Регулятор давления газа для двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом Советский патент 1992 года по МПК F02D19/10 

Изобретение относится к двигателест- роению в частности к системам управления ДВС.

Известен регулятор давления газа 1, содержащий главный клапан с камерой управления и каналами для ввода и вывода газа и регулирующий блок с задающим устройством и управляющим элементом, причем задающее устройство регулирующего блока кинематически связано с органом управления, а его управляющий элемент соединен одновременно с камерой управления и каналом ввода газа главного клапана.

Его недостаток при использовании для дозирования газа в ДВС с турбонаддувом состоит в отсутствии возможности учета давления наддува для ограничения давления подаваемого в ДВС газа. Такое ограничение необходимо для предотвращения переобогащения горючей смеси в двигателе, которое может привести к потере ее воспламеняемости и последующему взрыву на

выходе при смешении с воздухом, а также к остановке двигателя.

Целью изобретения является повышение точности регулирования во всем диапазоне изменений нагрузок.

Для этого известный регулятор снабжен блоком ограничения давления газа в зависимости от давления наддува, содержащий управляющий и задающий элемент, причемуправляющий элемент включен в линию управления главным клапаном, а задающий элемент соединен с полостью наддувочного воздуха.

. На фиг.1 изображена схема варианта регулятора с управляющими элементами типа сопло - заслонка ; на фиг.2 - схема варианта регулятора с управляющими элементами в виде двухбойных короткоходо- вых клапанов.

Регулятор на фиг.1 содержит главный клапан 1, регулирующий блок 2 и блок ограничения 3.

VI

О

о

Ј

Корпус 4 главного клапана 1 имеет камеру управления 5 с управляющей мембраной 6, ввод 7 и вывод 8 газа. Дозирующий орган клапан 9 - взаимодействует с мембраной 6 камеры управления и пружиной 10.

Регулирующий блок 2 содержит в корпусе 11 задающее устройство, состоящее из пружины 12, взаимодействующей с плунжером 13 и мембраной 14 обратной связи. Через рычаг 15 задающее устройство связано кинематически с органом управления двигателем. Управляющий элемент регулирующего блока 2 состоит из дросселя 16, сопла 17 и мембраны 14 обратной связи, являющейся одновременно заслонкой сопла 17. Каналами 18 и 19 управляющий элемент соединен одновременно с камерой управления 5 и через дроссель 16 - с каналом 7 ввода газа главного клапана 1.

Блок ограничения 3 содержит в корпусе 20 управляющий элемент, состоящий из сопла 21 и мембраны 22 обратной связи, являющейся одновременно заслонкой сопла 21 и взаимодействующей мембраной 23 управляющего элемента. Задающее устройство блока ограничения образовано мембраной 23, пружиной 24 подстройки, регулировочным винтом 25 и камерой ограничения 26. Управляющий элемент блока ограничения 3 включен линией 27 в линию 18-19 управления главным клапаном, а его задающее устройство соединено камерой 26 с полостью наддувочного воздуха.

Камеры обратной связи 28 блока ограничения и 29 регулирующего блока соединены каналами 30 и 31 через выходную камеру 32 главного клапана с выводом 8 газа.

Межмембранная полость 33 блока ограничения соединена с атмосферой или - на случай прорыва мембраны 22 - с линией безопасного сброса газа.

На фиг,2 изображен вариант регулятора, у которого управляющие элементы регулирующего блока 2 и блока ограничения 3 содержат двухбойные клапаны 34 и соответственно 35, взаимодействующие с входами выходных камер 36 регулирующего блока 37 и блока ограничения и поджатые пружинами 38 и 39, а управляющий элемент блока ограничения включен в линию 19 управления главным клапаном через линию 27.

Регулятор действует следующим образом.

При установившемся режиме работы ДВС в линию 7 регулятора подается газ под давлением питания РПит, а из линии вывода 8 газ выходит под давлением Рвых. Клапан - дозатор 9 приоткрыт давлением Рупр, поступающим в камеру управления 5 по линии

19. Газ из линии ввода 7 подводится через дроссель 16 (фиг,1) в линии 18, 19 и 27. Давление наддува Рк достаточно для сжигания в двигателе газа, поступающего к нему

под давлением РВых. Под его действием в камере 26 задающего устройства блока ограничения мембрана 23 прижимает мембрану 22 обратной связи к соплу 21, не допуская выхода газа через него из линий

0 19, 18,27.

Усилие от давления Рвых. в камере 29 регулирующего блока 2 на мембрану 14 обратной связи уравновешивается усилием пружины 12. Сопло 17 приоткрыто и дроссе5 лирует сброс газа из линий 18, 19, 27 в камеру 29 обратной связи, откуда он уходит по каналу 31 большого сечения в камеру 32 главного клапана и далее на вывод 8, не повышая давления в камере 29 выше Рвых.

0 Если расход газа из линии 8 возрастет и давление в камере 32 из-зе этого уменьшится или если орган управления двигателя увеличит 15 и плунжер 13 поджатие пружины 12, то баланс сил на мембране 14

5 обратной связи нарушится, мембрана 14 прикроет сопло 17, давление Рупр, в линиях 18, 27, 19 и камере управления 5 будет возрастить, а дозирующий клапан 9 - смещаться вниз и увеличивать давление Рвых, в

0 камере 32 и на выводе 8, пока в первом случае оно не вернется к исходному значению, а во втором случае - не возрастет до новой заданной величины и баланс сил на мембране 14 обратной связи регулирующе5 го блока не восстановится.

Аналогичные процессы будут происходить в случае уменьшения расхода газа из линии 8 или при уменьшении затяжки пружины 72 органом управления двигателя.

0

Если регулятору будет задано органом управления двигателя давление газа РВЫХ. чрезмерно высокое в сравнении с располагаемым давлением наддува Рк, то в момент

5 его повышения до предельной для располагаемого давления наддува Рк, величина нарушится баланс сил на мембране 22 обратной связи блока ограничения 3. Давление газа в камере 28 преодолеет через мем0 брану 22 усилие от Рк в камере 26 на мембрану 23, сопло 21 приоткроется и приостановит нарастание давления Рупр. в линиях 27, 18, 19. Клапан 9 остановится, прекратит увеличение подачи газа в камеру

5 32 и рост давления Рвых. в ней независимо от команды управления, подаваемой через рычаг 15 и плунжер 13. Уровень ограничения давления газа подавлению наддува мо- , жет регулироваться изменением натяга пружины 24 винтом 25.

В регуляторе по схеме на фиг.2 в случае изменения баланса сил в регулирующем блоке 2 или блоке ограничения 3, происходит перемещение соответствующего клапана 34 и 35. Каждый из них управляет соединением межклапанной камеры 36 и соответственно 37 с подводом газа из под- клапанной полости и сбросом его через камеру обратной связи 29 и соответственно 28 и линии 30 и 31 на выход через камеру 32. Поскольку эти клапаны включэны в линию управления главным клапаном 1 последовательно, то в камеру 5 управления главного клапана поступает меньшее из двух давлений, вырабатываемых блоком 2 или 3.

Этот регулятор, как и регулятор, показанный на фиг.1 выдает при этом на вывод 8 давление газа Рвых., заданное органом управления двигателем через регулирующий блок 2, но не выше величины, допускаемой блоком ограничения 3 в зависимости от располагаемого давления наддува Рк. Это обеспечивает с одной стороны требуемую точность регулирования выходного давления газа, а с другой стороны предохраняет

двигатель от переобогащения смеси, опасного возможной потерей ее воспламеняемости.

Формула изобретения Регулятор давления газа двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, содержащий главный клапан с камерой управления и каналами для ввода и вывода газа и регулирующий блок с задающим устройством и управляющим элементом, при этом за дающее устройство регулирующего блока кинематически связано с органом управления двигателем, а его управляющий элемент соединен одновременно с камерой управления и каналом ввода газа главного клапана, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования во всем диапазоне изменения нагрузок, регулятор снабжен блоком ограничения давления газа в зависимости от наддуве, содержащим управляющий и задающий элементы, причем управляющий элемент включен в пинию управления главным клапаном, а задающий элемент соединен с полостью наддувочного воздуха.

Изобретение относится к системам управления двигателей внутреннего сгорания, Регулятор содержит главный клапан 1 с вводом 7 и выводом 8 газа и управляющий им регулирующий блок 2, кинематически связанный с системой управления ДВС, и блок 3 ограничивания, связанный с полостью наддувочного воздуха. Управляющие элементы блоков 2, 3 связаны с вводом 7 и выводом 8 газа, между собой и с главным клапаном 1 таким образом, что регулятор выдает на выход давление газа, заданное органом управления ДВС, но не больше величины, определяемой располагаемым давлением наддува ДВС. 2 ил. j fe

Т-уг-

7-VWT

1В

18 2

26

27

Фиг1

2L

Фиг.2