Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля double common rail із ig-системою імпульсного живлення та наддування газовим моторним паливом
Формула / Реферат
1. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля Double Common Rail із IG- системою імпульсного живлення та надування газовим моторним паливом, що включає штатну акумулятивну паливну систему живлення дизельним паливом та регулювання частоти обертання типа Common Rail з паливним баком, фільтром, паливо-підкачуючим насосом високого тиску, редукційним клапаном, датчиком тиску дизельного палива, загальною рейкою (Common Rail), штатним електронним блоком керування, що через штатні шини (кабелі) має електричний зв'язок з дизельними форсунками впорскування дизельного палива та з датчиками двигуна (у деяких випадках і з іншими датчиками транспортного засобу або стаціонарного дизеля, дизель-генератора чи електроагрегата), а також систему живлення та впорскування газового палива типа Common Rail з газовим балоном(-ами) з балонним вентилем (що містить запірний механічний та електромагнітний газовий клапан), газовою магістраллю високого тиску, розподільчою хрестовиною (з заправним вузлом та запірним електромагнітним газовим клапаном), перемикач режиму роботи "дизель" чи "газодизель", індикатор режиму роботи "дизель" та індикатор режиму роботи "газодизель", яка відрізняється тим, що система регулювання додатково обладнана одноступінчатим газовим редуктором, газовою магістраллю середнього тиску, газовим фільтром середнього тиску, загальною газовою рейкою (Common Rail) середнього тиску та газовою імпульсною електромагнітною форсункою середнього тиску, що має електричний зв'язок із спеціальним електронним блоком керування з щонайменше з одним мікроконтролером та подає газове моторне паливо одним або більше імпульсами середнього тиску безпосередньо у впускний патрубок впускного трубопроводу та/або у впускний канал головки блока циліндрів газодизеля.
2. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля за п. 1, яка відрізняється тим, що газова імпульсна електромагнітна форсунка середнього тиску подає газове моторне паливо одним або більше імпульсами середнього тиску безпосередньо в один із двох впускних каналів головки блока циліндрів газодизеля.
3. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна із двох газових імпульсних електромагнітних форсунок середнього тиску подає газове моторне паливо одним або більше імпульсами середнього тиску безпосередньо у кожний із двох впускних каналів головки блока циліндрів двигуна.
4. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля за п. 1, яка відрізняється тим, що сигнал керування дизельними форсунками від штатного електронного блока керування передається від роз'єднаної (за допомогою кабельного рознімача(ів)) штатної шини (кабелів) через додаткову шину (кабелі) до спеціального електронного блока керування, при цьому при роботі за дизельним циклом сигнал керування величиною циклової подачі (попередньої та додатковими) дизельного палива дизельними форсунками розраховується штатним електронним блоком керування і через спеціальний електронний блок керування подається до дизельних форсунок, а при роботі за газодизельним циклом, спеціальний електронний блок керування, на основі аналізування та обробки сигналу на керування дизельними форсунками від штатного електронного блока керування, розраховує початок моментів, кількість та тривалість імпульсів подачі (впорскування) газового палива газовими імпульсними електромагнітними форсунками середнього тиску та початок моментів, кількість і тривалість імпульсів подачі (попереднього з додатковими впорскуваннями) "запальної дози" дизельного палива дизельними форсунками.
5. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля за п. 1, яка відрізняється тим, що спеціальний електронний блок керування бортовий має у своєму складі контролер зв'язку (CAN) із інтерфейсом, систему бортової діагностики системи живлення газодизеля газовим моторним паливом та емулятори роботи дизельних форсунок, при цьому сигнал від емуляторів роботи дизельних форсунок, що імітує їх роботу, подається спеціальним електронним блоком керування до системи бортової діагностики штатного електронного блока керування.
6. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля за п. 1, яка відрізняється тим, що спеціальний електронний блок керування виконано з можливістю розрахунку тимчасового збільшення величини циклової подачі "запальної дози" дизельного палива дизельними форсунками в період перехідного процесу при збільшенні навантаження на газодизель з одночасним збільшенням величини циклової подачі газового палива, залежно від швидкості або прискорення пересування педалі керування швидкісним режимом роботи двигуна у бік збільшення швидкісного режиму роботи двигуна.
7. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля за п. 1, яка відрізняється тим, що спеціальний електронний блок керування виконано з можливістю автоматичного коректування нерівномірності частоти обертання колінчастого валу за рахунок коректування величини циклової подачі (початку моментів, кількості і тривалості імпульсів подачі попереднього та додаткових впорскувань) "запальної дози" дизельного палива окремими дизельними форсунками.
Текст
Реферат: Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля Double Common Rail із IGсистемою імпульсного живлення та наддування газовим моторним паливом містить штатну акумулятивну паливну систему живлення дизельним паливом та регулювання частоти обертання типу Common Rail з паливним баком, фільтром, паливо-підкачуючим насосом високого тиску, редукційним клапаном, датчиком тиску дизельного палива, загальною рейкою (Common Rail), штатним електронним блоком керування, що через штатні шини (кабелі) має електричний зв'язок з дизельними форсунками впорскування дизельного палива та з датчиками двигуна, а також систему живлення та впорскування газового палива типу Common Rail з газовим балоном(ами) з балонним вентилем, газовою магістраллю високого тиску, розподільчою хрестовиною, перемикач режиму роботи "дизель" чи "газодизель", індикатор режиму роботи "дизель" та індикатор режиму роботи "газодизель". Система регулювання додатково обладнана одноступінчатим газовим редуктором, газовою магістраллю середнього тиску, газовим фільтром середнього тиску, загальною газовою рейкою (Common Rail) середнього тиску та газовою імпульсною електромагнітною форсункою середнього тиску, що має електричний зв'язок із спеціальним електронним блоком керування з щонайменше з одним мікроконтролером. UA 101761 U (54) СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ І РЕГУЛЮВАННЯ ЧАСТОТИ ОБЕРТАННЯ ГАЗОДИЗЕЛЯ DOUBLE COMMON RAIL ІЗ IG-СИСТЕМОЮ ІМПУЛЬСНОГО ЖИВЛЕННЯ ТА НАДДУВАННЯ ГАЗОВИМ МОТОРНИМ ПАЛИВОМ UA 101761 U UA 101761 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до систем живлення та автоматичного управління і регулювання двигунів внутрішнього згоряння і може бути використана при створенні нових моделей або при переобладнанні існуючих моделей дизелів в газодизелі, що працюють як лише на дизельному паливі (за дизельним циклом), так і на дизельному та газовому моторному паливі (природному газі, суміші природного газу з воднем, водні тощо) одночасно (за газодизельним циклом). Відома система живлення та регулювання частоти обертання газодизеля Double Common Rail [Патент на корисну модель № 29012, опубл. 25.12.2007, бюл. № 21], що включає штатну акумулятивну паливну систему живлення дизельним паливом та регулювання частоти обертання типа Common Rail з паливним баком, фільтром, паливо-підкачуючим насосом високого тиску, редукційним клапаном, датчиком тиску дизельного палива, загальною рейкою (Common Rail), штатним електронним блоком керування, який через штатні шини (кабелі) має електричний зв'язок з дизельними форсунками впорскування дизельного палива та з датчиками двигуна (у деяких випадках і з іншими датчиками транспортного засобу або стаціонарного дизеля, дизель-генератора чи електроагрегата), а також систему живлення та впорскування газового палива типа Common Rail з газовим(-и) балоном(ами) з балонним вентилем (що містить запірний механічний та електромагнітний газовий клапан), газову магістраль, розподільчу хрестовину (з заправним вузлом та запірним електромагнітним газовим клапаном), газовий редуктор, газовий фільтр, загальну газову рейку (Common Rail) низького тиску з газовими форсунками низького тиску [низький тиск - це тиск в межах від 20 кПа до 450 кПа (0,2 2 2 кгс/см ... 4,5 кгс/см ), згідно з класифікацією Правил ЄЕК ООН № 110-01 «Єдині технічні приписи щодо офіційного затвердження: І. Елементів спеціального обладнання автотранспортних засобів, двигуни яких працюють на компримованому природному газі (КПГ); II. Транспортних засобів стосовно установлення елементів спеціального обладнання офіційно затвердженого типу для використання в їхніх двигунах компримованого природного газу (КПГ)»], при цьому кожна з газових форсунок низького тиску за допомогою патрубка з'єднана з газовим соплом, що встановлено у кожному випускному патрубку між об'єднуючою трубою впускного колектора та впускним каналом, а з іншого боку загальна газова рейка (Common Rail) газовим патрубком зв'язана з сенсором, до того сенсор пневмо-магістраллю зв'язаний з одного боку з газовим редуктором, а з іншого через сопло з об'єднуючою трубою випускного колектора, спеціальний електронний блок керування з щонайменше з одним мікроконтролером, що має електричний зв'язок з перемикачем режиму роботи «дизель» чи «газодизель», індикаторами режиму роботи «дизель» чи «газодизель», запірними електромагнітними газовими клапанами, газовим редуктором, сенсором, газовими форсунками низького тиску. Крім цього сигнал на керування дизельними форсунками від штатного електронного блока керування передається від роз'єднаної (наприклад за допомогою кабельного рознімача(ів) штатної шини (кабелів) через додаткову шину (кабелі) до спеціального електронного блока керування, при цьому при роботі за дизельним циклом величина подачі дизельного палива дизельними форсунками розраховується штатним електронним блоком керування, а при роботі за газодизельним циклом, величина подачі «запалювальної дози» дизельного палива дизельними форсунками та величина подачі газового палива газовими форсунками низького тиску розраховується спеціальним електронним блоком керування на основі аналізування сигналу на керування дизельними форсунками від штатного електронного блока керування. Крім цього до кожного впускного патрубка газодизеля підводиться газове паливо від однієї або більше газових форсунок низького тиску. Також спеціальний електронний блок керування виконано з можливістю перепрограмування точок «запалювальної дози» дизельного палива і моменту та часу відкриття кожної газової форсунки низького тиску. Крім цього спеціальний електронний блок керування через шину (кабелі), паралельну штатній шині (кабелям) має електричний зв'язок з: деякими датчиками двигуна (наприклад з датчиком частоти обертання та за необхідності з іншими датчиками двигуна, а у деяких випадках і з іншими датчиками транспортного засобу або стаціонарного дизеля, дизель-генератора чи електроагрегата), датчиком тиску газового палива, датчиком температури відпрацьованих газів та датчиком температури охолодної рідини двигуна. Недоліком такої конструкції є відсутність можливості формування пошарового складу газоповітряної робочої суміші у циліндрі двигуна, а також створення наддування двигуна за рахунок енергії стисненого газового моторного палива без застосування інших додаткових спеціальних пристроїв для наддуву (наприклад - механічних нагнітачів, турбонагнітачів тощо). В основу корисної моделі поставлена задача створити систему управління і регулювання частоти обертання газодизеля із IG - системою імпульсного живлення та наддування газовим моторним паливом, що за рахунок нових конструктивних елементів і зв'язків між ними дозволило б забезпечити можливість використання такої системи для створення нових моделей 1 UA 101761 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 або переобладнання існуючих моделей дизелів, які мають у своєму складі акумулятивну паливну систему живлення та регулювання частоти обертання типа Common Rail, у газодизелі, в яких завдяки імпульсній подачі газового моторного палива газовими імпульсними електромагнітними форсунками середнього тиску [середній тиск - це тиск в межах від 450 кПа 2 2 до 3000 кПа (4,5 кгс/см ... 30 кгс/см ) згідно класифікації Правил ЄЕК ООН № 110-01] до впускного патрубку впускного трубопроводу та/або впускного каналу головки блока циліндрів двигуна, забезпечена можливість формування пошарового складу газоповітряної робочої суміші та її запалювання у камері згоряння попередньою і додатковими «запальними дозами» дизельного палива. Крім цього така система забезпечує наддування двигуна, що підвищує його потужність та разом із забезпеченням попереднього і додаткового запалювання пошарової газоповітряної робочої суміші, підвищує економічність та екологічність газодизеля. Поставлена задача вирішується тим, що система управління і регулювання частоти обертання газодизеля, яка включає штатну акумулятивну паливну систему живлення дизельним паливом та регулювання частоти обертання типа Common Rail з паливним баком, фільтром, паливо-підкачуючим насосом високого тиску, редукційним клапаном, датчиком тиску дизельного палива, загальною рейкою (Common Rail), штатним електронним блоком керування, що через штатні шини (кабелі) має електричний зв'язок з дизельними форсунками впорскування дизельного палива та з датчиками двигуна (у деяких випадках і з іншими датчиками транспортного засобу або стаціонарного дизеля, дизель-генератора чи електроагрегата), а також систему живлення та впорскування газового палива типа Common Rail з газовим балоном(ами) з балонним вентилем (що містить запірний механічний та електромагнітний газовий клапан), газовою магістраллю високого тиску, розподільчою хрестовиною (з заправним вузлом та запірним електромагнітним газовим клапаном), перемикач режиму роботи «дизель» чи «газодизель», індикатор режиму роботи «дизель» та індикатор режиму роботи «газодизель», згідно з корисною моделлю, система регулювання додатково обладнана одноступінчатим газовим редуктором, газовою магістраллю середнього тиску, газовим фільтром середнього тиску, загальною газовою рейкою (Common Rail) середнього тиску та газовою імпульсною електромагнітною форсункою середнього тиску, що має електричний зв'язок із спеціальним електронним блоком керування з щонайменше з одним мікроконтролером та подає газове моторне паливо одним або більше імпульсами середнього тиску безпосередньо у впускний патрубок впускного трубопроводу та/або у впускний канал головки блока циліндрів газодизеля. Згідно з корисною моделлю, газова імпульсна електромагнітна форсунка середнього тиску подає газове моторне паливо одним або більше імпульсами середнього тиску безпосередньо в один із двох впускних каналів головки блока циліндрів газодизеля. Згідно з корисною моделлю, кожна із двох газових імпульсних електромагнітних форсунок середнього тиску подає газове моторне паливо одним або більше імпульсами середнього тиску безпосередньо у кожний із двох впускних каналів головки блока циліндрів двигуна. Згідно з корисною моделлю, сигнал керування дизельними форсунками від штатного електронного блока керування передається від роз'єднаної (за допомогою кабельного рознімача(ів)) штатної шини (кабелів) через додаткову шину (кабелі) до спеціального електронного блока керування, при цьому при роботі за дизельним циклом сигнал керування величиною циклової подачі (попередньої та додатковими) дизельного палива дизельними форсунками розраховується штатним електронним блоком керування і через спеціальний електронний блок керування подається до дизельних форсунок, а при роботі за газодизельним циклом, спеціальний електронний блок керування, на основі аналізування та обробки сигналу на керування дизельними форсунками від штатного електронного блока керування, розраховує початок моментів, кількість та тривалість імпульсів подачі (впорскування) газового палива газовими імпульсними електромагнітними форсунками середнього тиску та початок моментів, кількість і тривалість імпульсів подачі (попереднього з додатковими впорскуваннями) «запальної дози» дизельного палива дизельними форсунками. Згідно з корисною моделлю, спеціальний електронний блок керування бортовий має у своєму складі контролер зв'язку (CAN) із інтерфейсом, систему бортової діагностики системи живлення газодизеля газовим моторним паливом та емулятори роботи дизельних форсунок, при цьому сигнал від емуляторів роботи дизельних форсунок, що імітує їх роботу, подається спеціальним електронним блоком керування до системи бортової діагностики штатного електронного блоку керування. Згідно з корисною моделлю, спеціальний електронний блок керування виконано з можливістю розрахунку тимчасового збільшення величини циклової подачі «запальної дози» дизельного палива дизельними форсунками в період перехідного процесу при збільшенні навантаження на газодизель з одночасним збільшенням величини циклової подачі газового 2 UA 101761 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 палива, залежно від швидкості або прискорення пересування педалі керування швидкісним режимом роботи двигуна у бік збільшення швидкісного режиму роботи двигуна. Згідно з корисною моделлю, спеціальний електронний блок керування виконано з можливістю автоматичного коректування нерівномірності частоти обертання колінчастого вала за рахунок коректування величини циклової подачі (початку моментів, кількості і тривалості імпульсів подачі попереднього та додаткових впорскувань) «запальної дози» дизельного палива окремими дизельними форсунками. На кресленні представлена кінематична схема системи управління і регулювання частоти обертання газодизеля Double Common Rail із IG - системою імпульсного живлення та наддування газовим моторним паливом. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля 1 містить штатну акумулятивну паливну систему живлення двигуна дизельним паливом та регулювання частоти обертання типа Common Rail (на кресленні цю систему позначено І, а елементи, що входять до неї, обведено пунктирною лінією). До її складу входять: паливний бак 2, фільтр 3, паливопідкачуючі насоси низького тиску 4 та високого тиску 5, редукційний клапан 6, датчик тиску 7 дизельного палива, загальна рейка (Common Rail) 8, дизельні форсунки 9 впорскування дизельного палива, паливопроводи високого тиску 10 підводу дизельного палива до дизельних форсунок 9, паливопроводи низького тиску 11 зливу дизельного палива від дизельних форсунок 9, штатна CAN шина 12 (кабелі) підводу сигналів від датчиків двигуна (у деяких випадках і від інших датчиків транспортного засобу або стаціонарного дизеля, дизель-генератора чи електроагрегата) до штатного електронного блока керування 13 роботою дизеля (в т.ч. подачею дизельного палива). До того, штатний електронний блок керування 13 з'єднаний з дизельними форсунками 9 випорскування дизельного палива за допомогою CAN шини 14 (кабелів) та має електричний зв'язок з датчиком 15 положення педалі 16 керування швидкісним режимом роботи двигуна. Крім цього система живлення та регулювання частоти обертання газодизеля 1 містить акумулятивну паливну систему живлення та впорскування газового палива типа Common Rail середнього тиску (на кресленні цю систему позначено II, а елементи, що входять до неї обведено штрих-пунктирною лінією). До її складу входять: газовий(-і) балон(-и) 17 з балонним вентилем 18 (що містить запірні: механічний вентиль 19 та електромагнітний газовий клапан 20), газова магістраль високого тиску 21, розподільча хрестовина 22 (із заправним вузлом 23 та запірним електромагнітним газовим клапаном 24), одноступінчатий газовий редуктор 25 середнього тиску, газовий фільтр 26, газову магістраль середнього тиску 27, загальну газову рейку (Common Rail) 28 середнього тиску з газовими імпульсними електромагнітними форсунками середнього тиску 29. Газові імпульсні електромагнітні форсунки середнього тиску 29, можуть бути встановлені або у впускному патрубку 30 після об'єднуючої труби 31 впускного трубопроводу або у впускному каналі 32 головки блока циліндрів, як показано на фіг. 1А. До того, на загальній газовій рейці (Common Rail) 28 середнього тиску встановлено комбінований датчик 33 тиску та температури газу. Між розподільчою хрестовиною 22 та газовим редуктором 25 встановлено датчик 34 тиску газу [покажчик кількості газу у газовому(-их) балоні(-ах) 17]. У свою чергу, газодизель 1 обладнано датчиком температури 35 охолоджувальної рідини та датчиком температури 36 відпрацьованих газів, що встановлений у випускному колекторі. Спеціальний електронний блок керування 37 з мікроконтролером(-ами) за допомогою кабелів або додаткової CAN шини має електричний зв'язок з: запірними електромагнітними газовими клапанами 20 та 24, запірним електромагнітним клапаном 38 газового редуктора 25, газовими імпульсними електромагнітними форсунками середнього тиску 28, комбінованим датчиком 33 тиску та температури газу, датчиком тиску газу 34 [покажчиком кількості газу у газовому (-их) балоні(-ах) 17], датчиком температури охолоджуючої рідини двигуна 35, датчиком температури відпрацьованих газів 36, перемикачем 39 режиму роботи «дизель» чи «газодизель», індикатором режиму роботи 40 «дизель» та індикатором режиму роботи 41 «газодизель». Крім цього спеціальний електронний блок керування 37 через шину 42 (кабелі), паралельну штатній шині 12 (кабелям), має електричний зв'язок з деякими датчиками двигуна (наприклад з датчиком частоти обертання та за необхідності з іншими датчиками двигуна, а у деяких випадках і з іншими датчиками транспортного засобу або стаціонарного дизеля, дизельгенератора чи електроагрегата). Крім цього шину 14 (кабелі), що у штатній системі керування частоти обертання дизеля з'єднує дизельні форсунки 9 та штатний електронний блок керування 13 подачею дизельного палива, має бути роз'єднано (наприклад за допомогою кабельного рознімача(-ів) 43), через який шиною 44 (кабелями) шину 14 (кабелі) з'єднують з спеціальним електронним блоком керування 3 UA 101761 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 37. Крім цього спеціальний електронний блок керування 37 з мікроконтролером(-ми) виконано з можливістю розрахунку початку моментів та кількості і тривалості імпульсів подачі газового палива газовими імпульсними електромагнітними форсунками середнього тиску 28 та розрахунку початку моментів та кількості і тривалості імпульсів подачі попереднього та додаткових впорскувань «запалювальної дози» дизельного палива. Крім цього спеціальний електронний блок керування 37 з мікроконтролером(-ми) виконано з можливістю автоматичного коректування по заданим характеристикам величини подачі «запальної дози» дизельного палива залежно від швидкісного та навантажувального режимів двигуна при його роботі за газодизельним циклом, а також тимчасового збільшення величини подачі «запальної дози» дизельного палива в період перехідного процесу залежно від кутової швидкості або прискорення пересування педалі 16 керування швидкісним режимом роботи двигуна у бік збільшення подачі дизельного палива (так звана «дизельна підтримка»). Також спеціальний електронний блок керування 37 з мікроконтролером(-ми) виконано з можливістю автоматичного коректування величини циклової подачі газового палива залежно від сигналу комбінованого датчика 33 тиску та температури газу в загальній газовій рейці (Common Rail) 28 середнього тиску. Крім цього спеціальний електронний блок керування 37 з мікроконтролером(-ми) виконано з можливістю перепрограмування характеристик (початків моментів та кількості і тривалості імпульсів) подачі запрограмованої «запалювальної дози» дизельного палива та характеристик (початків моментів та кількості і тривалості імпульсів) подачі газового палива подачі газового палива газовими імпульсними електромагнітними форсунками середнього тиску 29 за допомогою комп'ютера 45 чи інтерфейсу по стандарту ISO. Крім цього система управління і регулювання частоти обертання газодизеля має лампуіндикатор несправностей 46, а в спеціальний електронний блок керування 37 інтегровані: бортовий контролер зв'язку (CAN) із інтерфейсом 47, система бортової діагностики системи живлення газодизеля газовим моторним паливом та емулятори роботи дизельних форсунок. Працює регулятор у такий спосіб. Для роботи за дизельним циклом (на одному дизельному паливі) перемикач 39 режиму роботи «дизель» чи «газодизель» має бути у положенні, що відповідає режиму роботи «дизель». При цьому спеціальний електронний блок керування 37 знімає напругу із запірних електромагнітних газових клапанів 20, 24 і 38, та не подає сигнали керування до газових імпульсних електромагнітних форсунок середнього тиску 29. Запірні електромагнітні газові клапани 20, 24 та 38 перекривають подачу газового палива до одноступінчатого газового редуктора 25 середнього тиску та загальної газової рейки (Common Rail) 28 середнього тиску з газовими імпульсними електромагнітними форсунками середнього тиску 29. Крім цього спеціальний електронний блок керування 37 підключає індикатор режиму роботи 40 «дизель» (який сигналізує, що двигун працює у режимі роботи «дизель») і відключає індикатор режиму роботи 41 «газодизель». Крім цього спеціальний електронний блок керування 37 через шину 44 (кабелі) електронно з'єднує (замикає) саму на себе механічно роз'єднану за допомогою кабельного рознімача(ів) 43 шину 14 (кабелі), що керує дизельними форсунками 9. Внаслідок цього, керування подачею дизельного палива, що впорскується до циліндра(ів) газодизеля 1 (який у цей час працює за дизельним циклом) дизельними форсунками 9, здійснюється штатним електронним блоком керування 13 за його штатною програмою. При зменшенні навантаження на двигун зростає частота обертання його колінчастого вала. При зростанні частоти обертання штатний електронний блок керування 13 подачею дизельного палива за сигналами від датчиків, що надходять до нього по штатній шині 12 (кабелям), через електронно з'єднану (замкнуту) шину 14 (кабелі), керує дизельними форсунками 9 у бік зменшення подачі дизельного палива. Потужність двигуна зменшується до рівня, який відповідає потужності навантаження, що діє на нього. При значному зростанні частоти обертання штатний електронний блок керування 13 подачею дизельного палива повністю вимикає подачу палива дизельними форсунками 9. Для роботи за газодизельним циклом (одночасно на дизельному та газовому паливах) перемикач 39 режиму роботи «дизель» чи «газодизель» має бути у положенні, що відповідає режиму роботи «газодизель». При цьому спеціальний електронний блок керування 37 підключає індикатор режиму роботи 41 «газодизель» (який сигналізує, що двигун працює у режимі роботи «газодизель») і відключає індикатор режиму роботи 40 «дизель». Одночасно з цим спеціальний електронний блок керування 37 подає сигнал до запірних електромагнітних газових клапанів 20, 24 та 38, які відкриваються, пропускаючи газове паливо від газового балона(ів) 17 до одноступінчатого газового редуктора 25 середнього тиску, фільтра 22, загальної газової рейки (Common Rail) 28 середнього тиску та до газових імпульсних 4 UA 101761 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 електромагнітних форсунок середнього тиску 29. При цьому одноступінчатий газовий редуктор 25 середнього тиску стабілізує тиск газу на загальній газовій рейці (Common Rail) 28 середнього тиску і на вході до газових імпульсних електромагнітних форсунок середнього тиску 29. Крім цього спеціальний електронний блок керування 37 на основі аналізування та обробки сигналу керування дизельними форсунками від штатного електронного блока керування 13, розраховує початок моментів, кількість та тривалість імпульсів подачі (впорскування) газового палива газовими імпульсними електромагнітними форсунками середнього тиску 29. За результатами розрахунків спеціальний електронний блок керування 37 у відповідні (по куту обертання колінчастого вала двигуна) моменти подає сигнали керування щодо кількості і тривалості імпульсів подачі (впорскування) газового палива газовими імпульсними електромагнітними форсунками середнього тиску 29. В результаті електромагнітні форсунки середнього тиску 29, в залежності від місця, де вони встановлені, короткочасними імпульсами впорскують газове паливо або до випускного патрубку 30 (після об'єднуючої труби 31) впускного трубопроводу, або до впускного каналу 32 головки блока циліндрів (як показано на фіг. 1А). Внаслідок імпульсного впорскування газового палива під середнім тиском у випускному патрубку 30 або впускному каналі 32 утворюються зони газового палива підвищеного тиску, які рухаються з підвищеною швидкістю по відношенню до швидкості всмоктуваного двигуном повітря і тим самим стискають повітря, що знаходиться між цими зонами. Таким чином, утворюється пошарова газоповітряна суміш, середній тиск якої, у випускному патрубку 30 та/або впускному каналі 32 підвищується, створюється ефект наддування і у камеру згоряння газодизеля 1 надходить пошарово сформована газоповітряна суміш. Крім цього спеціальний електронний блок керування 37, на основі аналізування та обробки сигналу керування дизельними форсунками від штатного електронного блока керування 13, розраховує початок моментів та кількість і тривалість імпульсів подачі (впорскування) «запальної дози» дизельного палива дизельними форсунками 9. За результатами розрахунків спеціальний електронний блок керування 37 у відповідні (по куту обертання колінчастого вала) моменти через шину 44 (кабелі), кабельний рознімач(-і) 43 та шину 14 (кабелі) подає сигнали керування щодо кількості і тривалості імпульсів попереднього та додаткових впорскувань «запальної дози» дизельного палива дизельними форсунками 9, які відповідають швидкісному і навантажувальному режиму роботи двигуна. Таким чином, сформована у камері згоряння двигуна пошарова газоповітряна суміш запалюється спочатку попередньою, а потім додатковими впорскуваннями «запальної дози» дизельного палива. При зменшенні навантаження на двигун зростає частота обертання його колінчастого вала. При зростанні частоти обертання спеціальний електронний блок керування 37, на основі аналізування та обробки сигналу на керування дизельними форсунками від штатного електронного блока керування 13, розраховує початок моменту та зменшення кількості і тривалості імпульсів подачі (впорскування) газового палива газовими імпульсними електромагнітними форсунками середнього тиску 29. Таким чином, циклова подача газового палива, що потрапляє до кожного з циліндрів газодизеля 1, зменшується. Одночасно, спеціальний електронний блок керування 37, також на основі аналізування та обробки сигналу керування дизельними форсунками від штатного електронного блока керування 13, розраховує початок моментів та кількість і тривалість імпульсів подачі (впорскування) «запальної дози» дизельного палива, які спочатку попередньою, а потім додатковими впорскуваннями «запальної дози» дизельного палива подаються до циліндрів двигуна дизельними форсунками 9. В результаті частота обертання колінчастого вала двигуна зменшується до величини, що відповідає зменшенню навантаження. При значному зменшенні навантаження, частота обертання колінчастого вала газодизеля 1 буде зростати і газові імпульсні електромагнітні форсунки середнього тиску 29 за сигналами керування спеціального електронного блока керування 37 поступово відключають подачу газового палива. Після цього спеціальний електронний блок керування 37 буде зменшувати і у подальшому повністю виключить циклову подачу (попередню з додатковими) «запалювальної дози» дизельного палива. При різкому (з прискоренням) натисканні на педаль 16 керування швидкісним режимом роботи двигуна (в бік збільшення його швидкісного режиму), спеціальний електронний блок керування 37 тимчасово (тільки на період перехідного процесу при збільшенні навантаження на газодизель) і залежно від швидкості або величини прискорення пересування педалі керування швидкісним режимом роботи двигуна в бік збільшення швидкісного режиму роботи двигуна, збільшує величину циклової (попередню з додатковими) подачі «запальної дози» дизельного палива. Одночасно з цим, спеціальний електронний блок керування 37 збільшує і циклову подачу [збільшує кількість і тривалість імпульсів подачі (впорскування)] газового палива. Після 5 UA 101761 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 закінчення періоду перехідного процесу, спеціальний електронний блок керування 37, зменшує величину циклової подачі (попередню з додатковими) «запальної дози» дизельного палива до значення, що відповідає величині швидкісного та навантажувального режиму роботи газодизеля 1. При зниженні тиску газового палива в газовому(-их) балоні(-ах) 17, до попередньо заданого, за сигналом з датчика тиску газа 34, спеціальний електронний блок керування 37 автоматично переводить двигун з режиму роботи «газодизель» у режим роботи «дизель». При цьому індикатор режиму роботи 40 «дизель» включається, а індикатор режиму роботи 41 «газодизель» виключається. За сигналом датчика температури відпрацьованих газів 36 при їх підвищенні, спеціальний електронний блок керування 37 подає сигнал до газових імпульсних електромагнітних форсунок середнього тиску 29 на зменшення циклової подачі [зменшення кількість і тривалість імпульсів подачі (впорскування)] газового палива та одночасно через шину 43 (кабелі), кабельний рознімач(і) 42 та шину 12 (кабелі) подає сигнал до дизельних форсунок 9, збільшуючи величину циклової подачі (попередню з додатковими) «запалювальної дози» дизельного палива. У разі подальшого зростання температури відпрацьованих газів, більше попередньо заданої, спеціальний електронний блок керування 37, автоматично переводить двигун з режиму роботи «газодизель» у режим роботи «дизель» і двигун починає працювати за дизельним циклом. При цьому спеціальний електронний блок керування 37 знімає напругу із запірних електромагнітних газових клапанів 20, 24 і 38 та не подає сигнали керування до газових імпульсних електромагнітних форсунок середнього тиску 29, а індикатор режиму роботи 40 «дизель» включається, а індикатор режиму роботи 41 «газодизель» виключається. Запірні електромагнітні газові клапани 20, 24 та 38 перекривають подачу газового палива до одноступінчатого газового редуктора 25 середнього тиску та загальної газової рейки (Common Rail) 28 середнього тиску з газовими імпульсними електромагнітними форсунками середнього тиску 29. При підвищенні температури охолодної рідини двигуна більше попередньо заданої, за сигналом датчика температури охолодної рідини 35 (або штатного датчика температури охолодної рідини двигуна, який підключено до штатної шини 12), спеціальний електронний блок керування 37 автоматично переводить двигун з режиму роботи «газодизель» у режим роботи «дизель» і двигун починає працювати за дизельним циклом. Крім цього після запуску двигуна і переведення перемикача 39 режимів роботи у положення «газодизель», двигун автоматично перейде з режиму роботи «дизель» у режим роботи «газодизель» тільки тоді, коли температура охолодної рідини стане більше попередньо заданої. При досягненні величини нерівномірності частоти обертання колінчастого вала більше попередньо заданої, спеціальний електронний блок керування 37, за результатами розрахунку та аналізування величини прискорення частоти обертання колінчастого вала (в період після такту згоряння у кожному циліндрі), розраховує та коректує величину циклової подачі (початок моментів, кількість і тривалість імпульсів попереднього та додаткових впорскувань) «запалювальної дози» дизельного палива окремими дизельними форсунками 9. У разі неможливості досягнення наперед заданої величини нерівномірності частоти обертання колінчастого вала за рахунок коректування величини циклової подачі (попередньої з додатковими) «запалювальної дози» дизельного палива окремими дизельними форсунками 9, спеціальний електронний блок керування 37 переключає двигун з роботи по газодизельного циклу на роботу по дизельному циклу. Крім цього при роботі двигуна за газодизельним циклом, сигнал від емуляторів роботи дизельних форсунок, що імітує їх повноцінну роботу, подається спеціальним електронним блоком керування до системи бортової діагностики штатного електронного блока керування. Це дозволяє уникнути створення та накопичення помилок у системи бортової діагностики штатного електронного блоку керування. Застосування запропонованого регулятора дозволяє використовувати як дизельне, так і газове паливо при створенні як нових газодизелів з акумулятивними паливними системами живлення та регулювання частоти обертання дизельного палива типа Common Rail, так і переобладнанні тих дизелів, що перебувають в експлуатації, в газодизелі, які завдяки наддуванню отримають поліпшені енергетичні та економічні показники, а також забезпечити можливість формування пошарового складу та згоряння утвореної у камері згоряння газоповітряної робочої суміші з її запалюванням попередньою і додатковими «запальними дозами» дизельного палива, що поліпшує і екологічні показники газодизеля. 6 UA 101761 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля Double Common Rail із IGсистемою імпульсного живлення та наддування газовим моторним паливом, що включає штатну акумулятивну паливну систему живлення дизельним паливом та регулювання частоти обертання типу Common Rail з паливним баком, фільтром, паливо-підкачуючим насосом високого тиску, редукційним клапаном, датчиком тиску дизельного палива, загальною рейкою (Common Rail), штатним електронним блоком керування, що через штатні шини (кабелі) має електричний зв'язок з дизельними форсунками впорскування дизельного палива та з датчиками двигуна (у деяких випадках і з іншими датчиками транспортного засобу або стаціонарного дизеля, дизель-генератора чи електроагрегата), а також систему живлення та впорскування газового палива типу Common Rail з газовим балоном(ами) з балонним вентилем (що містить запірний механічний та електромагнітний газовий клапан), газовою магістраллю високого тиску, розподільчою хрестовиною (з заправним вузлом та запірним електромагнітним газовим клапаном), перемикач режиму роботи "дизель" чи "газодизель", індикатор режиму роботи "дизель" та індикатор режиму роботи "газодизель", яка відрізняється тим, що система регулювання додатково обладнана одноступінчатим газовим редуктором, газовою магістраллю середнього тиску, газовим фільтром середнього тиску, загальною газовою рейкою (Common Rail) середнього тиску та газовою імпульсною електромагнітною форсункою середнього тиску, що має електричний зв'язок із спеціальним електронним блоком керування з щонайменше з одним мікроконтролером та подає газове моторне паливо одним або більше імпульсами середнього тиску безпосередньо у впускний патрубок впускного трубопроводу та/або у впускний канал головки блока циліндрів газодизеля. 2. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля за п. 1, яка відрізняється тим, що газова імпульсна електромагнітна форсунка середнього тиску подає газове моторне паливо одним або більше імпульсами середнього тиску безпосередньо в один із двох впускних каналів головки блока циліндрів газодизеля. 3. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна із двох газових імпульсних електромагнітних форсунок середнього тиску подає газове моторне паливо одним або більше імпульсами середнього тиску безпосередньо у кожний із двох впускних каналів головки блока циліндрів двигуна. 4. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля за п. 1, яка відрізняється тим, що сигнал керування дизельними форсунками від штатного електронного блока керування передається від роз'єднаної (за допомогою кабельного рознімача(ів)) штатної шини (кабелів) через додаткову шину (кабелі) до спеціального електронного блока керування, при цьому при роботі за дизельним циклом сигнал керування величиною циклової подачі (попередньої та додатковими) дизельного палива дизельними форсунками розраховується штатним електронним блоком керування і через спеціальний електронний блок керування подається до дизельних форсунок, а при роботі за газодизельним циклом, спеціальний електронний блок керування, на основі аналізування та обробки сигналу на керування дизельними форсунками від штатного електронного блока керування, розраховує початок моментів, кількість та тривалість імпульсів подачі (впорскування) газового палива газовими імпульсними електромагнітними форсунками середнього тиску та початок моментів, кількість і тривалість імпульсів подачі (попереднього з додатковими впорскуваннями) "запальної дози" дизельного палива дизельними форсунками. 5. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля за п. 1, яка відрізняється тим, що спеціальний електронний блок керування бортовий має у своєму складі контролер зв'язку (CAN) із інтерфейсом, систему бортової діагностики системи живлення газодизеля газовим моторним паливом та емулятори роботи дизельних форсунок, при цьому сигнал від емуляторів роботи дизельних форсунок, що імітує їх роботу, подається спеціальним електронним блоком керування до системи бортової діагностики штатного електронного блока керування. 6. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля за п. 1, яка відрізняється тим, що спеціальний електронний блок керування виконано з можливістю розрахунку тимчасового збільшення величини циклової подачі "запальної дози" дизельного палива дизельними форсунками в період перехідного процесу при збільшенні навантаження на газодизель з одночасним збільшенням величини циклової подачі газового палива, залежно від швидкості або прискорення пересування педалі керування швидкісним режимом роботи двигуна у бік збільшення швидкісного режиму роботи двигуна. 7 UA 101761 U 5 7. Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля за п. 1, яка відрізняється тим, що спеціальний електронний блок керування виконано з можливістю автоматичного коректування нерівномірності частоти обертання колінчастого валу за рахунок коректування величини циклової подачі (початку моментів, кількості і тривалості імпульсів подачі попереднього та додаткових впорскувань) "запальної дози" дизельного палива окремими дизельними форсунками. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: F02D 43/04, F02D 1/00
Мітки: живлення, управління, система, імпульсного, частоти, газодизеля, наддування, double, паливом, обертання, регулювання, common, моторним, ig-системою, газовим
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/10-101761-sistema-upravlinnya-i-regulyuvannya-chastoti-obertannya-gazodizelya-double-common-rail-iz-ig-sistemoyu-impulsnogo-zhivlennya-ta-nadduvannya-gazovim-motornim-palivom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Система управління і регулювання частоти обертання газодизеля double common rail із ig-системою імпульсного живлення та наддування газовим моторним паливом</a>
Попередній патент: Спосіб одержання етилену каталітичною оксидаційною димеризацією метану
Наступний патент: Спосіб вирощування сої на зрошуваних землях півдня україни
Випадковий патент: Спосіб виготовлення тонкоплівкових багатоперехідних фотоелектричних перетворювачів з вертикальними електронно-дірковими переходами