МАЛОГАБАРИТНОЕ КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности, к аппаратуре для управления подачей топлива в двигатели внутреннего сгорания (ДВС), использующей управляемые клапаны в системе регулирования соотношения газ-воздух.
Известно клапанное устройство разработанное фирмой Роберт Бош ГМБХ (Германия) и защищенной патентом РФ №2057966 от 10.04.96 г., 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. При этом площадь сечения патрубка (патент РФ №2057966) остается неизменной, что исключает возможность тонкой регулировки режимов работы двигателя внутреннего сгорания.
В книге авторов Е.Г.Григорьева и др. «Газобаллонные автомобили». М., «Машиностроение»., 1989 г. на стр.162-163 приведен обстоятельный расчет смесителей, обеспечивающих подачу газообразного топлива в оптимальном режиме. Показано, в частности, что расход смеси, скорость газового потока и площадь сечения входного патрубка связаны между собой следующей зависимостью:
см
пaт.
пат.
G=3600×f×V
пат.
где: f - площадь сечения патрубка;
пат.
V - скорость движения смеси в газовом патрубке;
пат.
В соответствии с этими расчетами изменяя площадь сечения патрубка (f) можно регулировать расход газа в зависимости от реальной потребности двигателя работающего на разных режимах.
В качестве прототипа предложенного технического решения целесообразно выбрать клапанное устройство для подачи газообразного топлива в двигатель внутреннего сгорания, разработанное ОАО ЭОКБ «Сигнал» им. А.И.Глухарева (патент РФ №2362900 от 05.03.2007 г.)
В указанном техническом решении на внешних сторонах корпуса расположены параллельно друг другу и перпендикулярно к оси корпуса два электромагнитных клапана. По оси корпуса соосно с патрубком подвода газа установлен шаговый двигатель, приводящий в движение полый цилиндр с боковой щелью, обеспечивающий регулирование расхода газа через отверстие, выполненное в основании корпуса. Электромагнитные клапаны соединены с полостью, в которой установлен полый цилиндр с боковой прорезью, с отверстиями, перпендикулярными оси входного патрубка.
К числу недостатков технического решения по патенту РФ №2362900 от 05.03.2007 г. следует отнести значительные габаритные размеры и материалоемкость устройства в целом. Кроме того, переключение потоков газа в связи с изменением режимов работы двигателя происходит без обеспечения стабильности регулирования соотношения газ/воздух, поскольку на основных режимах работы двигателя имеет место нестабильное скачкообразное увеличение расхода газа при последовательном срабатывании электромагнитных клапанов.
В основу решаемой полезной моделью задачи положено стремление к стабильности регулирования соотношения газ-воздух двигателя внутреннего сгорания на всех режимах работы, включая переходные, при одновременном уменьшении габаритных размеров и общей материалоемкости клапанного устройства с расчленением потока подаваемого газа на ряд параллельных струек, взаимодействующих со сплошным потоком воздуха, что обеспечивает стабильность регулирования соотношения газ-воздух на всех режимах работы двигателя.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид малогабаритного клапанного устройства в продольном разрезе, а на фиг.2 то же - в поперечном разрезе.
Малогабаритное клапанное устройство для подачи газообразного топлива в двигатель внутреннего сгорания содержит в своем составе несущий корпус 1 снабженный фланцем 2 с отверстием подачи воздуха.
Подача газа осуществляется через дозирующее устройство 3, снабженное трубкой 4. несущей совокупность отверстий, расположенных равномерно по всей длине.
Количество всасываемого в двигатель воздуха в зависимости от режима работы двигателя регулируется воздушной заслонкой 5, поворачиваемой на оси шаговым двигателем 6, расположенном на кронштейне 7 корпуса 1.
Малогабаритное клапанное устройство для подачи газообразного топлива в двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. Топливный газ подается в дозирующее устройство 3, снабженное трубкой 4, несущей совокупность отверстий, расположенных равномерно по всей ее длине. В результате площадь отверстия подачи воздуха фланца 2 оказывается перекрытой множеством параллельных газовых струек примерно одинаковой интенсивности, которые отражаясь от стенок полости корпуса 1 приобретают форму купола, усиливая полноту и интенсивность перемешивания с воздухом.
пат.
Изменяя площадь сечения патрубка (f), подводящего воздух, удается подобрать оптимальное соотношение воздуха и газа, что обеспечивается поворотом воздушной заслонки 5, приводимой в движение шаговым двигателем 6.
При запуске двигателя в предпусковом режиме после подачи питания по программе, задаваемой электронным блоком системы управления газовым двигателем (ЭБСУГД) шаговый двигатель 6 открывает щель заслонки 5 таким образом, что обеспечивается необходимый для пуска двигателя расход воздуха.
При изменении нагрузки двигателя происходит соответствующее изменение количества воздуха, пропускаемого заслонкой 5.
При снятии нагрузки и уменьшении числа оборотов двигателя по команде ЭБСУГД происходит возвращение заслонки 5 в исходное положение. В результате обеспечивается требуемая стабильность регулирования соотношения газа и воздуха на всех режимах работы двигателя.