Регулятор давления газа Советский патент 1992 года по МПК G05D16/06 

С/)

с

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в системах питания двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Цель изобретения - повышение экономичности и экологичности регулятора за счет оптимизации состава топливовоздушной смеси во всем диапазоне нагрузочно-скоростных характеристик двигателя. Регулятор давления газа представляет собой двухступенчатый редуктор мембранно-рычажного типа, в котором шток 4 подпружиненной мембраны 5 первой ступени нагружен дополнительной пружиной 10 в сторону открытия первого клапана 2, а полость под мембраной 17 второй ступени соединена с выпускным коллектором отработавших газов двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к области дви- гателестроения и может использоваться в системах питания двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, работающих на жидком и газообразном топли- вах.

Известен регулятор давления газа системы питания газодизельного двигателя, содержащий корпус с полостью первой ступени, во входном канале которой установлен первый клапан, кинематически связанный с подпружиненной мембраной первой ступени через шток, и полостью второй ступени, в которой установлен второй клапан,кинематически связанный с подпружиненным штоком мембран второй ступени и разгрузочного устройства 1.

В известном регуляторе давления газа чувствительным элементом является мембрана второй ступени, которая реагирует

только на изменение разрежения на впуске в двигатель и никак не связана с конкретными нагрузочно-скоростными параметрами работы двигателя. Поэтому чувствительность такого регулятора давления и последующая точность дозирования газового топлива в двигатель, особенно на переходных режимах, не могут быть оптимальными.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является регулятор давления газа, содержащий корпус с полостью первой ступени, во входном канале которой установлен первый клапан, кинематически связанный через шток с подпружиненной мембраной и педалью акселератора, и полостью второй ступени, в которой установлен второй клапан, кинематически связанный с подпружиненным Qs

ел

00

о

со

ком мембран второй ступени и разгрузочного устройства 2.

Недостатком известного регулятора давления газа г.ри использовании его в системе питания двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, работающего на жидком и газообразном топливах, является возможность переобогащения топливовоздушной смеси на малых частотах вращения коленчатого вала и, как следствие этого, снижение топливной экономичности и увеличение токсичности отработавших газов двигателя.

Целью предлагаемого технического решения является повышение экономичности и экологичности регулятора за счет оптимизации состава топливовоздушной смеси во всем диапазоне нагрузочно-скоросгных характеристик двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в регуляторе давления газа, содержащем корпус с полостью первой ступени, во входном канале которой установлен персый клапан, кинематически связанный с дроссельной заслонкой двигателя через шток первой мембраны, который нагружен основной пружиной в сторону закрытия первого клапана, причем выходной канал полости первой ступени соединен с полостью второй стугтени через второй клапан, кинематически связанный с подпружиненным штоком второй мембраны, шток первой мембраны нагружен дополнительной пружиной з сторону открытия первого клапана, а полость за второй мембраной соединена с выпускным коллектором отработавших газов двигателя.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от известного тем, что полость за мембраной второй ступени сообщена с системой выпуска отработавших газов двигателя, в шток подпружиненной мембраны первой ступени нагружен дополнительной пружиной, усилие которой направлено на открытие первого клапана. Таким образом, заявляемый регулятор давления газа соответствует критерию изобретения новизна.

Наличие пневматической связи между полостью за мембраной второй ступени и системой выпуска отработавших газов двигателя позволяет автоматически корректировать подачу газового топлива в двигатель пропорционально изменению частоты вращения его коленчатого вала {за счет изменения давления в системе выпуска отработавших газов двигателя), а дополнительная пружина на штоке мембраны первой ступени дает возможность водителю

через педаль акселератора активно регулировать давление газа в первой ступени путем открывания нормально закрытого клапана первой ступени и регулирования 5 величины зазора между клапаном и его седлом. Таким образом, двойное воздействие на регулятор давления позволяет дозировать газовое топливо в двигатель, обеспечивая при этом оптимальный состав

0 топливовоздушной смеси во всем диапазоне нагрузочно-скоростных характеристик двигателя, что обеспечивает лучшую его топливную экономичность и снижение токсичности отработавших газов.

5 Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое

0 решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

На чертеже представлена схема регулятора давления газа.

5Регулятор мембранно-рычажного типа

состоит из корпуса с полостью А первой ступени, полостью В второй ступени и полостью С пневматического механизма. Полость А первой ступени имеет входной

0 штуцер 1 для подвода газообразного топлива, клапан первой ступени (первый клапан) 2, который через рычаг 3 взаимодействует со штоком 4 мембраны 5 первой ступени (первой мембраны).

5 Механический регулятор давления в первой ступени состоит из основной пружины 6, взаимодействующей со штоком 4 и стаканом 7, установленным на крышке 8, корпуса механического регулятора 9, уста0 новленного на стакане 7, дополнительной пружины 10, толкателя 11 и рычага 12, кинематически связанного 13с педалью акселератора.

Полость В второй ступени имеет клапан

5 второй ступени (второй клапан) 14, который через рычаг 15 взаимодействует со штоком 16 мембраны 17 второй ступени (второй мембраны). Пневматический механизм принудительного открытия клапана второй сту0 пени состоит из возвратной пружины 18, которая взаимодействует со штоком 16 и стаканом 19, крышки 20 с уплотнением 21 и штуцера 22 для передачи давления отработавших газов двигателя в полость С. По5 лость В второй ступени устройства через дросселирующую шайбу 23 и трубопровод 24 сообщается с впускным ресивером 25 двигателя 26 ниже по потоку воздухоочистителя 27, Полость С пневматического механизма сообщается с впускным коллектором

28 двигателя 26 выше по потоку глушителя шума 29.

Регулятор давления газа работает следующим образом.

Через патрубок 1 к регулятору под из- быточным давлением подводится газовое топливо. Благодаря жесткости предварительно нагруженной основной пружины 6 клапан 2 первой ступени находится в закрытом состоянии и газовое топливо не посту- пает в устройство, а следовательно, и в двигатель. При нажатии на педаль акселератора посредством кинематической связи 13, рычага 12, толкателя 11 и увеличивающейся жесткости дополнительной пружины 10 преодолевается усилие основной пружины 6 и клапан 2 открывается. В полости А устанавливается давление, которое уравновешивается дополнительной деформацией пружины 10.

Клапан 14 второй ступени находится в закрытом состоянии благодаря жесткости предварительно нагруженной пружины 18, связанной с клапаном 15 через шток 16 мембраны 17 и рычаг 15. При увеличении часто- ты вращения коленчатого вала двигателя 26 свыше заданной давление отработавших газов в выпускном коллекторе 28 перед глушителем шума 29 становится достаточным, чтобы воздействовать на мембрану 17, сжать пружину 18 и через шток 16, рычаг 15 открыть клапан 14. Газовое топливо из полости А получает возможность поступать в полость В и далее через дросселирующую шайбу 23, трубопровод 24 - во впускной ресивер 25 двигателя 26.

Регулирование расходом газового топлива осуществляется или водителем путем задания дазления в первой ступени регулятора давления газа, или автоматически, пропорционально изменению частоты вращения коленчатого вала двигателя, за счет измерения давления в системе выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.

Подбор жесткости пружин 6, 10, 18 и диаметров мембран 17, 5 позволяет получить требуемые для конкретного двигателя расходные характеристики газового топлива. При этом регулирование окончательной деформации дополнительной пружины 10 обеспечивает максимум требуемого расхода газового топлива на номинальном режиме работы двигателя, а регулирование предварительной деформации пружины 18 - такой расход газового топлива на малых частотах вращения коленчатого вала двигателя на внешней характеристике, который приводит к созданию в цилиндрах двигателя заданного состава топливовоздушной смеси.

Регулятор давления газа для системы питания двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, работающего на жидком, и газообразном топливах, с регулированием давления в первой ступени регулятора и открытием клапана второй ступени пропорционально частоте вращения коленчатого вала двигателя позволяет оптимизировать состав топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя во всем диапазоне нагрузочно-скоростных характеристик.

Таким образом, использование заявляемого технического решения позволяет повысить (не менее чем на 5%) топливную экономичность автотранспортных средств, оснащенных двигателями внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, работающих на жидком и газообразном топ- ливах.

Формула изобретения Регулятор давления газа, содержащий корпус с полостью первой ступени, на входном канале которой установлен первый клапан, кинематически связанный с дроссельной заслонкой двигателя внутреннего сгорания через шток первой мембраны, который нагружен основной пружиной в сторону закрытия первого клапана, причем выходной канал полости первой ступени соединен с полостью второй ступени через второй клапан, кинематически связанный с подпружиненным штоком второй мембраны, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и экологичности регулятора за счет оптимизации состава топливно-воздушной смеси во всем диапазоне нагрузочно-скоростных характеристик двигателя, шток первой мембраны нагружена дополнительной пружиной в сторону открытия первого клапана, а полость под второй мембраной соединена с выпускным коллектором отработавших газов двигателя.

12

11

8

2

/

27