Система паливного живлення двигуна внутрішнього згоряння

Система паливного живлення двигуна внутрішнього згоряння, що містить карбюратор-змішувач щонайменше з однією змішувальною камерою і дросельною заслінкою, пов'язаною з педаллю акселератора, до якого підключені дві системи живлення, система живлення бензином, яка включає поплавцеву камеру, підключену з одного боку до змішувальної камери через головну дозуючу систему з колодязем пневматичного гальмування витрати бензину, а з другого боку через вимикаючий клапан до підкачувального насоса, вхід якого підключений до бензобака, систему керуючого сигналу, і система живлення газом, забезпечена газовим балоном, манометром, ручним вентилем, електромагнітним клапаном високого тиску, фільтром, редуктором низького тиску, що включає витратну порожнину, утворену корпусом і мембраною і пов'язаним з нею клапаном і навантажувальну порожнину, утворену зворотною стороною мембрани і кришкою корпусу, в якій розміщена регулювальна пружина, електромагнітним клапаном низького тиску, регулятором витрати газу, виконаним з корпусу і двох мембран різної ефективної площі, пов'язаних між собою і з клапаном, на який діє регулювальна пружина і створюючих порожнини витратного, командного і розвантажувального тиску, при цьому порожнина витратного тиску розміщена між A (54) СИСТЕМА ПАЛИВНОГО ЖИВЛЕННЯ ДВИГУНА ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ 33678 системи живлення бензином, що включає карбюратор-змішувач, підкачуючий насос і паливний бак, і систему живлення газом, яка включає газові балони, редуктор високого тиску, випарник для скрапленого газу або підігрівач для стислого газу, фільтр з електромагнітним клапаном, редуктор низького тиску, економайзер і регулятор витрати газу з пневморозвантажувачем, який своєю командною порожниною підключений до горловини дифузора карбюратора-змішувача, а порожниною витратного тиску через трубопроводи з жиклерами підключений до карбюратора-змішувача в наступних точках, двома трубопроводами з жиклерами до змішувальної камери карбюратора-змішувача, один з яких підключений безпосередньо, а другий через вимикаючий пристрій до колодязя пневматичного гальмування витрати бензину і через вимикаючий пристрій до бензинової системи холостого ходу; а порожнина розвантажувального тиску з'єднана з вхідним патрубком карбюратора-змішувача і в ній розміщена пружина з регулювальним гвинтом. Вада цієї системи паливного живлення полягає в тому, що її система холостого ходу не забезпечує необхідного співвідношення між кількостями повітря і паливного газу. Це викликає збої при запуску двигуна, нестійку роботу на холостому ходу і ненадійний перехід з режиму холостого ходу на навантажувальний. В основу винаходу поставлена задача створити таку систему паливного живлення двигунів внутрішнього згоряння, в якій введення регулятора холостого ходу в газову систему дозволило б забезпечити стійку роботу двигуна на холостому ходу, перехідних режимах, підвищити його паливну економічність і зменшити токсичність відпрацьованих газів. Поставлена задача досягається тим, що в системі паливного живлення двигуна внутрішнього згоряння, що містить карбюратор-змішувач щонайменше з однією змішувальною камерою і дросельною заслінкою, пов'язаною з педаллю акселератора, до якого підключені дві системи живлення, система живлення бензином, яка включає поплавцеву камеру, підключену, з одного боку до змішувальної камери через головну дозуючу систему з колодязем пневматичного гальмування витрати бензину, а з іншого боку через вимикаючий клапан до підкачувального насоса, вхід якого підключений до бензобака, систему керуючого сигналу, і система живлення газом, забезпечена газовим балоном, манометром, ручним вентилем, електромагнітним клапаном високого тиску, фільтром, редуктором низького тиску, що включає витратну порожнину, утворену корпусом і мембраною і пов'язаним з нею клапаном і навантажувальну порожнину, утворену зворотною стороною мембрани і кришкою корпусу, в якій розміщена регулювальна пружина; електромагнітним клапаном низького тиску, регулятором витрати газу, виконаним з корпусу і двох мембран різної ефективної площі пов'язаних між собою і з клапаном, на який діє регулювальна пружина і утворюючих порожнини витратного, командного і розвантажувального тиску, при цьому порожнина витратного тиску розміщена між корпусом і мембраною меншої ефективної площі і пов'язаним з нею клапаном і підключена своїм входом через клапан, електромагнітний клапан низького тиску, редуктор низького тиску, нагрівник (випарник), редуктор високого тиску, фільтр, електромагнітний клапан високого тиску і ручний вентиль до балона стислого (скрапленого) газу, а своїм виходом через трубопровід з жиклером до колодязя пневматичного гальмування витрати бензину карбюратора-змішувача і двома трубопроводами з жиклерами до ежекторного пристрою подачі газу в карбюратор-змішувач, один з яких підключений безпосередньо, а другий через вимикаючий пристрій, порожнина командного тиску розміщена між мембранами і з'єднана трубопроводом з горловиною дифузора карбюратора-змішувача, порожнина розвантажувального тиску розміщена між мембраною більшої ефективної площі і корпусом і з'єднана з вхідним патрубком карбюраторазмішувача, і економайзером, підключеним своїми порожнинами відповідно до витратної порожнини регулятора витрати газу, ежекторного пристрою подачі газу і задросельного простору карбюратора-змішувача, новим є те, що навантажувальна порожнина редуктора низького тиску з'єднана з витратною порожниною регулятора витрати газу, який забезпечений регулятором холостого ходу, що складається з мембрани пов'язаної з мембранами і клапаном регулятора витрати газу, яка створює своєю зворотною стороною з кришкою корпусу порожнину керуючого тиску, що з'єднана через пневматичний розподільник з системою керуючого сигналу при цьому в порожнині керуючого тиску розміщена регулювальна пружина. Запропонована схема системи паливного живлення двигуна внутрішнього згоряння за рахунок введення регулятора холостого ходу в регулятор витрати газу дозволяє забезпечити необхідне співвідношення між витратою повітря і паливного газу на режимах холостого ходу і малих навантажень, чим поліпшує стабільність роботи двигуна на цих режимах , підвищує його паливну економічність і зменшує токсичність відпрацьованих газів. На кресленні (фіг.) представлена схема системи живлення, що пропонується. Система включає в себе карбюратор-змішувач 1 щонайменше з одним головним повітряним каналом 2, дросельною заслінкою 3, пов'язаною з педаллю акселератора (на кресленні не показаний), поплавцеву камеру 4, підключену з одного боку через головну дозуючу систему 5, з колодязем пневматичного гальмування 6 до головного повітряного каналу 2, з іншого боку через вимикаючий клапан 7 до підкачувального насоса 8, сполученого з бензобаком 9. Карбюратор-змішувач 1 містить систему керуючого сигналу 10 (бензинова система холостого ходу ). Система живлення газом забезпечена газовим балоном. Карбюраторзмішувач 1 містить систему керуючого сигналу 10 (бензинова система холостого ходу). Система живлення газом забезпечена газовим балоном 11, манометром 12, ручним вентилем 13, електромагнітним клапаном високого тиску 14, фільтром 15, редуктором високого тиску 16, підігрівачем для стислого газу або випарником для скрапленого газу 17, редуктором низького тиску 18, що включає витратну порожнину 19, утворену корпусом і мембраною і пов'язаним з нею клапаном, і навантажувальну порожнину 20 утворену зворотною стороною мембрани і кришкою корпусу, в якій розміще 2 33678 на регулювальна пружина 21, і електромагнітним клапаном низького тиску 22. Газова система містить регулятор витрати газу, який складається із корпусу 23, мембрани меншої ефективної площі 24, пов'язаної з клапаном 25, що створює спільно з ними порожнину витратного тиску 26, яка своїм входом через клапан 25, електромагнітний клапан 22, редуктор низького тиску 18, нагрівник (випарник) 17, редуктор високого тиску 16, фільтр 15, електромагнітний клапан високого тиску 14 і ручний вентиль 13 підключена до газового балона 11, а своїм виходом через трубопровід 27 з жиклером 28 до колодязя 6 пневматичного гальмування витрати бензину між його повітряним жиклером і каналом головної дозуючої системи 5, а каналом 29 з жиклером 30 і каналом 31 з жиклером 32 і вимикаючим пристроєм 33 до ежекторного пристрою подачі газу 34 і через трубопроводи 27 і 35 з керуючою порожниною 20 редуктора низького тиску 18. У порожнині витратного тиску 26 розміщена регулювальна пружина 36. Мембрани меншої 24 і більшої 37 ефективної площі утворюють спільно з корпусом 23 регулятора витрати газу, порожнину командного тиску 38, яка через трубопровід 39 з'єднана з горловиною дифузора 40. Мембрана 37 спільно з кришкою 41 корпусу 23 регулятора витрати газу утворює порожнину розвантажувального тиску 42, яка через трубопровід 43 сполучена з повітряним каналом 2 карбюратора-змішувача 1. Мембрани 24 і 37, а також клапан 25 регулятора витрати газу пов'язані через передавальний механізм (важіль) 44 з мембраною 45, яка разом з кришкою 46 утворює керуючу порожнину 47 регулятора холостого ходу, сполучену через трубопровід 48, пневматичний розподільник 49 і трубопровід 50 з системою. Газова система забезпечена економайзером 52, який своїми трьома порожнинами з'єднаний відповідно: з витратною порожниною 26 регулятора витрати газу (через трубопроводи 53, 55, 31, 27 і жиклер 54), із задросельним простором 55 карбюратора-змішувача 1 трубопроводом 56 і з ежекторним пристроєм подачі газу 34, трубопроводом 57. Газова система включає автономну систему пуску двигуна, що складається з газового клапана 58, який своїм входом сполучений через трубопровід 59 з виходом електромагнітного клапана низького тиску 22, а своїм виходом через трубопровід 60 і жиклер 61 з ежекторним пристроєм 34. Система паливного живлення, що пропонується, може здійснювати живлення двигуна трьома вадами горючої суміші: бензоповітряною, бензогазоповітряною і газоповітряною. Розглянемо роботу двигуна на бензоповітряній суміші. При живленні двигуна бензоповітряною сумішшю (відсутнє газове паливо, перекриті газові балони або закриті електромагнітні газові клапани) газ в головний повітряний канал 2 і канал головної дозуючої системи 5 карбюратора-змішувача 1 не надходить. Горюча суміш в цьому випадку готується з бензину і повітря в стандартному карбюраторному режимі. Розглянемо роботу двигуна на бензогазоповітряній суміші (БГПС). Живлення двигуна БГПС здійснюється одночасною роботою бензинової і газової систем. При цьому бензиновий 7 і газові 14 і 22 електромагнітні клапани відкриваються, вимикаючий пристрій 33 переводиться в закрите положення, пневматичний розподільник 49 знаходиться у відключеному положенні (як показано на кресленні). Запуск, робота двигуна на холостому ходу і малих навантаженнях виконуються тільки на бензині, який надходить через бензинову систему холостого ходу і головну дозуючу систему 5 карбюратора-змішувача 1. У цих випадках розрідження в горловині дифузора 40, а значить і в порожнині командного тиску 38 регулятора витрати газу, мале і зусилля, що розвивається двомембранним (24 і 37) пневматичним підсилювачем, недостатньо для подолання зусилля регулювальної пружини 36. Тому клапан 25 регулятора витрати газу закритий і паливний газ не надходить через ежектор 34 в головний повітряний канал 2 і в колодязь пневматичного гальмування бензину 6, карбюраторазмішувача 1. По мірі набору навантаження зростає розрідження в дифузорі 40 карбюратора-змішувача 1 і, відповідно, в командній порожнині 38 регулятора витрати газу, що збільшує результуюче зусилля на мембранах 24 і 37, яке разом із зусиллям від вхідного тиску відкриває клапан 25. При цьому газ через порожнину витратного тиску 26, трубопровід 27, жиклер 28 надходить в колодязь пневматичного гальмування витрати бензину 6, головної дозуючої системи 5, і одночасно по трубопроводах 27, 29 і через жиклер 30 до ежектору 34 і далі в головний повітряний канал 2 карбюраторазмішувача 1. Тиск газу в порожнині витратного тиску 26 регулятора витрати газу і, відповідно, в трубопроводах 27 і 29 буде наростати пропорційно зростанню командного розрідження в порожнині 38, що призводить до зростання надходження газу в головний повітряний канал 2 і наддуву колодязя пневматичного гальмування витрати бензину 6 карбюратора. Горюча суміш збагачується паливним газом і збіднюється бензином, що призводить до зростання октанового числа горючої суміші, що отримується. Частка бензину, що заміняється, і узгоджене збагачення горючої суміші паливним газом і збідніння бензином, на різних режимам роботи двигуна, забезпечується жиклерами 28 і 30, а початок надходження паливного газу визначається початковим затягуванням пружини 36. При виході двигуна на режим роботи, близький до номінального, різко зменшується розрідження в задросельному просторі 55 карбюраторазмішувача 1, що призводить до спрацювання економайзера 52, який через свій клапан, що відкрився, пропускає додатковий газ з регулятора витрати газу (по трубопроводах 27, 31, 55, 53) в ежекторний пристрій 34, по трубопроводу 57. Необхідна додаткова витрата паливного газу, на економайзерному режимі, досягається підбором жиклера 54. При зменшенні навантаження двигун продовжує працювати на бензогазоповітряній суміші до моменту, поки розрідження в командній порожнині 38 не опуститься нижче за поріг початкового відкриття клапана 25 регулятора витрати газу. Нижче за цей режим паливний газ в двигун не надходить і він працює тільки на бензоповітряній суміші. При 3 33678 зупинці двигуна навіть при ввімкненому електромагнітному клапані 22 газ в карбюратор-змішувач не надходить. Робота двигуна на газоповітряній суміші (ГПС). При переключенні двигуна на живлення тільки ГПС відключається бензинова система живлення (вимикаючий клапан 7 закриває надходження бензину в поплавцеву камеру 4 карбюраторазмішувача 1) і включається газова система живлення, при цьому електромагнітні клапани 14 і 22 відкриваються, вимикаючий пристрій 33 переводиться у відкрите положення (вводячи в дію газовий жиклер 32), пневматичний розподільник 49 перемикається, з'єднуючи порожнину керуючого тиску 47, регулятора холостого ходу 46, з системою керуючого сигналу 10 карбюратора-змішувача 1. Під час запуску двигуна паливний газ подається через клапан 58 і жиклер 61 в ежекторний пристрій 34 і далі в головний повітряний канал 2 карбюратора-змішувача 1. Після запуску двигуна в каналах системи керуючого сигналу 10 карбюратора-змішувача 1, формується вакуумний керуючий сигнал, що надходить через відкритий пневматичний розподільник 49 в командну порожнину 47 регулятора холостого ходу 46, викликаючи на мембрані 45 зусилля, яке через передавальний механізм (важіль 44 ) відкриває клапан 25 регулятора витрати газу. Одночасно з'являється розрідження в дифузорі 40, яке через трубопровід 39 надходить в командну порожнину 38, створюючи двомембранним (24 і 37) пневматичним підсилювачем додаткове відкриваюче зусилля на клапан 25. Внаслідок цього, у витратній порожнині 26 регулятора витрати газу 23 встановлюється робочий тиск газу, пропорційний швидкісному і навантажувальному режиму роботи двигуна. Газ з витратної порожнини 26 регулятора витрати газу по трубопроводу 27 з жиклером 28 над ходить в головну дозуючу систему 5, а по каналах 29, 31 з жиклерами 30, 32 в ежекторний пристрій 34 і далі в головний повітряний канал 2 карбюратора-змішувача 1. Отримання необхідної витрати газу на навантажувальних режимах двигуна досягається підбором перетину додаткового жиклера 32, а стійка робота на холостому ходу, підстройкою початкового тиску регулятора витрати газу пружиною 51 регулятора холостого ходу 46. При виході двигуна на режим роботи, близький до номінального, за описаною вище схемою (див. роботу двигуна БГПС) вмикається економайзер 52, відкриваючи додаткову подачу газу через жиклер 54 в ежекторний пристрій 34. Сумарна витрата газу зростає, горюча суміш збагачується. Величина збагачення горючої суміші досягається підбором перетину жиклера 54. Оскільки газовий економайзер спрацьовує на двох режимах роботи (БГПС і ГПС), то збагачення горючої суміші настроюється тільки для газоповітряного режиму (ГПС) і залишається незмінним і для бензогазоповітряної суміші. Із зменшенням навантаження (дросельна заслінка 3 прикривається) описані вище процеси протікають за зворотним порядком. На режимах примусового холостого ходу автомобіля (гальмування двигуном) для зменшення токсичності відпрацьованих газів і економії палива пневматичний розподільник 49 відключається, блокуючи вакуумний сигнал з порожнини 10 і з'єднуючи командну порожнину 47 регулятора холостого ходу 46 з атмосферою, чим зменшує тиск газу у витратній порожнині 26 регулятора витрати газу. Система паливного живлення для двигуна внутрішнього згоряння, що пропонується, на сьогодні розроблена, виготовлена і проведено її випробування в дорожніх і стендових умовах. 4 33678 Фіг. 5 33678 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6