RU2070654C1

RU2070654C1 - Method of and device for mixing gaseous fuel with air

Info

Publication number: RU2070654C1
Application number: RU9494026322A
Authority: RU
Inventors: Сергей Юрьевич Шипунов; Николай Александрович Кашкаров; Валерий Иванович Котельников
Original assignee: Сергей Юрьевич Шипунов; Николай Александрович Кашкаров; Валерий Иванович Котельников
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1996-12-20
Also published as: RU94026322A

Abstract

FIELD: heat power engineering; engines. SUBSTANCE: gaseous fuel is mixed with air in variable section diffuser 2 installed in mixer housing 1 for axial displacement under action of spring 3 and vacuum acting from side of engine cylinders. EFFECT: enhanced quality of fuel-air mixture. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, именно способу смешения газообразного топлива с воздухом и смеситель и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), оснащенных газобаллонной установкой. The invention relates to the field of power engineering, namely to a method for mixing gaseous fuel with air and a mixer, and can be used in internal combustion engines (ICE) equipped with a gas cylinder installation.

Известны ДВС (Е.Г. Григорьев и др. Газобаллонные автомобили. Москва. Машиностроение, 1989, с. 147-162), в которых для подготовки горючей топливо-воздушной смеси применяются различные способы смешения газообразного топлива с воздухом (подача газа из форсунки вдоль потока воздуха или поперек его, дросселирование потока газа или газовоздушной смеси) и используются различные типы смесителей (с переменным сечением диффузора, с переменным сечением дозирующего жиклера). Добиться удовлетворительного качества подготовки горючей смеси в известных решениях удается лишь ценой значительного усложнения конструкции. ICEs are known (EG Grigoryev and others. Gas-filled cars. Moscow. Engineering, 1989, p. 147-162), in which various methods of mixing gaseous fuel with air are used to prepare a combustible fuel-air mixture (gas supply from the nozzle along air flow or across it, throttling the gas flow or gas-air mixture) and various types of mixers are used (with a variable cross-section of the diffuser, with a variable cross-section of the metering nozzle). To achieve a satisfactory quality of the preparation of the combustible mixture in the known solutions is possible only at the cost of a significant complication of the design.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ смешения газообразного топлива с воздухом по патенту Австрии N 386461 м.кл. F 02 M 21/04 опубл. 1988 г. заключающийся в том, что вводят горючий газ из форсунки по направлению потока воздуха в диффузоре вдоль его оси и регулируют состав и расход горючей смеси путем изменения проходного сечения диффузора и дросселирования потока смеси. Наиболее близким к предлагаемому устройству является смеситель газообразного топлива с воздухом по тому же патенту, содержащий корпус с диффузором, форсунку, размещенную вдоль оси диффузора, и механизм регулирования состава и расхода горючей смеси с регулятором проходного сечения диффузора и дроссельной заслонкой. Closest to the proposed method is a method of mixing gaseous fuels with air according to Austrian patent N 386461 mcl F 02 M 21/04 publ. 1988, which consists in injecting combustible gas from the nozzle in the direction of the air flow in the diffuser along its axis and adjusting the composition and flow rate of the combustible mixture by changing the flow cross section of the diffuser and throttling the mixture flow. Closest to the proposed device is a gaseous fuel mixer with air according to the same patent, comprising a housing with a diffuser, an nozzle placed along the axis of the diffuser, and a mechanism for controlling the composition and flow rate of the combustible mixture with a regulator of the diffuser orifice and a throttle.

Задача предлагаемого способа смешения газообразного топлива с воздухом является обеспечение высокого качества подготовки горючей смеси на всех режимах работы ДВС и создание смесителя простой и надежной конструкции. The objective of the proposed method of mixing gaseous fuels with air is to ensure high quality preparation of the combustible mixture in all modes of engine operation and to create a simple and reliable mixer.

Для решения указанной задачи в дополнение к перечисленным выше существенным признакам, в предлагаемом способе проходное сечение диффузора изменяют путем его осевого перемещения из положения, при котором минимальное сечение диффузора совпадает с плоскостью выходного отверстия форсунки, в положение, при ко тором первое смещено от второго по направлению потока; а в предлагаемом смесителе диффузор размещается в корпусе с возможностью осевого перемещения из положения упора, при котором минимальное сечение диффузора совпадает с плоскостью выходного отверстия форсунки, в положение, при котором первое смещено от второго по направлению потока, а регулятор проходного сечения диффузора выполнен в виде пружины, воздействующей на диффузор в осевом направлении и удерживающей его в статическом состоянии в положении упора. To solve this problem, in addition to the essential features listed above, in the proposed method, the diffuser passage section is changed by axially moving it from a position in which the minimum diffuser section coincides with the nozzle exit plane, to a position in which the first is offset from the second in the direction flow; and in the proposed mixer, the diffuser is placed in the housing with the possibility of axial movement from the stop position, at which the minimum cross section of the diffuser coincides with the plane of the nozzle outlet, to the position where the first is offset from the second in the direction of flow, and the regulator of the diffuser passage section is made in the form of a spring acting on the diffuser in the axial direction and holding it in a static state in the stop position.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего изобретение, варианта осуществления и прилагаемым чертежом, на котором изображен смеситель согласно изобретению. The invention is further illustrated by the description of a specific, but not limiting invention, an embodiment and the accompanying drawing, which shows a mixer according to the invention.

Смеситель содержит корпус 1, в котором размещен диффузор 2 цилиндрической формы. Пружина 3 опирается на стопорное кольцо 4 и в статическом состоянии удерживает диффузор 2 в положении упора, при котором минимальное сечение его Dmin совпадает с плоскостью выходного отверстия форсунки 5. За диффузором по потоку топливо-воздушной смеси установлена дроссельная заслонка 6. The mixer comprises a housing 1 in which a cylindrical diffuser 2 is placed. The spring 3 rests on the circlip 4 and in a static state holds the diffuser 2 in the stop position, at which its minimum cross section Dmin coincides with the plane of the outlet of the nozzle 5. A throttle valve 6 is installed behind the diffuser along the fuel-air mixture flow.

При запуске и работе ДВС на холостом ходу за счет разрежения, обусловленного всасывающим действием цилиндров, производится смешение горючего газа с воздухом в соотношениях, определяемых минимальным сечением подвижного диффузора (в положении упора) и проходным сечением закрытой дроссельной заслонки 6. При возрастании нагрузки на двигатель расход топливо-воздушной горючей смеси регулируется соответствующим открытием дроссельной заслонки, а качественный состав ее устанавливается автоматически за счет увеличения проходного сечения диффузора до максимально возможного, обусловленного предельной величиной сжатия пружины 3 смесителя и внутренней геометрией диффузора. When the engine starts and idles due to rarefaction due to the suction action of the cylinders, the gas is mixed with air in the proportions determined by the minimum cross-section of the movable diffuser (in the stop position) and the bore of the closed throttle 6. When the load on the engine increases fuel-air combustible mixture is regulated by the corresponding opening of the throttle valve, and its qualitative composition is set automatically by increasing the differential cross-section fusor to the maximum possible, due to the limit value of compression of the spring 3 of the mixer and the internal geometry of the diffuser.

Проведенные испытания описанного смесителя в составе ДВС показали возможность существенного повышения топливной экономичности, снижения токсичности продуктов выхлопа и увеличения мощности двигателя по сравнению с серийно выпускаемыми устройствами аналогичного назначения. Tests of the described mixer in the internal combustion engine showed the possibility of a significant increase in fuel economy, reduce toxicity of exhaust products and increase engine power compared to commercially available devices for a similar purpose.

Claims

1. The method of mixing gaseous fuel with air, which consists in introducing gas from the nozzle in the direction of air flow in the diffuser along its axis and regulating the composition and flow rate of the combustible mixture by changing the flow cross section of the diffuser and throttling the flow of the mixture, characterized in that the flow cross section the diffuser is changed by its axial movement from a position in which the minimum cross section of the diffuser coincides with the plane of the nozzle outlet, to a position in which the first is offset from the second in the direction otok.

2. A gaseous fuel mixer with air, comprising a housing with a diffuser, an nozzle placed along the axis of the diffuser, and a mechanism for controlling the composition and flow rate of the fuel mixture with a regulator of the diffuser flow area and a throttle, characterized in that the diffuser is axially displaceable from the stop position at which the minimum cross section of the diffuser coincides with the plane of the nozzle outlet, to the position where the first is offset from the second in the direction of flow, and the regulator is th section of the diffuser is formed as a spring acting on the diffuser in the axial direction and retaining it in the static state in the stop position.