Устройство для подвода газа к форкамерам двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F02M21/02 

Изобретение относится к двигателестроению, конкретно - к устройству для питания двигателей внутреннего сгорания газообразным топливом в зависимости от усилий работы двигателя и от параметров самого двигателя. Известны устройства для подвода газа к форкамерам двигателя внутреннего сгорания, содержащее коллектор, подключенный к форкамерам и магистраль подачи в него газа через редуктор-регулятор, соединенный при помощи импульсного канала с датчиком давления наддува. Редук тор-регулятор изменяет количество топлива, подаваемого в форкамеру, в соответ ствии давлением наддува и обеспечивает примерно посточнный состав топливо-воадушной смеси в форкамере при работе на уст.ановившихся режимах . Однако при изменении нагрузки или в результате изменения технического состояния двигателя (износ, ухудшение герметичности), скорости изменения давления форка мерного газа и не совпадают, что приводит к неустойчивости рабочего гфоцесса в цилиндре двигателя. Кроме того, при сохранении давления газа и частичной потере воздушного заряда в цилиндре начинается переобогащение смеси в форкамере, что при определенных условиях 1ФИВОДИТ к обрыву факела, догоранию топлива и взрывам в выхлопном коллекторе. Это ведет к срыву запуска, снижению надежности и долговечности двигателя внутреннего сгорания. Цель изобретения - улучшение запуска и повьпиение надежности двигателя внут рениег о сгорания путем согласования давления газа с режимом работы. Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены элемент сравнения давления наддува с эта- ЛО1ШЫМ значением, пропорциональный ре гулятор с регулируемым наклоном статической характеристики, регулятор минимального давления, элемент ИЛИ и, по меньшей мере, один отсечной клапан, а магистраль подачи газа соединена с кол лектором двумя параллельными ветвями через элемент ИЛИ . причем редукторрегулятор размещен, в одной из ветвей магистрали и в импульсном канале установлен пропорциональный регулятор, последовательно с редуктором-регулятором в той же ветви размещен отсечной клапан, и вход последнего подсоединен к датчику давления наддува через элемент сравнения, а регулятор ми шмального давления газа размещен в другой ветви магистрали.

На чертеже представлена прннципиальцая схема описываемогч5 устройства. Коллектор 1 форкамерНого газа подз4лючен к форкамерам двигателя 2. Магистраль 3 подачи газа к коллектору снабжена двумя параллельными ветвями 4 и 5. В первой из них установлен редуктор-регулятор 6, соединенный при помощи импульсного канала 7 с датчиком 8 давления наддува, а во второй - регулятор 9 минимального давления газа, В импульсном канале 7 установлен пропорциональный регулятор 10 с регулируемым наклоном статистической характеристики, связанный с одним задатчиком эталонного давления Ц непосредственно, а со вторым задатчиком 12 эталонного давления через элемент сравнения 13. Этот элемент связан также с датчиком 8 давления йаддува и подключен к отсечному клапану 14, установленному последовагтельно с редуктором-регулятором. Последовательно с регулятором минимального давления также установлен отсечной клапан 15, управляющая полость которого подключена к одному из нормально закрытых клапанов 16 и 17, связанных с датчиком 18 скорости. Обе ветви магистрали Подключены к коллектору через элемент ИЛИ 19 и отсечной клапан 20, связанный со вторым из двух нормалыно зшфытых клапанов, связанных с датчиком скорости.

Устройство работает следующим обратзом.

При запуске двигателя 2 и достижении оборотов первой уставки датчика 18 скорости, при обеспечивается щ)одувка форкамер воздухом, клапан 17 открывается и вырабатывает управляювш сигнал на открытие отсечного клапана 20, При дальнейщем увеличении, частоты вращения, когда система зажигания двигателя обеспечивает устойчивое искрообрзование, клапан 16 датчика скорости открывается и вырабатывает управляющий сигнал на открытие отсечного клапана 1

И топливный газ через открывшийся клапан 15, через регулятор минимального давления газа, настроенного на давление, обеспечивающее надежный запуск (около 0,3 кгс/см), чорез элемеш- ИЛИ 19 и отсечной клапан 2О проходит в коллектор 1 форка мерного газа и поступает в форкамеры. Двигатель начинает работать на топливе и повьш1ает обороты. После выхода двигателя 2 на номинальные обороты и загрузки его до 25% от номинальной происходит повышение давления наддува.

При превышении давления наддува сигнал от датчика 8 превысит величину значения давления от задатчика 12 и элемент сравнения 13 вырабатывает управляющий сигнал иа открытие отсечного клапана 14.

Топливный газ через открытый отсечной клапан 14, через-редуктор-регулятор предварительная настройка которого обеспечивает прием нагрузки до 25% от номинальной, элемент ИЛИ поступает в коллектор 1 форкамерного газа, При достижений нагрузки 25% от номинальной, сигнал от датчика давления наддува превысит сигнал эталонного давления от эадатчика 11, включится в работу пропорЕшональиый регулятор 10 с регулируемым наклоном характеристики, подавая в у1:фавляюи1ую полость редукторарегулятора 6 сигнал настройки пропорционально давпеишо наддува. Наклон статической характеристики регулятора ра 10 поябирается таким, чтобы обеспечить прием нагрузки двигателем свьпие 25% от номинальной.

При уменьшении нагрузки и остановке двшгателя все операции осуществляются Б обратном порядке, автоматически обеспечивая уменьшение давления форкамерного газа.

Применение пропорционального регулятора с регулируемым наклоном статической характеристики позволяет с высокой точностью совмещать характеристику изменения давления форкамерного газа с характеристикой наддувочного комплекса (газотурбонагнетатель-впускной коллектор), что обеспечивает устойчивый рабОЧЕЙ процесс в циливдре двигателя независимо от условий работы двигателя и его параметров, что приводит к повышешоо надежности двигателя внутреннего cгqpaния.

описанный выше порядок работы позволяет точнее согласовать количество газа с количеством воздуха, в результате

чего улучшаются пусковые качества двигателя, переходные процессы при изменении нагрузки, облегчаиэтся пуско-наладочиые работы на новых двигателях и обслуживание двигателей, находящихся в

эксплуатации,

и повьшается надежностьДБИгателя.

Формула изобретения

Устройство для подвода газа к форкамерам двигателя внутреннего сгсрания, содержащее коллектор, подключенный к форкамерам и магистраль подачи в него газа через редуктор-регулятор, соединенный при помощи импульсного канала с датчиком давления наддува, отличающееся тем, что, с целью улучшения запуска и повьпиения надежности путем согласования давления газа с режимом работы, в устройство дополни-тельно введены элемент сравнения давления наддува с этало1шым значением, пропорциональный регулятор с регулируемым наклоном статической характеристики, регулятор минимального давления, элемекг ИЛИ и, по меньшей мере, один отсечкой клапан, а магистраль подачи газа соединена с коллектором двумя параллельными ветвями через элемент ИЛИ - причем редуктор-регулятор размещен в одной из ветвей магистрали и в его импульсном канале установлен пропорциональный регулятсф, послдовательно с peдyктopoм-peгyлятqpoм в той же ветви размещен отсечной клапан, и вход последнего подсоединен к лотчику давления наддува через элемент србшнения, арегулятор минимального давления газ размещен в другой ветви магистрали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Генкин К. И. Газовые двигатели. М., Машиностроение, 1977, рис. 1ОО.