Редуктор системы подачи газового топлива двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: в двигателестроении, в частности в топливных системах двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в устройствах подачи газового топлива двигателей, а также в бытовых газобалонных системах. Сущность изобретения: редуктор дополнительно содержит стакан 4, выполненный в виде второй втулки, вторую крышку 8, выполненную с центральным отверстием под отверстием под первый штуцер 9, и вторую пружину 21. Корпус выполнен в виде первой втулки 1 и снабжен третьим 2 и четвертым 3 штуцерами, испаритель представляет собой радиатор 11 с кольцевыми проточками на внешней поверхности, а клапан выполнен в виде конусной втулки 22 и диска 23, закрепленных посредством резьбового соединения на свободном конце штока 7. 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливным системам двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в устройствах подачи газового топлива двигателей, в бытовых газобалонных системах.

Известен редуктор системы подачи газового топлива двигателей внутреннего сгорания ДВС, содержащее корпус с входным и выходным штуцерами, установленную в корпусе подпружиненную мембрану, жестко связанную со штоком, на конце которого закреплен клапан, разделяющий полость внутри корпуса на камеру высокого давления ВД, связанную с входным штуцером и камеру низкого давления НД с выходным штуцером. Редуктор является элементом системы, в состав которой включен испаритель выполненный отдельно от редуктора в виде двух емкостей, корпуса которых контактируют с поверхностью трубы системы охлаждения двигателя.

Недостатком известного устройства является раздельное конструктивное выполнение редуктора и испарителя, что приводит к существенному увеличению габаритов системы, необходимости соединения отдельных узлов дополнительными трубопроводами и как следствие к снижению ее надежности и безопасности.

Известен редуктор системы подачи газового топлива ДВС, содержащий корпус, снабженный первым штуцером для подключения к баллонам хранения газа и второй штуцер для подключения к топливной системе двигателя, установленную в корпусе мембрану, жестко соединенную со штоком, конец которого кинематически связан с клапаном, разделяющим полость внутри корпуса на первую и вторую камеры, мембрана нагружена первой пружиной, на свободный конец которой опирается регулировочный винт, первая камера связана с первым штуцером, а внутри второй камеры установлен испаритель, причем вторая камера через дополнительную разгрузочную камеру связана с вторым штуцером.

Недостатком известного устройства является недостаточная точность поддержания давления газа на выходе из редуктора, особенно при малых расходах газа, обусловленная конструкцией регулирующего клапана и существенное влияние на работу редуктора механических воздействий, передаваемых от двигателя.

Техническим результатом изобретения является повышение точности поддержания давления на выходе из редуктора во всем диапазоне режимов работы ДВС.

Результат достигается тем, что редуктор дополнительно содержит стакан, выполненный в виде второй втулки, состоящей из трех частей различного диаметра, вторую крышку, выполненную с центральным отверстием под первый штуцер, и вторую пружину, корпус выполнен в виде первой втулки и снабжен третьим и четвертым штуцерами, испаритель представляет собой радиатор и выполнен в виде третьей втулки с кольцевыми проточками на внешней поверхности, а клапан выполнен в виде конусной втулки и второго диска, закрепленных посредством резьбового соединения на свободном конце штока, таким образом, что малое основание конусной втулки обращено к седлу клапана, а диаметр большого основания конусной втулки, с которым связан второй диск, равен диаметру отверcтия седла, образованного поверхностью торцевой поверхности нижней части стакана, последней средней частью установлен в корпусе и опирается на его верхний торец, буртом, образованным верхней частью большего диаметра и средней частью стакана, нижняя часть стакана имеет на наружной поверхности резьбу, на которую наворачивается первый штуцер, вторая крышка одета на первый штуцер и прижимается к нижнему торцу корпуса гайкой, которая наворачивается на наружную резьбу первого штуцера, радиатор установлен в расточке средней части стакана, а осевое отверстие радиатора является направляющей штока, мембрана установлена в расточке верхней части стакана и прижата к нему первой крышкой, вторая пружина размещена между внутренним буртом верхней части стакана и верхним торцом радиатора, ребра которого имеют меньший диаметр по сравнению с диаметром расточки средней части стакана за исключением нижнего ребра, обеспечивающего центровку радиатора в стакане, причем нижнее ребро радиатора выполнено с отверстиями, оси которых параллельны оси радиатора. Между торцами ребер радиатора и внутренней поверхностью стакана образован кольцевой канал, площадь поперечного сечения которого превышает на 10-30% (соизмерима) площадь отверстия второго штуцера, установленного на наружной поверхности верхней части стакана, внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность средней части стакана образуют полость для циркуляции теплоносителя, причем последняя посредством третьего и четвертого штуцера подключена к системе охлаждения двигателя.

На чертеже представлен предлагаемый редуктор.

Редуктор содержит корпус, выполненный в виде первой втулки 1 с третьим и четвертым штуцерами 2 и 3, стакан 4, выполненный в виде второй втулки, состоящей из трех частей различного диаметра, первую крышку 5, выполненную с внутренней расточкой и резьбовым отверстием на ее верхнем торце по оси первой крышки, мембрану 6, жестко связанную с верхней частью штока 7, вторую крышку 8 в виде диска с осевым отверстием, первый и второй штуцеры 9 и 10 и радиатор 11, выполненный в виде третьей втулки с кольцевыми проточками на внешней поверхности. Стакан 4 средней частью установлен в корпусе и опирается на его верхний торец через первую прокладку 12 буртом, образованным верхней частью большого диаметра и средней частью стакана 4. Нижняя часть стакана 4 имеет на наружной поверхности резьбу, на которую через вторую прокладку 13 наворачивается первый штуцер 9. На штуцер 9 надета вторая крышка 8, которая прижимается к нижнему торцу корпуса через третью прокладку 14 и скобу 15 крепления редуктора гайкой 16, которая наворачивается на наружную резьбу первого штуцера 9. Радиатор 11 установлен в расточке средней части стакана 4, а осевое отверстие радиатора является направляющей штока 7. Мембрана 6 установлена в расточке верхней части стакана 4 и прижимается к нему по кольцевой поверхности через четвертую прокладку 17 торцом первой крышки 5, вворачиваемой в резьбу на внутренней поверхности верхней части стакана 4. В расточке первой крышки 5 установлена первая пружина 18, нижний конец которой опирается на верхнюю поверхность мембраны 6, а на верхний конец первой пружины 18 через сухарь 19 опирается регулировочный винт 20, установленный в резьбовом отверстии первой крышки 5. Вторая пружина 21 размещена между внутренним буртом верхней части стакана 4 и верхним торцом радиатора 11. Торцевая поверхность нижней части стакана 4 является седлом клапана, образованного конусной втулкой 22 и диском 23, установ- ленными на нижней части штока 7, ребра радиатора 11 имеют меньший диаметр по сравнению с диаметром расточки средней части стакана 4 за исключением нижнего ребра, обеспечивающего центровку радиатора в стакане. Между торцами ребер радиатора 11 и внутренней поверхностью стакана 4 образован кольцевой канал, площадь поперечного сечения которого превышает на заданную величину (на 10-30% ) площадь отверстия второго штуцера 10, установленного на наружной поверхности верхней части стакана 4. Полость под мембраной связана с осевым каналом второго штуцера 10, а последний служит для подключения к системе питания двигателя. Внутренняя полость первого штуцера 9, диск 23 и нижний торец стакана 4 образуют первую камеру, а полость под мембраной до регулирующего клапана составляет вторую камеру. Внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность средней части стакана образуют полость для циркуляции воды из системы охлаждения двигателя, подвод и отвод которой осуществляется соответственно через третий и четвертый штуцеры 2 и 3.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии мембрана 6 под действием задающей первой пружины 18 прогибается центральной частью вниз, вследствие чего шток 7 смещен в том же направлении, а клапан приоткрыт. В полости между корпусом и стаканом циркулирует вода из системы охлаждения двигателя, обеспечивая нагрев деталей редуктора. Подвод воды к редуктору и ее отвод осуществляется соответственно через штуцеры 2 и 3. При открытии запорного вентиля на входе редуктора сжиженный газ под давлением подводится из баллонов хранения к первому штуцеру 9 и поступает в первую камеру. В первой камере происходит расширение подводимого газа, переход его в газообразное состояние, а также подогрев от стенок первого штуцера 9. Из первой камеры через открытый клапан газ проходит в полость между стаканом 4 и радиатором 11 и далее через кольцевой зазор между стаканом и радиатором в полость под мембраной и через второй штуцер 10 на выход из редуктора. Объемы между ребрами радиатора 11 обеспечивают дополнительное расширение газа, а нагретые поверхности ребер его подогрев. Регулирование давления газа на выходе из редуктора осуществляется дросселированием потока газа посредством изменения площади кольцевого зазора между клапаном и седлом при перемещении штока 7, жестко связанного с мембраной 6. В случае уменьшения расхода газа через редуктор давление в полости под мембраной 6 увеличивается, что вызывает прогиб мембраны вверх и соответствующее ему перемещение штока 7. При этом клапан вместе со штоком 7 поднимается, уменьшая площадь кольцевого зазора для потока газа. В случае увеличения расхода газа через редуктор давление в полости под мембраной 6 падает, а клапан вместе со штоком 7 смещается вниз, увеличивая зазор для прохода газов.

Выполнение регулирующего клапана в виде конусной втулки, снабженной диском, позволяет обеспечить значительные перемещения штока при изменении давления в полости под мембраной и тем самым повысить точность регулирования проходного сечения запорного органа при изменении расхода газа через редуктор, что в конечном счете обеспечивает высокую точность поддержания давления газа на входе в топливную систему двигателя и исключает влияние вибрации от работы двигателя на работу редуктора.

Формула изобретения

РЕДУКТОР СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ГАЗОВОГО ТОПЛИВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус, первый штуцер для подключения к баллонам хранения газа и второй штуцер для подключения к топливной системе двигателя, установленную в корпусе мембрану, жестко связанную со штоком, конец которого кинематически связан с клапаном, разделяющим полость внутри корпуса на первую и вторую камеры, мембрана погружена первой пружиной, на свободный конец которого опирается регулировочный винт, установленный по оси мембраны в резьбовом отверстии первой крышки корпуса, первая камера связана с первым штуцером, а внутри второй камеры установлен испаритель, причем вторая камера связана с вторым штуцером, отличающийся тем, что редуктор дополнительно содержит стакан, выполненный в виде второй втулки, состоящей из трех частей различного диаметра, вторую крышку, выполненную с центральным отверстием под первый штуцер и вторую пружину, корпус выполнен в виде первой втулки и снабжен третьим и четвертым штуцерами, испаритель представляет собой радиатор и выполнен в виде третьей втулки с кольцевыми проточками на внешней поверхности, а клапан выполнен в виде конусной втулки и диска, закрепленных посредством резьбового соединения на свободном конце штока таким образом, что малое основание конусной втулки обращено к седлу клапана, а диаметр большого основания конусной втулки, с которым связан диск, равен диаметру отверстия седла, образованного торцевой поверхностью нижней части стакана, последний средней частью установлен в корпусе и опирается на его верхний торец буртом, образованным верхней частью большего диаметра и средней частью стакана, нижняя часть стакана имеет на наружной поверхности резьбу, на которую наворачивается первый штуцер, вторая крышка надета на первый штуцер и прижимается к нижнему торцу корпуса гайкой, которая наворачивается на наружную резьбу первого штуцера, радиатор установлен в расточке средней части стакана, а осевое отверстие радиатора является направляющей штока, мембрана установлена в расточке верхней части стакана и прижата к нему первой крышкой, вторая пружина размещена между внутренним буртом верхней части стакана и верхним торцом радиатора, ребра которого имеют меньший диаметр по сравнению с диаметром расточки средней части стакана, за исключением нижнего ребра, обеспечивающего центровку радиатора в стакане, причем нижнее ребро радиатора выполнено с отверстиями, на которых параллельны оси радиатора, между торцами ребер радиатора и внутренней поверхностью стакана образован кольцевой канал, площадь поперечного сечения которого превышает на 10 - 30% (соизмеримо) площадь отверстия второго штуцера, установленного на наружней поверхности верхней части стакана, внутренняя поверхность корпуса и наружняя поверхность средней части стакана образуют полость для циркуляции теплоносителя, причем последняя связана посредством третьего и четвертого штуцеров и подключена к системе охлаждения двигателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1