RU2072437C1

RU2072437C1 - Fuel system of carburetor internal combustion engine

Info

Publication number: RU2072437C1
Application number: RU93043684/06A
Authority: RU
Inventors: С.И. Скибарко; В.Б. Пичугин; Н.А. Дикий; А.М. Минеев; Ю.Г. Аскинадзе
Original assignee: Акционерное общество "Заволжский моторный завод"
Priority date: 1993-06-09
Filing date: 1993-06-09
Publication date: 1997-01-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: system has gasoline portion containing fuel tank, carburetor-mixer with gasoline float chamber, main metering system, idling system, excess fuel and economizer system, accelerating pump and fuel delivery air bleed system. Gas portion contains gas cylinders, liquefied gas evaporator or heater for compressed gas of gas reducer and the same carburetor-mixer and gas flow regulator. Excess fuel economizer system of carburetor has shutoff valve which is manually cut in and out depending on octane rating of fuel used. Vacuum to control gas flow delivered from carburetor mixing chamber is transmitted from hole located above edge of carburetor throttle valve when throttle valve is completely closed. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам питания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, которые могут работать одновременно на бензине и газе или на каждом виде топлива отдельно. The invention relates to mechanical engineering, namely to power systems for carburetor internal combustion engines that can operate simultaneously on gasoline and gas or on each type of fuel separately.

Известна система питания для карбюраторного двигателя бензином и газом (авт.св. СССР, N 1615426, кл. F 02 M 21/00, 1990), состоящая из двух частей: бензиновой и газовой, которые могут работать самостоятельно или совместно. A known power system for a carburetor engine with gasoline and gas (ed. St. USSR, N 1615426, class F 02 M 21/00, 1990), consisting of two parts: gasoline and gas, which can work independently or together.

Бензиновая часть системы питания состоит из бензобака и карбюратора-смесителя с поплавковой камерой для бензина, главной дозирующей системой, системой холостого хода, обогатительной экономайзерной системой и ускорительным насосом. The petrol part of the power system consists of a gas tank and a carburetor-mixer with a gas float chamber, the main metering system, the idle system, an enrichment economizer system and an accelerator pump.

Газовая часть системы питания содержит баллоны с газом, испаритель для сжиженного газа или нагреватель для сжатого газа, редуктор и регулятор расхода газа, который обеспечивает поступление газа через тот же карбюратор-смеситель в цилиндры двигателя и количественную взаимосвязь поступающих в цилиндры двигателя бензина и газа в соответствии со скоростными и нагрузочными режимами работы двигателя для обеспечения требуемого октанового числа бензогазовоздушной смеси. Регулятор расхода газа работает под воздействием управляющих разрежений в малом диффузоре карбюратора и из смесительной камеры карбюратора, а именно под дроссельной заслонкой карбюратора. Сигнал разрежения из малого диффузора карбюратора регулирует расход газа в зависимости от оборотов двигателя, а сигнал разрежения из-под дроссельной заслонки карбюратора в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки, т. е. от нагрузочного режима двигателя. Вместе соотношение этих двух разрежений определяет количество бензина и газа в бензогазовоздушной смеси на различных скоростных и нагрузочных режимах работы двигателя и соответственно октановое число этой смеси. The gas part of the power supply system contains gas cylinders, an evaporator for liquefied gas or a heater for compressed gas, a reducer and a gas flow regulator that ensures the flow of gas through the same carburetor-mixer into the engine cylinders and the quantitative relationship of gasoline and gas entering the engine cylinders in accordance with speed and load conditions of the engine to provide the required octane rating of the gas-gas mixture. The gas flow regulator operates under the influence of control vacuum in the carburetor small diffuser and from the carburetor mixing chamber, namely under the carburetor throttle. The rarefaction signal from the small carburetor diffuser controls the gas flow depending on the engine speed, and the rarefaction signal from under the carburetor throttle depending on the opening angle of the throttle, i.e. on the engine’s load mode. Together, the ratio of these two rarefactions determines the amount of gasoline and gas in the gas-gas mixture at various speed and load conditions of the engine and, accordingly, the octane number of this mixture.

Система имеет устройство пневматического торможения подачи бензина в главную дозирующую систему за счет снижения разрежения в эмульсионном колодце путем подачи туда газа. По мере роста потребления газа двигателем возрастает количество газа, поступающего в эмульсионный колодец на торможение, тем самым снижается потребление двигателем бензина. Такое устройство дополнительно увеличивает октановое число бензогазовоздушной смеси. Недостатком этой системы является то, что в случае применения низкооктанового бензина (ОЧ 50 55 пунктов) пределы регулировки октанового числа бензогазовоздушной смеси регулятором расхода газа за счет соотношения разрежений в малом диффузоре и под дроссельной заслонкой карбюратора, а также устройством пневматического торможения подачи бензина становятся недостаточными и не обеспечивают оптимального октанового числа бензогазовоздушной смеси при полном открытии дросселя из-за вступления в работу на этих режимах обогатительной экономайзерной бензиновой системы карбюратора, что приводит к появлению детонационного сгорания в цилиндрах двигателя и, следовательно, к увеличению нагрузок на детали двигателя, их преждевременному износу и разрушению, а также к ухудшению эффективных показателей двигателя. The system has a pneumatic braking device for supplying gasoline to the main dosing system by reducing the vacuum in the emulsion well by supplying gas there. As the engine's gas consumption increases, the amount of gas entering the emulsion well for braking increases, thereby reducing the engine's consumption of gasoline. Such a device further increases the octane number of the gas-gas mixture. The disadvantage of this system is that in the case of low-octane gasoline (ОЧ 50 55 points), the regulation limits of the octane number of the gas-gas mixture by the gas flow regulator due to the ratio of rarefaction in the small diffuser and under the carburetor throttle, as well as the pneumatic braking device for gasoline supply, become insufficient and do not provide the optimal octane rating of the gas-gas mixture when the throttle is fully open due to enrichment saving in these modes grain of the gasoline system of the carburetor, which leads to the appearance of detonation combustion in the engine cylinders and, consequently, to an increase in the load on the engine parts, their premature wear and destruction, as well as to a deterioration of the effective engine performance.

Кроме того, эффективность работы регулятора расхода газа в обеспечении требуемого октанового числа бензогазовоздушной смеси на режимах пуска холостого хода и малых нагрузок, где детонация не грозит двигателю и предпочтительна работа на одном низкооктановом бензине, не обеспечивается вследствие воздействия управляющего разрежения из-под дроссельной заслонки смесительной камеры карбюратора, в результате которого регулятор расхода газа осуществляет подачу газа в карбюратор-смеситель и на этих режимах работы двигателя. Подача газа в систему питания на этих режимах затрудняет пуск двигателя и снижает устойчивость работы двигателя на режимах холостого хода и малых нагрузок. In addition, the efficiency of the gas flow regulator in ensuring the required octane number of the gas-gas mixture at idle and low load conditions, where detonation does not threaten the engine and it is preferable to work on one low-octane gasoline, is not ensured due to the influence of the control vacuum from under the throttle of the mixing chamber carburetor, as a result of which the gas flow regulator delivers gas to the carburetor-mixer and at these engine operating modes. The gas supply to the power supply system in these modes makes it difficult to start the engine and reduces the stability of the engine at idle and light loads.

Цель изобретения обеспечение бездетонационной работы двигателя на бензине с низким октановым числом и газе одновременно, а также обеспечение запуска и работы двигателя на холостом ходу и малых нагрузках только на низкооктановом бензине. The purpose of the invention is the provision of detonation-free engine operation on gasoline with low octane number and gas at the same time, as well as the provision of starting and operation of the engine at idle and low loads only on low-octane gasoline.

Указанная цель достигается за счет того, что система питания карбюраторного двигателя бензином и газом, состоящая из бензиновой части, содержащей бензобак и карбюратор-смеситель, с поплавковой камерой для бензина, главной дозирующей системой, системой холостого хода, обогатительной экономайзерной системой, ускорительным насосом и системой торможения подачи бензина в главную дозирующую систему путем снижения разрежения в эмульсионном колодце за счет подачи в него газа в возрастающем количестве по мере роста потребления газа двигателем, и газовой части, состоящей из баллонов с газом, испарителя для сжиженного газа или нагревателя для сжатия газа, редуктора и регулятора расхода газа, который обеспечивает поступление газа через тот же карбюратор-смеситель в цилиндры двигателя и количественную взаимосвязь поступающих в цилиндры двигателя бензина и газа в соответствии со скоростными и нагрузочными режимами работы двигателя и управляется соотношением разрежений в малом диффузоре карбюратора и в смесительной камере карбюратора, согласно изобретению имеет в обогатительной экономайзерной системе бензиновой части карбюратора запорный клапан, а управляющее регулятором расхода газа разрежение, поступающее из смесительной камеры карбюратора, передается из отверстия и соответственно штуцера, расположенных выше кромки дроссельной заслонки карбюратора при полном ее закрытии. This goal is achieved due to the fact that the power supply system of the carburetor engine with gasoline and gas, consisting of a gasoline part containing a gas tank and a carburetor-mixer, with a float chamber for gasoline, the main metering system, idle system, enrichment economizer system, accelerator pump and system deceleration of gasoline supply to the main dosing system by reducing the vacuum in the emulsion well by supplying gas in it in an increasing quantity as the engine gas consumption increases m, and the gas part, consisting of gas cylinders, an evaporator for liquefied gas or a heater for compressing gas, a reducer and a gas flow regulator, which ensures the flow of gas through the same carburetor-mixer into the engine cylinders and the quantitative relationship of gasoline entering the engine cylinders and gas in accordance with the speed and load conditions of the engine and is controlled by the ratio of the vacuum in the small diffuser of the carburetor and in the mixing chamber of the carburetor, according to the invention has oh economizer system of the gasoline portion of the carburetor shutoff valve, a gas flow control regulator of vacuum, supplied from the mixing chamber of the carburettor is transmitted from the orifice and spout respectively upstream edge carburetor throttle when completely closed.

Запорный клапан в обогатительной экономайзерной системе включается и отключается вручную в зависимости от того, какой бензин был залит в бензобак: высокооктановый или низкооктановый. Запорный клапан позволяет отключить обогатительную экономайзерную систему карбюратора при работе двигателя на бензине с низким октановым числом и газе, что обеспечивает и при полном открытии дросселя необходимый баланс подачи газа и низкооктанового топлива, т. е. необходимое для бездетонационной работы двигателя октановое число бензогазовоздушной смеси. Расположение отверстия (и штуцера) в смесительной камере карбюратора для передачи сигнала разрежения в регулятор расхода газа выше дроссельной заслонки при полном ее закрытии на таком расстоянии от оси дроссельной заслонки, которое обеспечивает на режимах пуска и работы двигателя на холостом ходу и малых нагрузках, т.е. при мало открытой дроссельной заслонке, нахождение этого отверстия над дроссельной заслонкой, где разрежения нет или оно мало, благодаря чему на этих режимах сигнал на подачу газа из смесительной камеры в регулятор расхода газа не подается, и двигатель на этих режимах работает только на низкооктановом бензине. На тех режимах, когда необходима подача высокооктанового топлива (газа), т.е. при достаточно открытой дроссельной заслонке, это отверстие находится под дроссельной заслонкой, где разрежение велико, и оно передается в регулятор подачи газа, обеспечивая за счет подачи газа повышение октанового числа бензогазовоздушной смеси. The shut-off valve in the enrichment economizer system is manually turned on and off depending on which gasoline was poured into the gas tank: high-octane or low-octane. The shutoff valve allows the carburetor enrichment economizer system to be switched off when the engine is running on gasoline with low octane rating and gas, which ensures that the throttle and low-octane fuel supply balance is the same when the throttle is fully open, i.e., the octane number of the gas-gas mixture necessary for detonation-free operation of the engine. The location of the hole (and the fitting) in the mixing chamber of the carburetor for transmitting the rarefaction signal to the gas flow regulator above the throttle valve when it is completely closed at such a distance from the throttle axis that ensures that the engine starts and runs at idle and light loads, t. e. with a slightly open throttle, this hole is located above the throttle, where there is no vacuum or it is small, so that in these modes there is no signal to supply gas from the mixing chamber to the gas flow regulator, and the engine in these modes only works on low-octane gasoline. In those modes when the supply of high-octane fuel (gas) is required, i.e. with a sufficiently open throttle, this hole is located under the throttle, where the vacuum is large, and it is transmitted to the gas supply regulator, providing, due to the gas supply, an increase in the octane number of the gas-gas mixture.

На чертеже изображено предлагаемое устройство питания карбюраторного двигателя бензином и газом. Оно содержит бензобак (не показан), карбюратор-смеситель 1 с поплавковой камерой 2 для бензина, поступающего по бензопроводу 3 из бензобака. Карбюратор 1 имеет малый диффузор 4 главной дозирующей системы питания бензином, каналы 5,6 и клапан 7 обогатительной экономайзерной системы карбюратора. Клапан 7 приводится в действие штоком 8, кинематически связанным с дроссельной заслонкой 9 карбюратора-смесителя 1, имеющего также диффузор 10 системы питания газом и эмульсионный колодец 11 главной дозирующей системы. The drawing shows the proposed device for supplying a carburetor engine with gasoline and gas. It contains a gas tank (not shown), a carburetor-mixer 1 with a float chamber 2 for gasoline coming through a gas line 3 from the gas tank. The carburetor 1 has a small diffuser 4 of the main dosing system for supplying gasoline, channels 5.6 and valve 7 of the enrichment economizer system of the carburetor. The valve 7 is actuated by a rod 8, kinematically connected with the throttle 9 of the carburetor-mixer 1, which also has a diffuser 10 of the gas supply system and an emulsion well 11 of the main metering system.

Система питания двигателя имеет также баллоны с газом 12, испаритель для сжиженного газа или нагреватель для сжатого газа 13, редуктор 14 и регулятор расхода газа 15. Штуцер 16 и магистраль 17 служат для подачи управляющего импульса разрежения из малого диффузора 4 главной дозирующей системы карбюратора к регулятору расхода газа 15. Второй управляющий импульс к регулятору расхода газа 15 подается из смесительной камеры карбюратора 1 через штуцер 18 и магистраль 19. Магистраль 20 служит для подачи газа из редуктора 14 в регулятор расхода газа 15. Штуцер 21 и магистраль 22 служат для подачи газа из регулятора подачи газа 15 в штуцер 23 и далее в диффузор 10 системы питания газом. Штуцер 24 и магистраль 25 служат для подачи газа в штуцер 26 и через него в эмульсионный колодец 11 для торможения подачи бензина в главную дозирующую систему карбюратора. Схема согласно изобретению содержит запорный клапан 27, соединяющий или разъединяющий каналы 5 и 6 экономайзерной обогатительной системы карбюратора-смесителя 1. Штуцер 18 с отверстием для подачи управляющего сигнала из смесительной камеры карбюратора 1 в регулятор расхода газа 15 расположен выше дроссельной заслонки 9 в ее закрытом состоянии. Расстояние от штуцера 18 до кромки полностью закрытой дроссельной заслонки 9 выбирается экспериментально в зависимости от конструкции двигателя и карбюратора. The engine power system also has gas cylinders 12, an evaporator for liquefied gas or a heater for compressed gas 13, a gearbox 14 and a gas flow regulator 15. The fitting 16 and line 17 are used to supply a rarefaction control pulse from a small diffuser 4 of the main carburetor dosing system to the regulator gas flow 15. The second control pulse to the gas flow regulator 15 is supplied from the mixing chamber of the carburetor 1 through the nozzle 18 and line 19. The pipe 20 serves to supply gas from the gearbox 14 to the gas flow regulator 15. Connection 2 1 and line 22 are used to supply gas from the gas supply regulator 15 to the fitting 23 and then to the diffuser 10 of the gas supply system. The fitting 24 and the highway 25 serve to supply gas to the fitting 26 and through it to the emulsion well 11 to inhibit the supply of gasoline to the main metering system of the carburetor. The circuit according to the invention comprises a shut-off valve 27 connecting or disconnecting the channels 5 and 6 of the economizer enrichment system of the carburetor-mixer 1. The fitting 18 with an opening for supplying a control signal from the mixing chamber of the carburetor 1 to the gas flow regulator 15 is located above the throttle valve 9 in its closed state . The distance from the fitting 18 to the edge of the fully closed throttle 9 is selected experimentally depending on the design of the engine and carburetor.

Представленная система питания может работать на одном бензине с октановым числом, обеспечивающим бездетонационную работу на всех режимах, при этом с помощью запорного клапана 27 каналы 5 и 6 соединены, и на режимах полного открытия дроссельной заслонки 9 работает экономайзерная обогатительная система карбюратора-смесителя 1. Таким образом, это классическая стандартная система питания двигателя бензовоздушной смесью в случае отсутствия газа. The presented power system can operate on the same gasoline with an octane number that provides detonation-free operation in all modes, with the help of the shut-off valve 27 the channels 5 and 6 are connected, and the economizer enrichment system of the carburetor-mixer 1 works at full throttle 9 modes. Thus, it is a classic standard system for supplying an engine with a gas mixture in the absence of gas.

Система может работать и на бензине с низким октановым числом и природном газе одновременно без детонации на всех режимах при условии разъединения запорным клапаном 27 каналов 5 и 6, т.е. на режимах полного открытия дроссельной заслонки 9 экономайзерная обогатительная система с помощью запорного клапана 27 отключается. Газ из баллонов 12 поступает через испаритель (нагреватель) 13 в редуктор 14, поддерживающий заданное рабочее давление газа, и далее по магистрали 20 в регулятор расхода газа 15. Затем газ подается через штуцер 21 и магистраль 22 в штуцер 23 и в диффузор 10 системы питания газом и из него в цилиндры двигателя в соответствии со скоростным и нагрузочным режимом работы двигателя, т.е. согласно управляющим импульсам разрежения, передаваемым на регулятор расхода газа 15 по каналу 17 из малого диффузора карбюратора-смесителя 1 и по каналу 19 в случае открытия дроссельной заслонки 9 настолько, что штуцер 18 выхода сигнала разрежения из смесительной камеры карбюратора 1 находится под дроссельной заслонкой. Одновременно через карбюратор-смеситель 1 в цилиндры двигателя подается низкооктановый бензин, количество которого регулируется дополнительной подачей газа из регулятора 15 через жиклер 24, магистраль 25, жиклер 26 в эмульсионный колодец 11 главной дозирующей системы, т.е. путем снижения разрежения в эмульсионном колодце 11. Таким образом осуществляется пневматическое торможение подачи бензина через главную дозирующую систему карбюратора-смесителя 1, причем чем больше подается газа в колодец 11, тем меньше в нем разрежение и тем меньше подача бензина в цилиндры двигателя, а октановое число бензовоздушной смеси выше. The system can operate on gasoline with a low octane rating and natural gas simultaneously without detonation in all modes, provided that 27 channels 5 and 6 are separated by a shut-off valve, i.e. at full throttle 9, the economizer enrichment system is turned off by means of a shut-off valve 27. Gas from the cylinders 12 enters through the evaporator (heater) 13 into the gearbox 14, which maintains the specified working gas pressure, and then along the line 20 to the gas flow regulator 15. Then the gas is supplied through the nozzle 21 and the line 22 to the nozzle 23 and to the diffuser 10 of the power system gas and from it to the engine cylinders in accordance with the speed and load conditions of the engine, i.e. according to the control rarefaction pulses transmitted to the gas flow regulator 15 through channel 17 from the small diffuser of the carburetor-mixer 1 and through channel 19 in the case of opening the throttle valve 9 so that the nozzle 18 of the output of the rarefaction signal from the mixing chamber of the carburetor 1 is located under the throttle valve. At the same time, low-octane gasoline is fed into the engine cylinders through a carburetor-mixer 1, the amount of which is regulated by additional gas supply from the regulator 15 through the nozzle 24, line 25, and nozzle 26 into the emulsion well 11 of the main dosing system, i.e. by reducing the vacuum in the emulsion well 11. Thus, pneumatic braking of the gasoline through the main metering system of the carburetor-mixer 1 is carried out, and the more gas is supplied to the well 11, the lower the vacuum in it and the lower the gasoline supply to the engine cylinders, and the octane number benzene mixture above.

При запуске двигателя, работе на холостом ходу или малых нагрузках, т.е. в тех случаях, когда отверстие в смесительной камере, соединяемое штуцером 18 и магистралью 19 с регулятором расхода газа 15, находится выше кромки дроссельной заслонки 9, так как она на этих режимах открыта на небольшой угол, управляющий импульс разрежения по магистрали 19 не передается, а управляющий импульс разрежения из малого диффузора 4, передаваемый по магистрали 17 к регулятору расхода газа 15, слаб для осуществления подачи газа через жиклеры 21 и 24 по магистралям 22 и 25 к карбюратору-смесителю 1, т.е. подача газа в диффузор 10 питания газом отсутствует и не работает система торможения подачи бензина. В цилиндры двигателя поступает только бензовоздушная смесь, что облегчает запуск двигателя и его работу на холостом ходу или малых нагрузках. When starting the engine, idling or light loads, i.e. in those cases when the hole in the mixing chamber, connected by the nozzle 18 and the line 19 with the gas flow regulator 15, is located above the edge of the throttle valve 9, since it is open at these modes by a small angle, the rarefaction control pulse is not transmitted along the line 19, but the rarefaction control pulse from the small diffuser 4, transmitted along the line 17 to the gas flow regulator 15, is weak for supplying gas through the nozzles 21 and 24 along the lines 22 and 25 to the carburetor-mixer 1, i.e. there is no gas supply to the gas supply diffuser 10 and the gasoline supply braking system does not work. Only the benzene-air mixture enters the engine cylinders, which facilitates starting the engine and its idling or light loads.

Claims

1. The power system of the carburetor engine with gasoline and gas, consisting of a gasoline part containing a gas tank and a carburetor-mixer with a float chamber for gasoline, the main metering system, idle system, enrichment economizer system, accelerator pump and braking system for supplying gas to the main metering system , and the gas part, consisting of gas cylinders, an evaporator for liquefied gas or a heater for compressed gas, a reducer and a gas flow regulator controlled by a vacuum ratio in the small diffuser carburetor and the carburetor mixing chamber, characterized in that the dressing system has a carburetor economizer shutoff valve is activated and deactivated manually, depending on the octane number of petrol used.

2. The system according to claim 1, characterized in that the vacuum regulating the gas flow regulator from the mixing chamber of the carburetor is transmitted from the hole located above the edge of the carburetor throttle when it is completely closed.