Устройство для подачи газа в двигатель внутреннего сгорания

 

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: устройство содержит карбюратор-смеситель с диффузорами и дроссельными заслонками, газовый редуктор-испаритель с полостями соответственно высокого и низкого давления, регулятор давления, дозатор с дозирующей и управляющей полостями и иглой, снабженной клапаном, имеющим корпус с камерой, разделенной мембраной на две полости. Одна полость клапана сообщена через жиклеры с задроссельным пространством карбюратора-смесителя и через дополнительный жиклер с атмосферой. Запорный элемент клапана закреплен на мембране и взаимодействует с отверстием, выполненным в корпусе дозатора. Другая полость клапана сообщена через трубопровод и другой дополнительный жиклер с полостью низкого давления редуктора-испарителя. При запуске двигателя игла перекрывает доступ газа в дозирующую полость дозатора, а необходимое количество газа подается в карбюратор-смеситель через второй дополнительный жиклер независимо от частоты вращения вала двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для подачи газа в двигатель внутреннего сгорания, и может быть использовано в системах питания автомобилей с карбюраторными двигателя, работающими как на жидком, так и на газообразном топливе.

Одной из наиболее трудно реализуемых задач является точная дозировка поступления газового топлива в двигатель на режиме запуска.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является устройство для подачи газа в двигатель внутреннего сгорания, содержащее карбюратор-смеситель с диффузором и дроссельной заслонкой, газовый редуктор-испаритель с полостями высокого и низкого давления, регулятор давления, дозатор с дозирующей и управляющей полостями, снабженный клапаном, имеющим корпус с камерой, разделенной мембраной на две полости, первая из которых сообщена через жиклеры с задроссельным пространством карбюратора-смесителя, запорный элемент клапана, закрепленный соосно на мембране и взаимодействующий с отверстием, выполненным в корпусе дозатора.

В известном устройстве величина перемещения дозирующей иглы в дозирующей полости дозатора зависит от перепада давлений на мембране последнего, а перепад давлений зависит от величины разрежения в задроссельном пространстве, которое, в свою очередь, зависит от частоты вращения вала двигателя. При каждом запуске двигателя от стартера частота вращения вала по разным причинам может изменяться, поэтому величина перемещения клапана, а также расход газа будет неоднозначным, что затрудняет запуск двигателя.

Целью изобретения является повышение надежности подачи газа при запуске двигателя.

Для достижения этой цели в устройстве для подачи газа в двигатель внутреннего сгорания, содержащем карбюратор-смеситель с диффузором и дроссельной заслонкой, газовый редуктор-испаритель с полстями высокого и низкого давления, регулятор давления, дозатор с дозирующей и управляющей полостями, снабженный клапаном, имеющим корпус с камерой, разделенной мембраной на две полости, первая из который сообщена через жиклеры с задроссельным пространством карбюратора-смесителя, и запорный элемент клапана, закрепленный соосно на мембране и взаимодействующий с отверстием, выполненным в корпусе дозатора, первая и вторая полости клапана сообщены через дополнительные жиклеры соответственно с атмосферой и полостью низкого давления редуктора-испарителя.

На чертеже представлена схема устройства для подачи газа в двигатель внутреннего сгорания.

Устройство содержит клапан 1, состоящий из корпуса 2, мембраны 3, разделяющей корпус на первую управляющую полость 4 и вторую надмембранную полость 5, пружину 6, шток с запорным элементом 7 клапана, взаимодействующим с седлом (отверстием) 8, жиклеры 9, дополнительные жиклеры 10, 11, карбюратор-смеситель 12. В камере 13 дозатора размещен сильфон 14, разделяющий камеру на управляющую 15 и дозирующую 16 полости, к последней подсоединен трубопровод 17 для подачи газа в карбюратор-смеситель 12. Сильфон 14, взаимодействующий с дозирующей иглой 18, воспринимает усилие пружины 19. Дозирующая полость 16 сообщена через входное отверстие 20 с полостью 21 низкого давления редуктора-испарителя, в которой размещена мембрана 22, нагруженная пружиной 23, а в полости 24 высокого давления - мембрана 25, нагруженная пружиной 26. В корпусе редуктора-испарителя выполнен входной канал 27, клапаны 28 и 29, регулятор давления (жиклер) 30.

Управляющая полость 4 клапана 1 сообщена через жиклеры 9 с задроссельным пространством карбюратора-смесителя 12 и через трубопровод 31 с регулятором давления 30. В карбюраторе-смесителе 12 установлены жиклеры 32 и выполнена камера разрежения 33, сообщенная трубопроводом 34 с управляющей полостью 15 дозатора. В карбюраторе-смесителе 12 установлены дроссельные заслонки 35. В корпусе редуктора-испарителя выполнена подмембранная пружинная полость 35 малого давления.

Устройство работает следующим образом.

В режиме холостого хода разрежение Р₁ в дроссельном пространстве карбюратора-смесителя 12 незначительно возрастает за счет гидросопротивления в диффузорах, а в задроссельном пространстве разрежение достаточно высокое, так как дроссельные заслонки 35 закрыты. При этом давление (Р₁) дроссельного пространства через жиклеры 32 передается в камеру разрежения 33 и по трубопроводу 34 в управляющую полость 15 дозатора. При возникшем перепаде давления на сильфоне (Р₂ - Р₁, где Р₂ - давление в дозирующей полости 16 дозатора), а также перепаде давления на дозирующей игле 18 (Р₃ - Р₂, где Р₃ - давление в полости 21 низкого давления редуктора-испарителя) усилие пружины 19 преодолевается и игла 18 поднимается над входным отверстием 20 на высоту, определяемую предварительной затяжкой пружины 19, обеспечивая истечение газа под избыточным давлением, на которое настроен редуктор-испаритель. Система находится в равновесии: (Р₂ - Р₁)F_эфк + (Р₃ - Р₂)F_и - R = 0 (1) где F_эфк - эффективная площадь сильфона 14; F_и - площадь иглы 18; R - усилие затяжки пружины 19.

Давление Р₃ зависит от разрежения в задроссельном пространстве, которое по трубопроводу 31 и через жиклер 30 поступает в пружинную полость 36, перенастраивая давление редуктора. Чем выше разрежение в задроссельном пространстве, тем меньше давление в редукторе, и наоборот. Следовательно, давление Р₃ при запуске двигателя (когда частота вращения вала двигателя значительно меньше, чем при работе на холостом ходу, и разрежение в задроссельном пространстве незначительное) будет выше, чем при работе на холостом ходу. Это нарушит равновесие сил в уравнении (1). С увеличением давления Р₃ будет увеличиваться усилие на пружину 19, которая будет сжиматься, перемещая иглу 18 на раскрытие входного отверстия 20, кроме того, увеличится перепад давления на входном отверстии 20, все это приводит к увеличению расхода газа через него и к переобогащению смеси. Запуск ухудшается.

Для устранения такого явления дозатор снабжен клапаном 1. При запуске двигателя давление из полости 21 через дополнительный жиклер 11 и трубопровод передается в надмембранную полость 5 клапана и через седло 8 (при этом запорный элемент 7 открыт) передается в управляющую полость 15 дозатора, по трубопроводу 34 в камеру разрежения 33 и через жиклеры 32 в карбюратор-смеситель 12. В управляющей полости 15 дозатора создается давление, которое, действуя на сильфон 14, закрывает входное отверстие 20 иглой 18. В карбюратор-смеситель поступает газ только через жиклер 11. После запуска двигателя и при работе на холостом ходу разрежение из задроссельного пространства по трубопроводу 31 через жиклер 9 передается в управляющую полость 4 клапана. Под действием разрежения мембрана 3 преодолевает усилие пружины 6 и запорный элемент 7 закрывает седло 8, отсекая управляющую полость 15 от надмембранной полости 5. Поступление газа в дозатор через жиклер 11 прекращается. После закрытия запорного элемента 7 в полости 5 давление возрастает до значения, равного давлению полости 21 редуктора, этого давления достаточно (так подобрано усилие пружины 6), чтобы удержать запорный элемент 7 в закрытом состоянии, даже если разрежение в задроссельном пространстве отсутствует. Игла 18 устанавливается в положение, соответствующее работе двигателя на холостом ходу. Равновесие уравнения (1) восстановится. При достаточно высокой частоте вращения вала при запуске двигателя (когда высокое напряжение на аккумуляторной батарее) создается достаточно высокое разрежение в задроссельном пространстве, при этом мембрана 3 может преодолеть усилие пружины 6 и запорный элемент 7 закроет седло 8. Чтобы уменьшить этот сигнал, в корпусе управляющей полости 4 выполнен дополнительный жиклер 10, сообщающий управляющую полость 4 клапана с атмосферой.

Таким образом, при запуске двигателя в карбюратор-смеситель 12 подается необходимое количество газа через жиклер 11 независимо от частоты вращения вала двигателя.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ГАЗА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее карбюратор-смеситель с диффузором и дроссельной заслонкой, газовый редуктор-испаритель с полостями высокого и низкого давления, регулятор давления, дозатор с дозирующей и управляющей полостями, снабженный клапаном, имеющим корпус с камерой, разделенной мембраной на две полости, первая из которых сообщена через жиклеры с задроссельным пространством карбюратора-смесителя, и запорный элемент клапана, закрепленный соосно на мембране и взаимодействующий с отверстием, выполненным в корпусе дозатора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности подачи газа при запуске двигателя, первая и вторая полости клапана сообщены через дополнительные жиклеры соответственно с атмосферой и с полостью низкого давления редуктора-испарителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1