NL8600062A

NL8600062A - Gasinstallatie voor toepassing in verbrandingsmotoren.

Info

Publication number: NL8600062A
Application number: NL8600062A
Authority: NL
Original assignee: Ernst Josef Kronenberger
Priority date: 1986-01-14
Filing date: 1986-01-14
Publication date: 1987-08-03

Description

NL 33.330-Me/hp

Gasinstallatie voor toepassing in verbrandingsmotoren

De uitvinding heeft betrekking op een gasinstallatie voor toepassing in verbrandingsmotoren, voorzien van een drukregelaar voor het met een gewenste druk via een toe-voerleiding toevoeren van gas aan een met een luchtregelklep 5 uitgevoerd luchtaanzuigkanaal van de motor, waarbij de toevoerleiding van het gas met ten minste één inspuitorgaan op het luchtaanzuigkanaal aansluitbaar is.

Bij een bekende gasinstallatie van deze soort wordt de toevoerleiding voor het gas aangesloten op het gedeelte 10 van het luchtaanzuigkanaal, dat in de stromingsrichting van de door de motor aangezogen lucht gezien, voor de luchtregelklep is gelegen. Dit heeft twee nadelen.

Ten eerste houdt dit in, dat steeds een groot volume ontsteekbaar gas/luchtmengsel in het luchtaanzuigka-15 naai aanwezig is. Bij een door een haperende ontsteking veroorzaakte terugslag uit een verbrandingskamer van de motor bestaat het gevaar, dat het in het luchtaanzuigkanaal ontstoken gas/luchtmengsel schade aan de motor toebrengt.

Voorts zal bij toepassing van de gasinstallatie in 20 een motor met een aantal verbrandingskamers, waarbij het luchtaanzuigkanaal zich splitst en met vertakkingen naar de afzonderlijke verbrandingskamers verloopt het probleem optreden, dat bij een niet-optimale verwerveling van het vóór de splitsing gevormde gas/luchtmengsel de afzónderlijke 25 verbrandingskamers een ongelijk gas/luchtmengsel krijgen toegevoerd. Dit heeft een nadelige invloed op de prestatie van de motor.

De uitvinding beoogt een gasinstallatie van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij de beschre-30 van nadelen op doeltreffende wijze zijn opgeheven.

Hiertoe wordt de gasinstallatie volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat de toevoerleiding voor het gas zich in een, met een aantal verbrandingskamers van de motor overeenkomend, aantal vertakkingen splitst, terwijl elke 35 vertakking met een eigen inspuitorgaan aansluitbaar is op het .7 ' Λ ·\ Jr V W -V > 'y J.

~2~ (elk) nabij de bijbehorende verbrandingskamer gelegen eind-gedeelte van het luchtaanzuigkanaal.

Door de inspuiting van het gas in het luchtaanzuigkanaal vlak voor de verbrandingskamer is steeds slechts een 5 zeer klein volume ontsteekbaar gas/luchtmengsel in het luchtaanzuigkanaal aanwezig, zodat bij een terugslag in een van de verbrandingskamers geen schade aan de motor kan worden toegebracht. Voorts zal bij een motor met meerdere verbrandingskamers door inspuiting van het gas na de splitsing van 10 het luchtaanzuigkanaal onder alle omstandigheden aan iedere verbrandingskamer een zelfde gas/luchtmengsel kunnen worden toegevoerd.

Volgens een gunstige uitvoering van de gasinstallatie volgens de uitvinding is elke vertakking van de toe-15 voerleiding voor het gas voorzien van een terugslagklep nabij het uiteinde hiervan.

Hierdoor wordt voorkomen, dat onder omstandigheden lucht in de toevoerleiding van het gas kan stromen.

In een uitvoeringsvorm van de gasinstallatie, waar-20 bij de drukregelaar is voorzien van een op de toevoerleiding voor het gas aangesloten drukkamer, waarin met behulp van een regelorgaan een gewenst drukverschil ten opzichte van de druk in het luchtaanzuigkanaal ter plaatse van het (elk) inspuit-orgaan handhaafbaar is, is het van voordeel indien het 25 regelorgaan bestuurbaar is door de. heersende onderdruk in het gedeelte van het luchtaanzuigkanaal dat, in de stromings-richting van de door de motor aanzuigbare lucht gezien, achter de luchtregelklep is gelegen.

Op deze wijze wordt bereikt, dat de in de drukkamer 30 aanwezige onderdruk, ten gevolge van de in het eindgedeelte van het luchtaanzuigkanaal heersende onderdruk, op eenvoudige wijze wordt gecompenseerd,· zodat de drukregeling in de drukkamer niet door de onderdruk wordt verstoord.

In een gasinstallatie, waarbij het regelorgaan uit 35 een onder veerdruk staand, met een inlaatklep van de drukkamer verbonden, een deel van de drukkamerwand vormend, membraam bestaat, terwijl de van de drukkamer afgekeerde zijde λ λ r. ' „» -3- -> *w-- »· van het membraam een deel van een drukvereffeningskamer vormt, is volgens de uitvinding deze compensatie op eenvoudige wijze bereikt, doordat de drukvereffeningskamer via een leiding aansluitbaar is op het gedeelte van het luchtaanzuigkanaal, 5 dat, in de stromingsrichting van de door de motor aanzuigbare lucht gezien, achter de luchtregelklep is gelegen.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de tekening, die een uitvoeringsvoorbeeld van een gasinstallatie voor een verbrandingsmotor volgens de uitvin-10 ding weergeeft.

Fig. 1 is een schematische voorstelling van de principiële constructie van een met een gasinstallatie volgens de uitvinding uitgevoerde verbrandingsmotor.

Fig. 2 is een meer gedetailleerde schematische 15 voorstelling van een gedeelte van een met een gasinstallatie volgens de uitvinding uitgevoerde verbrandingsmotor, op grotere schaal.

Fig. 3 is een op grotere schaal weergegeven terugslagklep van de gasinstallatie volgens fig. 2.

20 In de tekening is een uitvoering van een door vloeibaar gas aandrijfbare verbrandingsmotor weergegeven, welke is uitgevoerd met een gasinstallatie volgens de uitvinding. Deze gasinstallatie is bedoeld voor gebruik van LPG, doch het is uiteraard mogelijk andere vloeibare gassen en 25 ook in gasvorm aanwezige gassen, zoals bijvoorbeeld biogas en aardgas toe te passen. De wezenlijke constructie van de gasinstallatie zal worden beschreven aan de hand van de gasen luchtstromen in de motor. In alle figuren is de stroming van het gas aangegeven met een streeplijnpijl, terwijl de weg 30 van de aangezogen lucht met een doorgetrokken pijl is aangeduid.

Fig. 1 en 2 tonen een motorblok 1 van een meer-cilinder zuigermotor. Het vloeibare gas uit een niet weergegeven gastank, wordt via een filter 2 aan een verdamper-druk-35 regelaar 3 toegevoerd. Met behulp van warm koelwater 4 van de motor wordt hierin het vloeibare gas verdampt en op de gewenste druk gebracht. Een leiding 5 voert het verdampte en λ ^ -x .·% ^

» _J V V ~-J

. -4- αρ de gewenste druk gebrachte gas naar een, in een luchtaan-zuigkanaal 6 van de motor aangebrachte, gasdoseerinrichting 7, alwaar het gas, in afhankelijkheid van de doorstromingshoe-veelheid van de via een luchtfilter 8 door de motor aange-5 zogen lucht, wordt gedoseerd, zodat een gewenste verhouding van het, aan de verbrandingskamers van de motor toevoerbare, gas/luchtmengsel ontstaat.

Het luchtaanzuigkanaal 6 verloopt vanaf de gasdoseerinrichting 7 naar het inlaatspruitstuk 9 van het motor-10 blok 1, terwijl tussen de gasdoseerinrichting 7 en het inlaatspruitstuk 9 een luchtregelklep 10 is aangebracht. In het in fig. 1 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is de luchtregelklep 10 als onderdeel opgenomen in een carburator 11, waarmede naar keuze ook benzine als brandstof aan de motor 15 kan worden toegevoerd. Het is uiteraard ook mogelijk de uitvinding toe te passen op motoren met benzine-inspuiting of op motoren die uitsluitend voor gas geschikt zijn. Het motortype is daarbij ook geenszins beperkt tot cilinder-zui-germotoren.

20 Het gedoseerde gas wordt na de gasdoseerinrichting 7 via een toevoerleiding naar een verdeelstuk 13 geleid, alwaar de toevoerleiding 12 zich splitst in vertakkingen 14, waarbij elke vertakking 14 naar een, in afzonderlijke pijp-stukken 9* van het inlaatspruitstuk 9 gemonteerd, inspuit-25 orgaan 15 verloopt, dat het gas vlak voor een verbrandings-kamer van de motor inspuit. Op deze wijze krijgt elke cilinder exact hetzelfde gas/luchtmengsel toegevoerd, terwijl een ontsteekbaar gas/luchtmengsel pas vlak voor de verbran-dingskamer wordt gevormd, zodat bij een terugslag uit een 30 verbrandingskamer slechts een zeer gering volume gas/luchtmengsel kan worden ontstoken en derhalve het gevaar voor schade aan de motor is uitgesloten.

Fig. 2 toont een wat gedetailleerdere voorstelling van de motor en in het bijzonder van de verdamper-drukrege-35 laar 3. Hierin is te zien, dat het via het filter 2 aangevoerde, vloeibare gas via een klep 16 de verdamper-drukrege-laar 3 binnentreedt. In een door het koelwater 4 van de motor 3 0 Ü 0 5 2 -5- verwarmde warmtewisselaar 17 wordt het vloeibare gas verdampt en op een, door een veer 18, welke de klep 16 bedient, bepaalde, druk gebracht. Het verdampte gas wordt dan via een klep 19 naar een drukkamer 20 geleid. De klep 19 wordt be-5 diend met behulp van een veer 21, waarvan de veerdruk met behulp van een afstelschroef 22 instelbaar is. Een met de veer 21 samenwerkend membraam 23 sluit de drukkamer 20 aan de van de klep 19 afgekeerde zijde af. Het in de drukkamer 20 gestroomde gas wordt, zoals reeds eerder beschreven is via 10 de leiding 5, de gasdoseerinrichting 7, de toevoerleiding 12, het verdeelstuk 13, de vertakkingen 14 en de inspuitorganen 15 in de afzonderlijke pijpstukken 9' van het inlaatspruitstuk 9 van het motorblok 1 geïnjecteerd. Voorts is vlak voor elk inspuitorgaan 15 een terugslagklep 24 in elke vertakking 14 15 opgenomen. Een kamer 28 aan de van de kamer 20 afgekeerde zijde van het membraam 23 is met een leiding 26 aangesloten op het inlaatspruitstuk 9.

Fig. 3 toont nog schematisch de in elke vertakking 14 aangebrachte terugslagklep 24. Deze terugslagklep 24 wordt 20 door een veer 26 tegen de stromingsrichting van het gas in belast en in de gesloten stand tegen een zitting 27 gedrukt.

Het principe van de gasinstallatie volgens de uitvinding is als volgt:

Tijdens het draaien van de motor heerst er een onderdruk in 25 het inlaatspruitstuk 9. Dit houdt in, dat in de, op het inlaatspruitstuk 9 aangesloten drukkamer 20 eveneens een onderdruk heerst, welke gelijk is aan de onderdruk in het inlaatspruitstuk 9 vermeerderd met de toevoerdruk van het verdampte gas, die bepaald wordt door de kracht van de veer 21. 30 Deze onderdruk, die varieert met de onderdruk in het inlaatspruitstuk 9, zou het krachtenspel in het membraam evenwel kunnen verstoren, omdat deze onderdruk het membraam 23 als het ware naar binnen zuigt. Daar het membraam 23 met de klep 18 voor het toevoeren van gas in de drukkamer 20 is ver-35 bonden, zou ook de druk in de drukkamer 20 worden verstoord. Teneinde het membraam 23 in evenwicht te brengen is de kamer 28 achter het membraam 23 eveneens aangesloten op het Λ, — ζ — inlaatspruitstuk 9, zodat het drukverschil tussen de druk-kamer 20 en de drukkamer 28 constant kan worden gehouden, terwijl dit drukverschil steeds een door de veer 21 bepaalde waarde bezit.

5 Wanneer onder omstandigheden de druk in het inlaatspruitstuk 9 groter wordt dan de druk in de vertakking 14 van de toevoerleiding 12 voorkomt de terugslagklep 24 dat lucht vanuit het inlaatspruitstuk 9 in de vertakking 14 stroomt.

10 De uitvinding is niet beperkt tot het in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld, dat op verschillende manieren binnen het kader van de uitvinding kan worden gevarieerd.

·?* .;> η λ λ o ^j u 0

Claims

1. Gasinstallatie voor toepassing in verbrandingsmotoren, voorzien van een drukregelaar voor het met een gewenste druk via een toevoerleiding toevoeren van gas aan een met een luchtregelklep uitgevoerd luchtaanzuigkanaal van 5 de motor, waarbij de toevoerleiding van het gas met ten minste één inspuitorgaan op het luchtaanzuigkanaal aansluitbaar is, met het kenmerk, dat de toevoerleiding voor het gas zich in een, met het aantal verbrandingskamers van de motor overeenkomend, aantal vertakkingen splitst, terwijl 10 elke vertakking met een eigen inspuitorgaan aansluitbaar is op het (elk) nabij de bijbehorende verbrandingskamer gelegen eindgedeelte van het luchtaanzuigkanaal.

2. Gasinstallatie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elke vertakking van de toevoer- 15 leiding voor het gas is voorzien van een terugslagklep nabij het uiteinde hiervan.

3. Gasinstallatie volgens conclusie 1 of 2, waarbij de drukregelaar is voorzien van een op de toevoerleiding voor het gas aangesloten drukkamer, waarin met behulp van een 20 regelorgaan een gewenst drukverschil ten opzichte Van de druk in het luchtaanzuigkanaal ter plaatse van het (elk) inspuitorgaan handhaafbaar is, met het kenmerk, dat het regelorgaan bestuurbaar is door de heersende onderdruk in het gedeelte van het luchtaanzuigkanaal dat, in de stromingsrich-25 ting van de door de motor aanzuigbare lucht gezien, achter de luchtregelklep is gelegen.

4. Gasinstallatie volgens conclusie 3, waarbij het regelorgaan uit een onder veerdruk staand, met een inlaatklep van de drukkamer verbonden, een deel van de drukkamerwand 30 vormend, membraam bestaat, terwijl de van de drukkamer af- gekeerde zijde van het membraam een deel van een drukvereffe-ningskamer vormt, met het kenmerk, dat de drukvereffeningskamer via een leiding aansluitbaar is op het gedeelte van het luchtaanzuigkanaal, dat, in de stromings-35 richting van de door de motor aanzuigbare lucht gezien, .'··* ' * ^ K « : 1 Λ; J S» V V 3. <J imt -8- achter de luchtregelklep is gelegen.

5. Verbrandingsmotor, uitgevoerd met een gasinstallatie volgens een der voorgaande conclusies. '"'V A ^ i) 1 .'· 3 . > ' ” V i .*JL __w**