Пристрій для регулювання потужності газодизеля

Винахід відноситься до області двигунобудування, а саме - до конвертації на газодизельний процес дизелів, обладнаних всережимним відцентровим регулятором частоти обертання. Прототип. Відомий пристрій регулювання потужності газодизеля [деклараційний патент на винахід 52926 А, Бюл. №1, 2003 p.], що містить штатний відцентровий регулятор базового дизеля, додатковий регулятор витрати газу та пневмокоректор, який дозволяє здійснити одночасне керування витратою як рідкого, так і газоподібного палива за допомогою спільного регулятора. Недоліком означеного пристрою є погіршення точності регулювання витрати газу при часткових навантаженнях і низькій частоті обертання газодизеля, що призводить до порушення заданого співвідношення "рідке паливо - газ" та викликає необхідність збільшення розмірів газових редукторів. Задачею винаходу є підвищення точності регулювання витрати газу в широкому діапазоні зміни режимів роботи газодизеля, які визначаються навантаженням та частотою обертання, шляхом зменшення витрати газу через регулятор і пневмокоректор та подачею основної кількості газу через підсилювач витрати газу. Поставлена задача досягається тим, що пристрій регулювання потужності газодизеля, який включає відцентровий всережимний регулятор подачі рідкого палива, регулятор витрати газу з пневмокоректором, з'єднаний з відцентровим регулятором, додатково обладнаний підсилювачем витрати газу, виконаним у вигляді редуктора тиску газу з пневмокеруванням, включеним паралельно регулятору ви трати газу з пневмокоректором, причому, вхід керування підсилювача витрати газу сполучено з виходом пневмокоректора. Основна кількість газу, пропорційна витраті газу через регулятор, надходить до циліндрів газодизеля через підсилювач витрати газу. Це дозволяє зменшити витрату газу через регулятор витрати газу та величину сил, що діють на відцентровий регулятор витрати рідкого палива, що підвищує точність підтримання співвідношення "рідке паливо - газ", особливо при низьких частотах обертання та середніх навантаженнях. Схема запропонованого пристрою для регулювання потужності газодизеля подана на фіг. Пристрій для регулювання потужності газодизеля складається з відцентрового всережимного регулятора 1 подачі рідкого палива, регулятора витрати газу 2 з пневмокоректором 3 та підсилювача витрати газу 4. Відцентровий всережимний регулятор 1 складається з відцентрового чутливого елемента 5 та головної пружини 6, приєднаних до головного важеля 7, який з'єднано з рейкою (дозатором) паливного насоса високого тиску 8. До складу регулятора витрати газу 2 входять корпус 9, діафрагма 10, клапан 11 та штовхач 12. Газопровід 13 сполучає ви хідну порожнину 14 регулятора витрати газу 2 з вхідною порожниною 15 пневмокоректора 3. Пневмокоректор 3 складається з корпусу 16, в якому встановлено газову діафрагму 17, вакуумну діафрагму 18 з пружиною, та клапан 19. У газопроводі 20, який сполучає вихідну порожнину 21 пневмокоректора 3 з впускним колектором 22 двигуна, встановлено вихідний дросель 23. Вакуумна трубка 24 з регульованим дроселем 25 сполучає впускний колектор 22 з вакуумною порожниною 26 пневмокоректора. Вакуумна порожнина 26 та атмосферна порожнина 27 пневмокоректора сполучені між собою дроселем 28. Вакуум на діафрагма 18 та газова діафрагма 17 сполучені штоком 29. Підсилювач витрати газу 4 виконано у вигляді газового редуктора з пневмокеруванням. Він складається з корпусу 30, розділеного діафрагмою 31 на дві порожнини: порожнину керування 32 та вихідну порожнину 33, відділену від вхідної порожнини 34 клапаном 35. Вихідна порожнина 33 сполучена газопроводом 36 з впускним трубопроводом двигуна. У газопроводі 36 встановлено дросель 37. Вхідні порожнини 34 підсилювача 4 та 38 регулятора витрати газу 2 газопроводом 39 сполучені з магістраллю подачі газу з газобалонної установки, обладнаної газовим редуктором для підтримання постійного тиску газу. Пристрій для регулювання потужності газодизеля працює наступним чином. У режимі дизеля подача газу у порожнину 38 регулятора витрати газу відсутня і відцентровий всережимний регулятор 1 працює в звичайному режимі, регулюючи подачу рідкого палива шляхом зміни положення рейки (дозатора) 8. Зменшення частоти обертання двигуна веде до зменшення підтримуючої сили відцентрового чутливого елемента 5, повороту важеля 7 під дією відновлюючої сили пружини 6 проти годинникової стрілки та збільшенню подачі рідкого палива. Збільшення частоти обертання призводить до збільшення підтримуючої сили, повороту важеля 7 за годинниковою стрілкою та зменшення подачі рідкого палива. У режимі газодизеля в порожнину 38 від газобалонної установки подається газ під тиском. Положення клапана 11 визначається положенням важеля 7, що взаємодіє з клапаном 11 через штовхач 12 і діафрагму 10. При відкритому клапані 11 газ поступає в порожнину 14 і створює тиск на діафрагму 10. Сила тиску газу на діафрагму 10 через штовхач 12 передається на важіль 7 відцентрового регулятора, обмежуючи його переміщення під дією відновлюючої сили в сторону збільшення подачі рідкого палива. Величина тиску в порожнині 14 встановлюється пропорційною різниці підтримуючої та відновлюючої сил, яка збільшується при зменшенні частоти обертання валу газодизеля. З порожнини 14 по газопроводу 13 газ поступає в порожнину 15 пневмокоректора і через відкритий клапан 19, порожнину 21 та дросель 23 - у впускний трубопровід 22. Витрата газу в газодизель залежить від тиску в порожнині 13 та сумарного гідравлічного опору: газопроводу 13, прохідного перетину клапана 19 та дроселя 23. При зменшенні частоти обертання газодизеля збільшується тиск у порожнині 14 і, отже, витрата газу. При збільшенні частоти обертання тиск газу в порожнині 14 та його витрата в газодизель зменшуються. При непрацюючому двигуні і відсутності розрідження у впускному колекторі 22 газодизеля клапан 19 пневмокоректора 3 закритий і поступання газу в двигун неможливе навіть при наявності тиску в порожнині 14. При обертанні колінчастого валу двигуна у вп ускному колекторі 22 створюється розрідження, яке через вакуумну тр убку 24 передається в порожнину 26. Перепад тисків між порожнинами 26 (розрідження) і 27 (атмосферний тиск) створює на діафрагмі 18 силу, пропорційну частоті обертання двигуна. Ця сила деформує діафрагму 18, переміщує шток 29» прогинає діафрагму 17 та відкриває клапан 19. При наявності тиску у порожнині 15 газ поступає через клапан 19, порожнину 21 та газопровід 20 з дроселем 23 у впускний колектор 22 двигуна. За рахунок гідравлічного опору дроселя 23 створюється надлишковий тиск у порожнині 21. Якщо сила тиску на діафрагму 17 перевищує силу, яка передається штоком 29, діафрагма 17 прогинається в зворотному напрямку, що призводить до зменшення прохідного перетину клапана 19, обмеження тиску газ у в порожнині 21 та його витрати через дросель 23. Збільшення розрідження у впускному колекторі 22 веде до збільшення сили тиску на діафрагму 18, шток 29, збільшення відкриття клапана 19 та тиску і витрати газу. Зниження частоти обертання двигуна веде до зменшення розрідження у впускному колекторі, зменшення сили тиску на діафрагму 18, зменшення прохідного перетину клапана 19 та зменшення витрати газу. Таким чином, при малому тиску у порожнинах 14, 15 та 21 клапан 19 повністю відкритий і витрата газу в двигун визначається роботою регулятора витрати газу 2 (регуляторна ділянка характеристики газодизеля). При збільшенні тиску газу в порожнинах 14, 15 та 21 відбувається зменшення прохідного перетину клапана 19, що встановлює витрату газу пропорційною розрідженню у впускному трубопроводі, який в свою чергу пропорційний частоті обертання двигуна (коректор - на ділянка характеристики газодизеля). Передбачено величину витрати газу на коректорній ділянці характеристики змінювати регулюванням прохідного перетину дроселя 25. Тиск газу у ви хідній порожнині 21 пневмокоректора 3 по газопроводу передається у порожнину керування 32 підсилювач а в втрати газу 4. На діафрагму 31 створюється сила тиску, пропорційна тиску керування, яка прогинає діафрагму 31 та відкриває клапан 35, через який газ поступає з вхідної порожнини 34 у вихідну порожнину 33 підсилювача витрати газу 4 і далі через дросель 37 та газопровід 36 - у впускний трубопровід двигуна. Наявність дроселя 37 забезпечує підтримку тиску в порожнині 33 рівним тиску у порожнині керування 32, що визначає витрату газу через підсилювач 4 пропорційною витраті газу через пневмокоректор. Залежність витрати газу від перетину дроселя 37 дозволяє встановлювати необхідну витрату газу в газодизель підбором дроселя 37. Застосування підсилювача витрати газу дозволяє зменшити витрату газ у через регулятор 2 та пневмокоректор 3, що в свою чергу дозволяє зменшити розміри останніх та сили взаємодії з відцентровим регулятором 1, що покращує точність регулювання витрати газу на часткових режимах роботи газодизеля.