Система подачи сжиженного газа в двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить надежность работы системы подачи сжиженного газа. Система содержит изотермический баллон с трубопроводами жидкой и паровой фаз, S3 каждом из которых размещен соответствующий электромагнитный клапан (эк), в седле которого имеется отвер

ВЗАМЕН РАНЕЕ ИЗДАННОГО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 F 02 М 21/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHQIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3919660/25-06 (22) 26.06.85 (46) 07.01.87. Бюл. М - 1 (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт и Горьковский автомобильный завод (72) Н.Н.Захаров, Э.Т.Крумин, В.Н.Ткаченко и В.А.Вайнберг (53) 621.434.033(088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР

В 1211435, кл. F 02 M 21/02, 1984.

„„SU„, 281716 А1 (54) СИСТЕМА ПОДАЧИ СЖИЖЕННОГО ГАЗА

В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить надежность работы системы подачи сжиженного газа. Система содержит изотермический баллон с трубопроводами жидкой и паровой фаз, в каждом из которых размещен соответствующий электромагнитный клапан (ЭК), в седле которого имеется отверстие, через которое он подключен "; входу ис парит еля . В вых одном па т р убке гази>фикатора установлен ЭК 8 с целью питания. К ЭК 3, 5, 8 подключен электромагнитный регулятор

2. Послед пш выполнен в виде рези=торного моста с целью обратной свч281716 зи и управляется по сигналу от датчика давления, При изменении режима работы поддерживается постоянное давление перед газодозирующей аппаратурой. Создается стабильный состав газовоздушной смеси. 3 з,п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам питания газовых двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение надежности работы системы подачи сжиженного газа для двигате,ля внутреннего сгорания.

На фиг, 1 приведена принципиальная схема системы подачи сжиженного газа, на фиг. 2 — электрическая схема регулятора давления и переклю ателя.

Изотермический криогенный балгон

1 имеет трубопровод 2 с электрома г— нитньм клапапом 3 и трубопровоц с электромагнитным клапаном 5 для подачи соответственно жидкой и IIc ðoвой фаз газа в испаритель 6, контур повышения давления в баллоне 1 с газификатором 7 и электромагнитным клапаном 8, предохранительный кл.-.— пан 9 и заправочное устройство 10 для наполнения баллона 1 сжиженным газом и отвода при этом паровой его фазы. Электромагнитные клапаны

3 и 5 установлеш> в трубопроводак

2 и 4 таким образом, что полость 11 над запорным органом 12 сообщена с баллоном 1, а к отверстию в седле 13 клапана подключен вход исп .— рителя 6.

Испаритель 6 соединен трубопрс>водом 14 с редуктором 15 давления, содержащим разгрузочное устройство (пе показа *o) и жидкостной подогреватель 16 газа, подключенный к системе охлаждения двигателя 17. Выход редуктора 15 через дозирующий дрос<:ип. 18 с ед>гн н с газовым смеси елем 19, установленным на впускном трубопроводе 20,цвигателя 17., 2

С трубопроводом 14 соединен датчик 21 давления, содержащий мембранный элемент 22, кинематически связанный с потенциометром 23, подклю" ченным к регулятору 24.

Регулятор давления содержит чувствительный к давлению резистивный мост, образованный резисторами 25 и 26, потенциометром 23 датчика 21и последовательно соединенные основное 27 и добавочное 28 сопротивления, Входная диагональ моста соединена с источником электрического тока.

Выходная диагональ моста соединена с линией 29 питания. В выходную диагональ моста включен балансный усилИтель, содержащий транзисторы

30 и 31 и оконечный каскад на транзисторе 32, в коллекторную цепь которого включена обмотка исполнительного реле 33, снабженного нормально замкнутыми контактами 34 и первой 35 и второй 36 парами нормально разомкнутых контактов °

Регулятор 24 содержит цепь 37 обратной связи, соединяющую диагональ моста с линией 29 питания через контакты 34 реле 33 резистор 38 и диод 39. Необходимая зона между моментами включения и выключения реле 33 устанавливается при помощи резистора 38. Диод 39 служит для предупреждения шунтирования сопротивлений 27 и 28 в результате подачи сигнала через обмотку электромагнитного клапана 5 и цепь 37 обратной связи. Гасящий резистор 40 or4Q раничивает возрастание обратного напряжения на переходах база — эмиттер транзисторов 31 и 32 при обрыве или коротком замыкании цепи потенциометра 23 датчика давления. Обмот81? 16

3 12 ка реле 33 шунтируется диодом, предохраняющим транзистором 32 от пробоя в момент его запирания.

Электромагнитные клапаны 3, 5 и 8 соединены с электронным регулятором 24 давления через переключа" тель 41, выполненный в виде реле

42 с обмоткой, имеющего нормально замкнутые контакты 43 и 44 и нормаль но разомкнутые контакты 45 и 46, Электромагнитные клапаны 3, 5 и 8 имеют цепи питания соответственно

47, 48 и 49.

Обмотка реле 42 соединена с цепью

47 питания электромагнитного клапана 3 подачи жидкой фазы, а контакты

45 включены параллельно добавочному настроечному сопротивлению 28 в одном из плеч моста.

Цепь 47 электромагнитного клапана 3 подключена к линии 29 питания через параллельно соединенные контакты 36 реле 33 и контакты 44 реле

42. Цепь 48 питания электромагнитного клапана 5 подачи паровой фазы подключена к линии 29 питания через последовательно соединенные контакты 34 реле 33 и контакты 46 реле

42, а цепь 49 электромагнитного клапана 8 контура повышения давления в баллоне подключена к линии 29 через последовательно соединенные контакты 35 реле 33 и контакты 43 реле 42.

Линия 29 питания регулятора 24 давления подключена к источнику " электрического тока через включатель

50 .зажигания и нормально разомкнутые контакты 51 дополнительного. реле 52, обмотка 53 которого соединена с включателем 54 электрического стартера двигателя 17.

Нормально замкнутые контакты 55 реле 52 подключены к цепи 48 питанйя электромагнитного клапана 5 подачи паровой фазы параллельно контактам

34 реле 33.

Система работает следующим образом.

При запуске двигателя через включатель 54 электрического стартера напряжение подается на обмотку 53 дополнительного реле 52, которое контактами 51 отключает от источника электрического тока линию 29 питания регулятора 24 давления и через контакты 55 подает питание в цепь 48 электромагнитного клапана 5, обеспе5

50 чивая подачу в двигатель паровой фазы независимо от величины давления в системе. После выключения электрического стартера реле 52 отключает питание цепи 48 электромагнитного клапана 5 и подает напряжение на регулятор 24, который осуществляет управление электромагнитными клапанами 3, 5 и 8 в зависимости от величины давления газа перед датчиком 21.

В случае запуска двигателя после длительного перерыва в работе системы, когда давление в системе значительно превышает рабочее значение, сопрбтивление потенциометра 23 датчика 21 ниже, чем при рабочем давлении. При этом транзистор 31 открыт отрицательным потенциалом базы по отношению к эмиттеру, а транзистор

30 закрыт. Транзистор 32 также открыт и цепь питания исполнительного реле 33 замкнута. Контакты 35 и 36 реле размыкаются и отключают питание цепей 47 и 49 электромагнитных клапанов 3 и 8 и обмотки реле 42, а контакты 34 этого реле подают на пряжение на цепь 48 электромагнитного клапана 5 и в цепь 37 обратной связи, чем достигается включение и выключение реле 33 при различных значениях давления, что исключает возможность возникновения автоколебательного режима и обеспечивает устойчивую работу системы.

Таким образом, если давление перед датчиком 21 превышает рабочее значение, в двигатель через электромагнитный клапан 5 из баллона продолжает подаваться паровая фаза, что приводит к быстрому понижению давления в баллоне.

При снижении давления до рабочего значения сопротивление потенциометра 23 возрастает, транзистор 30 открывается, а транзисторы 31 и 32 закрываются и реле 33, включенное в цепь коллектора, отключается. Контакты 34 прекращают подачу напряжения на цепь 49 электромагнитного клапана 5, а контакты 35 и 36 подключают к линии 29 питания цепи 47 и

49. При этом подается напряжение на обмотку реле 42 переключателя 41.

Контакты 44 переключателя 41 включают на самопитание обмотку 42 и цепь

47 электромагнитного клапана 3 подачи жидкой фазы, а контакты 45 размыкаются и включают в плечо моста добавочное сопротивление 28, что

5 12 приводит к перенастройке мостовой схемы на переключение реле 33 при более низком уровне давлений.

Контакты 46 переключателя 41 размыкают цепь 48 питания электромагнитного клапана 5 подачи паровой фазы, а контакты 43 замыкают цепь

49 питания электромагнитного клапан.

8 в контуре повышения давления в баллоне.

Таким образом, после достижения рабочего значения давления в системе из баллона через электромагнитный клапан 3 в испаритель б подается жидкая фаза. газа, которая в нем испаряется и частично подогревается за счет тепла окружающей среды или отработавших газов двигателя.

Если перед запуском двигателя давление в системе близко к рабочему значению, то пбсле выключения электрического стартера и реле 52 регулятор давления откроет электромагнитный клапан 3 для подачи из баллона 1 в испаритель 6 жидкой фазы газа.

При длительной работе системы с максимальной подачей газа величина давления в баллоне 1 может опуститься ниже рабочего значения. В этом случае по сигналу датчика 21 регулятор давления. через реле 33 и переключатель 4", подает питание на обмотку электромагнитного клапана

8, что открывает циркуляцию в контуре и вызывает повышение давления в баллоне в результате испарения некоторого количества жидкой фазы .в газификаторе 7 контура ° После повышения давления в системе до рабочего значения регулятор 24 прекратит подачу напряжения на электромагнитный клапан 8 и выключит контур из работы.

Таким образом, переключатель 41, включаемый при переводе системы на подачу жидкой фазы, производит перенастройку мостовой схемы регулятора 24 на более низкий уровень давления, переключает реле 33 на управление электромагнитным клапаном 8 в контуре повышения давления в баллоне 1 и одновременно изменяет программу воздействия на электромагнитный клапан 8. При управлении электро магнитным клапаном 5 регулятор 24 через реле 33 открывает его при возрастании давления выше рабочего зна81716 о чения. При управлении электромагнитным клапаном 8 регулятор 24 давления через реле 33 открывает его в случае снижения давления ниже рабочего значения.

При переключении реле 33 на управление электромагнитным клапаном

8 его контакты 34 в этом случае

1 также продолжают воздействовать на цепь 37 обратной связи, обеспечивая включение и выключение реле при различных значениях давления, определяемых величиной резистора 38, чем достигается устойчивая работа системы.

Указанное взаимодействие описанных элементов обеспечивает стабильную и надежную работу системы подачи сжиженного природного газа путем регулирования давления в криогенном баллоне, открытия электромагнитного клапана 5 и подачи через него в двигатель паровой фазы в случае повышения давления выше рабочего значения или открытия электромагнитного клапана 8 и включения контура повышения в случае понижения давления ниже рабочего значения. При этом обеспечивается управление тремя электромагнитными клапанами системы с необходимой зоной между моментами их включения и выключения. В результате на всех режимах работы двигателя перед газодозирующей аппаратурой поддерживается постоянное давление, равное рабочему значению, и тем самым обеспечивается стабильность и надежность работы системы.

40 При выключении зажигания двигателя прекращается питание электромагнитных клапанов 3, 5 и 8 и все они устанавливаются в закрытом положении. После остановки двигателя разряжение в

45 егo впускном трубопроводе отсутствует, и разгрузочное устройство закры» вает клапан выходной ступени редуктора. Участок газового тракта между электромагнитными клапанами 3 и 5 и редуктором 15, включающий испаритель 6, становится замкнутым объемом, частично заполненным сжвженным газом. По мере испарения газа давление в укаэанном объеме возрастает, и, когда он превысит давление в баллоне, электромагнитные клапаны, действующие как дублирующие друг друга обратные клапаны, перепускают газ из испарителя в баллон, обеспе1281716 чивая защиту испарителя, датчика давления.и газового редуктора от перегрузки по давлению.

Таким образом, благодаря тому, что электромагнитные клапаны подачи паровой и жидкой фазы и дополнительный электромагнитный клапан в контуре повышения давления связаны через переключатель с электронным регулятором давления и подключенным к не- 10 му датчиком давления, на всех режимах работы поддерживается постоянное давление перед газодозирующей аппаратурой, что обеспечивает оптимальный состав газовоздушной смеси, 15 стабильную и надежную работу всей системы подачи сжиженного газа в двигатель внутреннего сгорания.

Такое конструктивное выполнение системы подачи сжиженного природного 20 газа обеспечивает повышение надежности ее работы.

Формула и з обретения

1. Система подачи сжиженного газа в двигатель внутреннего сгорания, содержащая изотермический баллон с подсоединенными к нему трубопровода- 30 ми подачи жидкой и паровой фазы газа, в каждом из которых размещен соответствующий электромагнитный клапан подачи жидкой и паровой фазы, имеющий запорный орган и седло, уп- . 35 равляемый датчиком давления газа и подключенный к входу испарителя, вход которого связан трубопроводом с редуктором давления, подключенным к газовому смесителю двигателя, и 40 контур для повышения давления в баллоне с газификатором, имеющим входной и выходной патрубки, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы, систе- 45 ма снабжена дополнительным электромагнитным клапаном с цепью питания, установленным в выходном патрубке газификатора, и электронным регулятором давления с переключателем, 50 подключенным к электромагнитным клапанам подачи жидкой и паровой фаз и к дополнительному электромагнитному клапану.

2. Система подачи по п. 1, о т- 55 л и ч а ю щ а я с я тем, что электронный регулятор давления выполнен в виде резистивного моста с цепью обратной связи, в одно из плеч которого включен выход датчика давления, основного и добавочного настроечного сопротивлений, балансного усилителя и связанного с последним исполнительным реле с первой и второй парами нормально разомкнутых контактов и с нормально замкнутыми контактами, а переключатель выполнен в виде реле с обмоткой, подключенной к цепи питания электромагнитного клапана подачи жидкой фазы, двух пар нормально замкнутых контактов, одна из которых включена параллельно добавочному настроечному сопротивлению резистивного моста, а вторая включена в цепь питания электромагнитного клапана подачи паровой фазы последовательно с нормально замкнутыми контактами исполнительного реле, и двух пар нормально разомкнутых контактов, первая из которых включе— на в цепь питания дополнительного электромагнитного клапана последовательно с первой парой нормально разомкнутых контактов исполнительного реле, а вторая пара нормально разомкнутых контактов переключателя включена в цепь питания электромаг— нитного клапана подачи жидкой фазы параллельно второй паре нормально разомкнутых контактов исполнительного реле, причем к цепи питания электромагнитного клапана подачи паровой фазы между нормально замкнутыми контактами исполнительного реле и второй парой нормально разомкнутых контактов переключателя подключена цепь обратной связи резистивноro моста.

3. Система подачи по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным реле, обмотка которого имеет выводы для подключения к стартеру двигателя, с нормально разомкнутыми контактами, подключенными к цепи обратной связи резистивного моста, и с нормально разомкнутыми контактами, подключенными к цепи питания электромагнитных клапанов.

4. Система подачи по п. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что каждый из электромагнитных клапанов подачи жидкой и паровой фаз имеет отверстие в седле, через которое он подключен к входу испарителя.

1281716

Составитель В.Ерохов

Техред И.Попович

Редактор А,Шандор

Заказ 7235/27

Корректор M.Äåì÷èê

Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и -открытий

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

Производственно-полиграфическОе предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4