Система питания для газового двигателя внутреннего сгорания

Система питания для газового двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: машиностроение, в частности системы питания для газового двигателя внутреннего сгорания, позволяющие повысить топливную экономичность и снизить токсичность отработавших газов. Сущность изобретения: система содержит газовый баллон 1, заправочное устройство 2, наполнительный трубопровод 3, расходное устройство 4, газовый фильтр 5, испаритель 6, расходный трубопровод 7, дозатор 8 газа, обеспечивающий подачу газа во впускной трубопровод 9. На входе трубопровода 9 установлены датчики 12 и 13 массового расхода газа и воздуха соответственно. Управление дозатором 8 газа и системой 14 зажигания осуществляют с помощью электронного блока 15. снабженного корректо-. ром 16 величины угла опережения зажигания, усилителем 17 мощности, регулятором 18 напряжения, электромагнита, дозатора 8 газа, функциональным преобразователем 20 и датчиками 21 внешней среды . При вращении коленчатого вала двигателя через впускной трубопровод 9 в цилиндры засасывается воздух, массовый расход которого изменяется датчиком 13 массового расхода воздуха. Функционадьный преобразователь 20 реализует характеристику связи сигналов датчиков 12 и 13 расхода газа и воздуха. Контур регулирования расхода газа через редуктор 18 напряжения и усилитель 17 мощности открывают дозирующее отверстие дозатора 8 с помощью сигнала датчика 12. 1 з.п, ф-лы, 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (госпАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5025630/06 (22) 11.12.91

46) 30.08.93. Бюл. N 32

76) Л.Г.Казанов, В.А,Долгов, Л.Г.Кузнецов, Т.T.Íàçàðoâ. В.M.Ëåîíåíêîâ, 10.B.Âàñèëüев, В.Н.Куприков. Г.И,Прокофьев и А.И.Исупов (56) Техническое описание и инструкция по эксплуатации газовой топливной аппаратуры, Л., ПО Компрессор, 1991, с. 17, (54) СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДЛЯ ГАЗОВОГО

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: машиностроение, в частности системы питания для газового двигателя внутреннего сгорания, позволяющие повысить топливную экономичность и снизить токсичность отработавших газов. Сущность изобретения: система содержит газовый баллон 1, заправочное устройство

2, наполнительный трубопровод 3, расходное устройство 4, газовый фильтр 5, испаритель 6, расходный трубопровод 7, дозатор 8 газа, обеспечивающий подачу газа во впускИзобретение относится к области машиностроения, в частности к системам питания для газового двигателя внутреннего сгорания, Целью изобретения является повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.

На фиг, 1 представлена функциональная схема сиСтемы питания для газового двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2— дозатор газа с линейным электромагнитом; на фиг, 3 — принципиальная электрическая схема управления процессами топливопо„„ „„1838651 АЗ ной трубопровод 9. На входе трубопровода

9 установлены датчики 12 и 13 массового расхода газа и воздуха соответственно. Управление дозатором 8 газа и системой 14 зажигания осуществляют с помощью электронного блока 15, снабженного корректором 16 величины угла опережения зажигания, усилителем 17 мощности, регулятором 18 напряжения, электромагнита, дозатора 8 газа, функциональным преобразователем 20 и датчиками 21 внешней среды. При вращении коленчатого вала двигателя через впускной трубопровод 9 s цилиндры засасывается воздух, массовый расход которого изменяется датчиком 13 массового расхода воздуха, Функциональный преобразователь 20 реализует характеристику связи сигналов датчиков 12 и 13 расхода газа и воздуха, Контур регулирования расхода газа через редуктор 18 напряжения и усилитель 17 мощности открывают доэирующее отверстие дозатора 8 с помощь2о сигнала датчика 12. 1 з,п, ф-лы, 4 ил. дачи и зажигания; на фиг. 4 — линейный электромагнит с катушкой, Система питания содержит газовый баллон 1, заправочное устройство 2, сообщенное с баллоном 1 при помощи наполнительного трубопровода 3. расходное устройство 4, сообщенное с газовым фильтром 5 и испарителем 6 газа через расходный трубопровод 7, дозатор 8 газа, обеспечивающий подачу газа во впускной трубопровод 9.

В случае работы газового двигателя на сжатом природном газе в системе питания вместо испарителя 6 газа применяют газо1838651

20

30

40

55 вый редуктор 10 высокого давления с подо гревателем 11 газа.

На входе впускного трубопровода 9 и дозатора 8 газа установлены датчики 12 и 13 массового расхода газа и воздуха, Датчики

12 и 13 соответственно массового расхода газа и воздуха представляют собой термоанемотетры, снабженные чувствительными элементами и термокомпенсационными сопротивлениями, включенными в мостовую схему измерения (на фиг. не показано).

Управление доэатором 8 газа и системой 14 зажигания осуществляют с помощью электронного блока 15, снабженного корректором 16 величины угла опережения зажигания, связанного электрической цепью с системой 14 зажигания, усилителем 17 мощности, регулятором 18 напряжения электромагнита 19 дозатора 8 газа, функциональным преобразователем 20 и датчиками 21 внешней среды. Электронный блок 15 питается от бортовой сети автомобиля напряжением 12 В.

8ыход датчика 13 массового расхода воздуха соединен с одним из входов функционального преобразователя 20, а выход датчика 12 массового расхода газа соединен со входом регулятора 18 напряжения, а выходы датчиков 21 состояния внешней среды соединены со входом регулятора 18 напряжения и функционального преобразователя 20.

Дозатор 8 газа выполнен в виде входного и выходного каналов 22 и 23 соответственно, дозирующего отверстия 24 с запирающим элементом 25, нагруженным пружиной 26, опирающейся на стенку 27, снабженной отверстием 28 для прохода газа. Линейный электромагнит 19 содержит статор 29 с катушкой 30 и подвижным якорем 31 со штоком 32, кинематически связаннь1м с запирающим элементом 25 дозатора

8 газа. Рабочие поверхности 33 и 34 соответственно статора 29 и якоря 31 выполнены криволинейной формы с образованием регулирующего зазора 35 между ними. Газовая полость 36 дозатора 8 газа отделена от статора 29 электромагнита 19 при помощи уплотнительной диафрагмы 37.

Благодаря наличию кривЬлинейной поверхности 33 и 34 соответственно корпуса

29 и якоря 31 достигается эффект получения линейного усилия в зависимости от силы тока, поступающего в катушку 30 электромагнита 19, Шток 30 подвижного якоря 31 выполнен подвижным в подшипниках скольжения 38 и 39. Ход подвижного якоря

31 равен 2,0 мм. Максимальное усилие, раэвиваемое линейным электромагнитом 19, достигает 5,0 кг при силе тока равной 2 А, Зазор между подвижным якорем 31 и катушкой 30 электромагнита 19 не превышает 025 мм.

Усилитель 17 мощности выполнен в виде транзистора, работающего в классе А или как усилитель с широко-импульсной модуляцией. Транзистор 40 связан с обмоткой 41 катушки 30 электромагнита 19 дозатора 8 газа и выходом регулятора 18 напряжения.

Регулятор 18 напряжения выполнен в виде операционного усилителя 42, связанного электрической цепью с датчиком 12 расхода газа, усилителем мощности 17 и функциональным преобразователем 20.

Функциональный преобразователь 20 выполнен в виде операционного усилителя

43 и диодной ячейки 44 и связан с датчиком

21 внешней среды, датчиком 13 расхода воздуха и корректором 16 величины угла опережения зажигания.

Система 14 управления опережением зажигания является штатной электронной системой, установленной на автомобиле.

Датчиками 21 среды могут быть датчиками влажности воздуха, состава отработавших газов, температуры охлаждающей жидкости и других параметров среды, к которой надо адаптироваться.

Система работает следующим образом, При вращении коленчатого вала двигателя через впускной трубопровод 9 в цилиндры засасывается воздух, массовый расход которого изменяется датчиком 13 массового расхода воздуха. С увеличением теку4ей мощности, развиваемой двигателем соответственно увеличивается и расход воздуха.

Сигнал с датчика 13 расхода воздуха посту.пает на вход функционального преобразователя 20. его выходной сигнал пропорционален такому расходу газа, который оптимален для текущей мощности двигателя и является заданием командного параметра для контура регулирования расхода газа, Функциональный преобразователь 20 реализует характеристику связи сигналов датчиков 12 и 13 расходов газа и воздуха, обеспечивающую оптимальный состав горючей смеси so впускном трубопроводе 9 во всем диапазоне изменения мощности данного двигателя.

Контур регулирования расхода газа через регулятор 18 напряжения и усилитель мощности 17 открывают дозирующее отверстие 24 дозаторэ 8 газа с помощью сигнала датчика 12 массового расхода газа, соответствующего сигналу поданному на вход регулятора 18 напряжения с выхода функционального преобразователя 20.

Регулятор 18 напряжения выдает также и сигнал на корректор 16 величины угла one1838651 режения зажигания (для бензиновых двигателей) в зависимости от развиваемой двигател м мощности.

Сигналы с датчиков 21 внешней среды позволяют адаптировать систему питания к пар метрам, удовлетворяющим требованиям вигателя. При этом нелинейная адаптация достигается вводом сигналов датчиков

21 врез входы функционального преобразов теля 20, а линейная — через входы регулят ра 18 напряжения.

Формула изобретения

1. Система питания для газового двигавнутреннего сгорания, содержащая гай баллон с устройствами заправки и одом газа и испаритель газа с фильт,отличающаяся тем,что,сцелью шения топливной экономичности и ения токсичности отработавших газов, ема питания снабжена дозатором газа нейным электромагнитом, датчиками ового расхода газа и воздуха и электым блоком, снабженным усилителем ности, регулятором напряжения электгнита, функциональным преобразовам, корректором величины угла тел эов расх ром пов сни сис с ли мас рон мо ром тел опережения зажигания и датчиками внешней среды. причем дозатор газа выполнен в виде входного и выходного каналов и дозирующего отверстия с запирающим элемен5 том, подпружиненным со стороны входного канала, а усилитель мощности выполнен в виде транзистора, связанного электрической цепью с катушкой электромагнита и выходом регулятора напряжения электро10 магнита, выполненным в виде операцион-" ного усилителя и связанного электрической цепью с датчиком массового расхода газа датчиком внешней среды и функциональным преобразователем, выполненным в ви15 де операционного усилителя с диодными ячейками и связанного с датчиком внешней среды датчиком массового расхода воздуха и корректором величины угла опережения зажигания.

20 2. Система по и. 1, отличающаяся тем, что электромагнит выполнен в виде статорас катушкой и подвижного якоря со штоком, кинематически связанным с запирающим элементом доэатора газа, при25 чем рабочие поверхности статора и якоря выполнены криволинейной формы с образованием регулируемого зазора между ними.

1838651

1838651

I

1 б 3

?I !

I !

I—

Г !

I

1

IA

I

Я)7 Я У

Составитель Л. Казанов

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор M. Ткач

Заказ 2917 Тираж Подписное

ЩНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101