Устройство топливоподачи для двигателя внутреннего сгорания

(51) б Р 02 М 21/00 12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ гв в гвгв Комитет Российской Федераци о патентам и товарным знакам к авторскому свидетельству(72) Дикий Н.А., Скибарко С.И Аскинадзе Ю.Г., Уварычев А.Н., Пичугин В.Б, (71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции, Заволжский моторный завод(56) Авторское свидетельство СССР М 1615426, кл. Р 02 М 21/00, 1988.(54) УСТРОЙСТВО ТОПЛИВОПОДАЧИ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Устройство топливоподачи для двигателя внутреннего сгорания для обеспечения работы двигателя как на чистом бензине, бензогазовой смеси, так и на чистом газе и повышения точности дозирования газа на всех рабочих режимах содержит карбюратор 1 с колодцем 7 пневматического торможения(19) М 7 (11 1662184 (1 з) А 1 расхода бензина, бензобак 9, ускорительный насос 11 и систему питания газом, которая включает газовый баллон 12 с редуктором 13, испаритель-подогреватель газа 14, фильтр с электромагнитным клапаном 15, редуктор низкого давления 16 с регулятором расхода О газа, содержащий три полости: полость 22 низкого давления, полость командного давления и полость разгрузочного давления.Кроме того, полость 22 низкого давления дополнительно подключена через отключающее устройство 28 к бензиновой системе холостого хода и к главному воздушному каналу 2 карбюратора 1, а полость 46 разгрузочного давления сообщена с входом главного воздушного канала 2 карбюратора 1, и в ней размещена пружина 48 с ф регулировочным винтом 49 и устройством 52, отключающим ее от диафрагмы 18, для повышения надежности обратная полость 373 1662184 4вакуумного разгружателя 31 сообщена с ра и устройство отключения 28 подачиполостью 22 низкого давления регулятора газового топлива в бензиновую системурасхода газа, устройство 52 отключения холостого хода связаны между собой, 1 з. п.пружины от диафрагмы 18 большего диамет ил.Изобретение относится к машиностроению и в частности к устройствам топливо- подачи для двигателей внутреннего сгорания, использующего в качестве топлива бензин и газ.Цель изобретения - обеспечение работы двигателя на чистом газе и повышение точности дозирования.На чертеже представлена схема устройства топливоподачи для двигателя внутреннего сгорания,Устройство содержит карбюратор-смеси- тель 1 с главным воздушным каналом 2 и с по меньшей мере одной смесительной камерой 3 и дроссельной заслонкой 4, связанной с педалью акселератора (на чертеже не показано), поплавковую камеру 5, подключенную с одной стороны через главную дозирующую систему 6 с колодцем 7 пневматического торможения к главному воздушному каналу 2, а с другой стороны - к подкачиваемому насосу 8, сообщенному с бензобаком 9, Карбюратор-смеситель 1 содержит систему холостого хода 10 и ускорительный насос 11.Система питания газом снабжена газовым баллоном 12, редуктором высокого давления 13, испарителем-подогревателем газа 14, фильтром с электромагнитным клапаном 15, редуктором низкого давления 16 и регулятором расхода газа, содержащим диафрагмы меньшего диаметра 17 и большего диаметра 18. Диафрагма 17 меньшего диаметра через двуплечий рычаг 19 связана с клапаном 20 и образует совместно с ним и корпусом 21 полость 22 низкого давления, которая своим входом через клапан 20, редуктор низкого давления 16, фильтр с электромагнитным клапаном 15, испаритель-подогреватель 14 и редуктор высокого давления 13 подключена к баллону сжатого газа 12, а своим выходом через трубопровод 23 с жиклером 24 подключена к смесительной камере 3 карбюратора-смесителя 1, трубопроводом 25 с жиклером 26 подключена к колодцу 7 пневматического торможения расхода бензина между его воздушным жиклером и каналом главной дозирующей системы или к распылителю (показано пунктиром), а трубопроводом 27 через отключающее устройство 28 подключена к бензиновой системе холостого хода 10, трубопроводом 29 с жиклером 30 подключена к главному воздушному каналу 2 карбюратора-смесителя 1. Для некоторых типов карбюраторов-смесителей полость низкого давления вместо колодца пневматического торможения трубопроводом 25 с жиклером 26 подключается к каналу распылителя, как показано на чертеже пунктиром. В корпус 21 регулятора расхода газа ввинчен вакуумный разгружатель 31, рабочая полость 32 которого, образованная диафрагмой 33 и корпусом, подключена трубопроводом 34 к задроссельному пространству 35 карбюратора-смесителя 1 и в ней расположена пружинка 36, а его обратная полость 37 сообщена с полостью 22 низкого давления регулятора расхода газа. К диафрагме 33 вакуумного раз гружателя закреплен шток 38, который может упираться в тарелку 39 штока клапана 20. На тарелку 39 также воздействует пружина 40, которая с другой стороны упирается в шайбу 41, которая надета на шток 38 и прижимается к корпусу вакуумного разгружателя 31.Диафрагма 17 меньшего диаметра жестко связана с диафрагмой 18 большего диаметра и образует совместно с ней и корпусом регулятора расхода газа полость командного давления 42, которая через трубопровод 43 сообщена с горловиной диффузора 44 карбюратора-смесителя 1. С другой стороны, диафрагма 18 совместно с крышкой 45 регулятора расхода газа образует разгрузочную полость 46, которая сообщена через трубопровод 47 с главным воздушным каналом 2 карбюратора- смесителя 1 и в которой размещается пружина 48 с регулиров очным винтом 49 с контргайкой 50. Пружина 48 опирается на тарелку штока 51, который располагается в регулировочном винте 49 с зазором и связан с отключающим устройством 52. Отключающие устройства 52 и 28 работают синхронно и могут управляться вручную или в автоматическом режиме от специальных приводов соответственно 53 и 54 при исчезновении давления бензина за подкачивающим насосом 8.Устройство топливоподачи может осуществлять питание двигателя тремя видами горючей смеси: бензовоздушной, газовоздушной и бензогазовоздушной.При питании двигателя бензовоздушной смесью (отсутствует газовое топливо или перекрыты газовые баллоны) газ в карбюратор-смеситель не поступает, и он готовит горючую смесь только из бензина, как это осуществляется в стандартном карбюраторе.При питании двигателя бензогазовоздушной смесью отключающие устройства 28 и 52 отключены, так что трубопровод 27 перекрыт, а шток 51 поднят и разъединяет пружину 48 с диафрагмой 18, В этом случае устройство топливоподачи работает следующим образом. При запуске двигателя разрежение, возникающее в задроссельном62184 16пространстве 35 и соответственно в рабочейполости 32 вакуумного разгружателя 31,перемещает диафрагму 33 вместе с штоком38 вправо и отключает последний отвоздействия на тарелку 39 штока клапана20, и система питания газом приводится врабочее состояние,При запуске, холостом ходе и малыхнагрузках двигателя разрежение в горловинедиффузора 44 мало, и соответственно малооно в полости командного давления 42регулятора расхода газа, Вследствие этогосоздаваемое усилие на диафрагмах 17 и 18недостаточно для преодоления усилия пружины 40, и клапан 20 закрыт. Топливныйгаз к трубопроводам 23, 25 и 27 непоступает, Поэтому запуск и работа двигателя на холостом ходу и малых нагрузкахвыполняется только на бензине, которыйпоступает через систему холостого хода 10и главную дозирующую систему 6. При этомторможение расхода бензина в главнойдозирующей системе осуществляется воздухом, забираемым из входного патрубкакарбюратора-смесителя 1, т. е. работакарбюратора осуществляется по его обычнойсхеме.По мере набора нагрузки растет разрежение в горловине диффузора 44 карбюратора-смесителя 1 и растет усилие надиафрагмах 17 и 18, которое преодолеваетусилие пружины 40, открывает клапан 20,и топливный газ через полость 22 низкогодавления поступает одновременно черезтрубопровод 23 и жиклер 24 в смесительнуюкамеру 3, через трубопровод 25 и жиклер26 в колодец 7 пневматического торможениярасхода бензина.Давление в полости 22 низкого давлениярегулятора расхода газа и соответственно втрубопроводах 23 и 25 будет нарастать дотех пор, пока не наступит равенство:РК(Р 2 - Р 1) = Рт,г. е Р 1 + Б пр, (1)где Ра - абсолютное давление в горловинедиффузора;Р - абсолютное давление топливногогаза;Р 1, Р 2 - площадь диафрагм соответственноменьшего и большего диаметров;8 пр - усилие, развиваемое пружиной 40.Нарастание давления в трубопроводах 23и 25 приводит к росту поступлениятопливного газа в смесительную камеру 3 инаддува колодца 7 пневматического торможения расхода бензина. Благодаря этомугорючая смесь обогащается топливным газоми обедняется бензином, что приводит кзамещению части бензина топливным газоми росту октанового числа получаемой горючей смеси. Доля замещаемого бензина и согласованное обогащение горючей смеси топливным газом и обеднение бензином по режимам работы двигателя обеспечивается жиклерами 24 и 26, а начало поступления топливного газа определяется начальной затяжкой пружины 40, которая может быть изменена в ту или другую сторону подбором шайбы 41, Чем больше нагрузка, тем больше давление в полости низкого давления 22 регулятора расхода газа и в обратной полости 37 вакуумного разгружателя. При полностью открытой дроссельной заслонке это давление максимально. Благодаря этому несмотря на падение вакуума в задроссельном пространстве 35 и соответственно в рабочей полости 32 вакуумного разгружателя 31, его диафрагма 32 продолжает оставаться в правом положении и шток 38 не воздействует на тарелку 39 штока клапана 20. При остановке двигателя вакуум в задроссельном пространстве 35 и давление в полости 22 низкого давления исчезают, и пружина 36 через шток 38 и тарелку 39 надежно запирают клапан 20. Этому же помогает и усиление, развиваемое пружиной 40,Питание двигателя газовоздушной смесью.При переходе двигателя на питание газовоздушной смесью (на работу на чистом газовом топливе) отключающие устройства 28 и 52 автоматически или вручную включаются, При этом трубопровод 27 открывается, а шток 51 под действием пружины 48 своей тарелкой воздействует на диафрагму 18 и через двуплечий рычаг 19, преодолевая усилие пружины 40, открывает клапан 20 регулятора расхода газа.Вследствие этого при запуске двигателя после открытия электромагнитного клапана 15 и появления вакуума и в рабочей полости 32 вакуумного разгружателя 31 в полость 22 низкого давления регулятора расхода газа начинает поступать топливный газ, который далее по трубопроводам 23, 25 и 27 поступает в карбюратор, При этом основная доля топливного газа поступает через систему холостого хода 10 благодаря существующему там разрежению. Регулировка количества топливного газа, поступающего в карбюратор-смеситель 1 на холостом ходу, осуществляется регулировочным винтом 49 с контргайкой 50, При заворачивании винта усилие на пружине 48 увеличивается, что вызывает рост уравновешивающего давления топливного газа в полости 22 высокого давления и его поступление в карбюраторсмеситель 1 растет. При отворачивании регулировочного винта 49 расход топливного662184 10 О ЦР ПР ПР т.г. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 9 1 газа уменьшается. Избыточное давление топливного газа полости 22 низкого давления регулятора расхода газа определяется по формуле: г(2)где Б пр - усилие, развиваемое пружиной 48.При переходе с холостого хода на режим малой нагрузки, когда изменение разрежения в горловине диффузора 44 мало, а следовательно, мало его изменение и в полости 42 командного давления и соответственно мало изменение давления в полости 22 низкого давления регулятора расхода газа, увеличение расхода топливного газа достигается за счет увеличения разрежения в трубопроводе 27 вследствие попадания второго отверстия канала системы холостого хода 10 под дроссельную заслонку 4,При дальнейшем открытии дроссельной заслонки растет расход воздуха и растет соответственно разрежение в горловине дифф узор а 44, в полости 42 командного давления и растет давление в полости 22 1. Устройство топливоподачи для двигателя внутреннего сгорания, состоящая из контуров подачи жидкого и газового топлив, контур подачи жидкого топлива состоит из карбюратора со смесительной камерой и дроссельной заслонкой, поплавковой камеры, с одной стороны подключенной к смесительной камере через главную дозирующую систему с колодцем пневматического торможения, система холостого хода и система ускорительного насоса, а с другой стороны через подкачивающий насос соединенной с бензобаком, контур подачи газа содержит газовый баллон с электромагнитным клапаном, редуктор высокого давления, подогреватель-испаритель, двуступенчатый редуктор низкого давления с вакуумным разгружателем и регулятором расхода газа, выполненным из двух диафрагм разного диаметра, жестко связанных между собой и с клапаном ступени низкого давления, подпружиненным регулировочной пружиной и штоком вакуумного разгружателя, и образующих три полости: полость низкого давления, связанную через трубопроводы с жиклерами со смесительной камерой карбюратора и колодцем пневматического торможения расхода бензина между его жиклером и каналом низкого давления регулятора расхода газа, которое определяется по равенствуР(Р 2 - Р 1) + 3 пр = Рт.г. + Б пр (3) Вследствие того, что величина давления топливного газа в полости 22 низкого давления в рассматриваемом случае больше, чем в случае питания двигателя бензогазовоздушной смесью (см. формулу 1), а проходные сечения трубопроводов больше на величину проходных сечений отверстий каналов в бензиновой системе холостого хода и жиклера 30 в трубопроводе 29, то удается получить дополнительный расход газового топлива, эквивалентный исключенной бензиновой добавке, и соблюсти стехиометричность горючей смеси на всех режимах работы двигателя.При необходимости расход топливного газа на режимах может регулироваться изменением проходного сечения жиклера 30 в трубопроводе 29. Для исключения влияния загрязнения воздушного фильтра на дозирование топливного газа полость 46 разгрузочного давления сообщена трубопроводом 47 с входом главного воздушного канала 2 карбюратора-смесителя 1. главной дозирующей системы, полость командного давления, размещенную между диафрагмами и сообщенную с горловиной диффузора карбюратора, полость разгрузочного давления, сообщенную с входом главного воздушного канала карбюратора, отличающееся тем, что, с целью обеспечения работы двигателя на чистом газе и повышения точности дозирования, оно снабжено отключающим устройством подачи газа в бензиновую систему холостого хода карбюратора-смесителя и устройством отключения пружин от диафрагмы большого диаметра полости разгрузочного давления, причем полость низкого давления связана с обратной полостью вакуумного разгружателя и подключена к отключающему устройству, а полость разгрузочного давления связана с входом главного воздушного канала карбюратора-смесителя.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство отключения пружины от диафрагмы большего диаметра разгрузочной полости и устройство отключения подачи газового топлива в бензиновую систему холостого хода связаны между собой.