Система топливоподачи четырехтактного газового двигателя Советский патент 1980 года по МПК F02M21/00 

I

Изобретение относится к двнгателестроению, в частности к системам тогшивоподачи четырехтактных газовых двигателей.

Известны системы топливоподачи четырехтактных газовых двигателей, содержащие устройство для подачи воздуха с приводом от регулятора скорости, клапан подачи газа на каждом цилиндре с гидравлическим приводом, насос высокого . давления привода клапана подачи газа, газовый редуктор, и регулятор, воздействуюишй на заслонки подачи воздуха 1.

Недкзтатком этой системы является сложность конструктивного решения,,j

Цель изобретения - автоматизация регулирования постоянного соотношения воздуха и газа в газовоздушной смеси в широком диапазоне режимов работы двигателя.20

Поставленнаяцель достигается тем, что система дополнительно содержит пневматический регулятор и сообш.енный с ним гидроусилитель с золотником и

следящим поршнем, а привод клапана подачи газа выполнен с реечно-кулачковым Механизмом, связанным со следящим поршнем.

Кроме того, газовый редуктор имеет дополнительный кулачок для регулирования высокого давления газа при изменении температуры окружающего воздуха.

На чертеже представлена система топливоподачи четырехтактного газового двигателя.

Система топливоподачи для четырехтактного двигателя содержит газовпускной клапан 1 с переменным периодом открытия на такте, гидротолкатель 2, блочный насос 3 высокого давления для привода гидротолкателей (причем пред полагается использование штатного топливного насоса высокого давления дизеля при конвертировании его в газовый двигатель с искровым зажиганием), общее воздушное регулирующее (дроссельное) устройство 4 с приводом от всережимного регулятора 5 скорости двигателя, общего мерно-суживающего устройства 6 расхода воздуха, пневматический регулятор 7, работающий от перепада давлений в устройстве 6, гидроусилитель 8 с золотником и следящим поршнем от масляной системы двигателя, причем золотник гидроусилителя 8 приводится от пневматического регулятора 7i привод 9 клапана 1 подачи газа выполнен с реечно-кулачковым меха низмом, связанным со следящим поршнем газовый редуктор 10 с устройствами изменения выходного давления газа в зависимости от температуры окружающего воздуха и числа оборотов двигателя, пультовую рукоятку Не механическим воздействием одновременно на пружину всережимного регулятора и на устройство изменения выходного давления газового редуктора тягой 13. Пневматический регулятор 7 состоит из верхнего и нижнего корпусов с фланцами, подвижного щтока 14с диском и конусной (чулочной) мембраной, зажатой по наружному периметру между фланцами корпусов так, что образуется две полости. Имеется нажимная резьбовая регулирующая втулка 15 и спиральная противодействующая пружина 16 с прямолинейной характеристикой. Мембрана конусного типа обладает практически постоянным коэффициентом активности, материал мем браны при достаточной прочности должен иметь сравнительно малое сопротивле1ше перемещения штока с диском, который перемещается в направляющих втулках нижнего корпуса и регулирующей резьбой втулке, подвижные детали пневматического регулятора и золотник гидроусилителя для уменьшения инерционных явлеНИИ выполняются возможно легкими. Полости пневматического регулятора импуль ными трубками 17 соединены с мерносуживаюишм воздушным устройством 6, Импульсные трубки 17 имеют игольчатые дросселирующие клапаны ручной регулировки плавности хода подвижных частей. Реечно-кулачковый привод 9 рейки щасоса 3 состоит из рейки 18, приводимой от гидроусилителя, кулачка 19 с зубчатым венцом, толкателя 2О и возвратной пружины 21. Профиль кулачка очерчен по зависимости, обеспечивающей пропорциональность хода рейки иасоса расходу воздуха через двигатель (в перBOM приближении очерчен по зависимости когда ход толкателя равен половинной степени угла поворота кулачка). Рейка насоса высокого давления имеет устройство регулирования длины и, следовательно, величины подачи жидкости к гидротолкателю. Газовый редуктор 1О известной конструкции с газовым клапаном, мембраной, с дисками и штоком, приводящим в движение рычажный механизм газового клапана. Величина выходного давления газа после редуктора определяется как характеристикой пружины 22, так и в основном величиной ее затяга. Величина Затяга вручную регулируется нажимной резьбовой втулкрй 23 с помоишю скользящего нажимного колпака 24 и поперечины 25 в зависимости от поворота кулачков 26 и 27. Профили этих кулачков очерчиваются таким образом, чтобы изменение давления газа на выходе из редуктора скомпенсировать влиянием на состав смеси изменения температуры окружающего воздуха, а с другой стороны, изменение подачи жидкости насосом высокого давления (а, следовательно, и величинь время-сечения газовпускного клапана) в зависимости от скорости двигателя. Кулачок 27 имеет зубчатый венец и посредством рейки и возвратной пружины приводится от термостата 28. Кулачок 27 приводится с помощью тяги 13 от пультовой рукоятки, положение которой однозначно определяет скорость двигателя. Работа системы топливоподачи газового двигателя происходит следующим образом. С изменением нагрузки двигателя регулятор 5 скорости соответственно изменит положение воздушного регулирующего устройства 4 (работа по регулярной характеристике), что изменит количество поступающего в двигатель воздуха, изменится также перепад давления на мерносужающем воздушном устройстве 6, что приведет к перемещению подвиж1Пэ1х частей пневматического регулятора и соединенного с ним золотника гидроусилителя со следящим поршнем, при этом как перепад давления, так и перемещение золотника гидроусилителя (последнее в виду прямолинейной характеристики пружишзг 16 и постоянства коэффициента активности конусной мембраны) происходит пропорционально второй степени весового расхода воздуха через двигатель. Следящий поршень гидроусилителя 8, перемещая рейку 18, повернет кулачок и последний своим профилем переместит толкатель и рейку насоса высокого давления пропорционально весовому расходу воздуха (так как профиль кулачка очерчен по закону: перемещение толкателя - равно половинной степени угла поворота кулачка). Газовый редуктор 10 в этом случае с той или иной неравномерностью поддерживает постояшйш давление топливого газа на

выходе. Для больлией точности работы системы желательно иметь у газовпускного клапана сверхкритический перепад давления топливного газа.

При изменении скорости двигателя

путем изменения затяга пружины регулятора 5 пультовая рукоятка 11 устанавливается в новое положение. При измененной скорости меняется как цикловая подача насосом высокого давления, так и во многих системах гидротолкателя в той или иной степени продолжительность обратного хода, газовпускного клапана, так что время-сечение газовпускного клапана с изменением скорости меняется при однаковом расходе воздуха через двигатель (т.е. и при одинаковом положении рейки 18 и кулачка 19). Компенсация изменения время-сечения газовпускного клапана производится изменением давления топливного газа на выходе из газового редуктора 1О путем изменения затяга пружины 22 от воздействия кулачка 27, кинематически связанного с, пультовой рукояткой 11. При изменении температуры окружающего воздуха при неизменной скорости двигателя и положения воздушного регулирующего устройства меняется весовое количество поступающего воздуха, что компенсируется изменением давления газа после редуктора (а. значит перед газовпускным ioianaном) в результате изменения затяга пружины редуктора от соответствующего поворота кулачка 26 при перемещении рей ки термостатом 28.

Система топливоподачи четырехтактного газового двигателя согласно изобретению обеспечивает автоматическое регулирование, постоянное соотношение воздуха и газа в газововдушной смеси в широком диапазоне режимов работы двигателя.

формула изобретения

1.Система топливоподачи четырехтактного газового двигателя внутреннего сгорания, содержащая устройство для подачи воздуха с приводом от регулятора скорости, клапан, подачи газа на каждом цилиндре с .гвдравлич€х:ким приводом, насос высокого давления привода клапана подачи газа, газовый редуктор и регулятор, воздействующий на заслонки подачи воздуха, отличающаяся тем, что, с целью автоматизации регулирования постоянного соотношения воздуха и газа в газовоздушной смеси в широком диапазоне режимов работы двигателя, система дополнительно содержит пневматический регулятор и сообщенный с ним гидроусилитель с золотником и следящим поршнем, а привод клапана подачи газа выполнен с реечно-кулачковым механизмо связанным со следящим поршнем.

2.Система по п. 1, отличающяся тем, что газовый редуктор имеет дополнительный кулачок для регулировани выходного давления газа при изменении температуры окружающего воздуха.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l.l ie%e ; tngine. and . 1973,№ 353, P. 1-11.