СИСТЕМА ПИТАНИЯ ГАЗОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности, к системам питания газовых двигателей внутреннего сгорания.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой модели является система питания газового двигателя внутреннего сгорания содержащая источник газа, подогреватель газа, газовый редуктор высокого давления, электромагнитный газовый клапан-фильтр, основной газовый канал с регулируемым дозатором, дополнительный канал подачи газа от редуктора низкого давления к газовоздушному смесителю с регулируемым дросселем и клапаном золотникового типа, механически связанным с дроссельной заслонкой и байпасный канал с регулируемым клапаном (полезная модель RU 27331 U1 7 F 02 М 21\02, опубл. 20.01.2003).Недостатком системы является то, что при применении ее на двухрядных двигателях качественный состав газо-воздушной смеси, распределяемой по блокам цилиндров, оказывается различным в первом и втором блоках, что отрицательно влияет на работу системы нейтрализации выпускных газов.
Современные требования, предъявляемые к газовым двигателям внутреннего сгорания без наддува по содержанию вредных веществ в выпускных газах, выполняются, как правило, путем применения трехкомпонентных нейтрализаторов выпускных газов. Эффективная работа такого рода нейтрализаторов зависит главным образом от состава газо-воздушной смеси на которой работает двигатель (необходимо работать на близких к стехиометрическому составе смеси - α≈1), а также от уровня температуры выпускных газов. Учитывая эти условия, для двухрядного газового двигателя без наддува и с эжекционной подачей газа, наиболее эффективным решением может быть установка двух нейтрализаторов, по одному на каждый блок в непосредственной близости от выпускного коллектора и введением корректировки состава смеси по каждому блоку.
Задачей заявляемой полезной модели является создание системы питания двухрядного газового двигателя без наддува с центральной эжекционной подачей природного газа, обеспечивающей улучшение экологических показателей двигателя при использовании трехкомпонентного нейтрализатора.
Поставленная задача решается тем, что система питания газового двигателя содержащая источник газа, подогреватель газа, газовый редуктор высокого давления, электромагнитный газовый клапан, редуктор низкого давления, газо-воздушный смеситель, основной газовый канал низкого давления с регулируемым дозатором,
байпасный канал с регулируемым клапаном и дополнительный канал низкого давления с регулируемым элементом согласно полезной модели отличается тем, что имеется устройство поддержания состава газо-воздушной смеси по блокам двигателя соединеное с дополнительным каналом низкого давления и включающее в себя две ветви дозирования, в каждой из которых последовательно установлены ограничитель максимальной подачи газа, электронный дозатор, газовая форсунка и устройство холостого хода, включающее в себя канал холостого хода, имеющий на выходе две ветви, каждая из которых через регулировочную иглу соединена с одной из ветвей дозирования устройства поддержания состава газо-воздушной смеси по блокам двигателя и электромагнитный запорный клапан. Регулировочный элемент, установленный в дополнительном канале низкого давления, может быть выполнен в виде клапана золотникового типа с механическим приводом от дроссельной заслонки, или в виде дозатора с электронным приводом. Отличительные признаки полезной модели позволяют на двухрядном газовом двигателе без наддува с эжекционной подачей природного газа повысить эффективность использования трехкомпонентного нейтрализатора и улучшить экологические показатели двигателя.
На чертеже изображена принципиальная схема заявляемой системы питания газового двигателя.
Система содержит источник газа в виде емкости (или емкостей) для хранения сжатого газа под давлением до 200 бар 1, магистраль высокого давления 2, подогреватель газа 3, редуктор высокого давления 4, электромагнитный газовый клапан-фильтр 5, редуктор низкого давления 6, дроссельную заслонку 7, газо-воздушный смеситель 8, регулировочный элемент (клапан золотникового типа) 9, дополнительный канал 10, тягу 11, датчик положения дроссельной заслонки 12, основной канал 13, регулируемый дозатор 14, диффузор 15, ограничитель максимальной подачи газа 16, байпасный канал 17, регулируемый клапан 18, впускной коллектор 19, воздушный фильтр 20, позисторный электроподогреватель 21, электромагнитный запорный клапан 22, канал холостого хода 23, регулировочную иглу холостого хода 24, электронный дозатор 25 и газовую форсунку 26.
Система работает следующим образом: газ из емкости 1, по магистрали высокого давления 2, через подогреватель 3, поступает в редуктор высокого давления 4, а затем к электромагнитному клапану-фильтру 5. При включении зажигания, электромагнитный клапан-фильтр 5 открывается, и газ подается в редуктор низкого давления 6. Перед запуском двигателя дроссельная заслонка 7 находится в положении соответствующем минимальным оборотам холостого хода, регулировочный элемент 9 и электромагнитный запорный клапан 22 находятся в закрытом положении. При прокручивании двигателя от
стартера газ, под воздействием разряжения, по основному каналу 13 подается в газовоздушный смеситель 8, где образуется газо-воздушная смесь, обеспечивающая запуск двигателя.
Установленный в основном канале регулируемый дозатор 14 служит для поддержания бедного состава газо-воздушной смеси на режимах малых и средних нагрузок, когда регулировочный элемент 9 закрыт. По мере открытия дроссельной заслонки 7, до значений близких к максимальному и при максимальном, регулировочный элемент 9 постепенно открывается и по дополнительному каналу 10 газ подводится к ветвям системы поддержания состава смеси по блокам. При этом газ последовательно проходит через ограничитель максимальной подачи газа 16, электронный дозатор 25 и газовую форсунку 26 и поступает непосредственно во впускные коллекторы 19, где смешивается с газо-воздушной смесью обогащая ее до значения близкого к стехиометрии. На всех нагрузочных режимах электромагнитный запорный клапан 22 находится в закрытом положении.
При работе двигателя на холостом ходу электромагнитный запорный клапан 22 открыт, часть газа по каналу 13 подводится к газо-воздушному смесителю 8, а другая часть по каналу холостого хода 23, через регулировочные иглы холостого хода 24 подводится к ветвям системы поддержания смеси по блокам, при этом регулировочный элемент 9 находится в закрытом состоянии.
Одинаковый состав газо-воздушной смеси по блокам двигателя на режимах холостого хода и максимальном открытии регулировочного элемента 9 поддерживается автоматически электронными дозаторами 25, в соответствие с полученной информацией о составе смеси от датчиков кислорода (лямбда-зондов), которые установлены в выпускных коллекторах каждого блока двигателя.
При использовании дроссельной заслонки 7 с механическим приводом в качестве регулировочного элемента 9 применяется клапан золотникового типа, который тягой 11 жестко связан с дроссельной заслонкой, а при использовании дроссельной заслонки с электрическим приводом и электронным управлением применяется дозатор с электронным приводом.