Система подачи сжиженного газа в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F02M21/02 

стие, через которое оп подключен к входу испарителя. В выходнрм патрубке газ11ф1гкатора установлен ЭК 8 с целью питаи.ия. К ЭК 3, 5, 8 подключен электромагнитный регулятор 2, Последпи выполнен э виде резис- торного моста с целью обратной свя1

Изобретение относится к машине- строению, в частности к системам питания газовых двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение надежности работы системы подачи сжиженного газа для двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема системы подачи сжиженного газа, на фиг. 2 - электрическая схема регулятора давления и переключателя.

Изотермический криогенньй баллон

1имеет трубопровод 2 с электромагнитным клапаном 3 и трубопровод

с электромагнитным-клапаном 5 для подачи соответственно жидкой и паровой фаз газа в испаритель 6, контур повышения давления в баллоне 1 с газификатором 7 и электромагнитным клапаном 8, предохранительньм кл&- пан 9 и заправочное устройство 10 для наполнения баллона 1 сжиженным газом и отвода при этом паровой его фазы. Электромагнитные клапаны 3 и 5 установлены в трубопроводах

2и 4 таким образом, что полость 11 над запорным органом 12 сообщена

с баллоном 1, а к отверстию в седле 13 клапана подключен вход рителя 6,

Испаритель 6 соединен трубопроводом 14 с редуктором 15 давления, содержащим разгрузочное устройство (не показало) и жидкостной подогреватель. 16 газа, подключенный к citc- теме охла кдения двигателя 17. Вьп;од редуктора 15 через дозирующий дроссель 18 соединен с газовым Смесителем 19, устаиовленным на впускном трубопр воде 20 двигателя 17.,

зи и управляется по сигналу от датчика давления. При изменении режима работы поддерживается постоянное давление пе1)ед газодозирующей аппаратурой. Создается стабильный состав газовоздушной смеси, 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

С трубопроводом 14 соединен датчик 21 давления, содержащий мембранный элемент 22, кинематически связанный с потенциометром 23, подкяю ченным к регулятору 24.

Регулятор давления содержит чувствительный к давлению резистивный мост, образованный резисторами 25 и 26, потенциометром 23 датчика 21

и последовательно соединенные основное 27 и добавочное 28 сопротивления. Входная диагональ моста соединена с источником электрического тока. Выходная диагональ мдста соединена

с линией 29 питания. В выходную диагональ моста включен балансный усилитель, содержаш 1й транзисторы 30 и 31 и оконечНьш каскад на транзисторе 32, в коллекторную цепь которого включена обмотка исполнительного реле 33, снабженного нормально замкнутыми контактами 34 и первой 35 и второй 36 парами норf. мально разомкнутых контактов.

Регулятор 24 содержит цепь 37 обратной связи, соединяющую диагональ моста с линией 29 питания через Q контакты 34 реле 33 резистор 38 и диод 39. Необходимая зона между моментами включения и выключения реле 33 устанавливается при помощи резистора 38. Диод 39 служит для предупреждения шунтирования сопро- тивлений 27 и 28 в результате подачи сигнала через обмотку электромагнитного клапана 5 и цепь 37 обратной связи. Гасящий резистор 40 ог раничивает возрастание обратного

0напряжения на переходах база - эмиттер транзисторов 31 и 32 при обрьше или коротком замыкании цепи потенциометра 23 датчика давления. Обмот3

ка реле 33 шунтируется диодам, предохраняющим транзистором 32 от пробоя в момент его запирания.

Электромагнитные клапаны 3, 5 и 8 соединены с электронным регуля- тором 24 давления через переключатель 41, выполненный в виде реле 42 с обмоткой, имеющего нормально замкнутые контакты 43 и 44 и нормално разомкнутые контакты 45 и 46, Электромагнитные клапаны 3, 5 и 8 имеют цепи питания соответственно 47, 48 и 49.

Обмотка реле 42 соединена с цепь 47 питания электромагнитного клапа- на 3 подачи жидкой фазы, а контакты 45 включены параллельно добавочному настроечному сопротивлению 28 в одном из плеч моста.

Цепь 47 электромагнитного клапа- на 3 подключена к линии 29 питания через параллельно соединенные контакты 36 реле 33 и контакты 44 реле 42. Цепь 48 питания электромагнитного клапана 5 подачи паровой фазы подключена к линии 29 питания через последовательно соединенные контакты 34 реле 33 и контакты 46 реле 42, а цепь 49 электромагнитного клапана 8 контура повышения давлени в баллоне подключена к линии 29 через последовательно соединенные контакты 35 реле 33 и контакты 43 реле 42.

Линия 29 питания регулятора 24 давления подключена к источнику электрического тока через включател 50 -зажигания и нормально разомкнутые контакты 51 дополнительного, реле 52, обмотка 53 которого соединена с включателем 54 электрическог стартера двигателя 17.

Нормально замкнутые контакты 55 реле 52 подключены к цепи 48 питани электромагнитного клапана 5 подачи паровой фазы параллельно контактам

34 реле 33.

I . .

Система работает следующим образом.

При запуске двигателя через включатель 54 электрического стартера напряжение подается на обмотку 53 дополнительного реле 52, которое котактами 51 отключает от источника электрического тока линию 29 питания регулятора 24 давления и через контакты 55 подает питание в цепь 4 электромагнитного клапана 5, обеспечивая подачу в двигатель паровой фазы независимо от величины давлени в системе. После выключения электрического стартера реле 52 отключает питание цепи 48 э аектромагнитного клапана 5 и подает напряжение ка регулятор 24, который осуществляет управление электромагнитными клапанми 3, 5 и 8 в зависимости от величины давления газа перед датчиком 21.

В случае запуска двигателя после длительного перерыва в работе системы, когда давление в системе значительно превышает рабочее значение, сопрбтивление потенциометра 23 датчика 21-ниже, чем при рабочем давлении. При этом транзистор 31 открыт отрицательным потенциалом базы по отношению к эмиттеру, а транзистор 30 закрыт. Транзистор 32 также открыт и цепь питания исполнительного реле 33 замкнута. Контакты 35 и 36 реле размыкаются и отключают питание цепей 47 и 49 электромагнитных клапанов 3 и 8 и обмотки реле 42, а контакты 34 этого реле подают на пряжение на цепь 48 электромагнитного клапана 5 и в цепь 37 обратной связи, чем достигается включение и выключение реле 33 при различных значениях давления, что исключает ВОЗМОЖНОСТЬ возникновения автоколебательного режима и обеспечивает устойчивую работу системы.

Таким образом, если давление пе- ред датчиком 21 превышает рабочее значение, в двигатель через электромагнитный клапан 5 из баллона продолжает подаваться паровая фаза, что приводит к быстрому понижению давления в баллоне.

При снижении давления до рабочего значения сопротивление потенциометра 23 возрастает, транзистор 30 открывается, а транзисторы 31 и 32 закрываются и реле 33, включенное в цепь коллектора, отключается. Контакты 34 -прекращают подачу напряжения на цепь 49 электромагнитного клапана 5, а контакты 35 и 36 подключают к линии 29 питания цепи 47 и 49, При этом подается напряжение на обмотку реле 42 переключателя 41. Контакты 44 переключателя 41 включают на самопитание обмотку 42 и цепь 47 электромагнитного клапана 3 подачи жидкой фазы, а контакты 45 размыкаются и включают в плечо моста добавочное сопротивление 28, что

приводит к перенастройке мостовой схемы на переключение реле 33 при более низком уровне давлений.

Контакты 46 переключателя 41 размыкают цепь 48 питания электромагнитного клапана 5 подачи паровой фазы, а контакты 43 замыкают цепь 49 питания электромагнитного клапан 8 в контуре повышения давления в баллоне.

Таким образом, после достижения рабочего значения давления в системе из баллона через электромагнитный клапан 3 в испаритель 6 подается жидкая фаза газа, которая в нем испаряется и частично подогревается за счет тепла окружающей среды или отработавших газов двигателя.

Если перед запуском двигателя давление в системе близко к рабочему значению, то после выключения электрического стартера и реле 52 регулятор давления откроет электромагнитный клапан 3 для подачи из баллона 1 в испаритель 6 жидкой фазы газа.

При длительной работе системы с максимальной подачей газа величина давления в баллоне 1 может опуститься ниже рабочего значения. В этом случае по сигналу датчика 21 регулятор давления.через реле 33 и переключатель 41 подает питание на обмотку электромагнитного клапана 8, что открьшает циркуляцию в контуре и.вызывает повышение давления в баллоне в результате испарения некоторого количества жидкой фазы .в газификаторе 7 контура. После повышения давления в системе до рабочего значения регулятор 24 прекратит подачу напряжения на электромагнитный клапан 8 и выключит контур из работы.

Таким образом, переключатель 41, включаемый при переводе системы на подачу жидкой фазы, производит пере- ,настройку мостовой схемы рег.улято- ра 24 на более низкий уровень давления , переключает реле 33 на управление электромагнитным клапаном 8 в контуре повышения давления в баллоне 1 и одновременно изменяет программу воздействия на электромагнит- Hbrii клапан 8, При управлении электро магнитньм клапаном 5 регулятор 24 через реле 33 открывает его при возрастании давления вьппе рабочего зна

15

2817166

чения. При управлении электромагнитным клапаном 8 регулятор 24 давления через реле 33 открывает его в случае снижения давления ниже рабочего зна5 чения. .

При переключении реле 33 на управление электромагнитным клапаном 8 его контакты 34 в этом случае также продолжают воздействовать на

0 цепь 37 обратной связи, обеспечивая включение и выключение реле при различных значениях давления, определяемых величиной резистора 38, чем достигается устойчивая работа системы.

Указанное взаимодействие описанных элементов обеспечивает стабильную и надежную работу системы подачи сжиженного природного газа путем регулирования давления в криогенном баллоне, открытия электромагнитного клапана 5 и подачи через него в двигатель паровой фазы в случае повышения давления выше рабочего значения или открытия электромагнитного клапана 8 и включения контура повышения в случае понижения давления ниже рабочего значения. При этом обеспечивается управление тремя элек-30 тромагнитными клапанами системы с необходимой зоной между моментами их включения и выключения. В результате на всех режимах работы двигателя перед газодозирующей аппаратуро й

35 поддерживается постоянное давление, равное рабочему значению, и тем самым обеспечивается стабильность и надежность работы системы.

20

25

При выключении зажигания двигателя прекращается питание электромагнитных клапанов 3, 5 и 8 и все они устанавливаются в закрытом положении. После остановки двигателя разряжение в его впускном трубопроводе отсутствует, и разгрузочное устройство закры- вает клапан выходной ступени редук- тора. Участок газового тракта между электромагнитными клапанами 3 и 5 и редуктором 15, включающий испаритель 6, становится замкнутым объемом, частично заполненньм сжиженным газом. По мере испарения газа давление в указанном объеме возрастает, и когда он превысит давление в баллоне, электромагнитные клапаны, действующие как дублирующие друг друга обратные клапаны, перепускают газ из испарителя в баллон, обеспечивая защиту испарителя, датчика давления.и газового редуктора от перегрузки по давлению.

Таким образом, благодаря тому, что электромагнитные клапаны подачи паровой и жидкой фазы и дополнительный электромагнитный клапан в контуре повышения давления связаны через переключатель с электронным регулятором давления и подключенным к нему датчиком давления, на всех режимах работы поддерживается постоянное давление перед газодозирующей аппаратурой, что обеспечивает оптимальный состав газовоздушной смеси, стабильную и надежную работу всей системы подачи сжиженного газа в двигатель внутреннего сгорания.

Такое конструктивное выполнение системы подачи сжиженного природног газа обеспечивает повьппение надеж- ности ее работы.

Формула изобретения

1,Система подачи сжиженного газ в двигатель внутреннего сгорания, содержащая изотермический баллон с подсоединенными к нему трубопроводами подачи жидкой и паровой фазы газа, в каждом из которых размещен соответствующий электромагнитньш клпан подачи жидкой и паровой фазы, имеющий запорный орган и седло, уп- равляемый датчиком давления газа и подключенный к входу испарителя, вход которого связан трубопроводом

с редуктором давления, подключенным к газовому смесителю двигателя, и контур для повышения давления в баллоне с газификатором, имеющим входной и выходной патрубки, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, система снабжена дополнительным электромагнитным клапаном с цепью питания, установленным в выходном патрубке газификатора, и электронным регуля- .тором давления с переключателем, подключенным к электромагнитным клапанам подачи жидкой и паровой фаз и к дополнительному электромагнитному клапану.

2.Система подачи по п. 1, о т- личающаяс-я тем, что электронный регулятор давления выполнен в виде резистивного моста с цепью

281716«

обратной связи, в одно из плеч которого включен выход датчика давления, основного и добавочного настроечного сопротивлений, балансного усили5 теля и связанного с последним исполнительным реле с первой и второй парами нормально разомкнутых контактов и с нормально замкнутыми контактами, а переключатель выполнен в ви 0 де реле с обмоткой, подключенной к цепи питания электромагнитного клапана подачи жидкой фазы, двух пар нормально замкнутых контактов, одна из которых включена параллель 5 но до Ьавочному настроечному сопротивлению резистивного моста, а вторая включена в цепь питания электромагнитного клапана подачи паровой фазы последовательно с нормально замкну20 тыми контактами исполнительного реле, и двух пар.нормально разомкнутых контактов, первая из .которых включена в цепь питания дополнительного электромагнитного клапана последовательно с первой парой нормально разомкнутых контактов исполнительного реле, а вторая пара нормально разомкнутых контактов переключателя включена в цепь питания электромаг30 нитного клапана подачи жидкой фазы параллельно второй паре нормально разомкнутых контактов исполнительного реле, причем к цепи питания электромагнитного клапана подачи па35 ровой фазы между нормально замкнутыми контактами исполнительного реле и второй парой нормально разомкнутых контактов переключателя подключена цепь обратной связи резистивного моста.

40

3.Система подачи по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным реле,

45 обмотка которого имеет выводы для подключения к стартеру двигателя, с .нормально разомкнутыми контактами, подключенными к цепи обратной связи резистивного моста, и с нормально

50 разомкнутыми контактами, подключенными к цепи питания электромагнитных клапанов.

4.Система подачи по п. 1, отличающаяся тем, что каждый

55 из электромагнитных клапанов подачи жидкой и паровой фаз имеет отверстие в седле, через которое он подключен к входу испарителя.

fj

Редактор А.Шандор

Составитель В.Ерохов Техред И,Попович

Заказ 7235/27 Тираж 503 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и--о 1 крытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

I

Производственно-полиграфические предприятие, г. Ужгород, ул Проектная, 4

ф1/г.2

Корректор М.Демчик

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить надежность работы системы подачи сжиженного газа. Система содержит изотермический баллон с трубопроводами жидкой и паровой фаз, S3 каждом из которых размещен соответствующий электромагнитный клапан (эк), в седле которого имеется отвер(Л CZ ю Оо (puf.t