NL8300163A - Stelsel voor het regelen van de gastoevoer naar een met gemengde brandstof werkende dieselmotor. - Google Patents

Description

x i ^ λ lx 6103

Stelsel voor het regelen van gastoevoer naar een met gemengde brandstof werkende dieselmotor. *

Dieselmotoren zijn wegens bun groot nuttig brandstof-effect bij-uitstek geschikt voor voertuigen, die grote afstanden moeten afleggen, zoals vracht- en personenvervoersvoertuigen. Hoewel de uitlaatlassen van dieselmotoren minder koolmonoxide, kool-3 waterstoffen en stikstofoxyden bevatten dan benzinemotoren van gelijk vermogen, blijft de luchtvervuiling van dieselmotoren aanmerkelijk, daar de motoren van zware transportvoertuigen een veel grotere inhoud hebben dan die van personenauto^, terwijl verder de uitlaatgassen van dieselmotoren nog andere bestanddelen bevatten, 10 die prikkelend op de ademhalingsorganen kunnen inwerken. Anderzijds worden bij gebruik van vloeibaar gemaakt destillatie- of aardgas (Ipg resp. lng) als brandstof voor een verbrandingsmotor nagenoeg geen vervuilende of hinderlijke bestanddelen afgegeven, doch dieselmotoren zijn niet geschikt voor het gebruik van dergelijke gas-15 sen, daar geen ontsteking aanwezig is, en bovendien de samenper-singsgraad met het oog op de zelfontbranding van dieselolie is gekozen, en verder de verbrandingssnelheid van dergelijke gassen geringer is dan die van verstoven dieselolie.

Het is echter gebleken, dat, wanneer de hoeveelheid in-20 gespoten dieselolie tot ongeveer 70 # wordt teruggebracht, en de rest van de brandstofbehoefte met een dergelijk gas wordt aangevuld, aanmerkelijk minder vervuilende of prikkelende uitlaatgassen worden verkregen, terwijl de motorwerking niet merkbaar wordt beïnvloed.

Er bestaat derhalve behoefte aan middelen, die het toevoe-25 ren van gas aan een dieselmotor bij verminderde dieselolietoevoer kunnen regelen. De uitvinding verschaft een eenvoudig stelsel voor dit doel, dat zonder veranderingen in de aanwezige motoronderdelen kan worden aangebracht.

Het stelsel volgens de uitvinding, dat een regelaar voor 30 het met de door de motor aangezogen luchtstroom mengen van gas en middelen voor het in overeenstemming met de behoefte regelen van de gastoevoer omvat, terwijl de inspuitpomp van de dieselmotor is ingericht om een aan de gasstroom aangepaste kleinere olietoevoer te verschaffen, heeft daartoe als kenmerk, dat de gasregelaar een op 33 of nabij de inspuitpomp te bevestigen gasregelschuif of -klep is, die in de naar de luchtinlaat van de motor voerende gastoevoer- 8300163 > « - 2 - leiding is opgenomen, en waarvan het regellichaam met de regelatang van de inspuitpomp is gekoppeld, welke regelaar een zodanig veranderbare doorlaatopening heeft, dat een althans ongeveer vaste ver- . houding tussen de olie- en de gastoevoer wordt gehandhaafd, welke 5 regelaar verder is voorzien van een instelbare aanslag, die de maximale slag van de regelstang begrenst, terwijl de bij de maxima?-le slag behorende doorlaatopening van de regelaar althans ongeveer maximaal is. Op deze wijze wordt verzekerd, dat niet meer dieselolie zal worden ingespoten dan met de maximale brandstofbehoefte 10 overeenkomt, terwijl bij geringere ingespoten hoeveelheden ook de gastoevoer dienovereenkomstig wordt verminderd. Een dergelijk stelsel vereist geen veranderingen in de motor of de inspuitpomp, en kan op eenvoudige wijze op een bestaande dieselmotor worden aangebracht.

15 In het bijzonder zal de gastoevoer door de regelaar geheel worden afgesloten in de stand van de regelstang, die met het onbelast draaien van de motor overeenkomt. De regelaar kan verder zodanig zijn uitgevoerd, dat bij het opheffen van de slagbegrenzing en het dienovereenkomstig verder doordrukken van de regelstang de 20 doorlaatopening van de regelaar bij het voorbijlopen van de maximale stand weer tot nul wordt verkleind.

De slagbegrenzingsaanslag is daarbij in het bijzonder voorzien van middelen, waarmede deze aanslag naar behoefte werkzaam en onwerkzaam kan worden gemaakt, waartoe de aanslag kan zijn gekop-25 peld door«middelen, die de werkingstoestand van de motor en de aanwezigheid van gasdruk aangeven, teneinde alleen dan deze aanslag werkzaam te maken, wanneer met gemengde brandstof kan worden gewerkt. Voorts kan de regelaar zijn voorzien van bijkomende inzetstukken, waarmede de stromingsdoorgang zonodig aan de aard van de motor kan 30 worden aangepast.

Voorts kunnen in de gastoevoerléiding bijkomende afsluiters zijn opgenomen, die met middelen voor het vaststellen van de werkingstoestand van de motor zijn gekoppeld, teneinde de gastoevoer af te sluiten, wanneer de motor tot stilstand komt of anders-35 zins de gastoevoer ongewenst is.

Wanneer de motor van een in de uitlaat opgenomen afsluitklep is voorzien, teneinde beter op de motor te kunnen remmen, kan een bijkomende afsluiter in de gastoevoerleiding zodanig met de be-dieningsmiddelen voor deze remklep zijn gekoppeld, dat eerst de 83 0 0 163 * * -3- gastoevoer wordt afgesloten, en pas daarna met enige vertraging de remklep wordt bediend. Bij toepassing van luchtdrukbedieningsmidde-len voor deze remklep kan deze vertraging door middel van een smoor-doorgang worden verwezenlijkt.

3 De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toege licht aan de hand van een tekening; hierin toont: fig. 1 een schematische voorstelling van een voorkeursuitvoeringsvorm van het stelsel volgens de uitvinding; fig. 2 een doorsnede door een gasregelaar voor dit stel- 10 sel; en fig. 3 een aanzicht van een inzetstuk van deze gasregelaar.

In fig. 1 is een voorkeursuitvoeringsvorm van het stelsel volgens de uitvinding schematisch voorgesteld, welk stelsel is in-13 gericht voor het regelen van de gemengde brandstoftoevoer naar een dieselmotor 1. Deze motor bezit een luchtinlaat 2 en een uitlaat 3» een uitgangsas ^ en een daarmede gekoppelde brandstofinspuitpomp 5 met een instelstang 6. Deze laatste is op de gebruikelijke wijze rechtstreeks dan wel door tussenkomst van een draaisnelheidsregelaar 20 met een bedieningspedaal verbonden. De inspuitpomp 3 staat met een niet afgeheelde dieseloliehouder in verbinding, en is ingericht om dieselolie onder druk in de juiste volgorde aan de verstuivers van de verschillende cylinders toe te voeren, waarbij de ingespoten hoeveelheid door middel van de instelstang 6 tussen nul en een maxi-23 mum kan worden geregeld.

De motor 1 is ingericht om op gemengde brandstof te lopen, waartoe een ketel 7 voor vloeibaar gemaakt gas (destillatiegas of aardgas) en een schematisch aangeduid verdamper-ontspanner-samenstel 8 van de gangbare soort met niet nader aangeduide gebruikelijke be-30 veiligings- en verwarmingsmiddelen aanwezig zijn. Het samenatel 8 staat door middel van een leiding 9 ia verbinding met de luchtinlaat 2 van de motor 1, teneinde de ontspannen damp als aanvullende brandstof in de motorcylinders te voeren, waarin de verstoven dieselolie op de gebruikelijke wijze voor de ontbranding zorgt.

33 In de praktijk is gebleken, dat bij toepassing van een dergelijke gemengde brandstof de olietoevoer tot ongeveer 65.«75 % moet worden teruggebracht, waaraan dan een aangepaste hoeveelheid gas dient te worden toegevoegd. Daartoe is in de leiding 9 een regelaar 10 opgenomen, die is ingericht om de juiste hoeveelheid gas aan de 8300163 * £ - if - motor 1 toe te voeren.

De regelaar 10 omvat een regelbare smoordoorgang, waarvan het bedieningsmiddel rechtstreeks met de instelstang 6 van de inspuitpomp 5 is gekoppeld, zodat de doorgang ervan in overeenstem-5 ming met de pompinstelling wordt vergroot of verkleind. De regelaar 10 is daarbij zodanig uitgevoerd, dat bij elke stand van.de stang 6 de juiste hoeveelheid gas wordt doorgelaten.

Daar nu een deel van de energie door het gas wordt geleverd, moet bij de maximale instelling de olietoevoer dienovereen-10 korastig worden verminderd. Daartoe is een instelbare aanslag 11 aangebracht, die de maximale slag van de stang 6 tot de gewenste waarde begrenst, bij welke stand de doorgang door de regelaar 10 maximaal is. Bij het terugtrekken van de stang 6 wordt de gastoe-voer dienovereenkomstig zodanig verminderd, dat de totale brandstof-15 toevoer steeds aan de behoefte is aangepast.

De regelaar 10 is voorts zodanig afgesteld, dat in de teruggetrokken stand van de stang 6, die overeenkomt met het onbelast draaien van de motor 1, de gastoevoer is onderbroken.

Daar het toegevoegde gas pas bij het inspuiten van olie 20 in de motorcylinders tot ontbranding kan komen, en voorts deze toevoeging van gas pas bij belasting van de motor zinvol wordt, dient de regelaar 10 pas gas door te laten, wanneer de regelstang 6 voorbij een zekere aanloopstand is verplaatst, terwijl beveiligingen dienen te worden aangebracht, die het toevoeren van gas onderdrukken, 25 wanneer de motor niet loopt of op gang wordt gebracht, teneinde het door het luchtfilter en/of de uitlaat ontsnappen van onverbrand gas te verhinderen. Een voorbeeld van enkele beveiligingen is in fig. 1 weergegeven, en zal nu worden besproken.

De motoras k is, zoals gebruikelijk, met een elektrische 50 generator 12 gekoppeld, alsmede, zoals bij transportvoertuigen gebruikelijk, met een luchtperspomp 13, die lucht in een ketel 1½ samenperst. Verder is een accubatterij 15 aanwezig, die op de gebruikelijke wijze door middel van een laadstroomregelaar 16 met de generator 12 is gekoppeld. Bij het doen aanlopen van de motor 1 35 levert de generator 12 een spanning, die lager is dan de batterij-spanning, terwijl pas bij een bepaalde draaisnelheid de generator-spanning zoveel toeneemt, dat de regelaar 16 op laden van de batterij 15 overschakelt. Daarbij kan van de regelaar 16 een signaal worden afgeleid, dat door middel van een elektrische verbinding 17 83 0 0 1 6 3 4 # - 5 - naar een ingang van een schakeltrap 18, in het bijzonder een EN-poort, wordt gevoerd. Een tweede ingang van de trap 18 staat in verbinding met een druktaster 19 in of nabij de ontspanner 8, die de aanwezigheid van een voldoende gasdruk, en dus de beschikbaar-9 heid van gas, kan vaststellen.

De uitgang van de trap 18 is door middel van een leiding . '* 20 met een elektromagnetische afsluiter 21 verbonden, die in de gastoevoerleiding 9 is opgenomen. Pas wanneer de laadstroomregelaar 16 aangeeft, dat de motor 1 op gang is gebracht en blijft draaien, 10 en bovendien de taster 19 gasdruk aangeeft, zal de afsluiter 21 worden geopend. Vanneer de motor 1 tot stilstand komt, wordt de afsluiter 21 weer gesloten, zodat dan geen gas wordt afgegeven.

s

In plaats van het signaal van de regelaar 16 af te nemen, kan uiteraard ook een andere signaalbron worden gebruikt, bijvoorbeeld een 15 toerenteller, terwijl op de trap 18 nog andere signaalgevers kunnen worden aangesloten om een bijkomende beveiliging te verkrijgen.

Teneinde bij het uitputten van de gasvoorraad de motor 1 op de normale wijze te kunnen laten lopen, kan de aanslag 11 zodanig zijn uitgevoerd, dat deze onwerkzaam kan worden gemaakt. In 20 het in fig. 1 afgeheelde geval is deze aanslag 11 gekoppeld met een luchtdrukonderdeel.22, dat bjj het aanleggen van druk de aanslag 11 in de werkzame stand brengt, terwijl deze aanslag in de onbekrachtigde toestand door een veer of dergelijke wordt teruggedreven, zodat dan de stang 6 volledig kan worden uitgeschoven. Het onderdeel 22 staat 25 door middel van een luchtleiding 23 met een elektromagnetische afsluiter Zk met de drukketel· 14 in verbinding, terwijl het elektrische bedieningsmiddel van de afsluiter 2^· met de leiding 20 is verbonden.

Wanneer de trap .18 de gasafsluiter 21 opent, wordt tevens de aanslag 11 werkzaam gemaakt, zodat dan de motor op gemengde brandstof 30 kan lopen. Uiteraard kan de aanslag 11 ook elektrisch worden bediend, doch het gebruik van luchtdruk kan gunstiger zijn. Het is uiteraard ook mogelijk de aanslag 11 met de hand te bedienen, en een elektrische vergrendeling aan te brengen, zoals schematisch bij 11’ is aangeduid, die het openen van de afsluiter 21 verhindert voordat 35 de aanslag 11 in de werkzame stand is gekomen.

Voertuigen met dieselmotoren zijn dikwijls van een zgn. motorrem voorzien, die een in de uitlaat aangebrachte klep omvat, die kan worden gesloten, wanneer de inspuitpomp 5 in de nulstand staat, zodat dan de motor een maximale remkracht op de aandrijfas 83 0 0 1 6 3 * ^ - 6 - * kan uitoefenen. Bij gebruik van deze rem moet worden vermeden, dat gas in de afgesloten uitlaat terecht komt, teneinde ontbranding ervan op het uitlaatspruitstuk-te vermijden·

In fig. 1 is een motorremklep 25 in de uitlaat 5 aange-5 geven, die.door middel van een luchtdrukonderdeel 26 kan worden bediend, dat door tussenkomst van een bedieningsklep 27 met een af-takleiding 28 van de leiding 23 in verbinding staat. Deze leiding 28 voert rechtstreeks naar een afsluiter 29 in de gastoevoerleiding 9· In de verbinding tussen de leiding 28 en het bedieningsonderdeel 10 26 is een smooronderdeel 30 opgenomen, terwijl aan de zijde van het bedieningsonderdeel 26 een aftakking 31 naar een terugstelonder— deel 32 voert»· dat ssodanig met de regelstang 6 is gekoppeld, dat bij toevoer van lueht de stang 6 naar de nulstand wordt gedreven om de olietoevoer naar de motor te onderbreken· 15 Wanneer de bedieningsklep 27 wordt geopend, wordt de gasaf.

* v sluiter 29 onmiddellijk gesloten, zodat de gasstroom wordt onderbro- · ken. Daarna wordt het terugstelonderdeel 32 bediend,· en wordt de rem-klep 25 door de aanwezigheid van de smoordoorgang 30 vertraagd gesloten, zodat restgas uit de motor en de leiding 9 wordt afgevoerd voor-20 dat de klep 25 dichtgaat· Het zal duidelijk zijn, dat in plaats van luchtdrukbediening ook een elektrische of mechanische bediening mogelijk is, en dat de afsluiters 21 en 29 door een enkele afsluiter kunnen worden vervangen, die op twee verschillende wijzen kan worden gesloten.

25 * Het zal verder duidelijk zijn, dat bijkomende met de hand te bedienen middelen kunnen zijn aangebracht, die toelaten de verschillende afsluiters e.d. met de hand te bedienen, in het bijzonder voor beproevingsdoeleinden.

Wanneer door het uitvallen van de luchtdruk de aanslag 11 30 onwerkzaam wordt, kan nochtans met gemengde brandstof worden gereden, mits de regelaar 10 zodanig is uitgevoerd, dat bij het voorbijlopen van de maximale gasdoorlaatstand de gasstroom weer wordt verminderd, en bij de maximale uitslag van de stang 6 geheel wordt onderbroken.

35 Fig· 2 toont een vereenvoudigde doorsnede van een prak tische uitvoeringsvorm van de regelaar 10. Deze omvat een huis 33 met een langsboring 3^1 en twee daarop aansluitende flenzen 35 en 36. De flens 35 is rond de boring 3^ van schroefdraad 37 voorzien, die op uitwendige schroefdraad op een gedeelte van het huis van een 83 0 0 1 6 3 - 7 - * <· inspuitpomp 5 kan worden geschroefd, welk huisgedeelte het uitstekende einde van de regelstang 6 van deze pomp omgeeft. In een gat 33 kan een borgschroef worden gedraaid. De andere flens 36 dient voor het bevestigen van een instelbare.eindaanslag 11 met 5 bijbehorende onderdelen, die niet zijn afgebeeld. Dwars op de boring 34 is een tweede boring 39 gelegen, waarbij aan de uiteinden daarvan het huis 33 van aansluitnippels 40 en 41 voor de gasleiding 9 is voorzien.

In de boring 34 bevindt zich een regelschuif 42, die 10 dichtend in de boring 34 verschuifbaar is, en die twee cylinder-vormige eindgedeelten 43 en 44 omvat, die door middel van een smaller brugstuk 45 met elkaar zijn verbonden. In de boring van de aansluitnippel 40 is een inzetstuk 46 geplaatst, dat in fig. 3 ia aanzicht is weergegeven, welk inzetstuk een boring heeft, die aan 15 de ene zijde een ronde begrenzingarand 47 heeft, waarvan de doorsnede ongeveer met die van de aansluitende leiding 9 overeenkomt, terwijl aan de andere zijde de begrenzingsrand 48 ongeveer trapeziumvormig is, waarbij de breedte daarvan in de richting van de boring 34 ongeveer overeenkomt met de lengte van het brugstuk 45 van de 20 schuif 42.

Het linkse eindgedeelte 43 van de schuif 42 heeft in het midden een boring 49, waarin het uiteinde van de instelstang 6 van een inspuitpomp 5 past, welk uiteinde op een of andere geschikte wijze daarin kan worden vastgezet. Wanneer de regelstang 6 wordt 25 verschoven, wordt de schuif 42 meegenomen.

In fig. 2 is de schuif in de uiterste stand getekend, die bij gemengde brandstof mag worden ingenomen, ia welke stand de dwarsboring 39 zoveel mogelijk wordt vrijgegeven. Deze stand wordt begrensd door een aanslag 11, die door middel van een op de flens 30 36 passende plaat 50 kan worden aangebracht, en die tegen het kop-vlak van het gedeelte 44 stuit, zoals met onderbroken lijnen is aangegeven. Deze aanslag kan in het bijzonder instelbaar zijn, en kan deel uitmaken van een bedieningssamenstel, bijvoorbeeld zoals in fig. 1 is aangegeven.

35 De vorm van de begrenzing 48 is zodanig, dat bij het terugtrekken van de schuif 42 de gasstroom min of meer lineair zal afnemen. Zodra de binnenrand van het eindgedeelte 44 de linkse rand van de begrenzing 48 is voorbijgelopen, is de gastoevoer afgesneden. Tussen deze stand en de nulstand van de stang 6 ligt nog een 8 3 0 0 16 3 - 8 - > * * . zekere verstelweg van deze stang, die voor liet onbelast draaien van de motor dient, waarbij alleen dieselolie wordt ingespoten.

Wanneer de aanslag 11 onwerkzaam wordt gemaakt, kan de sohuif 42 voorbij de getekende stand naar rechts worden doorgeschoven. 5 In dat geval zal het linkse eindgedeelte 43 van de schuif de doorgang ' van de dwërsboring 39 weer geleidelijk gaan afdekken, zodat, oak..wan-" neer de gastoevoer niet door een beveiliging is onderbroken, toch ,bij maximale olie-inspuiting de 'gastoevoer wordt onderdrukt.

De eindgedeelten 43 en 44 sluiten dichtend in de boring I 1 ‘ .

10 <34. De schuif 42 bestaat bijvoorbeeld uit een materiaal met dezelfde . uitzettingscoëfficiënt als het huis 331 teneinde deze dichting steeds te kunnen handhaven. Het gedeelte van de boring tussen het kopvlak van het eindgedeelte 44 en de afsluitplaat 50 of een (soortgelijk afsluitonderdeel kan door middel van een smorende door-15/gang met de buitenlucht in verbinding staan, teneinde een zekere dempende werking op de verplaatsing van de schuif 42 te verkrijgen.

Het zal duidelijk zijn, dat de aanslag 11 op .elke geschik-'te wijze met de plaat 5° kan zijn verbonden, zoals door middel van 1 een stelschroef dan wel mechanische, elektrische of pneumatische 20 aandrukmiddelen.

Het ihzetstuk 46 kan zonodig door een ander worden vervangen, dat aan de aard van de bijbehorende motor is aangepast.

Wanneer op het eindvlak van de inspuitpomp 5 niet voldoen-,de ruimte aanwezig is om het huis 33 te bevestigen, kan dit huis ook 25 pp de zijwand van de pomp worden bevestigd, waar zich meestal een opening bevindt, waardoorheen de stang 6 toegankelijk is om op een proefbank met een standmeetonderdeel te worden gekoppeld. In dit geval kan de schuif 42 door middel van een geschikte koppelstang aldaar met de instelstang 6 worden gekoppeld.

8300163

Claims (6)

1. 2, Stelsel volgens conclusie 1, iet het kenmerk, dat de gasregelaar zodanig is uitgevoerd, dat in de stand van de regelstang, die 20 met het onbelast draaien van de motor overeenkomt, de gastoevoer geheel is afgesloten.
2. 5· Stelsel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de gasregelaèr zodanig is uitgevoerd, dat bij het opheffen van de slag-begrenzing en het dienovereenkomstig verder doordrukken van de regel-25 stang de doorlaatopening van de regelaar bij het voorbijlopen van de maximale stand weer tot nul wordt verkleind.
3. 4· Stelsel volgens een van de conclusies 1.*3, met het kenmerk, dat de slagbegrenzingsaanslag is voorzien van middelen voor het naar behoefte werkzaam en onwerkzaam maken daarvan · 30 5· Stelsel volgens conclusie 4» met het kenmerk, dat de aanslag is gekoppeld met middelen, die de werkingstoestand van de motor en de aanwezigheid van gasdruk aangeven.
4. 6. Stelsel volgens een van de conclusies 1..5» met het kenmerk, dat de regelaar is voorzien van bijkomende inzetstukken, waarmede de 55 stromingsdoorgang aan de aard van de motor kan worden aangepast. 8300163 k . -ΙΟΥ. Stelsel volgens een van de conclusies 1.,6 met het kenmerk, dat in de gastoevoerleiding bijkomende afsluiters zijn opgenomen, die met middelen voor het vaststellen van de werkingstoestand van de motor zijn gekoppeld.
5. 8. Stelsel volgens conclusie 7» voor een van een de uitlaat afsluiten de motorremklep voorziene motor, met het kenmerk, dat een afsluiter in de gastoevoerleiding zodanig met de bedieningsmiddelen voor deze remklep is gekoppeld, dat eerst de gastoevoer wordt afgesloten, en pas daarna de remklep wordt bediend. 10 9· Stelsel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de rem klep en de bijbehorende gasafsluiter met luchtdruk worden bediend, en dat de vertraging van de remklepbediening door middel van een smoordoorgang wordt verkregen,
6. 10, Stelsel volgens conclusie 8 of 9» gekenmerkt door middelen 15 voor het naar de nulstand terugbrengen van de regelstang van de in-spuitpomp bij het sluiten van de remklep. \ 8300163