Устройство для подачи газа в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК F02M21/04 

II У..

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для подачи газа в двигатель внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение точности дозирования газа в двигатель внутреннего сгорания.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для подачи газа в двигатель внутреннего сгорания.

Устройство для подачи газа в двигатель внутреннего сгорания состоит из редуктора-испарителя 1, подающего газ в регулятор 2 давления газа, соединенный газоподводя- щим каналом 3 через газовый жиклер 4 со смесителем 5, расположенным до бензинового карбюратора 6 с последовательным открытием дроссельных заслонок 7 и 8, имеющего диффузоры 9 и 10. Карбюратор 6 установлен на впускном тру,бог1роводе 11 двигателя, который как и диффузоры 9 и 10 через управляющие жиклеры 12, 13 и 14 соединен с формирователем разрежения 15. Проходное сечение у жиклеров 12 и 13- постоянно, а у жиклера 14 может регулироваться винтом 16.

Газовый редуктор-исп аритель 1 осуществляет предварительную стабилизацию давления газа на входе в регулятор 2 давления. Вторая ступень редуцирования газа в регуляторе давления содержит дозирующий клапан 17, перемещаемый подпружиненный мембраной 18 в зависимости от давления газа в полости 19, создаваемого пневмоусилителем 20.

Пнезмоусилитель 20 представляет собой клапан 21, перемещаемый между двумя седлами 22 и 23 посредством преобра зова- теля давления 24, содержащего мембраны 25 и 26, соединенные штоком 27. скользящим в центральном отверстии перегорс/./и 28 Подмембранная полость 29 является входной и соединена с формирователем разрежения 15, надмембранные полости 30 и 31 соединены с атмосферой, а полость 32 является выходной и соединена с полостью 33 второй ступени редуцирования каналом

34,

Предлагаемое устройство для подзчи газа в двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

Газ из редуктора-испарителя 1 поступает к дозирующему клапану 17 второй ступени редуцирования и к пневмоусилителю 20 В исходном состоянии клапан 21 прижат к седлу 22 и давление в полости 19 максимально и равно давлению газа на выходе из редуктора-испарителя. Это давление держит клапан 17 закрытым.

При работе двигателя формирователь разрежения обьединяет разрежения, поступающие в него из диффузоров 9 и 10 и впускного трубопровода 11 через жиклеры 12, 13,14. Соотношение размеров жи леров 12, 13, 14 определяет величину формируемого разрежения, передающегося в полость 29 преобразователя 24 давления. Это разрежение создает на мембране 25 усилие, которое через шток 27 и мембрану 26 передается на клапан 21, перемещая его, В зависимости от 0 положения клапана 21 между седлами 22 и 23 давление в полости 19 уменьшается на определенную величину и клапан 17 открывается до тех пор, пока давление газа на выходе из редуктора давления в полости 33 5 и в полости 32 не создаст-на мембране 26 усилия, равного усилию на мембрана 25, и остановит перемещение клапана 21.

.Таким образом, преобразователь 24 давления преобразует разрежение, посту- 0 пающее в полость 29, в избыточное давление в полости 32. Газ под этим давлением из выходной полости 33 второй ступени редуцирования по каналу 3 через газовый жиклер 4 подается в смеситель 5, где 5 смешивается с потоком воздуха, поступающего в карбюратор 6. Подобное расположе- .ние смесителя 5 позволяет наилучшим образом организовать смешение, что повышает гомогенизацию смеси, равномерность 30 распределения ее по цилиндрам,зкономич- ность двигателя и снижает токсичность отработавших газов.

Регулятор.давления изменяет выходное давление газа по сигналам, заданным фор- 35 мирователем разрежения. Состав смеси, поступающей в двигатель, полностью опре- дв яйтся Б: личь чой разрежения, передава- et- Oro в полость 29 из формирователя разражвния 15.

40На, режимах полных нагрузок открыты

обе дроссельные заслонки 7 и 8, разрежения 8 обоих диффузорах одинаковые и достигают r.ia ксимальных значений. Соответственно, разрежение, созданное 45 формирователем 15 и передаваемое к преобразователю давления 24, тоже максимально, что обеспечивает максимально возможный-расход газа, Состав смеси на этом режиме огфеделязтся сечением газо- 50 эого жиклера 4, сечением диффузоров карбюратора и свойствами газа

i-bUa.,

/li Irf, I /ЗУ

где Lo - стехиометрический.коэффициент дЛя данного газа:

«м - коэффициент избытка воздуха, обеспечивающий мощностной состав смеси;

jAd коэффициент расхода диффузоров; F9- суммарная площадь сечения диффузоров карбюратора;

/М - коэффициент расхода газового жиклера 4;

F/j - площадь сечения газового жиклера 4;

- плотность смеси; РГ - плотность газа. На режимах частичных нагрузок дроссельная заслонка 8 закрыта, а дроссельная заслонка 7 открыта. Разрежение, поступающее в формирователь 15 из диффузора 9, ослабляется поступлением смеси из диффузора 10. Степень ослабления определяется отношением площадей сечений жиклеров 12 и 13 и выбирается, исходя из необходимой степени обеднения смеси при переходе с полных нагрузок к частичным.

1 +ио:э 1 + LO «м

.ifTTiN

2 I |Fi2J

где LO - стехиометрический коэффициент;

сХэ - коэффициент избытка воздуха, обеспечивающий экономичный состав смеси;

CZfH - коэффициент избытка воздуха, обеспечивающий мощностной состав смеси;

Fi3 - площадь сечения жиклера 13;

Fi2 - площадь сечения жиклера 12.

Для повышения разрежения в формиро- ва - еле на режимах холостого ход введен третий жиклер 14, сечение которого можно регулировать винтом 16. При работе двигателя на холостом ходу этим винтом осуществляется регулировка состава смеси с позицией устойчивости работы и выбросов токсичных веществ. Суммарное разрежение в полости 29 на этом режиме достигает 30-40 Па. На рабочих режимах под нагрузкой жиклер 14 не оказывает заметного влияния ввиду малости своего проходного сечения.

Введение регулятора давления позволяет разделить управляющие и дозирующие элементы системы. Этим обеспечивается возможность оптимального регулирования состава смеси на всех режимах работы двигателя, повышение точности дозирования гага, плавность характеристик регулирования, что устраняет гфовалы в работе дви- гатпля. Абсолютные размеры управляющих жиклеров могут быть различными и не влияют на состав и распределение смеси.

Преобразователь давления, создающий избыточное давление газа на выходе регулятора давления позволяет расположить

смеситель в любом удобном месте до карбюратора по движению воздуха и организовать смешение заранее. Тем самым повышается гомогенизация смеси, равно- 5 мерность ее, распределения по цилиндрам, а, следовательно, повышается экономичность двигателя и снижается токсичность отработавших газов. Такое расположение смесителя снимает с него ограничения по

0 габаритам, позволяет выполнить его оптимальным с точки зрения конструктивного исполнения.

Введение в регулятор давления пнёвмо- усилителя улучшает чувствительность сис5 темы и точность поддержания заданного давления газа. Это повышает стабильность расхода газа и соответственно работы двигателя, особенно на режимах холостого хода и пуска. При этом повышается точность сле0 жения расхода газа за расходом воздуха и скорость его изменения при резком изменении расхода воздуха.

Формула изобретения

1. Устройство для подачи газа в двига5 тель внутреннего сгорания, содержащее двухкамерный карбюратор-смеситель с последовательным открытием дроссельных заслонок, установленный на впускном трубопроводе двигателя и снабженный блоком

0 диффузоров, блоком смесительных камер и газовым смесителем, двухступенчатый редуктор-испаритель и регулятор давления, подключенный к редуктору-испарителю, отличающееся тем, что с целью повышения

5 точности дозирования газа, устройство снабжено пневмоусилителем. преобразова- . телем давления с сходом и выходом и формирователем разрежения, вьшолненным в виде камеры с двумя жиклерами постоялно0 го сечения и одним - с регупируемым сечением и снабженным выходным патрубком. причем пневмоусилитель сообщен с редуктором-испарителем и второй ступенью регулятора давления, формирователь

5 разрежения подключен через жиклеры постоянного сечения к каждому из диффузоров карбюратора и через жиклер с регулируемым сечением к впускному трубопроводу, а его выходной патрубок - к вхо0 ду преобразователя давления, выход которого последовательно соединен с второй ступенью регулятора давления и газовым смесителем.

2. Устройство по П.1. о т л и ч а ю щ е е5 с я тем, что пневмоусилитель выполнен в виде камеры с двумя седлами и двухседель- ного перекидного клапана, причем через первое седло камера сообщена с редуктором-испарителем, а через второе - с второй ступенью регулятора давления.

716171778

3. Устройствопр П.1, отл ич а ющее-мембранами, соединенными между собой

с я тем, что преобразователь давления вы-при помощи штока, установленного с возполнен в виде двух смежных камер, разде-можностью перемещения в центральном отленных неподвижной перегородкой сверстиии перегородки,

центральным отверстием и снабженных5

Изобретение позволяет повысить точность дозирования газа. Устройство состоит из редуктора-испарителя 1, регулятора 2 давления газа, соединенного газоотводящим калалом 3 через газовый жиклер 4 со смесителем 5. Карбюратор 6 установлен на впускном трубопроводе 11 двигателя и через управляющие жиклеры 12, 13 и 14 соединен с формирователем 15 разрежения. Редуктор-испаритель 1 осуществляет стабилизацию давления газа на входе в регулятор 2 давления. Вторая ступень редуцирования газа в регуляторе давления содержит дозирующий клапан 17, перемещаемый подпружиненной мембраной 18 в зависимости от давления газа в полости 19, создаваемого пневмоусилителем 20. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.