NO150818B - Innretning for blandingsdosering av gassformet brensel - Google Patents

Abstract

Innretning for blandingsdosering av gassformet brensel.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en innretning for blandingsdosering av gassformet brensel, eksempelvis LPG eller en naturgass, og luft for en forbrenningsmotor, hvilken innretning har en i et hus innspent, fjærbelastet membran som på sin ene side er utsatt for undertrykket-i en innsugningskanal nedstrøms for motorens gassdel, og på sin andre side er utsatt for trykket oppstrøms for en i innsugningskanalen anordnet venturiinnsats, en i venturi-innsatsen munnende gasstilførselsledning og en i gasstilførselsledningen anbragt doseringsventil hvis stamme er sammenkoblet med membranen.

Hensikten med oppfinnelsen er å utforme en innretning av

denne type på en slik måte at man oppnår en konstruktivt sett enkel innretning som krever liten plass og som gir mulighet for nøyaktig innstilling av den mengde gassformet brensel som skal innblandes i den innsugde luft, på en enkel måte i sam-svar med forbrenningsmotorens aktuelle driftsforhold.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor at membranen ved lavt undertrykk i innsugningskanalen nedstrøms for gass-spjeldet ligger an mot en første svak fjær, ved et mellomliggende undertrykk også liggende an mot en andre, stivere fjær og ved et gjennom redusering av motorens turtall tilveiebragt høyt undertrykk dessuten ligger an mot en tredje fjær og via en fjerde fjær er sammenkoblet med doseringsventilens stamme.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er fremhevet i kravene

2-8.

For løsning av det ovenfor angitte problem forefinnes det så-ledes fire fjærer, hvilket tre er anordnet på den ene siden av membranen, mens den fjerde er anordnet på den andre siden.

De tre førstnevnte fjærer er utført slik at en første fjær ei-den svakeste fjær, den andre fjær er en stivere fjær og den tredje fjær er den stiveste fjær, mens den fjerde fjæren er sammenkoblet med doseringsventilens stamme.

Ved hjelp av denne kombinasjonen av fire, mot én eneste membran under bestemte driftsforhold anliggende fjærer, oppnår man følgende funksjon: a) den svakeste fjær vil under påvirkning av membranen trykkes sammen ved et lavt undertrykk, slik at en til en med motorens startkrets prallellkoblet strømkrets tilknyttet mikrobryter vil lukke seg og innkoble motorens tenning og tilførselsventiler, b) den stivere fjær presses under innvirkning av membranen sammen ved et større undertrykk, hvilket undertrykk hersker ved høyt motorturtall ved fullast og i hele dellastområdet. Doseringsventilens gjennomløpsareal blir herved motsvarende mindre, slik at blandingen av brensel og luft blir magrere. Bare ved lave turtall og fullast vil denne doseringsventil ha et større gjennomløpsareal, hvorved brensel-luft-blahdingen blir fetere og det derved oppnås en høyere motoreffekt, c) den stiveste fjær kommer til virkning bare ved ekstremt høye undertrykk, som oppstår bare ved såkalt motorbremsing.

Disse ekstreme undertrykk fører til en sammenpressing av den stiveste fjæren og dermed til stenging av doseringsventilen, hvorved gasstilførselen avbrytes,

d) ved stopp av motoren ved hjelp av en til doseringsventilen tilknyttet sollenoid må doseringsventilen forskyves mot virkningen av fjærkreftene, hvilket muliggjøres som følge av den

forskyvbare anordningen av ventilstammen. Ved denne bevegelse vil den på membranens andre sideplasserte fjerde fjær trykkes sammen.

Fordelene ved oppfinnelsen skal beskrives nærmere i forbindelse med den etterfølgende beskrivelse av de to utførelses-eksempler.

På tegningene viser:

Figur 1 et riss av en første'utførelse av innretningen,

figur 2 viser et snitt etter linjen II-II i figur 1,

figur 3 viser et snitt etter linjen III-III i figur 2,

figur 4 viser en detalj av utførelseseksemplet i større måle-stokk,

figur 5 viser et hastighet-/trykkdiagram,

figur 6 viser et snitt gjennom en del av den andre utførelsen

av innretningen,

figur 7 viser et tverrsnitt av utførelsen i figur 2,

figur 8 viser et koblingsskjema for tilførselen av gassformet

brensel til en forbrenningsmotor.

Utførelsen som er vist i figurene 1-4 innbefatter et hus 1 med et deksel 2. I dekselet er det anordnet fire fjærer 3,4,5 og 6.

Mellom huset 1 og dekselet 2 er en membran 7. Denne membran

er koblet til en gass-styreventil 8 i gasstilførselskanalen 9. Koblingen tilveiebringes ved hjelp av en begerformet del 10 på oversiden av membranen og en plateformet del 11 på under-siden av membranen, idet disse to deler er forbundet med hverandre .

I den begerformede delen 10 er det anordnet en ring 12 hvor-med membranen 7 er koblet til ventilstammen 13.

Membranens 7 ene side er gjennom en vakuumkanal 16 tilknyttet rommet bak gass-spjeldet 42 i motoren, i hvilket rom det hersker et undertrykk som tilveiebringes når motoren går. Gass-spj eldet 4 2 påvirkes ved hjelp av en aksel 41. Gasskanalen hvor gass-styreventilen 8 er plassert, er tilknyttet en venturi hvor det gassformede brensel blandes med luft. Luften trekkes inn ved hjelp av undertrykket i motoren, i retning av pilen 15 (fig.2) .

Det ringformede kammer 17 står i forbindelse med det indre av venturien 18 ved hjelp av flere åpninger 19 i kammerveggen. Ringkammeret er også tilknyttet gasstilførselskanalen 9, slik at forbrenningsgassen trekkes inn gjennom åpningene 19 under påvirkning av den luft som strømmer gjennom venturien, og blandes med denne luften.

I den begerformede del 10 er det uttatt åpninger 20, slik at hele rommet over membranen 7 har forbindelse med motorens undertrykk.

Rommet under membranen 7 har forbindelse med rommet foran venturiens innløpsside.

En første fjær 3 virker på den begerformede del 10. Fjæren er dimensjonert slik at allerede et meget lavt undertrykk, f.eks. 20 cm vannsøyle i rommet over membranen 7, vil bevirke at membranen beveger seg oppover, slik at en mikrobryter 21, som påvirkes av platen 11, lukkes.

Undertrykket på 20 cm vannsøyle foreligger allerede før motoren 22 (fig.8) startes ved hjelp av startmotoren 23. Før start-ingen av motoren 22 er startbryteren 24 lukket.

Når startbryterens kontakt trekkes over vil mikrobryteren 21 betjene tenningssystemet 25 for motoren 22 og også åpne en elektrisk ventil i forbindelsesrøret mellom gassbeholderen og trykkregulatoren 38.

Når motoren er stoppet ved hjelp av motorens stoppebryter

27 vil undertrykket på den ene siden av membranen 7 bli borte og kontakten i mikrobryteren 21 vil gå tilbake til den stilling som er vist i figur 8. Derved slås tenningssystemet 25 av.

Som det går frem av figur 8 er motorens stoppbryter 27 koblet parallelt med kretsen til den automatiske gearkasse 28.

Innretningen har en andre f jaer 4 som ved full belastning regu-lerer motorens dreiemoment på en slik måte at dreiemomentet vil være lavere ved høye hastigheter enn ved lave hastigheter. Denne fjæren er dimensjonert slik at i tilfelle av et undertrykk, f.eks. høyere enn 15mm HG, vil fjæren begynne å trykkes sammen og ved et høyere undertrykk vil man få en fullstendig sammentrykking av fjæren.

Figur 5 viser en hastighet/trykkdiagram som vedrører virke-måten til den andre fjær 4. Motorens hastighet er avtegnet på abscissen og trykket er avtegnet på ordinaten. I diagram-met betegner bokstaven a den begynnende sammentrekking av den andre fjær 4, og bokstaven b betegner den fullstendige sammentrekking av fjæren. Punktet d på abscissen viser motorens hastighet ved den begynnende sammentrykking av den andre fjær 4. Punktet e på abscissen viser motorens hastighet når den andre fjær 4 er helt sammentrykket, mens punktet f representerer maksimal motorhastighet. Mellom punktene d og f er motorens dreiemoment lavere enn mellom punktene e og d. Punktet c representerer undertrykket ved full belastning, hvor motor-hastigheten er maksimal.

Den begerformede del 10 er med sin øvre ende anordnet i en åpning 30 i en tverrvegg 29 i dekselet 2. Inne i dekselet er det anordnet en hylse 32 med en flens 31. Den andre fjær 4 ligger an mot flensen 31 og ligger med sin øvre ende an mot en gjenget, regulerbar skive 33 i dekselet 2. Skiven 33 er skrudd inn i en gjengeboring i en andre regulerbar skive 34. Den andre skive 34 har gjenger som samvirker med gjenger i dekselets innervegg. Ved hjelp av skivene 33 og 34 kan fjæren 4 og 5 innstilles uavhengig av hverandre. 1 den øvre veggen med hylsen 32 er det en åpning slik at man har samme undertrykk i hele det innvendige rom i dekselet

2 som i rommet over membranen 7.

Flensen 31 er utført slik at den har glidetilpasning i en begerformet del 35. Denne del 35 har en flens som er glidetilpasset i dekselet 2.

Når undertrykket over membranen 7 øker, fordi motorens 22 hastighet øker, f.eks. til 15 mm Hg, vil membranen 7 bevege seg oppover og, som nevnt foran, sammentrykkingen av fjæren 4 vil da begynne. Det skyldes at den begerformede del 10 beveger seg oppover under påvirkning av membranen 7. Når undertrykket øker ytterligere ved ytterligere økning av motorens hastighet, vil den begerformede del 10 få kontakt med flensen 31 slik at denne beveger seg opp mot delen 35. Derved bringes ventilen 8 til å bevege seg mot sitt sete 36, helt til man har nådd undertrykket ved full belastning.

Den tredje fjær 5 er dimensjonert slik at den trykkes sammen ved et undertrykk som er høyere enn ved stasjonært løp av motoren, d.v.s. ved en deceler as jon. Delen 3 5 beveges oppover dekselet 2 mot kraften til den tredje fjær 5, slik at gass-styreventilen 8 stenger gasstilførselen 37 til det ringformede kammer. Den stasjonære gass-strøm blokkeres samtidig ved at det gis et undertrykkssignal i undertrykksignalkanalen 51 til fordampnings/trykkregulatoren, idet denne kanal forbindes med det ringformede kammer 17. Undertrykket til det ringformede kammer 17 kan man se bort fra under decelerasjonen fordi gass-spjeldet 42, hvilket spjeld betjenes med pedalen anordnet på betjeningsakselen 41, da nesten helt lukkes.

Undertrykkssignalet tilveiebringes ved at en åpning 43 i en stang 44 (fig.3 og 4) som er tilknyttet ventilstammen 14, munner ut i delen 10. Denne åpning 43 står i forbindelse med et ringrom 46 gjennom en kanal 45 i stangen 44. Stangen 44 er glidetilpasset i den begerformede del 10 og er avtettet mot denne ved hjelp av en O-r ing. I denne nevnte åpning 43 er det anordnet en fjær 6 som forsøker å bevege gass-styreventilen 8 mot dens åpne stilling.

I ringrommet 46 er en sleide 47 forsynt med åpninger 48 hvorigjennom ringrommet 46 har forbindelse med kanalen 45. Over og under sleiden 45 er en tetningsring 49,50. Når gass-styreventilen 8 er åpen har ringrommet 46 forbindelse med undertrykksignalkanalen 51.

Når ventilstammen beveger seg oppover ved en decelerasjon, vil sleiden 47, som er fastgjort til ventilstammen bevege seg oppover og forbindelsen mellom kanalen 45 og undertrykksignalkanalen 41 brytes, slik at undertrykksignalet faller ut. Dersom en gassregulator for gassformet brensel ikke har en undertrykksignalkonstruksjon,så kan dette undertrykksignal utelates fra innretningen ifølge oppfinnelsen.

Motoren kan stoppes ved at man stenger gass-styreventilen 8 mot virkningen til fjæren 6. Dette skjer ved en kortvarig innkobling av en solenoid 26 hvis betjeningstang 52 påvirker gass-styreventilen 8. Den kortvarige innvirkningen av sole-noiden 26 skjer også under omkoblingen i den automatiske gearkasse 28, slik at motoren da går på tomgang. Etter den korte virkningen til solenoideh 26, som fortrinnsvis skjer via et relé, går gass-styreventilen 8 tilbake til sin utgangsstilling.

I utførelsen som er vist i figur 6 og 7 innbefatter huset 53 en undertrykksignalkanal med tre grener. Den ene gren 54 munner i rommet på den andre siden av membranen, og munningen kan lukkes ved hjelp av en ventil 56. Denne ventil er anordnet på den ene enden av en platefjær 57. Platefjærens 57 andre ende er tilknyttet huset i rommet på den andre siden av membranen. Ventilstammen 58 til gasstilførselsventilen 59

er forsynt med et fremspring 60 og går gjennom en åpning i

platefjæren 57. Når gasstilførselsventilen 59 er lukket, løf-tes platefjæren 57 av fremspringet 60, slik at ventilen 56 åpnes.

Den andre grenen i undertrykksignalkanalen er forbundet med rommet bak det ikke viste gass-spjeld for tilførselen av en blanding av gassformet brensel og luft til motoren, anordnet i venturianordningen. I endedelen av denne andre gren er det er innsnevret parti 62.

Den tredje gren 63 er tilknyttet trykkregulatorens undertrykks-forbindelse.

Av de fire fjærer som er anordnet i innretningen er det bare fjæren 64 som svarer til fjæren 6 som er vist. Fjæren 64 er anordnet i dekselet som er lagt over membranen.

Rommet på den andre siden av membranen er forbundet med ytter-luften gjennom innløpet til venturien 65.

Innretningen virker på følgende måte:

Når gasstilførselsventilen 59 er lukket og forbrenningsmotoren er stoppet, når forbrenningsmotoren decelerer og når gear-kassen er i bruk under en omkobling, vil ventilen 56 i rommet på den andre siden av membranen være åpen. Dette bevirker at undertrykksignalet faller ut fordi luft strømmer inn i undertrykksignalkanalen. Innsnevringen 62 i den andre gren 61 i undertrykksignalkanalen er anordnet for å hindre at luften i denne kanal slipper unna til rommet bak gass-spjeldet.

Når undertrykksignalet faller ut vil tilførselen av den stasjonære gass-strøm til gasstilførselskanalen 66 brytes, på samme måte som i det første utførelseseksempel.

Rommet på denne siden av membranen 55 er forbundet med det undertrykk som hersker i forbrenningsmotoren gjennom en del-vis vist kanal 67. Forøvrig virker denne utførelse på samme måte som utførelsen i figurene 1-4.

Claims (8)

1. Innretning for blandingsdosering av gassformet brensel, eksempelvis LPG eller en naturgass, og luft for en forbrenningsmotor (22), hvilken innretning har en i et hus (1,53) innspent, fjærbelastet membran (7,55) som på sin ene side er utsatt for undertrykket i en innsugningskanal ned-strøms for motorens (22) gass-spjeld (42) og på sin andre side er utsatt for trykket oppstrøms for en i innsugningskanalen anordnet venturiinnsats (18,65), en i venturiinnsats-en munnende gasstilførselsledning (9,66) og en i gasstilførs-elsledningen anbragt doseringsventil (8,59), karakterisert ved at membranen (7,55) ved lavt trykk i innsugingskanalen nedstrøms for gass-spjeldet (42) ligger an mot en første svak fjær (3,64), ved et mellomliggende undertrykk også ligger an mot en andre, stivere fjær (4) og ved et gjennom redusering av motorens (22) turtall tilveiebragt høyt undertrykk dessuten ligger an mot en tredje fjær (5) og via en fjerde fjær (6) er sammenkoblet med doseringsventilens (8,59) stamme (13,58) .

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den første fjær (3) er anordnet i en med hull forsynt hylse (32) med en radiell flens (31), mot hvilken den andre fjær (4) ligger an med sin nedre ende og hvilken er forskyvbart anordnet i en begerformet del (35), at den tredje fjær (5) ligger an mot den begerformede del (35) med sin nedre ende, at de andre og tredje fjærer (4,5) med sin øvre ende ligger an mot en skive (34) som er innstillbart anordnet i et med huset (1) forbundet deksel (2), at den første fjærs (3) nedre ende ligger an mot et med membranen (7) fast forbundet beger (10), hvilket strekker seg inn i et hull (30)i en hus-fast mellomvegg (29), og at den fjerde fjær (6) med sin øvre ende ligger an mot begerets (10) innerflate og med sin nedre ende er fiksert i en ringansats som begrenser en boring (43) i ventilens (8) stamme (13,44).

3. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at en andre skive (33) er innstillbart anordnet i et hull i skiven (34) og at den andre fjær (4) med sin øvre ende ligger an mot den andre skive (33).

4. Innretning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at doseringsventilens (8) stamme består av to med hverandre forbundne deler (13,44) hvorav den ene del (44) har boringen (43) på hvis ringansatsen dannende bunn den nedre del av den fjerde fjær (6) ligger an og hvilken via en kanal (45) er tilsluttet et ringformet rom (46) hvori en med ventilstammen (13,44) forbundet sleide (47) er anordnet, idet ventilsleiden styrer en undertrykksignalkanal (51) på en slik måte at denne kanal ved oppadrettet bevegelse av ventilstammen (13,44) står i strømningsforbindelse med venturiinnsatsens (18) ringformede kammer (17)•

5. Innretning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved en av membranens (7,55) ved lavt undertrykk påvirkbar mikrobryter (21) som er tilknyttet en med motorens startkrets parallellkoblet strømkrets og innkobler denne gjennom slutning av sine kontakter.

6. Innretning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at ved bortfall av undertrykket på den ene siden av membranens (7,55), stenges en elektrisk manøvrert avstengningsventil (40) i ledningen mellom en gasstank (39) og en trykkregulator (38) via mikrobryteren(21).

7. Innretning ifølge et av de foregående krav, karakt*er iser t ved at doseringsventilen (8) er tilsluttet en solenoid (26) som ved magnetiser ing temporært stenger doseringsventilen.

8. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at det i huset (53) finnes en undertrykksignalkanal med tre grener (54,61,63), at den første kanalgren (54) munner i trykk-kammeret på den andre siden av membranen (55), hvorhos denne munning kan lukkes ved hjelp av en på den ene enden av en bladfjær (57) fastgjort ventil (56), hvilken bladf jaers andre ende er festet på huset (53) , at doseringsventilens (59) stamme (58) har en ansats (60) som forskyver bladfjaeren (57) utover ved stenging av doseringsventilen (59) og åpner den på bladfjæren festede ventil (56), at den andre kanalgren (61) står i forbindelse med kammeret bak doseringsventilen (59) i tilførselsrøret for en av det gassformede brensel og luft bestående blanding til forbrenningsmotoren (22) og har en struping (62) , og at den tredje kanalgren (63) står i forbindelse med trykkregulatoren (38).