Система питания автомобильного двигателя внутреннего сгорания сжиженным газом

 

Использование: автомобильная техника , в частности системы питания газобаллонных автомобилей. Сущность изобретения: система питания содержит газовый баллон с наполнительным вентилем, расходными вентилями и запорным электромагнитным клапаном, испаритель газа, фильтр, стабилизатор давления газа, газовую магистраль с запорным электромагнитным клапаном и двумя каналами для дозирования газа в двигатель: канал, содержащий регулятор давления газа и пневмоуправляемый дроссель для дозирования газа в двигатель на основных режимах, и канал с дросселем холостого хода для дозирования газа в двигателе на холостом ходу, элементы аварийной защиты: реле давления, реле вакуума и реле максимальных оборотов и элементы управления системой; замок зажигания И пусковая кнопка. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

„„59„„17S4740 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (I GCllATEHT CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

2 расходными вентилями и запорным электромагнитным клапаном испаритель газа, (21) 4697449/06 (22) 26.05.89 (46) 30.12.92; Бюл. № 48: фильтр, стабилизатор давления газа, газо(71) Павлодарский индустриальный инсти- вую магистраль с запорным электромагйит:тут .. " . " . - ным клапаном и двумя каналами для (72) Б.М.Кривенко дозирования газа в двигатель: канал, содер(56) Патент ГДР ¹ 225164, кл. F 02 М 19/00, опублик. 1983. (54) СИСТЕМА ПИТАНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ BHYTPEHHEl О СГОРАжащий регулятор давления газа и пневмоуправляемый дроссель для доэирования газа в двигатель на основных режимах, и канал с дроСселем холостого хода для дозирования

НИЯ СЖИЖЕННЫМ ГАЗОМ .:, гаэавдвигателенахолостомходу,элементы (57) Использовайие: автомобильная техни- аварийной защиты: реле давленйя, реле вака, в частности системы питания газобал- куумаи релемаксимальныхоборотов и элелонных автомобилеи. Сущность менты управления системой; замок изобретения: система питания содержит га- зажигания и пусковая кнопка. 2 э.п. ф-лы, 3 эовый баллон с наполнительным вентилем, ил, (/)

С: остановках ДВС йли обрыве газопровода, В состав системы двухтопливных ДВС входит также устройство для отключения подачи.; Изобретение относится к автомобильной техйике; в частности к системам питания газобаллонных автомобилей, и предназначено для питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) сжиженнйм га- зом, преимущественно автомобильных с искровь(м зажиганием. Кроме того. оно может быть использовано в системах питания двухтопливнйх ДВС, работающих на двух видах топлива — бензине с карбюраторным смесеобразованием и газообразном, и газо- дизеле.

Известны системы питания сжиженным газом одно- и двухтопливных автомобильных ДВС, содержащие газовый баллон с наполнительно-расходной и контрольно-предохранительной арматурой, фильтр и испаритель газа, приборы дозиро. вания газа в ДВС; элементы аварийной защиты, перекрывающие магистраль подвода газа, и газовый баллон при непредвиденных бензина в карбюратор при переходе на работу на газовом топливе. Дозирование газа в этих системах осуществляется.в функции разрежения во впускном тракте ДВС с помощью диафрагменно-рычажных газовых редукторов, а в отдельных конструкциях — в сочетании с изменением проходного сечения дозатора газа, кинематически связанного с мехайизмом управления дроссельной заслонкой карбюратора (гаэового смесителя). Приборы дозирования снабжены пусковым и зкономайзерным устройствами, которые обеспечивают обогащение поступающей в ДВС газовоздушной смеси на режимах холодного пуска и перегрузках.

К недостаткам известных систем питания ДВС сжиженным газом относятся не1784740 возможность обеспечить оптимальный со- щий регулятор 11 давления газа (редукционстав гаэовоздушной смеси при изменении ный сильфонный клапан и пневмоуправляережимов работы ДВС, обусловленная прин- мый дроссель 12 для доэирования газа в ципом дозирования газа и высокой инерци-. ДВС на основных режимах, и канал 13 с онностью диафрагменно-рычажных 5 дросселем 14 холостого хода для дозировагазовых редукторов, невозможность обес- ния газа в ДВС на холостом ходу, элементы печить надежный пуск холодного ДВС и его аварийной защиты; реле давления 15; реле утй стойчивую работу после пуска из-3а отсут- вакуума 16 и реле максимальных оборотов ствиh впусковомустройстве механизма, по- 17 и элементы управления системой, замок зволяющего плавно изменять количество 10 зажигания 18 и пусковая кнопка 19 (фиг.2). поступающего в ДВС газа в эавйсимости от Регулятор 11 давления газа, управляетемпературы окружающей среды итеплово- . мый через толкатель 20 и пружину 21 от го состояния двигателя. Кроме того, элемен- педали 22 акселератора, и пневмоуправляеты аварийной защиты известных систем не мый дроссель 12 последовательно соединеобеспечивают перекрытия газового балло- 15 ны газопроводами 23 с газовой на в случае разрушения газопроводов на магистралью 8; между собой и с воздушной режимах принудительного холостого хода, камерой 24 карбюратора 25. Дроссельная например при движении автомобиля под заслонка 26 карбюратора через звенья 27 и уклон, что снижает эксплуатационную без- 28 связана с педалью 22 акселератора.: опасность системы, К недостаткам иэвест- 20 Дроссель 14 холостого хода. имеющий ных систем также относятся высокие устройство 29 (винт холостого хода) для ремассогабаритные показатели йриборов до- гулировки его проходного сечения, которое зирования, наличие в них резиновых диаф- кинематически связано с механизмом 30 упрагм снижает их надежность работь1 и срок равления воздушной заслонкой 31 карбюраслужбы, они недостаточно приспособлены 25 тора, соединен газопроводами 23 с газовой для установки на находящиеся в эксплуата- магистралью 8 и с поддроссельной камерой ции бензиновые модели автомобилей без 32 карбюратора. Механиэм30тягой33связаменй йли" сложной переделки штатйых зан со штатным приводом (на фиг.1 не покаприборов питания, .. -,.:зан) воздушной заслонки, размещенйым в

Целью изобретения является улучше- 30 кабине автомобиля. - ние топливной экономичности, пусковых и .Реле давления 15 с нормально открытыдинамических качеств ДВС и повышение, ми контактами 34 и реле вакуума 16также с эксплуатационной безопасности сйСтемы. нормальйо открйть ми контактами 35 сообУказанная цель достигается тем; что си- щаются соответственно с газопроводом 23 стема питания автомобильного ДВС сжи- 35. (между стабилизатором 7 давления газа и женным газом содержит газовый баллон с электромагнйтнйм клапаном 9) и с впускнаполнительно-расходной арматурой и эа- ным коллектором 36 двигателя 37. Реле макпорнымэлектромагнитнымклапаном,испа- симальных оборотов 17 с нормально . ритель и фильтр газа, стабилизатор замкнутымиконтактами38имееткинематидавлениятаза, газовую магистраль с запор- 40: ческую связь 39 с любым валбм двигателя. ным электромагнитным клапаноМ и двумя Питанйе запорных электромагнитных параллельными каналами для дозирования клапанов 4 и 9 осуществляется от источника газа в ДВС на основных режймах и"на холо- 40 электрического тока автомобиля (фиг.2) . стом ходу, элементы аварийной защиты и через замок зажигания 18 и пусковую кнопэлементы управления системой. 45 ку 19 или контакты 34, 38 и 35 элементов

На фиг.1 приведена принципиальная аварийной Защитйсйстемы. схема системы пйтания автомобильного Пневь1суправляемый дроссель 12 со- . ДВС сжиженным газом; на фиг.2- электри- держит (фиг.3) входную полость 41, в коточеская схЕма цепи управления Системой с рой размещен нагруженный С внутренйей элементами аварийной защиты; на фиг.3 — 50 стороны пружиной 42 металлический сильконструктивнаясхемапневмоуправляемого фон 43 с иглой 44 и штоком 45, на конце дросселя. " " : которогО нааинчены гайки 46, и выходную

Система питания содержит газовый полость 47, в которой установлен жиклер 48, баллон 1 с йаполнительным вентйлем 2, рас- . Полости 41 и 47 газопроводами 23 соеходными вентилями 3 и запорным электро- 55:динены соответственно (фиг.1) с регулятомагнитным клапаном 4, испарйтель 5 газа, ром 11 давления-газа и с воздушйой фильтр 6, стабилизатор 7 давления газа, га- камерой 24 карбюратора. Игла 44 и пружина зовую магистраль 8с запорным электромаг- 42, затяжка которой производится резьбонитным клапаном 9 и двумя каналами для - вой втулкой 49, являются регулирующими доэирования газа в ДВС: канал 10, содержа- элементами пневмоуправляемого дросселя

1784740

12. Основание — упор 50 сильфона ограничивает его максимальное сжатие. а следовательно, максимальное проходное сечение для газа.

Регулятор 11 давления газа известной конструкции с плоским обрезиненным клапаном имеет в качестве мембраны металлический сильфон, который нагружен с внешней стороны давлением газа, а с внутренней пружиной 21, усилие которой зависит от положения педали 22 акселератора.

Каружный диаметр металлического сильфона должен быть не более 25 мм, что обуславливает низкие значения усилий, прикладываемых к педали акселератора при ее перемещении.

Педаль 22 акселератора, регулятор 11 давления газа и пневмоуправляемый дроссель 12 образуют следящий пневмопривод, входным параметром которого является положение педали акселератора, а выходными параметрами — давление газа и проходное сечение для газа, определяющие его расход в ДВС.

Система питания работает следующим образом.

Для заполнения системы газом-открывают расходный вентиль 3 жидкой или паро. вой фазы газа, включают замок эажйгания

18 и кратковременно (на 1,5-2 с) нажимают на пусковую кнопку 19, обеспечивая тем самым подключение запорных электромагнитных клапанов 4 и 9 к источнику 40 питания.

К приборам дозирования гаэ поступает через открытые расходный вентиль и электромагнитные клапаны из баллона 1 по газопроводам 23, переходя из жидкого состояния в газообразное в испарйтеле 5, очищаясь от загрязняющих частиц в фильтре 6, понижая и стабилизируя свое давление в стабилизаторе 7 давления газа до заданной величины, обычно до 0,18-0,22 МПа.

Под действием возникшего при запблнении системы давления газа контакты 34 реле давления 15 замыкаются, оставаясь в замкнутом состоянии до значения давления в газопроводе 23, равном 0 02 — 0,03 МПа.

При неработающем двигателе и omyщенной пусковой кнопке 19 в результате разрыва цепи питания электромагнйтных клапанов поступление газа к приборам дозирования прекращается.

При проворачивании коленчатого вала двигателя при его запуске возникающее во впускном коллекторе 36 разрежение замыкает контакты 35 реле вакуума 16, вновь подключая электромагнитные клапаны к источнику 40 питания через замкнутые контакты 34 и 38 реле давления 15 и реле максимальных оборотов 17, в результате чего поступление газа к приборам дозирования возобновляется, Процессы заполнения системы газом и запуска ДВС могут быть совмещены, При отпущенной педали 22 акселератора дозирование газа в ДВС осуществляется только через дроссель 14 холостого хода, проходное сечение которого отрегулирова10 но на устойчивую работу прогретого ДВС на холостом ходу. Регулировку проходного сечения выполняют с помощью устройства 29. предварительно отсоединив его от механиэма 30 управления воздушной заслонкой 31 карбюратора 25.

Для обогащения газовоздушной смеси при запуске и прогреве холодного двигателя проходное сечение дросселя 14 холостого хода дополнительно увеличивают штатным

20 приводом из кабины автомобиля, тяга 39 которого связана с механизмом управления воздушной заслонкой 31 карбюратора, Степень прикрытия воздушной заслонки в зависимости от температуры окружающей двигателя на бензине с карбюраторным смесеобразованием.

Дозирование газа в ДВС на основных режимах его работы обеспечивают регуля30 тор 11 давления газа и пневмоуправляемый дроссель 12 совместно с дросселем 14 холастого хода, причем количество поступающего в ДВС газа зависит от положения педали

22 акселератора.

При нажатии на педаль под действием возрастающего усилия пружины 21 клапан регулятора 11 давления газа открывается, обеспечивая доступ газа к пневмоуправляемому дросселю 12. Возникающее при этом

40 в его входной полости 41 (фиг.3) давление газа, преодолевая усилие пружины 42, сжимает сильфон 43, игла 44 которого, перемещаясь, увеличивает проходное сечение для газа. Это же давление газа одновременно сжимает и сильфон регулятора 11 давления газа, уменьшая его проходное сечение и ori. раничивая тем самым расход газа в ДВС, Количество газовоздушной смеси и ее состав, образующиеся на основных режимах

50 работы ДВС и определяющие его мощностные и экономические показатели, зависят от расхода газа и воздуха.

Расход газа в ДВСдля данной конструкции приборов дозирования однозначно определяется положением педали 22 акселератора. Расход же воздуха — положением педали акселератора (дроссельной заслонки 26) и скоростным режи1ом работы

ДВС: чем больше угол открытия дроссель25 среды примерно такая же, как и при запуске

1784740 ной заслонки и выше скоростной режим, которого передаточное отношение к дростем больше расход воздуха, и наоборот. сельной заслонке должно быть таким же, При фиксированном положении педали как и на автомобиле. акселератора, а следовательно, и дроссель- Полученная экспериментальная зависиной заслонки повышение частоты вращения 5 мость проходного сечения дросселя от великоленчатого вала ДВС, вызванное снижени- чины сжатия пружины 21. используется для ем внешней нагрузки на автомобиль, вызы- подбора параметров иглы 44 и пружины 42 вает обеднение газовоздушной смеси, так - пневмоуправляемого дросселя 12. Параметкак при сохранении расхода газа расход ры этих элементов должны обеспечивать воздуха в ДВС.с ростом частоты вращения 10 при совместной работе с регулятором 11 увеличивается. Возрастание внешней на- давления газа требуемый закон изменения грузки на автомобиль, наоборот, вызывает проходног0сечениядля газа,т.е.удовлетвообогащение газовоздушной смеси, так как рять экспериментальной зависимости, НаискоростнойрежимДВСснижается.. лучшим образом это достигается путем

Таким образом, происходит саморегу- 15 профилирования иглы 44 в сдчетании с пелирование состава поступающей в ДВС га- ременной жесткостью пружины 42. зовоздушной смеси в зависимости от При непредвиденных остановках ДВСвнешней нагрузки на автомобиль при неиз- или при частотах вращения коленчатого ва"менном положении педали акселератора, ла выше максимальных, или при обрыве гачто весьма благоприятно влияет на динамй- 20 зопроводов соответствующие элементы ческие качества и топливную экономич- аварийной защиты системы разрывают ность ДВС:, " ..: .. цепь йитайия электромагнитных клапанов 4

На режиме разгона автомобиля в на- и 9, которые перекрывают газовый баллон 1 чальйый его момейт, когда частота враще- и газовую магистраль 8, Выключение зажиния коленчатого вала еще низка, а педаль 22 25 гания прйводит к остановке ДBC и к автомаакселератора выжата до отказа, в ДВС по- тическому прекращению поступления газа к ступает богатая смесь, обеспечивая получе- приборам дозирования. ние в его цилиндрах максимальной . Наличие в системе аварийной защиты

" мощности, в результате чего время разгона системы питания дополнительно реле дававтомобиля сокращается.. 30 ления 15 повышает эксплуатационную безПлавный переход ДВС с режима хола- опасность в условиях пересеченной стого хода к малым нагрузкам обесйечивает местности с затяжными уклонами, В случае начальное проходное сечейие пневмоуп- обрыва газопроводов при движении авторавляемогодросселя12, котороеустанавли- мобиля под уклон реле давления 15 разо-вается перемещением иглы " 44 35 мкнет цепь питания электромагнитных относительно жиклера 48 (фиг,З) путем на- клапанов 4 и 9, хотя реле вакуума 16 и наховинчивания гаек 46 на шток 45. На средних дится в замкнутом состоянии, так как под и полнйх нагрузках необходимое проход- действием сил инерцйи движущегося под ное сечение устанавливается под действи-, уклон автомобиля ДВС работает йа режиме ем давления газа в газопроводе 23 за 40 принудительного холостого хода. регулятором 11 давления газа при: переме- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я щении педали акселератора автоматически. 1. Система питания автомобильного

Необходймый закон изменения проход- двигателя внутреннего сгорания сжиженHoIo сечения пневмоуправляемого дроссе- ным газом; содержащая газовый баллон с ля 12 на средних и полных нагрузках; rio 45 наполнительно-расходной арматурой и закоторому совместно с работой регулятора порнымэлектромагнитнымклапаном.испа11 давления газа создаются оптимальные ритель и фильтр газа, стабилизатор по мощностно-экономическим показателям давлейия-газа, газовуЮ магистраль с запорусловйя эксплуатации ДВС, для каждого ным электромагнитным клапаном, системы конкретного. ДВС находят эксперименталь- 50 аварийной защиты и управления, канал для но.. . - дозированйя газа на холостом ходу, содерДля этого на испытательном стенде сйи- жащий дроссель холостого хода с устройстмают регулировочные характеристики ДВС вом для регулировки его проходного по составу газовоздушной смеси-при раз- сечения, который соединен газопроводами личных постоянных положениях драссель- 55 с газовой магистралью и с поддроссельной ной заслонки 26 и частотах вращения камерой карбюратора, и канал для дозироколенчатого вала. Испытания проводят в "вания газа в двигатель на основных режикомплекте с протарйрованным по проход- мах, содержащий регулятор давления газа и номусечениюдросселемпеременногосече- дроссель оснбвных режимов, причем регуния и регулятором 11 давления газа; у лятордавления газасвязанспедальюаксе1784740

10 лератора, регулятор давления газа и дроссель основных режимов последовательно соединены с газовой магистралью, между собой и с входным патрубком карбюратора, отличающаяся тем, что. с целью 5 улучшения топливной экономичности, пусковых и динамических качеств двигателя и повышения эксплуатационной безопасности системы, дроссель основных режимов выполнен пневмоуправляемым, снабжен 10 профилированной иглой, нагруженной пружиной переменной жесткости.

2. Система по п.1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что устройство регулировки проходного сечения дросселя холостого хода кинематически связано с воздушной заслонкой карбюратора.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что в системе аварийной защиты дополнительно установлено реле давления.

1784740

Составитель В.Коноплев

Техред M.Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4353 Тираж... Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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