Клапанное устройство для подачи газообразного топлива в двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности топливной аппаратуре, использующей клапаны, приводимые в движение электромагнитами. Изобретение позволяет повысить точность регулирования расхода газовоздушной смеси на всех режимах работы, включая переходные, что обеспечивает уменьшение расхода газа и увеличение общего ресурса работы двигателя внутреннего сгорания. Клапанное устройство для подачи газообразного топлива в двигатель внутреннего сгорания содержит корпус с основанием и электромагнитный клапан. Устройство снабжено вторым электромагнитным клапаном. Электромагнитные клапаны расположены по сторонам основания, по оси которого размещен шаговый двигатель, приводящий в движение полый цилиндр с боковой щелью и регулирующий расход газа через отверстие основания при вращении полого цилиндра. Электромагнитные клапаны соединены с полостью основания отверстиями, перпендикулярными его оси. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к топливной аппаратуре, использующей клапаны, приводимые в действие электромагнитами.

Традиционная схема клапанного устройства отображена в конструкции, разработанной фирмой Роберт Бош ГМБХ (Германия) и защищенной патентом РФ №2057966 от 10.04.96, в котором усовершенствовано соединение трубки с запорным телом клапана.

Упомянутое клапанное устройство содержит электромагнитную катушку, размещенный в катушке сердечник, металлическую соединительную трубку, якорь, обращенный к сердечнику и соединенный при помощи сварки с металлической трубкой.

Площадь сечения патрубка по патенту РФ №2057966 остается неизменной, что исключает возможность тонкой регулировки режимов работы двигателя внутреннего сгорания.

В книге Е.Г.Григорьева и др. «Газобаллонные автомобили», М.: Машиностроение, 1989 на стр.162-163 приведен обстоятельный расчет смесителей, обеспечивающих подачу газообразного топлива. Показано, в частности, что расход смеси, скорость газового потока и площадь сечения входного патрубка связаны между собой следующей зависимостью:

G_см=3600×f_пат.×V_пат.,

где f_пат. - площадь патрубка переходника;

V_пат. - скорость движения смеси в газовом патрубке.

В соответствии с этими расчетами, меняя площадь сечения патрубка (f_пат.), можно регулировать расход газа в зависимости от реальной потребности двигателя, работающего на разных режимах.

В качестве прототипа предложенного технического решения предлагается клапанное устройство для подачи газообразного топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее корпус с основанием и электромагнитный клапан (см. полезную модель РФ №25542 U1, опубл. 10.10.2002).

Недостатками известного клапанного устройства является чрезмерная усложненность конструкции, содержащей множество деталей сложной конфигурации, что несомненно служит основным препятствием к массовому применению устройства.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности регулирования расхода газовоздушной смеси на всех режимах работы, включая переходные, что обеспечивает уменьшение расхода газа и увеличение общего ресурса работы двигателя внутреннего сгорания.

Задачей предлагаемого изобретения является наряду с повышением точности регулирования соотношения газ - воздух на всех режимах работы ДВС значительное увеличение ресурса работы устройства, обусловленное уменьшением износа клапанной пары, обеспечивающей подачу и отсечение газовоздушной смеси.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен общий вид устройства для подачи газообразного топлива в ДВС (аксонометрия с разрезом).

На фиг.2 дана принципиальная схема регулирования площади поперечного сечения отверстия, выполненного в основании корпуса.

На фиг.3 изображен вид сверху на клапанное устройство.

На фиг.4 представлен поперечный разрез клапанного устройства.

Клапанное устройство для подачи газообразного топлива в двигатель внутреннего сгорания содержит в своем составе корпус 1, на внешних сторонах которого расположены параллельно друг другу и перпендикулярно к оси корпуса два электромагнитных клапана 2 и 3. По оси корпуса 1 соосно с патрубком подвода газа установлен шаговый двигатель 4, приводящий в движение полый цилиндр 5 с боковой щелью, обеспечивающий регулирование расхода газа через отверстие, выполненное в основании корпуса.

Площадь отверстия, выполненного в основании корпуса, меняется по мере поворота полого цилиндра 5, закрепленного на оси шагового двигателя 4. Электромагнитные клапаны 2 и 3 соединены с полостью размещения полого цилиндра 5 отверстиями, перпендикулярными оси входного патрубка. Регулирование потока газа, направляемого в ДВС, осуществляет электронный блок системы управления газовым двигателем (ЭБСУГД). Он обеспечивает работу электромагнитных клапанов 2 и 3 в согласовании с работой механизма, использующего шаговый двигатель, осуществляющего подачу газа через отверстие, выполненное в основании корпуса, перекрываемое полым цилиндром 5.

Клапанное устройство работает следующим образом:

а) при запуске двигателя: в предпусковом режиме после подачи питания по программе, задаваемой ЭБСУГД, шаговый двигатель открывает щелевой дозатор таким образом, что обеспечивается необходимый для пуска двигателя расход газообразного топлива. При этом электромагнитные клапаны 2 и 3 закрыты.

б) при медленном изменении оборотов двигателя и нагрузки открывается (закрывается) щелевой дозатор по заданной программе, обеспечивая подачу необходимого для работы двигателя количества газа. При быстром изменении нагрузки или оборотов двигателя, в пределах допуска поддержания частоты вращения, изменение проходного сечения канала подачи газа осуществляется за счет включения электромагнитных клапанов 2 и 3 на время, задаваемое программой электронного блока.

в) при снятии нагрузки и уменьшении числа оборотов двигателя по команде ЭБСУГД происходит выключение электромагнитных клапанов 2, 3, закрывается щелевой дозатор таким образом, что обеспечивается необходимый для остановки двигателя расход газа.

Таким образом обеспечивается необходимая точность регулировки количества топлива, необходимая для работы двигателя на всех режимах, включая переходные. Увеличение ресурса работы устройства обеспечивается уменьшением количества циклов работы электромагнитных клапанов. Давление и калорийность топлива могут изменяться в широких пределах.

1. Клапанное устройство для подачи газообразного топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее корпус с основанием и электромагнитный клапан, отличающееся тем, что устройство снабжено вторым электромагнитным клапаном, электромагнитные клапаны расположены по сторонам основания, по оси которого размещен шаговый двигатель, приводящий в движение полый цилиндр с боковой щелью и регулирующий расход газа через отверстие основания при вращении полого цилиндра, причем электромагнитные клапаны соединены с полостью основания отверстиями, перпендикулярными его оси.

2. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что регулирование потока газа осуществляет электронный блок системы управления газовым двигателем (ЭБСУГД), обеспечивая точность регулировки количества топлива, необходимую для работы двигателя на всех режимах работы, включая переходные.