СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ СЖИЖЕННЫМ ГАЗОВЫМ ТОПЛИВОМ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к системам питания двигателей внутреннего сгорания газовым топливом.
Известны системы впрыска газового топлива в двигатель внутреннего сгорания, разработанные специалистами ООО «ГИТ Инжиниринг» (см. в Интернет: www.gigauto.ru), в которых газовое топливо храниться в сжиженном состоянии в газовом баллоне и подается из него во впускной коллектор двигателя, последовательно пройдя через топливный фильтр, испаритель газа, газовый редуктор и электромагнитную форсунку. В испарителе, подогреваемом при помощи жидкости из системы охлаждения двигателя, газовое топливо переводится из жидкого состояния в газообразное. Далее газовое топливо поступает в редуктор, который предназначен для понижения давления газа и поддержания разности указанного давления и давления во впускном коллекторе двигателя на постоянном уровне.
Недостаток данной системы заключается в том, что подача газового топлива в цилиндры двигателя осуществляется в газообразном состоянии, в результате по сравнению с подачей газового топлива в жидкой фазе снижается наполнение цилиндров и, как следствие, мощность двигателя.
Также известна система впрыска газового топлива в двигатель внутреннего сгорания (см. патент США №5755211, MПK F 02 M 21/02, опубл. 26.05.1998), включающая в себя резервуар для хранения сжиженного газового топлива, из которого оно подается по газопроводу к электроуправляемым форсункам, обеспечивающим подачу газового топлива во впускной коллектор двигателя в сжиженной фазе. При этом количество подаваемого через форсунки газового топлива регулируется посредством электронного блока управления в соответствии с количеством поступающего в двигатель воздуха. Сжиженное газовое топливо подается к форсункам с помощью электрического топливного насоса, установленного в резервуаре для хранения топлива. Регулирование количества подаваемого через форсунки газового топлива осуществляется за счет изменения времени их открытия. При этом для упрощения указанного регулирования превышение давления топлива до форсунок над давлением во впускном коллекторе поддерживается на постоянном уровне, для чего в системе питания предусмотрено устройство, обеспечивающее сброс излишков газового топлива по сливному топливопроводу обратно в резервуар для его хранения.
Недостатком данной системы является необходимость применения дополнительного оборудования в виде топливного насоса и системы возврата излишков топлива в резервуар.
Задачей полезной модели является разработка простой в конструктивном плане системы питания двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающей подачу газового топлива во впускной коллектор двигателя в сжиженной фазе.
Система питания двигателя внутреннего сгорания газовым топливом включает в себя резервуар для хранения сжиженного газового топлива, из которого оно подается по газопроводу к, по меньшей мере, одной электроуправляемой форсунке, обеспечивающей подачу газового топлива во впускной коллектор двигателя в сжиженной фазе. При этом количество подаваемого через форсунки газового топлива регулируется посредством электронного блока управления в соответствии с количеством поступающего в двигатель воздуха. Подача газового топлива к форсункам обеспечивается за счет избыточного давления в резервуаре для его хранения. До подачи к форсункам газовое топлива проходит через регулятор давления, который обеспечивает поддержание разницы в давлениях газового топлива, подводимого к форсункам, и давления воздуха во впускном коллекторе на постоянном уровне.
Согласно одному из вариантов системы питания регулятор давления выполнен таким образом, что давление газового топлива, подводимое к форсункам, не превышает давления насыщенных паров газового топлива в резервуаре для его хранения, которое соответствует минимальной эксплуатационной температуре, на которую рассчитывается система питания при ее проектировании. Регулятор давления газового топлива расположен на минимально возможном расстоянии от электроуправляемых форсунок и обеспечен системой охлаждения подаваемого к форсункам топлива.
Согласно другому варианту выполнения системы питания резервуар для хранения сжиженного газового топлива оборудован системой подогрева газового топлива, предназначенной для поддержания давления насыщенных паров в резервуаре на более высоком уровне, чем давление газового топлива, подводимое к форсункам после регулятора давления. При этом система подогрева газового топлива может представлять собой, например, электроподогреватель или теплообменник, к которому подводится жидкость из системы охлаждения двигателя.
Технический результат заключается в упрощении конструкции системы питания двигателя газовым топливом и в увеличении мощностных показателей двигателя в результате увеличения плотности свежего заряда вследствие его охлаждения при испарении впрыснутого в него сжиженного газового топлива.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами, на которых изображена схема системы питания двигателя сжиженным газовым топливом: на фиг.1 по первому варианту ее выполнения, а на фиг.2 по второму варианту выполнения.
Согласно предложенному техническому решению работа двигателя 1 внутреннего сгорания обеспечивается системой питания, подающей газовое топливо в сжиженном состоянии через форсунки 2 во впускной коллектор 3 двигателя 1. Сжиженное газовое топливо находится на борту транспортного средства под давлением в специальном резервуаре 4, оборудованном мультиклапаном 5 с заправочным и расходным вентилями. Наполнение резервуара 4 обеспечивается через специальное заправочное устройство 6. Избыточное давление в резервуаре 4 обеспечивает подачу газового топлива по топливопроводу 7 к двигателю 1. Газовое топливо из резервуара 4 на пути к двигателю 1 сначала проходит через электромагнитный газовый клапан 8 с фильтром 9. Электромагнитный газовый клапан 8 предназначен для предотвращения утечки газового топлива при не работающей системе питания. Далее топливо поступает в регулятор 10 давления, который обеспечивает поддержание разницы в давлениях газового топлива, подводимого к форсункам 2, и давления воздуха во впускном коллекторе 3 на постоянном уровне. Из регулятора 10 давления газовое топливо поступает к электроуправляемым форсункам 2.
На фиг.1 изображен вариант выполнения системы питания двигателя 1, в котором регулятор 10 давления выполнен таким образом, что давление газового топлива, подводимое к форсункам 2, не превышает давления насыщенных паров газового топлива в резервуаре 4 для его хранения, которое соответствует минимальной эксплуатационной температуре, на которую рассчитывается система питания при ее проектировании. Регулятор 10 давления газового топлива обеспечен системой 11 охлаждения подаваемого к форсункам газового топлива, которая предназначена для предотвращения парообразования в топливопроводе 7, соединяющем регулятор 10 давления с форсунками 2.
На фиг.2 изображен вариант выполнения системы питания двигателя 1, в котором резервуар 4 для хранения сжиженного газового топлива оборудован системой 12 подогрева газового топлива, в виде электроподогревателя, предназначенной для поддержания давления насыщенных паров в резервуаре 4 на более высоком уровне, чем давление газового топлива, подводимое к форсункам 2 после регулятора 10 давления. На фиг.2 показан вариант системы питания, в котором система подогрева газового топлива выполнена в виде установленного в резервуаре 4 теплообменника, обеспечивающего отвод тепла к топливу от жидкости из системы охлаждения двигателя 1.