит открытие дроссельной заслонки 3, при этом в смесительной камере 4 создается разрежение около 150-200 мм вод.ст., которое затем сохраняется в этих пределах на всех режимах работы двигателя, имея тенденцию к возрастанию по мере открытия дроссельной заслонки. Разрежение из смесительной камеры 4 через сквозные радиальные пазы и зазор 19 передается в полость

фиг. 1; на фиг. 3 - графики сопоставления 10 18 над мембраной 20. Так как в подмембфактического закона изменения состава смеси с оптимальным.

Устройство содержит корпус 1 с газовоздушным смесителем 2, дроссельная заслонка 3 которого размеш,ена в смесительной

ранной полости давление равно атмосферному, то мембрана 20 поднимает конус 14 и связанный с ней стойками 13 стакан 11 с тарельчатым клапаном 10 дозатора газа, который перемеш,ается в конической детали

камере 4, дозатор 5 газа, смонтированный - 9. Количество газа, поступаюш,его через дов крышке 6 и снабженный стержнем 7, и пневмопривод 8 подвижных элементов дозатора.

Дозатор снабжен дросселем переменного

затор, и количество воздуха, поступаюш.его через ш,ель между конусом 4 и цилиндрическим отверстием камеры, увеличиваются до тех пор, пока усилие разрежения ЛР уравсечения в виде неподвижной периферийной jo новешивается усилием пружины 21. конической детали 9 и размещенного в нейУвеличение размера щели между конуцентральноге тарельчатого клапана 10, при-сом 14 и отверстием смесительной камеры

крепленного при помощи стержня 7 к глу-приводит к восстановлению исходного уровхому дну стакана 11, в котором выполненыня разрежения 150-200 мм вод. ст. в смесквозные радиальные пазы 12. Стакан сое- сительной камере 4, в результате чего обес- динен вертикальными стойками 13 с усечен- 25 печиваются высокие скорости истечения воз- ным конусом 14, вершина которого размещена в цилиндрическом отверстии смесительной камеры 4. Для подвода газа в крыщ- ке 6 предусмотрен штуцер 15, а для подвода воздуха в корпусе выполнены окна 16,

духа и газа. Сквозные радиальные пазы в стакане 11 направляют газ в зону наибольших скоростей воздуха под углом 90° к направлению движения воздуха, что обеспечивает равномерное распределение газа по отделенные одно от другого стойками 17, рас- периметру смесительной камеры 4, что улучположенными по окружности. Полость 18 пневмопривода сообщена с полостью дозатора 5 через щель 19 и ограничена мембраной 20 и усеченным конусом 14. Мембрана 20 закреплена между крышкой корпуса 6 и корпусом 1, диапазон ее срабатывания определяется пружиной 21. В приемном угловом штуцере 15 газа установлен регулировочный винт 22, помещенный коническим торцом в отверстие перепуска газа через полость 18 и зазор 19 на холостом ходу.

Устройство работает следующим образом.

При работе двигателя в смесительной камере 4 образуется разрежение. Количество смеси, поступающей в цилиндры двигателя, регулируется положением дроссельной заслонки 3 и в зависимости от режима работы двигателя.

При неработающем двигателе дроссельная заслонка 3 находится в закрытом поло35

шает качество смещения смеси, ее гомогенизацию и равномерность распределения смеси по объему смесительной камеры, в результате чего повышается полнота сгорания смеси в двигателе и снижается выброс ток- сически-х веществ СО и СН. Выполнение дозатора газа в виде центрального тарельчатого клапана и периферийной конической детали позволяет повысить точность дозирования, которая не меняется в процессе

40 эксплуатации из-за отсутствия трущихся поверхностей в зоне дозирования топлива. Это также повышает экономичность и стабильность работы двигателя.

При дальнейшем открытии дроссельной заслонки 3 разрежение в смесительной- ка мере 4 увеличивается. Это приводит к подъему конуса 14 и связанного с ним тарельчатого клапана 10, в результате обеспечивается пропорциональное увеличение потока топлива и воздушного потока. Колебажении. Под действием пружины 21 усечен- ния разрежения 150-200 мм вод. ст. объясный конус 14 прижат к фланцу корпуса 1 и перекрывает доступ воздуха. Связанный с ним посредством стоек 13 и стакана 11 тарельчатый клапан 10 также находится в крайнем нижнем положении относительно конической детали 9 дросселя. Разрежение в смесительной камере 4 равно нулю, поэтому истечение газа через минимальный зазор между конической деталью 9 и тарельчатым клапаном 10 не происходит.

55

няются тем, что сила поджатия пружины 20 меняется, увеличивается по мере подъема мембраны 20. Это и вызывает повышение разрежения в смесительной камере 4, т.е. увеличение истечения топлива и воздуха. На режимах полных нагрузок, когда дроссельная заслонка 3 полностью открыта, разрежение в смесительной камере 4 максимально - 200 мм вод. ст., оно передается в полость 18 над мембраной, вызывая

1.222879

На режимах частичных нагрузок происходит открытие дроссельной заслонки 3, при этом в смесительной камере 4 создается разрежение около 150-200 мм вод.ст., которое затем сохраняется в этих пределах на всех режимах работы двигателя, имея тенденцию к возрастанию по мере открытия дроссельной заслонки. Разрежение из смесительной камеры 4 через сквозные радиальные пазы и зазор 19 передается в полость

18 над мембраной 20. Так как в подмембранной полости давление равно атмосферному, то мембрана 20 поднимает конус 14 и связанный с ней стойками 13 стакан 11 с тарельчатым клапаном 10 дозатора газа, который перемеш,ается в конической детали

9. Количество газа, поступаюш,его через дозатор, и количество воздуха, поступаюш.его через ш,ель между конусом 4 и цилиндрическим отверстием камеры, увеличиваются до тех пор, пока усилие разрежения ЛР урав новешивается усилием пружины 21. Увеличение размера щели между кону

шает качество смещения смеси, ее гомогенизацию и равномерность распределения смеси по объему смесительной камеры, в результате чего повышается полнота сгорания смеси в двигателе и снижается выброс ток- сически-х веществ СО и СН. Выполнение дозатора газа в виде центрального тарельчатого клапана и периферийной конической детали позволяет повысить точность дозирования, которая не меняется в процессе

эксплуатации из-за отсутствия трущихся поверхностей в зоне дозирования топлива. Это также повышает экономичность и стабильность работы двигателя.

При дальнейшем открытии дроссельной заслонки 3 разрежение в смесительной- камере 4 увеличивается. Это приводит к подъему конуса 14 и связанного с ним тарельчатого клапана 10, в результате обеспечивается пропорциональное увеличение потока топлива и воздушного потока. Колебания разрежения 150-200 мм вод. ст. объяс

няются тем, что сила поджатия пружины 20 меняется, увеличивается по мере подъема мембраны 20. Это и вызывает повышение разрежения в смесительной камере 4, т.е. увеличение истечения топлива и воздуха. На режимах полных нагрузок, когда дроссельная заслонка 3 полностью открыта, разрежение в смесительной камере 4 максимально - 200 мм вод. ст., оно передается в полость 18 над мембраной, вызывая

максимальное поднятие усеченного конуса 14 и тарельчатого клапана 10. Это вызывает увеличение скорости и количества воздуха и газа, что обеспечивает цаибольшую для данного режима мощность, образуется мощност- ной состав смеси при хорошей ее гомогенизации, что позволяет равномерно распределить топливо по цилиндрам, улучшить полноту сгорания, повысиь экономичность и снизить токсичность двигателя.

Кроме того, при полной нагрузке тарельчатый клапан 10 выходит за пределы конической детали 9, что обеспечивает дополнительный приток газа, повышая содержание газа в топливной смеси, т.е. обеспечивая обогатительный экономайзерный эффект.

На всех режимах работы двигателя давление газа на входе в дозатор соответствует атмосферному, а течение и воздуха, и газа происходит под действием одинакового перепада давлений. Состав смеси сх определяется отношением площади сечения FB (фиг. 2), регулируемой перемещением усеченного конуса 14,к площади сечения, регулируемой газовым дозатором fr (фиг. 2): (FB/f,).

Предлагаемое устройство обеспечивает параболический закон изменения площади сечения обоих дозаторов: для воздуха - выпуклый, для газа - вогнутый (фиг. 3). Только такое сочетание их характеристик в зависимости от высоты подъема h и соответственно расхода смеси GCM позволяет получить фактическое регулирование состава смеси аф, которое укладывается в поле аопт допуска оптимального закона регулирования состава смеси аопт. Это возможно только при выполнении сочетания дозатора газа и воздуха в виде пары центральный тарельчатый клапан - периферийная коническая деталь, и усеченный конус, помещенный в цилиндрическое отверстие.

Кроме того, выполнение дозатора газа со сменной конической деталью дросселя переменного сечения позволяет повысить точность дозирования и стабильность топливной смеси на всех режимах работы двигателя за счет простоты конструкции, воспроизводимости при массовом производстве, возможности коррекции начальной установки. Точность дозирования и стабильность топливной смеси повышают экономичность двигателя и снижают токсичность отработавших газов.

f- fr

anr

фиг.З