Система питания двигателя внутреннего сгорания жидким и газообразным топливом

 

Использование: в двигателестроении, для двигателей внутреннего сгорания, работающих на жидком и газообразном топливе. Сущность изобретения: система питания содержит контуры подачи во впускной тракт воздуха, жидкого топлива и газа. Система снабжена ограничителем расхода жидкого топлива, выполненным в виде корпуса с каналами внутри него, посредством одного из которых поплавковая камера карбюратора связана с зафильтровым пространством впускного тракта через электромагнитный клапан, а посредством другого канала зафильтровое пространство впускного тракта связано с поплавковой камерой карбюратора через подпружиненный клапан с приводом от штока пневмокамеры, сообщенной с задроссельным пространством впускного тракта. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания, работающим на жидком и газообразном топливах.

Известна система питания двигателя внутреннего сгорания жидким и газообразным топливом, содержащая контуры подачи жидкого и газообразного топлива, каждый из которых включает в себя отдельные параллельно установленные карбюраторы для подачи того или иного вида топлива. При этом привод дроссельной заслонки одного из карбюраторов выполнен в виде кинематической передачи между ней и дроссельной заслонкой другого карбюратора.

Наличие двух отдельных карбюраторов для бензина и газа и использование сложной кинематической передачи между их дроссельными заслонками для регулирования соотношения бензина и газа в смеси существенно усложняет конструкцию известной системы питания.

Известна система питания двигателя внутреннего сгорания жидким и газообразным топливом, содержащая контуры подачи жидкого и газообразного топлива с общей смесительной камерой карбюратора для обоих контуров.

Недостатком известной системы питания является то, что в ней не предусмотрено совместное дозирование жидкого и газообразного топлива и не обеспечивается требуемое регулирование бензогазовоздушной смеси в широком диапазоне режимов работы двигателя.

Известна система питания двигателя внутреннего сгорания жидким и газообразным топливом, содержащая контур подачи воздуха во впускной тракт двигателя через воздушный фильтр, контур подачи жидкого топлива, включающий бак для жидкого топлива и насос для подачи его в поплавковую камеру карбюратора, связанную каналом главной дозирующей системы с впускным трактом, и контур подачи газового топлива, включающий газовый баллон, первый электромагнитный клапан, связанный с источником электрического тока через переключатель вида топлива, газовый редуктор и дозатор газа, выполненный в виде корпуса с двумя полостями, подключенными соответственно к редуктору и впускному тракту двигателя.

Известная система питания на большей части нагрузочных режимов работы двигателя обеспечивает подачу в двигатель только жидкого топлива, а на режимах холостого хода и малых нагрузок, а также на режиме максимальной мощности подачу обоих видов топлива. В известной системе питания не предусмотрено совместное регулирование долей жидкого и газообразного топлива в бензогазовоздушной смеси. Следствием отмеченного является недостаточное использование возможностей для уменьшения расхода жидкого топлива и снижения токсичности отработавших газов.

Задачей данного изобретения является уменьшение расхода жидкого топлива двигателем транспортного средства и снижение токсичности отработавших газов за счет создания системы питания, при которой двигатель мог бы работать как на одном из двух видов топлива бензине или сжиженном нефтяном газе, так и на смеси сжиженного нефтяного газа и бензина, при этом должно обеспечиваться требуемое соотношение жидкого и газообразного топлива в смеси при работе двигателя во всем диапазоне частичных нагрузок и сохранение проектного значения максимальной мощности, предусмотренного для двигателя с питанием только жидким топливом.

Эта задача решается тем, что система питания двигателя внутреннего сгорания жидким и газообразным топливом, содержащая контур подачи воздуха во впускной тракт двигателя через воздушный фильтр, контур подачи жидкого топлива, включающий бак для жидкого топлива и насос для подачи его в поплавковую камеру карбюратора, связанную каналом главной дозирующей системы с впускным трактом, и контур подачи газового топлива, включающий газовый баллон, первый электромагнитный клапан, связанный с источником электрического тока через переключатель вида топлива, газовый редуктор и дозатор газа, выполненный в виде корпуса с двумя полостями, подключенными соответственно к редуктору и впускному тракту двигателя, снабжен установленным в контуре подачи жидкого топлива вторым электромагнитным клапаном и ограничителем расхода жидкого топлива, выполненным в виде корпуса с каналами внутри него, посредством одного из которых поплавковая камера карбюратора связана с зафильтрованным пространством впускного тракта через третий электромагнитный клапан, а посредством другого клапана зафильтровое пространство впускного тракта связано с поплавковой камерой через первый подпружиненный клапан с приводом от штока первой пневматической камеры, сообщенной с задроссельным пространством впускного тракта, при этом упомянутые полости в корпусе дозатора связаны между собой внутри корпуса через второй подпружиненный клапан с приводом от диафрагмы второй пневматической камеры, подключенной к контуру подачи жидкого топлива, и через третий клапан, имеющий привод от подпружиненной диафрагмы третьей пневматической камеры, сообщенной с задроссельным пространством впускного тракта, и дополнительный привод от регулировочного винта, причем второй и третий электромагнитные клапаны подключены к источнику электрического тока через переключатель вида топлива.

При таком выполнении системы питания двигатель может работать как только на бензине или газовом топливе, так и на бензогазовоздушной смеси, при этом в зависимости от режима работы двигателя обеспечивается необходимое соотношение между жидким и газообразным топливом за счет взаимного перераспределения долей между ними. Следствием этого является уменьшение расхода двигателем жидкого топлива и токсичности отработавших газов при сохранении его максимальной мощности.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемой системы питания двигателя внутреннего сгорания транспортного средства бензином и газовым топливом с искровым зажиганием; на фиг.2 показана принципиальная схема ограничителя расхода жидкого топлива; на фиг.3 дозатор газа.

Система питания содержит контур подачи жидкого топлива, включащий бак для жидкого топлива 1 и бензонасос 2 для подачи жидкого топлива через второй электромагнитный клапан 3 по магистрали 4 в поплавковую камеру 5 карбюратора 6 (в рассматриваемом примере выполнения двухкамерного с последовательным включением дроссельных заслонок), контур подачи газового топлива, включающий последовательно установленные в магистрали газовый баллон 7, первый электромагнитный клапан 8, двухступенчатый редуктор-испаритель 9 и дозатор газа 10. Дозатор газа 10 выполнен в виде корпуса 11 с полостью 12, подключенной через входной патрубок 13 дозатора к выходному патрубку 14 второй ступени редуктора-испарителя 9, и полостью 15, подключенной через выходной патрубок 16 дозатора к диффузору газового смесителя 17, установленного во впускном тракте 18 двигателя в виде надставки на верхний фланец карбюратора 6 под корпус воздушного фильтра 19. Входная горловина и полость внутри корпуса воздушного фильтра образуют контур подачи воздуха в диффузоры газового смесителя 17 и карбюратора 6. Полости 12 и 15 дозатора связаны между собой внутри корпуса 11 через второй, подпружиненный клапан 20, имеющий пружину 21, и третий клапан 22. Клапан 20 имеет привод от диафрагмы 23 второй пневматической камеры 24, подключенной к трубопроводу 4 подачи бензина от насоса в поплавковую камеру 5 карбюратора 6. Третий клапан 22 имеет привод от подпружиненной пружиной 25 диафрагмы 26 третьей пневматической камеры 27, сообщенной с задроссельным пространством 28 впускного тракта, и дополнительный привод от регулировочного винта 29. Система питания снабжена ограничителем расхода жидкого топлива 30 и переключателем вида топлива 31. Ограничитель расхода жидкого топлива 30 выполнен в виде корпуса 32 с каналами 33 и 34 внутри него. Посредством канала 33, подключенного трубопроводом 35 к поплавковой камере 5, последняя связана с зафильтровым по направлению воздушного потока пространством 36 впускного тракта через третий электромагнитный клапан 37. Посредством канала 34, подключенного трубопроводом 38 к зафильтровому пространству 36, последнее связано с поплавковой камерой 5 через первый подпружиненный пружиной 39 клапан 40, имеющий привод от штока 41 подпружиненной пружиной 42 диафрагмы 43 первой пневматической камеры 44, сообщенной с задроссельным пространством 28 впускного тракта. Переключатель 31 предназначен для перевода двигателя с одного вида топлива на другой с места водителя без остановки двигателя. Через этот переключатель к источнику электрического тока 45 подключены упомянутые первый, второй и третий электромагнитные клапаны 8,3 и 37. Переключатель 31 имеет четыре фиксированных положения: "ГАЗ", при котором электропитание подается на электромагнитный клапан 8, "газ-бензин", при котором электропитание подается на электромагнитные клапаны 3 и 8, "бензин", при котором электропитание подается на клапаны 3 и 37, и нейтральное положение, при котором питание не подается ни на один из электромагнитных клапанов.

Система питания работает следующим образом. При положении переключателя "газ" электромагнитный клапан 8 открыт, обеспечивая питание двигателя газовым топливом. Электромагнитный клапан 3 закрыт, и бензин к карбюратору 6 не подается. Отсутствие бензина в магистрали 4 и полости 24 дозатора газа 10 позволяет дозатору обеспечить двигатель газом в полном объеме, ибо пружина 21, разжимаясь, перемещает клапан 20, максимально открывая проходное сечение для газа. При этом по мере увеличения нагрузки двигателя увеличивается разрежение в диффузорах газового смесителя 17, разрежение в полости второй ступени редуктора также растет, что вызывает перемещение диафрагмы второй ступени и открытие клапана второй ступени на большую величину (не показаны), обеспечивая большой расход газа через выходной патрубок 14 редуктора.

При установке рукоятки переключателя 31 в положение "Газ-Бензин" обмотка электромагнитного клапана 37 обесточена и в работу вступает ограничитель подачи жидкого топлива 30. Клапан 37 перекрывает канал 33, соединяющий воздушную полость поплавковой камеры 5 с зафильтровым пространством 36. Поскольку клапан 40 прикрыт, нарушается баланс давлений в поплавковой камере, что ограничивает расход бензина через главную дозирующую систему карбюратора. Одновременно электропитание подается на обмотку электромагнитного клапана 3, который обеспечивает подачу бензина в магистраль 4 и в полость 24 дозатора 10. Под действием давления бензина диафрагма 23 перемещается вместе с клапаном 20. Клапан 20 полностью перекрывает подачу газа в двигатель, в то время как клапан 22 вместе с диафрагмой 26 под действием разрежения в полости 27 переместится, обеспечивая подачу необходимого количества газа для компенсации недостающей доли бензина (величина расхода газа устанавливается винтом 29). При повышенной нагрузке двигателя, когда начинает открываться дроссельная заслонка вторичной камеры карбюраторов, величина управляющего разрежения, передаваемого в камеру 42 ограничителя расхода жидкого топлива и камеру 27 дозатора газа, становится недостаточной, чтобы удержать соответственно пружины 42 и 25 в сжатом состоянии. В результате диафрагма 43 со штоком 41 и диафрагма 26 с клапаном 22 перемещаются, в поплавковой камере обеспечивается баланс давлений, необходимый для полного расхода бензина, а поступление газа в смеситель прекращается. Таким образом, на режимах внешней скоростной характеристики двигатель работает на бензине, что обеспечивает получение необходимых мощностных показателей. При работе двигателя на бензине электромагнитный клапан 8 перекрывает поступление газа в систему питания двигателя. Обмотка электромагнитного клапана 37 находится под напряжением, клапан 37 открыт, а воздушная полость поплавковой камеры соединена с пространством за воздушным фильтром по направлению воздушного потока. В поплавковой камере устанавливается давление, близкое к атмосферному, и карбюратор работает в нормальном режиме, обеспечивая расход бензина в полном объеме.

Таким образом, предлагаемая система питания обеспечивает работу двигателя как на одном виде топлива на бензине или сжиженном нефтяном газе, так и одновременно на смеси двух указанных видов топлив. При этом за счет дозирования обеспечивается необходимое соотношение между жидким и газообразным топливом в топливо воздушной смеси и сохранение требуемых мощностных показателей двигателя.

Формула изобретения

СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ЖИДКИМ И ГАЗООБРАЗНЫМ ТОПЛИВОМ, содержащая контур подачи воздуха через воздушный фильтр во впускной тракт двигателя, контур подачи жидкого топлива, включающий бак для жидкого топлива и насос для подачи его в поплавковую камеру карбюратора, связанную каналом главной дозирующей системы с впускным трактом, и контур подачи газового топлива, включающий газовый баллон, первый электромагнитный клапан, связанный с источником электрического тока через переключатель вида топлива, газовый редуктор, дозатор газа, выполненный в виде корпуса с двумя полостями, подключенными соответственно к редуктору и впускному тракту двигателя, и регулировочным винтом, отличающаяся тем, что она снабжена вторым электромагнитным клапаном, установленным в контуре подачи жидкого топлива, и ограничителем расхода жидкого топлива, выполненным в виде корпуса, имеющего первую пневматическую камеру с первым подпружиненным клапаном и каналы, посредством одного из которых поплавковая камера карбюратора связана с зафильтровым пространством впускного тракта через третий электромагнитный клапан, а посредством другого канала зафильтровое пространство впускного тракта связано с поплавковой камерой через первый подпружиненный клапан с приводом от штока, расположенного в первой пневматической камере, сообщенной с задроссельным пространством впускного тракта, при этом упомянутые полости в корпусе дозатора, имеющего вторую и третью пневматические камеры с диафрагмами и дополнительным приводом от регулировочного винта, связаны между собой внутри корпуса через второй подпружиненный клапан с приводом от диафрагмы второй пневматической камеры, подключенной к контуру подачи жидкого топлива, и через третий клапан, имеющий привод от подпружиненной диафрагмы третьей пневматической камеры, сообщенной с задроссельным пространством впускного тракта, и дополнительный привод от регулировочного винта, причем второй и третий электромагнитные клапаны подключены к источнику электрического тока через переключатель вида топлива.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3