Система питания газодизеля

 

Использование: системы питания газодизеля . Сущность изобретения: система питания двигателя внутреннего сгорания содержит линию подачи дизельного топлива в цилиндры, линию подачи газообразного топлива из резервуара 9 к газовому дозатору 17, а затем к установленному во впускном трубопроводе газовому смесителю 19, имеющему воздушную заслонку 20, управляемую пневматическим приводом в зависимости от положения газового дозатора 17, кинематическую передачу, связывающую главный рычаг 25 регулятора частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 (21) 4841480/06 (22) 22,06.90 (46) 07,07.92. Бюл. hL 25 (71) Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им.

В.П.Горячкина (72) В.Л.Чумаков, B.À.×åðíûøåâ, П.С.Собаджиев, Б.В,Уткин, А.Н.Салов и В.И.Антонов (53) 621.438.038 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1612104, кл. F 02 M 43/00, 1988. (54) СИСТЕМА ПИТАНИЯ ГАЗОДИЗЕЛЯ

„„ЯЦ„„1746035 А1 (я)з F 02 М 43/00, F 02 О 19/08 (57) Использование: системы питания газодизеля. Сущность изобретения: система питания двигателя внутреннего сгорания содержит линию подачи дизельного топлива в цилиндры, линию подачи газообразного топлива из резервуара 9 к газовому дозатору 17, а затем к установленному во впускном трубопроводе газовому смесителю 19, имеющему воздушную заслонку 20, управляемую пневматическим приводом в зависимости от положения газового дозатора 17, кинематическую передачу, связывающую главный рычаг 25 регулятора частоты

1746035 вращения, газовый дозатор 17 и управляющий орган 8 подачи дизельного топлива, подвижный упор-ограничитель 36 хода управляющего органа 8 подачи дизельного топлива, Оснащенный приводом для фиксации в двух положениях, рычажный привод регулирования дозы дизельного топлива, электромагнитный клапан 15, размещенный в линии подачи газообразного топлива к газовому дозатору 17, электрическую цепь упИзобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, конкретно к системам. питания двигателей с воспламенением от сжатия, предполагающим одновременное использование. двух 5 видов топлива — жидкого и газообразного.

Наиболее близким техническим решением является система двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающая при работе на двух видах топлива качественное регули- 10 рование мощности посредством изменения водителем подачи газообразного топлива при фиксированной подаче дизельного топлива.

Цель изобретения — уменьшение ток- 15 сичности отработавших газов и расхода жидкого топлива.

Поставленная цель достигается тем, что в системе питания газодизеля, содержащей линию подачи жидкого топлива в цилиндр 20 газодизеля с насосом высокого давления, имеющим подпружиненный управляющий орган, линию подачи газового топлива с приводным газовым дозатором и газовым смесителем, установленным во впускном 25 трубопроводе газодизеля, и схему регулирования подачи топлива, включающую автоматический регулятор с главным рычагом, связанным с приводом газового дозатора, через пружину- с органом управления газо- 30 дизеля, через тягу с элементом переменной длины — с управляющим органом насоса и непосредственно с центробежным регулятором, причем орган управления насоса снабжен подвижным упором, схема регули- 35 рования снабжена электромагнитным приводом, связанным с электрическим переключателем сорта топлива, упор управляющего органа насоса установлен на рычаге, соединенном с главным рычагом и с 40 электромагнитным приводом, газовый дозатор выполнен в виде золотникового механизма, сообщенного со стороны торцовой равления одновременным переводом упора-ограничителя 36 в одно иэ двух заданных положений с включением электромагнитного клапана 15 подачи газообразного топлива. Уменьшение токсичности отработавших газов и расхода топлива достигается эа счет устойчивости работы дизеля на топливах с повышенным содержанием газа на эксплуатационных режимах работы газодизеля. 1 э,п. ф-лы, 2 ил. поверхности золотника с газовым смесителем, а также схема регулирования имеет исполнительный механизм с пневмоприводом, рабочая камера которого сообщена с газовым смесителем, причем смеситель оснащен воздушной заслонкой, кинематически связанной с исполнительным механизмом.

На фиг, 1 представлена общая схема предлагаемой системы; на фиг. 2 — результаты экспериментальных исследований, подтверждающие эффективность предЛагаемых решений, Дизельное топливо, хранящееся в топливном баке 1, поступает через фильтр 2 грубой очистки, топливоподкачивающий насос 3, фильтр 4 тонкой очистки к насосным секциям 5 топливного насоса высокого давления и далее через трубопровод 6 высокого давлейия впрыскивается форсунками в цилиндр двигателя. Количество подаваемого топлива определяется взаимным положением плунжера 7, совершающего возвратнопоступательное движение, и подпружиненного управляющего органа 8, управляемого главным рычагом регулятора частоты вращения, Газовое топливо, содержащееся в резервуаре 9 для хранения газа. поступает в линию для подачи газа и через механический магистральный вентиль 10, редуктор

11 высокого давления, фильтр 12, подогреватель-испаритель 13 газа, двухступенчатый газовый редуктор 14 низкого давления, электромагнитный клапан 15, втулку 16 газового дозатора 17, выполненного в виде золотникового механизма, сообщенного со стороны торцовой поверхности с газовым смесителем через канал 18 подачи газа к газовому смесителю 19 с воздушной заслонкой 20, кинематически связанной с исполнительным механизмом с пневмоприводом 21, рабочая камера которого сооб1746035

35

55 щена с газовым смесителем 19, через канал

22, а с другой стороны связана с полостью газового дозатора 17 через канал 23.

Подача дизельного и газообразного топлива регулируется автоматическим центробежным регулятором 24 частоты вращения с главным рычагом 25. Скоростной режим работы двигателя зависит от соотношений сил, действующих на главный рычаг

25 регулятора со стороны пружины 26 регулятора, натяжение которой определяется положением рычага 27 управления, центробежных сил грузов механического чувствительного элемента 28, связанного с кулачковым валом 29 топливного насоса, усилия пружины 30, обеспечивающей кинематическую связь рычагов 31 и 25, усилия пружины корректора 33 подачи дизельного топлива и газовых сил разрежения, передаваемых из диффузора смесителя 19 по каналу 18 на дозатор 17, тягу 32 и рычаг 25.

Главный рычаг 25 регулятора постоянно связан с газовым дозатором 17 через тягу

32. Взаимодействие рычага 25 регулятора с рычагом 31 управляющего органа 8 дизельного. топлива зависит от состояния электромагнита 35 и связанного с ним подвижного упора-ограничителя 36 с пружиной 37 и возможно. либо через телескопическую тягу 34, либо через рычаги 38 и 39, Схема регулирования подачи топлива снабжена электромагнитным приводом, управляемым электрическим переключателем 40 сорта топлива и включающим электромагнитный клапан 15, открывающий подачу газового топлива к газовому дозатору 17, и электромагнит 35, перемещающий упор управляющего органа насоса и уменьшающий подачу дизельного топлива до уровня "запальной дозы".

Система работает следующим образом.

Запуск двигателя и.работа на холостом ходу осуществляются только на дизельном топливе. При этом контакты переключателя

40 сорта топлива разомкнуты, что исключает поступление электрического сигнала от источника 41 питания к электромагнитному клапану 15 и электромагниту 35 и препятствует подаче газа от редуктора 14 низкого давления к газовому дозатору 17. Пружина

37 перемещает подвижный упор-ограничитель 36 и рычаг 38 в одно из возможных крайних положений, выводя его из взаимодействия с рычагом 31 и исключая возможность ограничения подачи дизельного топлива. При уменьшении нагрузки и повышении частоты вращения центробежные силы, действующие на чувствительный элемент 28, увеличиваются и, преодолевая усилие пружины 26, перемещают главный рычаг 25 регулятора, телескопическую тягу

34, рычаг 31 и управляющий орган 8 для уменьшения подачи дизельного топлива, При повышении нагрузки и уменьшении ча-. стоты вращения уменьшается воздействие центробежных грузов чувствительного элемента 28 на главный рычаг 25 регулятора, который под действием пружины 26 поворачивается для увеличения подачи дизельного топлива. При этом пружина 30 обеспечивает неразрывность кинематической связи между рычагами 25 и 31 через телескопическую тягу 34 и перемещает рычаг 31 и управляющий орган 8, увеличивая подачу дизельного топлива.

Для одновременной работы двигателя на дизельном и газообразном топливе необходимо замкнуть контакты переключателя

40 сорта топлива, что обеспечивает включение электромагнита 35 и открытие электромагнитного клапана 15. Включение электромагнита 35 приводит к перемещению подвижного упора-ограничителя 36 вместе с рычагом 38 в одно из возможных крайних положений навстречу рычагу 31, препятствуя его движению вместе с уп1 равляющим органом 8 и ограничивая увеличение подачи дизельного топлива.

Максимальная величина ограниченной "запальной * дозы дизельного топлива определяется начальной регулировкой положения рычага 38 относительно рычагов 31 и 25 регулятора посредством перемещения подвижного упора-ограничителя 36 вместе с корпусом электромагнита 35. В этом положении рычагов регулятора длина тяги 32 подобрана таким образом, что верхняя кромка дозатора 17 полностью перекрывает входное отверстие во втулке 16 дозатора, и газ в смеситель не поступает, несмотря на открытый электромагнитный клапан 15. На режимах работы от холостого хода до 5 — 20% номинальной нагрузки обеспечивается автоматическое регулирование подачи дизельного топлива соответственно от минимальных значений и при свободном положении рычага 31 до максимальных значений "запальной дозы" дизельного топлива и положении рычага 31 на упоре в рычаг

38.

При повышении нагрузки более 5 — 20% и уменьшении частоты вращения двигателя центробежные силы грузов чувствительного элемента 28 уменьшаются, позволяя пружине 26 регулятора переместить главный ры-. чаг 25 регулятора, вызывая поворот рычага

38 относительно его опоры на подвижном упоре-ограничителе 36, что, в свою очередь, позволяет рычагу 31 поворачиваться относительно своей опоры и перемещать управ10

К) Q ляющий орган 8 вниз, уменьшая "запальную" дозу топлива. Интенсивность уменьщения "запальной" дозы дизельного топлива определяется длиной и соотношеH!new длины плеч рычагов 38 и 31.

Одновременно рычаг 25 регулятора через тягу 32 перемещает газовый дозатор 17 вниз и, открывая впускное окно во втулке

16, подает гаэ через канал 18 в газовый смеситель 19. Чем выше нагрузка, тем зна:ительнее перемещение рычагов 25, тяги 32, дозатора 17 и больше подача газа. При ра-. боте на частичных нагрузках в диапазоне от холостого хода примерно до 60 — 70 номинальной нагрузки корпус дозатора 17 перекрывает своей боковой поверхностью канал ,ай, . О); .:сiп ыи " длафрагMeH!.! b!M механизмом. Разрежение, передаваемое в диафрагменный механизм по каналу 22 из диффузора смесителя 19,. заставляет перемещаться диафрагму 43, преодолевая усилия пружины 42, и через тяги 44 частично прикрывать воздушную заслонку 20.

Дальнейшее увеличение нагрузки более

60-70% от номинальной достигается при увеличении подачи газообразного топлива, открытии дроссельной заслонки и уменьшении "запальной" дозы дизельного топлива.

При увеличении подачи газа дозатор 17 постепенно открывает своей боковой поверхностью отверстие во втулке 16, по которому газ через канал 23 поступает в полость диафрагменного механизма, где уменьшает разрежение, передаваемое по каналу 22 из смесителя 19. В результате пружина 42 перемещает диафрагму 43, тяги 44 и открывает воздушную заслонку 20.

При снижении нагрузки и увеличении частоты вращения двигателя возрастают центробежные силы грузов чувствительного элемента 28 и, преодолевая усилие пружины 26 регулятора, заставляют перемещаться рычаг 25 регулятора, тягу 32 и дозатор

17, уменьшая проходное сечение отверстий во втулке 16, одновременно уменьшая подачу газа, увеличивая разрежение в диафрагменном механизме и прикрывая воздушную заслонку 20, т.е. имеет место смешанное регулирование мощности. Когда канал 23 перекрыт полностью, положение воздушной заслонки 20 не меняется и определяется упором 45. Дальнейшее изменение мощности двигателя происходит при качественном регулировании — уменьшении подачи газа и некотором увеличении подачи

"запальной" дозы дизельного топлива, При работе по внешней скоростной характеристике и уменьшении частоты вращения ниже номинальной система обеспечивает дополнительное увеличение цикловой подачи газообразного топлива для достижения необходимой величины коэффициента запаса крутящего момента, Изменение подачи газа происходит эа счет дополнительного хода доэатора. Перемещение рычагов регулятора определяется не только механическими силами пружин 26 регулятора, корректора 33 и центробежных сил грузов чувствительного элемента 28, но и газовыми силами разрежения, действую.щими на дозатор 17 со стороны смесителя

19. При уменьшении частоты вращения разрежение в смесителе 19 уменьшается, что уменьшает газовые силы, действующие на дозатор 17, и способствует его дополнительному перемещению под действием пружины 26 в сторону увеличения подачи газа, Величина подачи газа также определяется профилем отверстия для входа газа во втулке 16 доэатора, Формула изобретения

1, Система питания газодиэеля, содержащая линию подачи жидкого топлива в цилиндр газодизеля с насосом высркого давления, имеющим подпружиненный управляющий орган, линию подачи газового топлива с приводным газовым дозатором и газовым смесителем, установленным во впускном трубопроводе гаэодиэеля, и схему регулирования подачи топлив, включающую автоматический регулятор с главным рычагом, связанным с приводом газового дозатора, через пружину — с рычагом управления газодиэеля, через тягу с элементом переменной длины - с управляющим органом насоса и непосредственно с центробежным регулятором, причем орган управления насоса снабжен подвижным упором, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения токсичности отработавших газов и расхода жидкого топлива, схема peryлирования снабжена электромагнитным приводом, связанным с электрическим переключателем сорта топлива, упор управляющего органа насоса установлен на рычаге, соединенном с главным рычагом и с электромагнитным приводом, газовый дозатор выполнен в виде золотникового механизма, сообщенного со стороны торцовой поверхности золотника с газовым смесителем.

2. Система по и. 1, отличающаяся тем, что схема регулирования имеет исполнительный механизм с пневмоприводом, рабочая камера которого сообщена с газовым смесителем, а смеситель оснащен воздушной заслонкой, кинематически связанной с исполнительным механизмом, 1746035

200 (50

СН, г, <00

350

200

150

100

300

250

О 20 90 60 60 <0 Рог. Е

Редактор Н. Тупица

Заказ 2378 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ. СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 !Ок, г/ц

250.Я r/

350

g /ь.

360

Составитель П: Сабоджиев

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор О. Ципле