PL178661B1

PL178661B1 - Fuel gas and air mixer for internal combustion engines

Info

Publication number: PL178661B1
Application number: PL96313216A
Authority: PL
Inventors: Jacek Rudkowski; Marek Rudkowski
Original assignee: Ngv Autogas Sp Z Oo
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 2000-05-31
Also published as: PL313216A1

Abstract

Mieszalnik paliwa gazowego z powietrzem do silników spalinowych posiadający zespół mieszalniczy posiadający zwężkę połączoną otworami w gardzieli z pierścieniową komorą gazową, oraz zespół przepustnicy, zawierający płaską przepustnicę obrotową, znamienny tym, że w zwężce (3) umieszczony jest osiowo rdzeń opływowy (4) a przewód (7) doprowadzający paliwo gazowe posiada regulator przekroju (8), zaś przestrzeń nad i pod zamkniętą przepustnicą (10) połączona jest kanałem obejściowym (11) wyposażonym w regulator przekroju (12).Gas fuel mixer with air for internal combustion engines having a mixing unit having orifice connected with holes in the throat z an annular gas chamber, and an assembly throttle containing flat a rotary damper, characterized by that it is axially located in the orifice (3) the flow core (4) and the supply conduit (7) gas fuel has cross-section regulator (8), and the space above and connected under the closed throttle (10) is a bypass channel (11) equipped into the cross-section adjuster (12).

Description

Przedmiotem wynalazku jest mieszalnik paliwa gazowego z powietrzem przeznaczony do silników spalinowych, zwłaszcza o dużej pojemności skokowej, zasilanych paliwem gazowym.The subject of the invention is a gas-air mixer intended for internal combustion engines, especially with large displacement, fueled by gas fuel.

Silnik spalinowy stosujący paliwo gazowe wyposażony jest w urządzenie wytwarzające mieszaninę paliwa z powietrzem, zwane mieszalnikiem. Mieszalnik ma za zadanie wytworzenie mieszanki paliwa z powietrzem, charakteryzującej się jednolitością składu oraz optymalną wielkością współczynnika nadmiaru powietrza w pełnym zakresie obciążeń i prędkości obrotowej silnika. Wymaga to wyposażenia mieszalnika w elementy sterujące ilością wytwarzanej mieszanki oraz elementy sterowania jej składem. Każdy mieszalnik posiada doprowadzenie powietrza z filtra i doprowadzenie gazu palnego ze zbiornika, oraz odprowadzenie mieszanki do kolektora zasilającego silnika.An internal combustion engine that uses gaseous fuel is equipped with a device for generating a fuel-air mixture, called a mixer. The mixer is designed to create a fuel-air mixture characterized by uniform composition and the optimal size of the excess air ratio in the full range of loads and engine speed. It requires equipping the mixer with elements controlling the amount of the produced mixture and elements controlling its composition. Each mixer has an air supply from the filter and a fuel gas supply from the tank, and a mixture discharge to the engine's supply manifold.

W znanych konstrukcjach mieszalników zadanie wytworzenia optymalnej mieszanki rozwiązywane jest przez połączenie zespołu przepustnicy, służącej do regulacji przekroju przepływowego, a tym samym ilości mieszanki paliwowej kierowanej do silnika, oraz właściwego mieszalnika, służącego do wymieszania palnego gazu z powietrzem w odpowiednim i stałym stosunku. Jako właściwy mieszalnik stosowana jest najczęściej zwężka, do gardzieli której, w obszarze największego podciśnienia poprzez otwory, doprowadzany jest gaz palny, co przy prostocie konstrukcji zapewnia właściwe wymieszanie gazu palnego z powietrzem. Rozwiązanie takie przedstawione jest w opisie patentowym PL Nr 1^6^1823, przystosowujące gaźnik silnika spalinowego do zasilania gazem poprzez dobudowę mieszalnika gazu z powietrzem posiadającego zwężkę z otworami w gardzieli i komorę gazową, a jako zespół przepustnicy wykorzystuje istniejący w gaźniku układ. Rozwiązania tego nie można wykorzystać do silników wielocylindrowych, o dużej pojemności skokowej, bowiem nie można zwiększać przekroju czynnego zwężki bez pogorszenia wymieszania paliwa gazowego z powietrzem. Aby efektywnie zastosować to rozwiązanie do silników wielocylindrowych, o dużej pojemności skokowej, należałoby zastosować kilka mieszalników, z wszystkimi tego negatywnymi skutkami dla jednolitości zasilania i sterowania pracą silnika. Inne rozwiązanie, przedstawione jest w opisie patentowym PL Nr 152 273, w którym tworzony jest przepływ pierścieniowy w mieszalniku bezzwężkowym za pomocą płaskiej przepustnicy o średnicy mniejszej niż średnica kanału głównego mieszalnika a otwory doprowadzające gaz znajdują się w strefie najwyższego podciśnienia, charakteryzuje się znacznymi dodatkowymi oporami przepływu, co zmniejsza napełnienie cylindrów silnika.In known designs of mixers, the task of producing an optimal mixture is solved by combining a throttle assembly for regulating the flow section, and thus the amount of the fuel mixture directed to the engine, and an appropriate mixer for mixing the flammable gas with air in an appropriate and constant ratio. As the actual mixer, an orifice is most often used, to the throat of which, in the area of the highest negative pressure, flammable gas is fed through the openings, which, with the simplicity of its structure, ensures proper mixing of flammable gas with air. Such a solution is presented in the patent description PL No. 1 ^ 6 ^ 1823, adapting the carburetor of a combustion engine to gas supply by adding a gas-air mixer having an orifice with holes in the throat and a gas chamber, and uses the system existing in the carburetor as a throttle assembly. This solution cannot be used for multi-cylinder engines with large displacement, because the effective cross-section of the orifice cannot be increased without deteriorating the gas-air mixing. To effectively apply this solution to multi-cylinder engines with large displacement, several mixers would have to be used, with all the negative effects on the uniformity of power supply and engine control. Another solution is presented in the patent description PL No. 152 273, in which an annular flow is created in a non-orifice mixer by means of a flat throttle with a diameter smaller than the diameter of the main mixer channel, and the gas supply openings are located in the area of the highest negative pressure, it is characterized by significant additional resistance. flow, which reduces the filling of the engine cylinders.

Mieszalnik paliwa gazowego z powietrzem do silników spalinowych według wynalazku składa się z zespołu mieszalniczego i zespołu przepustnicy. Zespół mieszalniczy, posiadający zwężkę połączoną otworami w gardzieli z pierścieniową komorą gazową, posiada umieszczony osiowo w zwężce rdzeń opływowy a przewód doprowadzający paliwo gazowe do komory gazowej posiada regulowany przekrój. Zespół przepustnicy, zawierający płaską przepustnicęThe gaseous air-fuel mixer for internal combustion engines according to the invention comprises a mixing unit and a throttle unit. The mixing unit, which has an orifice connected through openings in the throat with an annular gas chamber, has a flow core axially arranged in the orifice, and the conduit supplying gas fuel to the gas chamber has an adjustable cross-section. Throttle assembly, including a flat throttle

178 661 obrotową, posiada kanał obejściowy o regulowanym przekroju, łączący przestrzeń nad i pod zamkniętą przepustnicą. Mieszalnik według wynalazku, przy stosunkowo prostej konstrukcji, umożliwia efektywną pracę w całym zakresie obciążeń i prędkości obrotowej silnika - umożliwia łatwe sterowanie pracą silnika i zapewnia stabilność składu mieszanki. Daje niskie opory przepływu powietrza, dzięki czemu zwiększa się współczynnik napełnienia cylindrów. Jest szczególnie przydatny do silników wielocylindrowych, o dużej pojemności skokowej, dla których znane rozwiązania muszą być zwielokrotniane aby były efektywne.It has an adjustable cross-section bypass channel connecting the space above and below the closed damper. The mixer according to the invention, with a relatively simple structure, enables effective operation in the entire range of engine loads and rotational speed - it enables easy control of the engine operation and ensures the stability of the mixture composition. It gives low air flow resistance, thanks to which the cylinder filling factor is increased. It is especially useful for multi-cylinder engines with large displacement, for which known solutions must be multiplied in order to be effective.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym przekrój wzdłużny mieszalnika.The subject of the invention is shown in the embodiment on the drawing showing the longitudinal section of the mixer.

Mieszalnik składa się z zespołu mieszalniczego 1 i zespołu przepustnicy 2. Zespół mieszalniczy, posiada zwężkę 3, w której umieszczony jest osiowo rdzeń opływowy 4. W gardzieli zwężki 3 znajdują się otwory 5 łączące pierścieniową komorę gazową 6, usytuowaną wokół zwężki 3. Do komory gazowej 6 doprowadzony jest przewód 7 wyposażony w regulator przekroju 8 przepływu. Zespół przepustnicy 2 składa się z korpusu 9 i obrotowo zamocowanej na osi przepustnicy płaskiej 10. Przestrzeń nad i pod zamkniętą przepustnicą połączona jest kanałem obejściowym 11, wyposażonym w regulator przekroju 12.The mixer consists of a mixing unit 1 and a damper unit 2. The mixing unit has an orifice 3 in which an axially streamlined core 4 is placed. In the throat of the orifice 3 there are openings 5 connecting the annular gas chamber 6 located around the orifice 3. To the gas chamber 6, a line 7 is led with a flow cross-section regulator 8. The throttle assembly 2 consists of a body 9 and rotatably mounted on the axis of a flat throttle 10. The space above and below the closed throttle is connected by a bypass 11 equipped with a section adjuster 12.

Gaz palny doprowadza się przewodem 7 poprzez regulator przekroju 8 do komory gazowej 6, skąd jest, poprzez otwory 5, wprowadzany do gardzieli zwężki 3. Od góry do gardzieli jest zasysywane powietrze i za pomocą rdzenia opływowego 4 tworzy się struga o przekroju pierścienia. Do tak uformowanej strugi wprowadza się gaz palny w ilości zależnej od warunków hydrodynamicznych w gardzieli oraz od nastaw regulatora przekroju 8. Ilość utworzonej mieszanki palnej zależy od położenia przepustnicy 10: maksymalna ilość mieszanki tworzy się gdy przepustnicą ustawiona jest równolegle do osi mieszalnika, zaś minimalna, gdy jest obrócona o kąt zbliżony do 90°, a o poziomie wolnych obrotów decyduje wówczas ilość palnej mieszanki przepływająca kanałem obejściowym 11 a regulowana regulatorem przekroju 12. Mieszankę paliwa gazowego z powietrzem odprowadza się z dołu mieszalnika do kolektora dolotowego silnika.Combustible gas is led through the line 7 through the cross-section adjuster 8 to the gas chamber 6, from where it is fed through the holes 5 to the throat of the orifice 3. Air is sucked in from the top to the throat and a stream with a ring cross-section is formed by the flow core 4. Combustible gas is introduced into the stream formed in this way in an amount depending on the hydrodynamic conditions in the throat and on the settings of the section adjuster 8. The amount of the formed combustible mixture depends on the position of the throttle 10: the maximum amount of the mixture is created when the throttle is set parallel to the mixer axis, and the minimum, when it is rotated by an angle close to 90 °, and the level of idle speed is determined by the amount of combustible mixture flowing through the bypass channel 11 and regulated by the cross-sectional adjuster 12. The gas-air mixture is discharged from the bottom of the mixer to the engine inlet manifold.

178 661178 661

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Mintage 60 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claim

Gas-air mixer for internal combustion engines having a mixing unit having an orifice connected through openings in the throat with an annular gas chamber, and a throttle unit containing a flat rotary damper, characterized in that the orifice (3) has an axial flow core (4) and a conduit (7) the gas fuel supply has a section adjuster (8), and the space above and below the closed throttle (10) is connected by a bypass channel (11) equipped with a section adjuster (12).