Устройство для подачи газообразного топлива в двигатель внутреннего сгорания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

@ 4И РТЯ»

17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3803083/25-06 (22) 17.10.84 (46) 07.04.86. Бюл. № 13 (71) Горьковский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. А. А. Жданова (72) С. А. Горшков, В. А. Гурин, А. Е. Переслегин и В. Н. Половинкин (53) 621.433 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 861693, кл. F 02 М 21/04, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ

ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее дозатор газа, снабженный пневмоприводом и дросселем переменного сечения в виде центральной и периферийной деталей, одна из которых выполнена. конической, а другая — цилиндрической, ÄÄSUÄÄ 1222879 д и газовоздушный смеситель, снабженный распределителем газа в смесительной камере, отличающееся тем, что, с целью повышения качества смесеобразования путем обеспечения возможности регулировки характеристики дросселя, коническая деталь дросселя выполнена периферийной, а цилиндрическая — центральной в виде тарельчатого клапана со стержнем, и распределитель газа выполнен в виде усеченного конуса, вершина которого размещена в цилиндрическом отверстии смесительной камеры, и прикрепленного к нему стакана с глухим дном и сквозными радиальными пазами, причем коническая деталь дросселя прикреплена к корпусу с возможностью ее демонтажа, стержень клапана прикреплен к глухому дну д стакана, а последний вместе с конусом соединен с пневмоприводом.

1222879

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к устройству газовоздушных смесителей и дозаторов двигателей, работающих на газообразном топливе.

Цель изобретения — повышение качества смесеобразования путем обеспечения регулировки характеристики дросселя.

На фиг. 1 представлено устройство, разрез по оси; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — графики сопоставления фактического закона изменения состава смеси с оптимальным.

Устройство содержит корпус 1 с газовоздушным смесителем 2, дроссельная заслонка 3 которого размещена в смесительной камере 4, дозатор 5 газа, смонтированный в крышке 6 и снабженный стержнем 7, и пневмопривод 8 подвижных элементов дозатора.

Дозатор снабжен дросселем переменного сечения в виде неподвижной периферийной конической детали 9 и размещенного в ней центрального тарельчатого клапана 10, прикрепленного при помощи стержня 7 к глухому дну стакана 11, в котором выполнены сквозные радиальные пазы 12. Стакан соединен вертикальными стойками 13 с усеченным конусом 14, вершина которого размещена в цилиндрическом отверстии смесительной камеры 4. Для подвода газа в крышке 6 предусмотрен штуцер 15, а для подвода воздуха в корпусе выполнены окна 16, отделенные одно от другого стойками 17, расположенными по окружности. Полость 8 пневмопривода сообщена с полостью дозатора 5 через щель 19 и ограничена мембраной 20 и усеченным конусом 14. Мембрана

20 закреплена между крышкой корпуса 6 и корпусом 1, диапазон ее срабатывания определяется пружиной 21. В приемном угловом штуцере 15 газа установлен регулировочный винт 22, помещенный коническим торцом в отверстие перепуска газа через полость 18 и зазор 19 на холостом ходу.

Устройство работает следующим образом.

При работе двигателя в смесительной камере 4 образуется разрежение. Количество смеси, поступающей в цилиндры двигателя, регулируется положением дроссельной заслонки 3 и в зависимости от режима работы двигателя.

При неработающем двигателе дроссельная заслонка 3 находится в закрытом положении. Под действием пружины 21 усеченный конус 14 прижат к фланцу корпуса 1 и перекрывает доступ воздуха. Связанный с ним посредством стоек 13 и стакана 11 тарельчатый клапан 10 также находится в крайнем нижнем положении относительно конической детали 9 дросселя. Разрежение в смесительной камере 4 равно нулю, поэтому истечение газа через минимальный зазор между конической деталью 9 и тарельчатым клапаном 10 не происходит.

На режимах частичных нагрузок происходит открытие дроссельной заслонки 3, при этом в смесительной камере 4 создается разрежение около 150 — 200 мм вод.ст., которое затем сохраняется в этих пределах на всех режимах работы двигателя, имея тенденцию к возрастанию по мере открытия дроссельной заслонки. Разрежение из смеси тельной камеры 4 через сквозные радиальные пазы и зазор 19 передается в полость

10 18 над мембраной 20. Так как в подмембранной полости давление равно атмосферному, то мембрана 20 поднимает конус 14 и связанный с ней стойками 13 стакан

11 с тарельчатым клапаном 10 дозатора газа, который перемещается в конической детали

9. Количество газа, поступающего через дозатор, и количество воздуха, поступающего через щель между конусом 4 и цилиндрическим отверстием камеры, увеличиваются до тех пор, пока усилие разрежения ЛР уравновешивается усилием пружины 21.

Увеличение размера щели между конусом 14 и отверстием смесительной камеры приводит к восстановлению исходного уровня разрежения 150 — 200 мм вод. ст. в смесительной камере 4, в результате чего обеспечиваются высокие скорости истечения воздуха и газа. Сквозные радиальные пазы в стакане ll направляют газ в зону наибольших скоростей воздуха под углом 90 к направлению движения воздуха, что обеспечивает равномерное распределение газа по периметру смесительной камеры 4, что улучшает качество смешения смеси, ее гомогенизацию и равномерность распределения смеси по объему смесительной камеры, в результате чего повышается полнота сгорания смеси в двигателе и снижается выброс токсических веществ СО и СН. Выполнение дозатора газа в виде центрального тарельчатого клапана и периферийной конической детали позволяет повысить точность дозирования, которая не меняется в процессе

40 эксплуатации из-за отсутствия трущихся поверхностей в зоне дозирования топлива. Это также повышает экономичность и стабильность работы двигателя.

При дальнейшем открытии дроссельной заслонки 3 разрежение в смесительной ка4 мере 4 увеличивается. Это приводит к подьему конуса 14 и связанного с ним тарельчатого клапана 10, в результате обеспечивается пропорциональное увеличение потока топлива и воздушного потока. Колеба50 ния разрежения 150 — 200 мм вод. ст. объясняются тем, что сила поджатия пружины

20 меняется, увеличивается по мере подъема мембраны 20. Это и вызывает повышение разрежения в смесительной камере 4, т.е. увеличение истечения топлива и воздуха.

На режимах полных нагрузок, когда дроссельная заслонка 3 полностью открыта, разрежение в смесительной камере 4 максимально — 200 мм вод. ст., оно передается в полость 18 над мембраной, вызывая

1222879

+«n

Фи». 7 фи. 2

Составитель М. Файн

Редактор Е. Папи Техред И. Верес Корректор Т. Колб

Заказ 1687 34 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 максимальное поднятие усеченного конуса

14 и тарельчатого клапана 10. Это вызывает увеличение скорости и количества воздуха и газа, что обеспечивает наибольшую для данного режима мощность, образуется мощностной состав смеси при хорошей ее гомогенизации, что позволяет равномерно распределить топливо по цилиндрам, улучшить полноту сгорания, повысиь экономичность и снизить токсичность двигателя.

Кроме того, при полной нагрузке тарельчатый клапан !О выходит за пределы конической детали 9, что обеспечивает дополнительный приток газа, повышая содержание газа в топливной смеси, т.е. обеспечивая обогатительный эконома йзерный эффект.

На всех режимах работы двигателя давление газа на входе в дозатор соответствует атмосферному, а течение и воздуха, и газа происходит под действием одинакового перепада давлений. Состав смеси а определяется отношением площади сечения Fa (фиг. 2), регулируемой перемещением усеченного конуса 14,к площади сечения, регулируемой газовым дозатором Ь (фиг. 2):

n=f (Fa/ó„).

Предлагаемое устройство обеспечивает параболический закон изменения площади сечения обоих дозаторов: для воздуха выпуклый, для газа — вогнутый (фиг. 3).

Только такое сочетание их характеристик в зависимости от высоты подъема h и соответственно расхода смеси G. позволяет получить фактическое регулирование состава смеси аф, которое укладывается в поле а-. допуска оптимального закона регулироtð вания состава смеси а-.. Это возможно только при выполнении сочетания дозатора газа и воздуха в виде пары центральный тарельчатый клапан — периферийная коническая деталь, и усеченный конус, помещенный в цилиндрическое отверстие.

Кроме того, выполнение дозатора газа со сменной конической деталью дросселя переменного сечения позволяет повысить точность дозирования и стабильность топливной смеси на всех режимах работы двигателя за счет простоты конструкции, воспроизводимости при массовом производстве, возможности коррекции начальной установки. Точность дозирования и стабильность топливной смеси повышают экономичность двигателя и снижают токсичность отработавших газов.