Газовая система питания для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02M21/04 F02M13/08 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам питания для газового двигателя внутреннего сгорания.

Известна система питания для газового двигателя внутреннего сгорания, содержащая газовый баллон с групповым предохранительным клапаном, последовательно соединенный трубопроводами с переключающим электромагнитным газовым клапаном газового фильтра, испарителем и редуктором высокого давления, пусковой электромагнитный клапан, смеситель с дозатором газа, карбюратор со смесительной камерой и дроссельной заслонкой с приводом, электромагнитный бензиновый клапан, соединенный трубопроводом с карбюратором, переключатель вида топлива, включенный электрической цепью управления с электромагнитным бензиновым

и газовым клапанами в замок зажигания, а через выключатель пуска - в цепь стартера 1

Однако процесс смесеобразования в данной системе питания не соответствует требованиям при работе двигателя на различных режимах, поэтому такие эксплуата- ционные качества двигателя как устойчивость работы на холостом ходу, надежность запуска, приемистость и экономичность расхода топлива недостаточны.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств систем питания для газового двигателя внутреннего сгорания

Поставленная цель достигается тем, что система снабжена датчиком оборотов коленчатого вала и нелинейным элементом дозирования газа с приводом, выполненным в

2

О VI

N

Јь

виде полого цилиндра с дросселирующим каналом, размещенным со стороны смесительной камеры и подпружиненного со стороны привода дроссельной заслонки штока, размещенного в дросселирующем канале с возможностью перемещения вдоль его оси, нелинейный элемент выполнен в виде рычага и профильной опоры, причем шток кинематически связан через нелинейный элемент и тягу с дроссельной заслонкой, привод дозатора газа связан с датчиком оборотов, а пусковой электромагнитный клапан через выключатель пуска стартера - с замком зажигания.

На фиг. 1 представлена принципиаль- ная схема системы питания для газового двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - схема смесителя с дозатором газа; на фиг. 3 - нагрузочная характеристика двигателя внутреннего сгорания.

Система питания (фиг, 1) содержит газовый баллон 1 с групповым предохранительным клапаном 2, последовательно соединенный трубопроводами с электромагнитным клапаном 3, выполненным со- вместно с газовым фильтром 4, испарителем 5 и редуктором 6 высокого давления, пусковой электромагнитный клапан 7, карбюратор 8 с дроссельной заслонкой 9, смеситель 10 с дозатором 11 газа, который через пусковой электромагнитный клапан 3 газопроводами соединен с редуктором 6 высокого давления, а посредством тяг и нелинейного элемента 12 механически связан с дроссельной заслонкой 9 карбюратора 8, педаль 13 акселератора, механически связанная с дроссельной заслонкой карбюратора, электромагнитный бензоклапан 14, бензопроводом связанный с карбюратором, контактный замок 15 зажигания, акку- мулятор 16, переключатель 17 вида топлива, электрически связанный с электромагнитным газовым клапаном 3 и электромагнитным бензоклапаном 14, а через контактный замок 15 зажигания - аккумулятором 16, выключатель 18 пуска стартера, электрически связанный с контактным замком 15 зажигания и пусковым электромагнитным клапаном 7, выключатель 19 и датчик 20 оборотов, электрически соединенный с пус- ковым электромагнитным клапаном 7 и генератором 21.

Смеситель 10 с дозатором 11 газа (фиг, 2) содержит смесительную камеру 22, распылитель 23, подпружиненный пружиной 24, распылитель 23 выполнен в виде полого цилиндра со щелевой прорезью 25 со стороны смесительной камеры 22, штока 26, подпружиненного пружиной 27, шток 26 упирается в подпружиненный распылитель

23 и посредством нелинейного элемента, выполненного в виде рычага 28, опирающегося на профильную опору 29, и тяги 30 механически связан с дроссельной заслонкой 9 карбюратора 8.

В случае применения экономайзера в карбюраторных двигателях или обогатителя смеси в газовых двигателях при приближении дроссельной заслонки к полному ее открытию горючая смесь обогащается, В результате этого прирост мощности двигателя сопровождается ухудшением его экономичности.

В качестве примера (фиг. 3) показаны нагрузочные характеристики двигателя легкового автомобиля, в том числе нелинейная зависимость 31 часового расхода топлива (Ст) и коэффициент 32 избытка воздуха а

Система питания для газового двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

При включении переключателя 17 вида топлива в положение Газ электромагнитный газовый клапан 3 не допускает поступление бензина в карбюратор 8. При этом, если с помощью контактного замка 15 включено зажигание, то электромагнитный газовый клапан 3 открывает поступление жидкого газа. Жидкий газ из газового баллона 1 по трубопроводам через открытый клапан 3 и газовый фильтр 4 поступает в испаритель 5. Испарение газа с испарителе 5 происходит благодаря его подогреву, например горячей жидкостью системы охлаждения двигателя. После испарения газ поступает в редуктор 6 высокого давления, который является стабилизатором давления газа, т.е. избыточное давление газа на выходе поддерживается постоянным.

При неработающем двигателе питание пускового электромагнитного клапана 7 отсутствует и он перекрывает поступление газа в смеситель 10.

При включении зажигания и пуска стартера пусковой электромагнитный клапан 7 через выключатель 18 и контактный замок

15зажигания подключается к аккумулятору

16и открывает поступление газа в смеситель 10 через дозатор 11 газа. При ненажатой педали 13 акселератора дозатор 11 отрегулирован для пропускания газа достаточного для работы на холостом ходу. При закрытом электромагнитном бензоклапане 14 и отсутствии в карбюраторе 8 бензина во время работы стартера через каналы холостого хода карбюратора поступает небольшое количество воздуха, который смешиваясь в смесителе 10 с гьзом, поступаете цилиндры двигателя. Так как скорость вращения коленчатого вала двигателя при

работе стартера несколько меньше скорости вращения коленчатого вала при работе на холостом ходу, то в цилиндры двигателя поступает обогащенная смесь газа с воздухом, что обеспечивает надежный запуск двигателя.

При удачном запуске двигателя обороты увеличиваются, количество всасываемого воздуха через каналы холостого хода увеличивается, газовоздушная смесь обедняется и обороты двигател я стабилизируются, обеспечивая устойчивую работу двигателя на холостом ходу.

При отключении стартера после запуска двигателя электропитание пускового электромагнитного клапана 7 осуществляется генератором 21 через замкнутые контакты датчика 20 оборотов или выключателя 19. Контакты датчика 20 оборотов размыкаются, когда обороты двигателя несколько больше оборотов холостого хода. Контакты выключателя 19 замыкаются при нажатии педали 13 акселератора.

Когда педаль 13 акселератора не нажата и обороты двигателя значительно больше оборотов холостого хода, пусковой электромагнитный клапан 7 закрывается и топливо не расходуется.

При росте нагрузки увеличивается подача газа через дозатор 11 путем нажатия на педаль 13 акселератора. Увеличение количества газа обогащает газовоздушную смесь, что увеличивает крутящий момент на валу двигателя и обеспечивает требуемую приемистость.

Нелинейный элемент 12 механической связи дозатора газа с дроссельной заслонкой карбюратора при нажатии педали 13 акселератора обеспечивает опережающее открытие дроссельной заслонки, благодаря чему устанавливается минимальное обогащение газовоздушной смеси в стационарном режиме работы двигателя.

Оптимальный (минимальный) расход газа при стационарном режиме работы двигателя, требуемое обогащение смеси при увеличении нагрузки и минимальный расход газа при работе на холостом ходу, или совершенно отсутствие расхода газа, когда обороты двигателя больше оборотов холостого хода и педаль 13 акселератора не нажата, обеспечивает экономичность расхода топлива.

Дозатор газа (фиг. 2) работает следующим образом.

Газ под избыточным давлением поступает в полый подпружиненный распылитель 23 со щелевой прорезью 25 со стороны смесительной камеры 22.

Выдвижение распылителя 23 со щелью определяется подпружиненным штоком 26, который связан посредством рычага 28, опирающегося на профильную опору 29 и

тяги 30 с дроссельной заслонкой 9 карбюратора 8 и педалью 13 акселератора. Количество газа, поступающего в камеру смесителя 22 зависит от степени выдвижения распылителя со щелью.

0 Эксплуатационные качества двигателя (устойчивость работы на холостом ходу, надежность пуска, приемистость и экономичность расхода топлива) при использовании предложенной газовой системы питания

5 выше аналогичных качеств двигателей внутреннего сгорания при использовании известных систем питания и сравнимы с эксплуатационными качествами двигателей, использующих системы питания с не0 посредственным впрыском топлива в цилиндры двигателя.

Использование предлагаемой системы питания двигателя внутреннего сгорания эффективно при наличии избыточной мощ5 ности двигателя, например двигателей легковых автомобилей, когда в подавляющем большинстве случаев мощность двигателя полностью не используется.

Формула изобретения

0 Газовая система питания для двигателя внутреннего сгорания, содержащая газовый баллон с групповым предохранительным клапаном, последовательно соединенный трубопроводами с переключающим .элект5 ромагнитным газовым клапаном газового фильтра, испарителем и редуктором высокого давления, пусковой электромагнитный клапан, смеситель с дозатором газа, карбюратор со смесительной камерой и дроссель0 ной заслонкой с приводом, электромагнитный бензиновый клапан, соединенный трубопроводом с карбюратором, переключатель вида топлива, включенный электрической цепью управления с электро5 магнитными бензиновым и газовым клапанами в замок зажигания, а через выключатель пуска - в цепь стартера, о т- л и ч а ю щая с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств, система снаб0 жена датчиком оборотов коленчатого вала и нелинейным элементом дозирования газа с приводом, выполненным в виде полого ци- линдра с дросселирующим каналом, размещенным со сторо5 ны смесительной камеры и п о д - пружиненного со стороны привода дроссельной заслонки штока, размещенного в дросселирующем канале с возможностью перемещения вдоль его оси, нелинейный элемент выполнен в виде рычага и профильной опоры, причем шток кинематически свя- связан с датчиком оборотов, а пусковой занчерезнелинейныйэлементитягусдрос- электромагнитный клапан через выключа- сельной заслонкой, привод дозатора газа тель пуска стартера - с замком зажигания.

Изобретение относится к двигателест- роению и позволяет улучшить эксплуатаци- онные качества газовых двигателей. Смеситель с дозатором газа содержит смесительную камеру 22, распылитель 23, подпружиненный пружиной 24. Распылитель 23 выполнен в виде полого цилиндра со щелевой прорезью 25 со стороны смесительной камеры 22, штока 26, подпружиненного пружиной 27. Шток 26 упирается в подпружиненный распылитель 23 и посредством нелинейного элемента, выполненного в виде рычага 28, опирающегося на профильную опору 29, и тяги 30 механически связан с дроссельной заслонкой карбюратора. Выдвижение распылителя 23 со щелью определяется подпружиненным штоком 26 Количество газа, поступающего в смесительную камеру 22, зависит от степени выдвижения распылителя со щелью. 3 ил

Фиг.1

/f стар/7 еру

oL

Gr/fr/vorc.

-в

1,1

0,9

8-12 16 20 24 28

фиг.З

№нВт