Система подачи газового топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F02M21/02 

А- А

(Л

Изобретение позволяет повысить топливную экономичность системы путем улучшения смесеобразования. Регулятор стабилизированной подачи газа выполнен в виде кругового коллектора 31 с дозирующим окном 6 и канала предварительного смешивания, состоящего из трубки 25 с запорным клапаном 28 и седлом 26 с отверстиями 27, расположенными равномерно на его пояске. Трубка 25 сообщена с атмосферой, а отверстия 27 - с окном 6. Дроссельное устр-во выполнено в виде камеры смешивания с входным каналом и запорного дроссельного клапана, перекрывающего кольцевую щель топливного коллектора. Орган управления топ- ливоподачей м. б. на регуляторе стабилизированной подачи снабжен усеченным конусом или м. б. выполнен в виде пропорционального электромагнита постоянного тока. Необходимое соотнощение топливовоздуш- ной смеси на различных режимах работы двигателя обеспечивается профилем конуса в его связи с расходом воздуха, в частности с величиной угла открытия дроссельной заслонки или с высотой подъема клапана. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

31

11

30

4;: 4 4

сл

ел

фиг.З

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам подачи газового топлива в двигатель внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение топливной экономичности путем улучшения смесеобразования.

На фиг. 1 показан орган управления топ- ливоподачей с механическим приводом; на фиг. 2 - то же, с электрическим приводом; на фиг. 3 - канал предварительного смешивания газового топлива с воздухом, разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - устройство для подачи топлива и воздуха.

Система подачи топлива содержит регулятор стабилизированного расхода, канал 2 предварительного смешивания и орган 3 управления топливоподачей.

Регулятор 1 расхода состоит из корпуса 4 где между входным каналом 5 и каналом 2 предварительного смешивания выполнено окно 6, над которым установлена упругая пластина 7, один конец 8 которой закреплен на корпусе 4 винтом 9. Элемент настройки упругой пластины выполнен в виде плоской пружины 10, первый конец 11 которой закреплен винтом 12 относительно корпуса 4, а второй канал 13 связан с другим концом 14 упругой пластины 7. Плоская пружина 10 имеет возможность регулирования конца 13 микровинтом 15. Регулятор снабжен задат- чиком расхода, выполненным в виде толкателя 16, связанного с вторым концом 13 плоской пружины 10, а другой конец толкателя связан с органом 3 управления топливоподачей.

Орган 3 управления топливоподачей (фиг. 1) состоит из корпуса 17, укрепленного на корпусе 4 регулятора 1 стабилизированного расхода, в котором может перемещаться шток 18 с усеченным конусом 19, при этом на корпусе 4 выполнен уплотняющий силь- фонный узел 20, который одновременно связан с толкателем 16 и конусом 19.

Орган 3 управления топливоподачей (фиг. 2) содержит пропорциональный электромагнит постоянного тока, который состоит из корпуса 21, подвижного сердечника 22, нагрузочной пружины 23 и датчика 24 положения.

Канал предварительного смешивания (фиг. 3) состоит из трубки 25, в которой вы- полнено седло 26 с отверстиями 27, которые закрываются клапаном 28, который приводится в действие пневмомеханизмом 29, снабженным винтом 30 для регулировки хода клапана 28. В корпусе 4 регулятора 1 расхода выполнен круговой коллектор 31, который соединен с окном 6.

На фиг. 4 изображена возможная установка дозирующих устройств для подачи топлива и воздуха в двигатель. Такое выполнение включает в себя корпус 32, камеру 33 смешивания с входным каналом 34, дроссельный орган, выполненный в виде запорного дроссельного клапана 35, топлив

0

5

0

5

5

ный коллектор 36 с кольцевой щелью 37, перекрываемой клапаном 35. Дозирующее устройство 38 холостого хода соединено каналом 2 с входным каналом 39, а дозирующее устройство 40 рабочего режима соединено каналом 2 с коллектором 31. Канал предварительного смешивания снабжен входным патрубком 41. Система содержит патрубок 42 и воздушный обратный клапан 43.

Система работает следующим образом.

Газ, поступающий в устройство 40 от одноступенчатого редуктора под избыточным давлением 2,0 кгc/cм (в случае, когда устройство 40 выполнено с управляющим приводом расхода в виде конуса 19), входит в регулятор 1 стабилизированного расхода, где при изменении перепада давления чувствительный элемент (упругая пластина 7) таким образом изменяет площадь проходного отверстия (окна 6), что расход остается постоянным. Для достижения такого условия необходимо точно настроить регулятор 1 на стабилизацию расхода топлива. Это осуществляется передвижением пружинного привода (плоской пружины 10) вперед или назад в отношении окна 6 и сравнением расхода в двух точках, т. е. при большем и меньшем перепаде давления. Если расход при большем перепаде меньше, то привод смещается к окну 6, а если расход окажется больше, то отодвигается от окна 6. Настройка на стабилизацию расхода производится микровинтом 15, для чего в корпусе регулятора предусмотрено отверстие с резьбой, а у плоской пружины 10 отогнут один конец на 90°.

При достижении постоянства расхода при различных перепадах давления перемещением плоской пружины 10 обеспечивается изменение расхода рабочей без нару- щения его стабилизации.

В системе расход топлива на регуляторе стабилизированного расхода в зависимости от режима работы двигателя изменяется при помощи органа 3 управления, конус 19 которого воздействует на задатчик расхода через сильфонный узел 20. Орган 3 управления, выполненный в виде пропорционального электромагнита постоянного тока, непосредственно воздействует якорем на задатчик расхода и тем самым изменяет положение чувствительного элемента (упругой пластины 7) над окном 6 посредством пружинного привода плоской пружины 10.

Необходимое соотношение топливовоз- дущной смеси на различных режимах работы двигателя обеспечивается профилем конуса 19 в его связи с расходом воздуха, в частности с величиной угла открытия дроссельной заслонки или с высотой подъема клапана.

Переход с одного ви.аа калорийности газового топлива на другой производится на органе 3 управления топливоподачей, выполненным в виде конуса регулировочными вин0

0

0

5

тами со шкалой (не показаны), а на органе 3 управления топливоподачей, выполненным с пропорциональным электромагнитом током в его обмотке. Для этого начальный расход на регуляторе 1 расхода устанавливают больше или меньше в зависимости от калорий- носТи топлива.

При прокручивании коленчатого вала во впускном трубопроводе создается разрежение, которое передается по шлангам (не показаны) в патрубки 42 запорных кла- панов 28, н клапан открывается.

В дозирующем устройстве холостого хода топливо поступает в круговой коллектор 31, из которого по отверстиям 27 входит в канал предварительиого смешивания, где разбав- ляется всасываемым воздухом и поступает в камеру смешивания, а в дозируюшем устройстве 40 рабочего режима топливо входит в кольцевой коллектор дроссельного клапана 35, воздух поступает в дозируюшее устройство 38 холостого хода по шлангу (не показаны), через патрубок 41, а в дозирующем устройстве рабочего режима через обратный клапан 43, установленный на патрубке 41.

Расход воздуха через канал 2 устанавливают степенью открытия запорного клапана 28 при помощи винта 30.

В дозирующем устройстве холостого хода из-за отсутствия обратного воздушного клапана в канал 2 одновременно с топливом поступает всасываемый воздух, образовавшаяся горючая смесь из канала входит в камеру смешивания тангенциально, где дополнительно перемешивается и поступает в цилиндры двигателя.

Пуск холодного двигателя и его прогрев, а также работу на холостом ходу контроли- руют составом смеси.

Орган 3 управления топливоподачей имеет прямую связь с регулятором оборотов двигателя (не показано).

В момент пуска двигателя, т. е. при прокручивании коленчатого вала регулятор оборотов двигателя держит большой расход топлива на регуляторе расхода, чем требуется для работы непрогретого двигателя.

При увеличении частоты вращения регулятор оборотов, действуя иа орган 3, уменьшает подачу топлива и по мере прогрева двигателя из-за снижения на него нагрузки регулятор оборотов продолжает снижать расход топлива до полного прогрева двигателя, т. е. до -ностоянной нагрузки на двигатель при установленной частоте вращения коленчатого вала.

Возможно для более экономичной работы двигателя на холостом ходу управление расходом топлива и воздуха по сигналам режимных датчиков электронной системой управления.

В этом случае орган управления топливоподачей выполняется с пропорциональным электромагнитом постоянного тока, а вместо

5

0

0

5

5

0

0

5

0

регулировочного винта 30 на запорном клапане дозирующего устройства холостого хода устанавливается привод в виде шагового электродвигателя или пропорционального электромагнита.

В режиме работы двигателя на холостом ходу топливо, поступающее из дозатора рабочего режима в коллектор 36 дросс ельного клапана 35 через открытый запорный клапан 28 по каналу 2, находится в нем под давлением, равным давлению на входе в регулятор расхода, так как закрыт дроссельный клапан 35 и обратный клапан 43, т. е. отсутст вует расход топлнва.

При принятии нагрузки двигателем дрос.- сельный клапан 35 приоткрывают, и топливо, находясь в объеме коллектора 36, обогащает поступающий воздух в камеру 33 смешивания, при этом давлеиие в коллекторе 36 и в канале 2 предварительного смешивания быстро снижается, и обратный воздушный клапан 43 открывается, через который начинает поступать воздух в канал 2, разбавляя газовое топливо, и обогащенная смесь поступает в камеру 33 смешивания по отверстиям или из кольцевой щели 37, расположенных в наиболее узком месте клапана, т. е. на уплотняющем пояске седла клапана, где топливо захватывается входящим в камеру смешивания воздухом и разбавляется.

На рабочем режиме возможен также автоматический контроль состава смеси в зависимости от режима работы двигателя, который осуществляют органом управления топливоподачей, имеющим прямую связь посредством рычагов с дроссельным клапаном 35 и регулятором оборотов двигателя. При такой связи изменение режима работы двигателя приводит к изменению расхода топлива с соответствующим дросселирова- нием воздуха, поступающих в двигатель.

Конус может быть выполнен с участками возвышения и понижения, соответствующих режиму работы двигателя и виду регулирования.

Орган управления (фиг. 2), выполненный с пропорциональным электромагнитом постоянного тока и с датчиком положения, позволяет расширить диапазон входного давления в устройство, повысить гибкость обратной связи и применить электронную систему управления.

Формула изобретения

1

(

77

W 20

0

равномерно расположенные на пояске седла, сообщены с дозирующим окном.

фиг.1

U

/