ГАЗОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО ГОРЕНИЯ

Техническое решение относится к механике, прежде всего к двигателям, работающим газообразным топливом.
Широко известно, что первый практически пригодный двигатель был построен французом Ленуаром в 1860 году в Париже и работал светильным газом (см., например книгу Грибова И.В. Двигатели внутреннего сгорания, т.I, ТРАНСПЕЧАТЬ, НКПС, М. 1927 г. стр.11-13). На Парижской выставке газовый двигатель Отто, явившийся прототипом двигателем внутреннего горения нашего времени (стр.16-17). Известны способы и промышленные устройства приготовления газовоздушной смеси, в которых газообразное топливо поступает либо в карбюратор, либо между воздушным фильтром и воздушной заслонкой, либо между дроссельными заслонками и впускным коллектором двигателя (Григорьев Е.Г. и др. Газобаллонные автомобили М. Машиностроение, 1989, стр.147-150).
Газовый двигатель внутреннего горения по SU 35497 выполнен с предварительным сжатием смеси. Газовый двигатель по RU 19877 снабжен системой центральной подачи газа во впускной коллектор. В системе питания газового ДВС по RU 11569 ограничитель хода обратного клапана выполнен регулируемым. Система подачи газообразного топлива для транспортного средства по JP 60-281035 имеет регулятор, содержащий корпус с клапанной камерой, избирательно открываемой в декомпрессионную камеру.
Для увеличения подачи газа в двигатель по WO 9530083 предусмотрено понижение температуры воздуха и/или топлива.
Система для переоборудования дизеля в газовый двигатель по ЕР 44743 содержит электропривод, датчик частоты вращения и блок управления, связанный с приводом и топливным насосом высокого давления. Система сложна и малоэффективна.
Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от постороннего источника по SU 1001868 содержит устройство искрового зажигания с центральным электродом в виде тепловой трубки. А в устройстве зажигания для ДВС по SU 1044076 свеча выполнена в виде насадки на распылитель форсунки. ДВС с зажиганием ударного типа и нагреваемой поверхностью по JP 2755419 имеет головку цилиндра с клапаном впрыска топлива. В головке цилиндра ДВС по US 5398645 свеча зажигания наклонена
под углом к верхней стенке, при этом электроды свечи закрыты от прямого столкновения со свежим зарядом.
Устройство зажигания для V-образного ДВС по JP 2765006 размещено между нижней поверхностью коллектора и верхней поверхностью участка между рядами цилиндров. В устройстве для крепления и подсоединения свечи зажигания по ЕР 653552 обеспечен надежный электрический контакт.
Цилиндрический инжектор непосредственного впрыска по JP 2897620 объединен со свечой зажигания. Свеча зажигания и блок катушки зажигания по JP 2864999 выполнены как одно целое. Катушка зажигания по ЕР 887547 объединена со свечой зажигания, содержащей слоистый магнитный сердечник.
Сложна по конструкции форсунка-свеча по US 3665902. Устройство питания двигателей газообразным топливом по US 2671012 содержит систему регулирования подачи газа. Устройство для подачи топлива в газовый ДВС по SU 458023 содержит газовпускной клапан. В устройстве питания газового двигателя по RU 2096633 газ подводят через свечу зажигания.
Система подачи газа в форкамеру газового ДВС по SU 1017809 обеспечивает ступенчатую подачу газа. Устройство подачи газа для ДВС по SU 1724916, управляемое электрическим импульсом, снабжено размещенным в одном из газоподающих каналов разобщительным золотником и размещенными в каждом их газоподающих каналов регулирующими дросселями. Электромагнитные клапана предусмотрены в системах впрыска природного газа в ДВС по RU 49128 и управления ДВС на сжатом природном газе по RU 51402.
В устройстве питания газового двигателя по RU 2096633 газ подводят через свечу зажигания. Газовоздушный блок для газового двигателя по RU 28383 содержит смесительное устройство с диффузором и дроссельной заслонкой, а также экономайзер с главным и дополнительным газовыми каналами, снабженный золотником, связанным с дроссельной заслонкой, при этом в главном канале установлена корректирующая газовая заслонка, а в дополнительном - регулируемый дозатор.
Известен двигатель внутреннего горения, содержащий по меньшей мере один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, а также свечу (см., например SU 1333810).
В этом двигателе предусмотрено устройство топливоподачи, корпус которого выполнен как проставка. Устройство топливоподачи содержит управляемый клапан подачи топливной эмульсии. В устройстве предусмотрено поступление газовой смеси
в камеру через регулируемый винтом канал, связанный с полостью цилиндра. Тем самым, для каждого цилиндра нужен свой канал, что усложняет конструкцию, а также может привести к ненадежному функционированию ДВС. В свою очередь, наличие управляемого клапана, регулировочных винтов для каждого цилиндра также усложняет конструкцию. Размеры и масса этой проставки велики. Поскольку упомянутые элементы размещены в установленной на впускном коллекторе проставке, то эффективной подачи топливной смеси по существу не достичь. Из-за трудного доступа к упомянутым регулировочным винтам, а также к регулировочной муфте клапана подачи эксплуатация устройства усложнена. Мала работоспособность привода клапана из-за его расположения и размещения. Более того, такое размещение препятствует поступлению смеси через клапан, что существенно может сказаться на мощностных свойствах двигателя. К тому же, объединение в этом устройстве подачи смеси и отработавших газов не только сказывается на снижении мощностных свойств, но и приводит к увеличению затрат на его производство.
Изменение объема загрязняющих выбросов и угла опережения зажигания ДВС осуществлено в устройстве по UK 2011539, имеющем форсунку и запальную свечу. В устройстве зажигания для ДВС по SU 1044076 свеча выполнена в виде насадки на распылитель форсунки, при этом привод датчика импульсов выполнен через иглу распылителя.
Известен газовый двигатель внутреннего горения, содержащий, по меньшей мере, один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, электрод воспламенения и катушку зажигания (см., например WO 93/23662).
В этом двигателе предусмотрено устройство впуска, содержащее впускной клапан и электрод, объединенные в один узел, что может привести к его либо разрушению, либо к демонтажу. Описанные заявителем WO 93/23662 преимущества с переоборудованием двух типов двигателей (с искровым и объемным воспламенением смеси), вряд ли осуществимы из-за размеров гнезд, как под свечу зажигания, так и форсунку. Поскольку упомянутые свеча и форсунка заметно отличаются по размерам и массе от упомянутого устройства впуска, то надежного крепления последнего не достичь. Размеры и масса этого устройства велики. К тому же доступ искры в цилиндр существенно затруднен, что может неблагоприятно сказаться на эффективности работы двигателя. Поскольку устройство впуска представляет собой отдельный электромеханический узел, велики затраты на его производство.
Известен двигатель внутреннего горения, содержащий по меньшей мере один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, а также свечу (см., например SU 526718).
В этом двигателе предусмотрено устройство впуска, содержащее управляемый клапан основного газа, разобщающий выпускной и впускной каналы, один из которых непосредственно связан с полостью цилиндра. Тем самым, для каждого цилиндра нужен свой клапан, что усложняет конструкцию, а также может привести к ненадежному функционированию ДВС. В свою очередь, наличие двух электрических запальных свечей для каждого цилиндра также усложняет конструкцию. Поскольку упомянутые свечи и клапан размещены в корпусе, установленном на головке цилиндра, то размещение клапанов газообмена по существу не достичь. Безусловно размеры и масса этого корпуса велики. Мала работоспособность привода клапана из-за его расположения и размещения. Более того, его размеры и форма препятствуют свободному поступлению газа через клапан, что существенно может сказаться на мощностных свойствах двигателя. К тому же доступ искры в цилиндр существенно затруднен, что также сказывается на работоспособности двигателя. Поскольку корпус представляет собой отдельный сложный узел, то велики затраты на его производство.
Несмотря на длительный путь развития и многочисленные приведенные технические решения, относящиеся к двигателям внутреннего горения, работающих газом, их конструкций, их узлов и агрегатов, нет простой и надежной конструкции двигателя, выполненного в небольшом габарите с малой массой и при небольших затратах на его производство.
Известен газовый двигатель внутреннего горения, содержащий, по меньшей мере, один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, размещенный в стакане электрод воспламенения и катушку зажигания (см., например SU 767380).
Этот двигатель представляет собой дизельно-газовый четырехтактный ДВС. Его устройство впуска содержит самодействующий газовый клапан, разобщающий выпускной и впускной каналы, один из которых связан с полостью цилиндра. Тем самым для каждого цилиндра нужен свой клапан, что усложняет конструкцию, а также может привести к ненадежному функционированию ДВС. В свою очередь наличие двух свечей зажигания для каждого цилиндра также усложняет конструкцию.
Поскольку упомянутые свечи и клапан размещены на одном корпусе форкамеры, снабженном охлаждающем кожухом и установленном в крышке, а не на головке цилиндра, то это усложняет конструкцию. Размещение клапанов газообмена по существу не достичь.
Безусловно, размеры и масса этого корпуса велики. Мала работоспособность привода клапана из-за его расположения и размещения. Более того, его размеры и форма препятствуют свободному поступлению газа через клапан, что существенно может сказаться на мощностных свойствах двигателя. К тому же доступ искры в цилиндр существенно затруднен, что также сказывается на работоспособности двигателя. Поскольку корпус представляет собой отдельный сложный узел, то велики затраты на его производство.
Задача - создать простую и надежную конструкцию двигателя с оптимальными свойствами при небольших затратах на его производство.
Создание простой и надежной конструкции двигателя с оптимальными свойствами при небольших затратах на его производство обеспечено рациональным выполнением и размещением элементов воспламенения газа.
Для этого газовый двигатель внутреннего горения, содержащий по меньшей мере один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, электрод воспламенения и катушку зажигания, снабжен кожухом с отверстием для установки стакана, в котором размещен наконечник свечной и свеча зажигания.
Снабжение кожухом с отверстием для установки стакана, в котором размещен наконечник свечной и свеча зажигания, газового двигателя внутреннего горения, содержащего, по меньшей мере, один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, размещенный в стакане электрод воспламенения и катушку зажигания, позволит достичь технического результата, а именно создать простую и надежную конструкцию двигателя с оптимальными свойствами при небольших затратах на его производство.
Между наконечником свечным и свечой зажигания размещена втулка с переходником, что просто и надежно.
Кожух размещен на головке блока цилиндров, а это улучшает эксплуатационные свойства двигателя.
Катушка зажигания закреплена на кронштейне, установленном на блоке цилиндров, что также просто и надежно, при этом малы затраты на изготовление.
Изображено на:
фиг.1 - двигатель;
фиг.2 - фрагмент двигателя, поперечно;
фиг.3 - стакан свечи.
Двигатель содержит установленные в цилиндрах 1 (фиг.1) поршни 2. Полость цилиндра 1 имеет возможность сообщения с воздухом и источником 3 газа. Воздух поступает в полость цилиндра 1 через впускной трубопровод 4. Источник 3 соединен через устройство 5 топливоподачи. Двигатель содержит электрод 6 (фиг.2) воспламенения, а также катушку 7 зажигания. Электрод 6 размещен в стакане 8 (фиг.3).
Двигатель снабжен кожухом 9. В кожухе 9 выполнено отверстие 10 для установки стакана 8. В стакане 8 размещен наконечник 11 свечной и свеча 12 зажигания.
Между наконечником 11 и свечой 12 размещена втулка 13 с переходником 14, что просто и надежно.
Кожух 9 размещен на головке 15 блока цилиндров 1, а это улучшает эксплуатационные свойства двигателя.
Катушка 7 закреплена на кронштейне 16. Кронштейн 16 установлен на блоке цилиндров 1, что также просто и надежно, при этом малы затраты на изготовление.
Двигатель функционирует так.
Снабжение кожухом 9 с отверстием 10 для установки стакана 8, в котором размещен наконечник 11 свечной и свеча 12 зажигания, газового двигателя внутреннего горения, содержащего по меньшей мере один комплект поршень 2 - цилиндр 1, в котором цилиндр 1 имеет возможность сообщения с воздухом и источником 3 газа через устройство 5 топливоподачи и электрод 6 воспламенения, а также катушку 7 зажигания, позволит достичь технического результата, а именно создать простую и надежную конструкцию двигателя с оптимальными свойствами при небольших затратах на его производство.