CS255784B1

CS255784B1 - Device for gas and air mixing ratio control in a gas engine

Info

Publication number: CS255784B1
Application number: CS86912A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Meltzer; Jan Macek; Jiri Slesinger
Original assignee: Miroslav Meltzer; Jan Macek; Jiri Slesinger
Priority date: 1986-02-10
Filing date: 1986-02-10
Publication date: 1988-03-15
Also published as: HUT42820A; CS91286A1; SU1707213A1

Abstract

Zařízení pro regulaci směšovacího poměru plynu a vzduchu u plynového motoru je tvořeno směšovačem s difuzorem vytvořeným před škrticí klapkou, spojenou přes pružný člen a ovládací táhlo s pákou ovládání a odměrným zařízením sestávajícím ze dvou pohyblivých dílů, vytvářejících regulovatelný průtočný průřez pro nasávaný plyn. Pohyblivý vnitřní díl odměrného zařízení je tvořen škrticí destičkou, uspořádanou uvnitř vnějšího pohyblivého nátrubku s proměnným průřezem a spojenou s podtlakovým čidlem. Vnější pohyblivý nátrubek je spojen přes táhlo opatřené distanční pružinou a ovládacím dorazem s ovládacím táhlem a pákou ovládání.Mixing control devices gas / air ratio of the gas engine it consists of a mixer with a diffuser formed in front of a throttle connected via flexible member and control rod with control lever and a measuring device consisting of two movable parts forming a controllable flow section for aspirated gas. Moving internal part of the measuring device it consists of a throttle plate, arranged inside the outer movable sleeve with variable cross section and associated with vacuum sensor. Outer movable socket it is connected via a spacer rod spring and control stop with control with the handle and control lever.

Description

Vynález se týká zařízeni pro regulaci směšovacího poměru plynu a vzduchu u plynového motoru.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for controlling the gas / air mixing ratio of a gas engine.

Je známo, že při chodu plynového motoru v zatěžovací* charakteristice při konstantních otáčkách je maximální výkon dosažen při směšovacím poměru paliva a vzduchu A = 1. při A > i₍ tj. při přebytku vzduchu s rostoucím A klesá výkon motorů, dále pak klesají výfukové teploty a spotřeba paliva. Při porovnáni spotřeby paliva dosažené při sníženém výkonu a A =1 se spotřebou dosaženou při stejném výkonu s A> 1 tj. max. výkon pro dané A > je spotřeba paliva s A > 1 menši. Obecně se stoupajícím přebytkem vzduchu A, tj..snižováním průtoku plynu při nezměněném průtoku vzduchu, se snižuje výkon motoru; současně se snižuje spotřebě. paliva rychleji než při stejném poklesu výkonu dosaženém škrcením nasávané směsi, tj. snižováním, průtoku plynu a vzduchu současně. Vzhledem k poměrně úzkému rozsahu přebytku vzduchu pro zajištěni zápalnosti směsi nelze však motor v celém rozsahu regulovat pouze změnou přebytku vzduchu, zejména při nízkých zatíženích je třeba dodržet mezní hodnotu přebytku vzduchu.It is known that when running a gas engine in a load * characteristic at a constant speed, the maximum power is achieved at a fuel / air mixing ratio of A = 1 at A> i ₍ ie, in excess air with increasing A, the engine power decreases When comparing the fuel consumption achieved at reduced power and A = 1 with the consumption achieved at the same power with A> 1, ie the maximum power for A>, the fuel consumption with A> 1 is less. And, i.e., by reducing the gas flow at unchanged air flow, engine power is reduced, while fuel consumption is reduced faster than at the same power reduction achieved by throttling the intake mixture, i.e., reducing gas and air flow simultaneously. however, the engine cannot be controlled in its entirety only by changing the excess air to ensure the ignition of the mixture air excess, especially at low loads, the air excess limit should be observed.

Výkon plynového motoru je proto regulován, kvantitativní ztrátovou regulací tj. škrcením nasávané směsi škrticím elementem, klapkou v sacím potrubí motoru. Kvalita směsi - směšovací poměr plynu a vzduchu - je nastaven na základní hodnotu škrticím ventilem v přívodu plynu. Pro udržení směšovacího poměru na konstantní úrovni v celém rozsahu zatížení se používá např. pneumatický škrticí element, ovládaný odpruženou membránou, jehož pohyb je odvozen od tlakového rozdílu na smešovači, který závisí na průtoku vzduchu. Tímto elementem je možné docílit teoreticky libovolný průběh závisosti směšovacího poměru na výkonu změnouThe power of the gas engine is therefore regulated, by quantitative loss control, ie by throttling the intake mixture by the throttle element, the flap in the engine intake manifold. The quality of the mixture - the gas / air mixing ratio - is set to the basic value by the throttle valve in the gas supply. To maintain the mixing ratio at a constant level over the entire load range, for example, a spring-loaded pneumatic throttle element is used, the movement of which is derived from the pressure difference across the mixer, which depends on the air flow. With this element it is possible to achieve theoretically any course of the dependence of the mixing ratio on the output by a change

255 784 charakteristik pružin membrány a průřezu škrticího elementu v závislosti na zdvihu, pokud existuje změna tlakové diference na membráně. Výroba dílu obecného tvaru je však obtížná a nákladná vzhledem k malým rozměrům, malým tlakovým diferencím vzhledem k požadované změně λ a velkým požadavkům na přesnost. Používá se rovněž škrticích elementů, jejichž pohyb je mechanicky svázán s pohybem škrticí klapky; možnosti ε přesnost nastsívení jsou však malé.255 784 the characteristics of the diaphragm springs and the cross-section of the throttle element as a function of the stroke, if there is a change in the differential pressure across the diaphragm. However, the production of a general shaped part is difficult and costly due to the small dimensions, the small pressure differences due to the desired change λ and the high accuracy requirements. Throttling elements are also used, the movement of which is mechanically linked to the movement of the throttle; however, the possibilities ε of the seeding accuracy are small.

Uvedené nevýhody dosavadního stavu technicky odstraňuje zařízení pro regulaci směšovacího poměru plynu a vzduchu u plynového motoru, jehož podstata spočívá v tom, že pohyblivý vnitřní díl odměrného zařízení, tvořený škrticí destičkou, je uspořádán uvnitř vnějšího pohyblivého nátrubku s proměnným průřezem, spojeného přes táhlo nátrubku, opatřené distanční pružinou a ovládacím dorazem, s ovládacím táhlem a pákou ovládání.The above-mentioned disadvantages of the prior art are technically overcome by a gas-air mixing ratio control device for a gas engine, characterized in that the movable inner part of the metering device, consisting of a throttle plate, is arranged inside an external movable sleeve with variable cross section connected over the sleeve. fitted with a spacer spring and a control stop, with control rod and control lever.

Výhodou zařízení podle vynálezu je udržování optimálních . směšovacích poměrů v širokém rozsahu zatížení motoru. Zařízení rovněž umožňuje udržovat přebytek vzduchu v závislosti na výkonu v oblasti výhodnější pro snížení koncentrace škodlivých exhalací ve výfukových plynech, zejména kysličníků dusíku při chudé směsi a při minimálních ztrátách v sání, což popsané známé způsoby regulace výkonu neumožňují.The advantage of the device according to the invention is to maintain optimal. mixing ratios over a wide motor load range. The device also makes it possible to maintain an excess of air as a function of the power in an area more advantageous for reducing the concentration of harmful emissions in the exhaust gas, in particular nitrogen oxides, in a lean mixture and at minimum suction losses.

ha připojeném výkresu je schematicky znázorněn příklad provedení zařízení podle vynálezu.In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of a device according to the invention is shown schematically.

Zařízení se skládá z ovládací páky _1 , spojené ovládacím táhlem 2 přes pružný člen 19 se škrticí klapkou >, opatřenou plynule měnitelným dorazem 10 škrticí klapky. Škrticí klapka 3, kterou lze vychylovat v úhlu otáčení je vytvořena za směšovačem 15 ve směru proudu vzduchu A. Do difuzoru směšovsče J5 ústí přívodem plynu 16 plynové potrubí z výstupu _17 odměrného zařízení 4, clo kterého proudí plyn ve směru proudu plynu B. Odměrné zařízení 4 sestává ze škrticí destičky JJ>, pohyblivě uspořádané v pohyblivém vnějším nátrubku 7 s proměnným průřezem 8. Škrticí destička je spojena s membránou 6, opatřenou pružinou 14 membrány podtlakového čidla 20, spojeného potrubím podtlaku 11 a potrubím normálního tlaku 12 se sací rourou motoru.The device consists of an actuating lever 1 connected by an actuating rod 2 via a resilient member 19 to a throttle valve 11 provided with a continuously variable throttle stop 10. A throttle valve 3, which can be deflected at an angle of rotation, is formed downstream of the mixer 15 in the direction of air flow A. The gas diffuser 16 flows into the diffuser of the mixer 15 via a gas supply 16 from the outlet 17 of the metering device 4. 4 consists of a throttle plate 11 movably arranged in a movable outer sleeve 7 of variable cross-section 8. The throttle plate is connected to a diaphragm 6 provided with a vacuum sensor diaphragm spring 14 connected by a vacuum line 11 and a normal pressure line 12 to an engine intake manifold.

255 784255 784

Vnější pohyblivý nátrubek 7, opatřený stavitelným dorazem 9 nátrubku je spojen dvouramennou pákou přes táhlo 5 nátrubku, opatřené distanční pružinou 2) a ovládacím dorazem 18-s ovládacím táhlem 2 a pákou 1 ovládání, která je pohyblivá jednak v úhlu Λ otáčení Škrticí klapky 3 a dále v rozsahu pohybu nátrubku 7 odměrného zařízení 4.The outer movable sleeve 7 provided with an adjustable sleeve stop 9 is connected by a two-arm lever over the sleeve rod 5 provided with a spacer spring 2) and a control stop 18-with a control rod 2 and a control lever 1 which is movable at an angle Λ of rotation of the throttle 3 a further in the range of movement of the sleeve 7 of the metering device 4.

V rozsahu pohybu páky 1 ovládání daném úhlem otáčení škrticí klapky 3 je výkon motoru regulován kvantitativně škrticí klapkou 3. Průtok plynu se pri tom mění v závislosti na průtoku vzduchu změnou průřezu 8 nátrubku změnou polohy Škrticí destičky 13, která je dána rovnováhou sil na membráně 6 a předpětím pružiny 14 membrány. Přitom pod membránu 6 je potrubím _[2 normálního tlaku přiváděn tlak vzduchu před smešovačem J_5, nad membránu 6 potrubím podtlak za škrticí klapkou 3. Do nejužšího průřezu Venturiho trubice směšovaěe je přiváděn přívodem plynu 16 plyn odměřený proměnným průřezem 8 nátrubku a procházející potrubím spojující® výstup 17 odměrného zařízení 4 a přívod plynu _16. Od okamžiku, kdy je škrticí klapka 3 plně otevřena, je výkon motoru regulován kvalitativně snižováním nebo zvyšováním průtoku plynu, tedy přebytku vzduchu, změnou proměnného průřezu 8 nátrubku pohybem nátrubku 7. V tomto rozsahu pohybu nátrubku je pneumatická regulace polohy destičky automaticky vyřazena, neboř tlakové poměry na směšovači se téměř nemění.In the range of movement of the control lever 1 given by the angle of rotation of the throttle 3, the engine power is regulated quantitatively by the throttle 3. The gas flow varies depending on the air flow by changing the cross-section 8 of the sleeve. and biasing the diaphragm spring 14. At the same time, under the diaphragm 6, the air pressure upstream of the mixer 15 is supplied via the normal pressure line 12, above the diaphragm 6 via the pressure line downstream of the throttle 3. The gas 16 measured with a variable cross section 8 of the nozzle outlet 17 of metering device 4 and gas supply 16. From the moment the throttle 3 is fully opened, the engine power is regulated qualitatively by reducing or increasing the gas flow, ie the excess air, by changing the variable cross-section 8 of the sleeve by moving the sleeve 7. In this sleeve movement range the pneumatic plate position control is automatically disabled the conditions on the mixer hardly change.

Ζε-řízení kombinované regulace podle vynálezu nemusí být využíváno pouze v oblasti maximálních výkonů, tj. při plně otevřené škrtící klapce 3, kde je jehv použití nejvýhodnější, ale i změnou dorazů 10 a 18 škrticí klapky _3 a ovládacího táhla. 5 při případném nižším požadovaném zatížení motoru, které je nevýhodně dosažitelné změnou úhlu potáčení škrticí klapky 3, z důvodu hlučnosti a tvrdého chodu motoru.The regulaceε-control of the combined regulation according to the invention need not only be used in the area of maximum power, i.e. with the fully open throttle 3, where the use is most advantageous, but also by changing the stops 10 and 18 of the throttle 3 and the control rod. 5 at a possible lower desired engine load, which is disadvantageously achievable by varying the angle of rotation of the throttle valve 3 due to noise and hard engine operation.

4·4 ·

Ρ Κ Ε D Μ Ě Τ vynálezuΤ Ε D D Ě Τ invention

Claims

Τ Ε D D Ě Τ invention

288 784

Apparatus for regulating the gas-air mixing ratio of a gas engine, comprising a mixer with a diffuser formed upstream of a throttle connected via a flexible member and a control rod to a control lever and a metering device consisting of two mutually movable parts forming a controllable flow cross section for an intake gas, the movable inner part being connected to a vacuum sensor, characterized in that the inner part of the metering device (4), consisting of the throttle plate (1), is arranged inside the outer movable sleeve (7) with variable cross section (8) connected via a sleeve rod (5) provided with a spacer spring 1> a control stop (18), with a control rod (2) and a control lever (1).