СИСТЕМА ПИТАНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ СЖИЖЕННЫМ ГАЗОМ

Система питания автомобильного двигателя внутреннего сгорания сжиженным газом.
Полезная модель относится к автомобильной технике. В частности к системам питания газобаллоных автомобилей и нредназначена для нитания двигателей внутреннего сгорания ( ДВС) сжиженным газом.
Известна система нитания двигателя внутреннего сгорания жидким и газообразным топливом (1), содержащая регулятор расхода газа, фильтр очистки воздуха, карбюратор, имеющий понлавковую камеру, эмульсионный колодец, воздушный жиклер переменного сечения, дроссельную заслонку, диффузор и соединительные магистрали.
Данная система характеризуется сложностью компоновки и большим количеством соединительных магистралей.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является система питания автомобильного двигателя внутреннего сгорания сжиженным газом (2).
Известная система питания автомобильного двигателя внутреннего сгорания сжиженным газом содержит газовый баллон с наполнительно расходной арматурой и запорным электромагнитным клапаном, испаритель и фильтр газа, стабилизатор давления газа, газовую магистраль с запорным электромагнитным клананом, системы аварийной защиты и управления, канал для дозирования газа на холостом ходу, содерл ащей дроссель холостого хода с устройством для регулировки его проходного сечения, который соединен газопроводами с газовой магистралью и с подроссельной камерой карбюратора и канал для дозирования газа в двигатель на основных режимах, содержащий регулятор давления газа и дроссель основных режимов, причем регулятор давления газа связан с педалью акселератора, регулятор давления газа и дроссель основных режимов последовательно соединены с газовой магистралью между собой и с входным патрубком карбюратора.
Дроссель основных режимов выполнен с пневмоуправлением и снабжен профилированной иглой, нагруженной пружиной переменной жесткости.
МПК 6. F02M21/02
Для этого на испытательном стенде снимают регулировочные характеристики ДВС по составу газо-воздушной смеси при различных положениях дроссельной заслонки и частотах вращения вала.
Полученная экспериментальная зависимость проходного сечения дросселя от величины сжатия пружины, используется для подбора параметров иглы и пружины нневмоуправляемого дросселя.
К недостаткам этой системы относятся сложность принципиальной схемы, включающей большое количество отдельных узлов, а , следовательно, и большое количество разъемных соединений, увеличивающих вероятность появления утечек газа, сложность и необходимость эксперимептального подбора конструктивных элементов для каждого конкретного ДВС, а также большая трудоемкость в производстве, монтаже и экснлуатации.
Целью настоящей полезной модели является создание компактной, максимально простой в изготовлении, монтаже и эксплуатации системы газобалонного оборудования автомобилей, пригодной к использованию как на карбюраторных, так и на инжекторных системах питания ДВС.
Указанная цель достигается тем, что система питания автомобильного двигателя внутреннего сгорания сжиженным газом, содержащая газовый баллон с наполнительно-расходной арматурой, запорный электромагнитный газовый клапан, редуктор-испаритель, состоящий из корпуса, греющей камеры и крышки, соединенный с фильтром-рессивером, дозатор расхода газа, содержащий профилированную иглу с нагруженной пружиной, канал холостого хода и жиклер, соединенные газовой магистралью межу собой с входным газовым патрубком, согласно предлагаемой новой полезной модели , редуктор-испаритель выполнен одноступенчатым, греющая камера редуктора установлена с возможностью поворота относительно его корпуса посредством гайки, а на стыке соединения корпуса и греющей камеры установлены резиновые прокладки, в крышке редуктора посредством резьбы установлен регулировочный винт, к которому прикреплена пружина, соединенная с мембраной, закрепленной посредством винтов между крышкой и корпусом, в которую установлена запорная игла с обрезиненным наконечником, в нижней части корпуса редуктора установлен запорпый газовый электромагнитный клапан, по впутренней центральной оси которого вынолнен канал для подачи газа, фильтр-рессивер выполнен из прозрачного материала, профилированная игла связана с механизмом привода дроссельной заслонки, а ее рабочий профиль выполнен криволинейным.
Новым в предложенной полезной модели является то, что редуктор-испаритель выполнен одноступенчатым, греющая камера редуктора закреплена с возможностью поворота относительно его корпуса посредством гайки, а на стыке соединения корнуса и греющей камеры установлены резиновые прокладки, в крышке редуктора посредством резьбы установлен регулировочный винт, к которому прикреплена пружина, соединенная с мембраной, закренленной посредством винтов между крышкой и корпусом, в которую установлена запорная игла с обрезиненным наконечником, в нижней части корнуса редуктора установлен запорный газовый электромагнитный кланан, по внутренней центральной оси которого выполнен канал для подачи газа, фильтр-рессивер выполнен из прозрачного пластмассового материала, профилированная игла связана с механизмом привода дроссельной заслонки, а ее рабочий нрофиль выполнен криволинейным.
Мембрана в нредложенной системе питания автомобильного двигателя внутреннего сгорания сжиженным газом может быть выполнена из резины или гофрированного металла.
На фигуре 1 схематично изображена система питания двигателя внутреннего сгорания сжиженным газом.
На фигуре 2 изображен редуктор-испарите ль с фильтромрессивером и газовым клапаном.
На фигуре 3 изображен дозатор газа, связанный с карбюратором.
Система питания содержит газовый баллон 1 с блоком расходной и заправочной арматуры 2, трубопровод высокого давления 3, газовый электромагнитный клапан 4, непосредственно крепящийся к одноступенчатому редуктору-испарителю 5, прозрачный фильтр-рессивер-6, дозатор газа 7, с регулирующей расход газа иглой, механически связанной с приводом дроссельной заслонки карбюратора 8, трубопровод низкого давления 9 для нодвода газа из дозатора в воздушную полость на входе в карбюратор 10.
Одноступенчатый редуктор-испаритель 5 состоит из корпуса 11, греюшей камеры 12 и крышки 13.
Греющая камера крепится к корпусу через резиновые прокладки 14 центральной гайкой 15, что позволяет устанавливать греющую камеру относительно корпуса в любом угловом положении. Между корпусом и крышкой установлена мембрана 16 с закрепленной на ней запорной иглой 17, имеющей обрезиненньтй наконечник 18. Под крышкой на мембрану установлена пружина 19, сжимаемая регулировочным винтом 20, с помощью которого производится изменение выходного давления газа.
сердечник 22 и пружина 23. На наружной новерхности корпуса клапана выполнена электрическая обмотка 24.
Фильтр рессивер 6 состоит из неразъемного корпуса, выполненного из прозрачного материала с находящимся внутри него заполнителем.
Дозатор газа 7 состоит из корпуса 25, внутри которого находится регулировочная игла 26, имеющая криволинейный профиль рабочего участка. Игла с помощью тросика 27 соединена с приводом дроссельной заслонки карбюратора. Внутри корпуса выполнен канал холостого хода 28, проходное сечение которого изменяется с помощью регулировочного винта 29.
Система питания работает следующим образом.
Газ из баллона 1 через расходный вентиль 2 по трубопроводу 3 поступает к электромагнитному клапану 4, находящемуся в исходном положении в закрытом состоянии. При пуске двигателя электронный защитный блок управления (на схеме не показан) открывает газовый клапан 4 и газ через центральный внутренний канал клапана поступает в редуктор- испаритель 5 в полость под мембраной.
Газ, проходя через каналы клапана 4, охлаждает обмотку катушки 24 и сам, в свою очередь, предварительпо подогревается еще до поступления в редуктор-испаритель 5. Попав в горячий редуктор - испаритель, газ окончательно испаряется.
По мере нарастания давления газа в полости под мембраной редуктора, мембрана 16 прогибается вверх , сжимая регулировочную пружину 19 . При достижении усилия давления газа на мембрану равному усилию пружины, предварительно сжатой регулировочным винтом 20 , запорная игла 17 , закрепленная в мембране, своим обрезиненным концом 18перекрывает доступ
газа в редуктор. Таким образом, па выходе из редуктора поддерживается постоянное давление, определяемое степенью сжатия пружины 19.
Благодаря тому, что на практике выходное давление газа из редуктора находится в пределах 0,015-0,030 Мпа, и скорость прохождения газа через редуктор достаточно высока, то все частицы конденсата, образовавшиеся при испарении газа, выносятся с потоком газа из внутренней полости редуктора в фильтр-рессивер 6. Сам же редуктор при этом постоянно самоочищается.
Газ, пройдя через фильтр-рессивер 6 и очистившись от загрязнений, поступает на вход дозатора 7. При закрытой дроссельной заслонке карбюратора , а следовательно при закрытом регулировочной иглой 26 основном канале дозатора, газ проходит через канал холостого хода 28 и попадает в карбюратор. Состав рабочей смеси при работе двигателя на холостых оборотах регулируется винтом 29.
двигатель. Механически связанная с заслонкой регулировочная игла 26 дозатора 7 выдвигается, увеличивая нроходное сечение основного канала дозатора, тем самым увеличивается расход газа, ноступающего через дозатор в карбюратор. Рабочий профиль регулировочной иглы 26 подобран таким образом, что во всем диапазоне открытия дроссельной заслонки обеспечивается с определенной степенью точности необходимый состав горючей смеси.
Измепяя в ту или иную сторону выходное давление газа из редуктора, можно тем самым, смещать всю характеристику расхода газа через дозатор, для того, чтобы использовать данную систему на двигателях различного рабочего объема, либо для задания работы одного двигателя на более богатых или более бедных горючих смесях.
Расход газа для данной конструкции однозначно определяется положением дроссельной заслонки ( при неизменной регулировке выходного давления редуктора). Расход же воздуха определяется положением заслонки и скоростным режимом работы ДВС. Так, при неизменном положении дроссельной заслонки, повышение нагрузки на двигатель, приведет к некоторому снижению числа оборотов двигателя, а значит и к снижению расхода воздуха. Степень обогащения рабочей смеси в результате увеличится. При снижении внещней нагрузки на двигатель произойдет обратное явление обеднение рабочей смеси. Таким образом, происходит саморегулирование рабочей смеси в зависимости от внещней нагрузки.
На режиме разгона, благодаря использованию различной инерционности газового тракта системы питания и , собственно двигателя, происходит эффект обогащения смеси следующим образом. При резком  на педаль акселератора, расход газа, практически мгновенно увеличивается до величины, соответствующей новому положению дроссельной заслонки. Расход же воздуха нарастает в соответствии с постепенно увеличивающимся числом оборотов двигателя. Обогащение смеси вначале резко увеличивается, и по мере разгона двигателя постепенно снижается до нормальной величины. В результате разгон двигателя происходит на режиме максимальной мощности.
Описанная конструкция одноступенчатого редуктора позволяет на его выходе иметь ностоянное давление, не зависящее от режима работы двигателя, за счет настройки регулировочным винтом.
полость редуктора и мембрана, самоочищаясь всегда находятся в сухом состоянии, что значительно увеличивает срок службы мембраны и не требует периодических разборок редуктора для его очистки. Обрезиненный наконечник иглы является запорным клапаном редуктора. Все загрязнения собираются в фильтререссивере, где, благодаря его прозрачному корпусу, их легко контролировать визуально, но мере необходимости удалять, сняв только фильтр-рессивер.
Установка неремоточного газового электромагнитного клапана непосредственно в нижней части редуктора позволяет газу нагреваться, проходя через центральный канал, и захватывать одновременно тепло от катушки, а также отказаться от соединительного клапана через газопроводную магистраль.
Удобство пи сборке обеспечивается установкой греющей камеры относительно корпуса редуктора с возможностью поворота.
Специальное профилирование рабочей иглы позволяет на всех режимах работы двигателя обеспечить требуемое соотнощение газа и воздуха в составе рабочей смеси, ее форма построена в соответствии с законом изменения расхода воздуха через дроссельную заслонку относительно изменения расхода газа через жиклер дозатора. Профиль иглы подобран таким образом, что во всем диапазоне открытия дроссельной заслонки обеспечивается с определенной степенью точности необходимый состав горючей смеси.
Исходя из вышеизложенного , можно сделать следующие выводы:
Главным отличием данной системы от выпускаемых отечественных и зарубежных аналогов является отказ от принципа использования величины измерения разрежения в диффузорах карбюратора в качестве управляющего сигнала для работы редуктора.
В данной системе применен принцип принудительного « впрыска газа, поступающего из редуктора под избыточным, сравнительно высоким давлением, во входной тракт системы питания двигателя.
Источники информации:
1.Свидетельство на полезную модель № 5214, кл. F 02 Д19/08, опубл. 16.10.97.
2.Описание изобретения к авторскому свидетельству № 1784740,кл. F02M21/02, опубл. 30.12.92