RU2096652C1

RU2096652C1 - Device for starting gas precombustion chamber pilot-flame ignition engine

Info

Publication number: RU2096652C1
Application number: RU95109026/06A
Authority: RU
Inventors: Б.Г. Бондаренко; В.Г. Носов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Волгодизельмаш"
Priority date: 1995-06-01
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1997-11-20
Also published as: RU95109026A

Abstract

FIELD: devices for starting gas internal combustion engines with fuel injection and precombustion chamber pilot-flame, ignition. SUBSTANCE: device includes main gas valve 2 which shuts-off main 3, reducer-regulator 4, precombustion chamber gas header 5 and precombustion chambers 6. Running from main 3 after main gas valve 2, is starting gas branch 7 fitted with three electromagnetic valves 8 which are connected to control unit 9 and are brought in communication with cylinder gas header 11 through throttle 10. Device is also provided with speed governor 12 kinematically linked with proportioner 13 and auxiliary valve 14. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для запуска газовых двигателей внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием и форкамерно-факельным зажиганием. The invention relates to the field of engineering, and in particular to devices for starting gas internal combustion engines with internal mixture formation and a pre-ignition torch.

Известны устройства для запуска газового двигателя с форкамерно-факельным зажиганием, содержащие регулятор скорости, топливную аппаратуру, редукторы, поддерживающие давление форкамерного и цилиндрового газа в зависимости от давления продувочного воздуха, коллекторы форкамерного и цилиндрового газа ( см. а. с. СССР N 220672, F 02 N 19/02 и N 243314, N F 02 9/00). Known devices for starting a gas engine with a front-ignition torch ignition, comprising a speed controller, fuel equipment, gearboxes supporting the pressure of the pre-chamber and cylinder gas depending on the purge air pressure, collectors of the pre-chamber and cylinder gas (see a.s. USSR N 220672, F 02 N 19/02 and N 243314, NF 02 9/00).

Устройство по а.с. N 220672 является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и предлагается в качестве прототипа. Device by A.S. N 220672 is the closest to the claimed technical essence and is proposed as a prototype.

Недостатком известных устройств является сложность конструкции редуктора-регулятора пускового газа, представляющего собой двухмембранный механизм. Кроме этого, в момент запуска газового двигателя продувочный воздух имеет очень низкое давление, которое зависит от степени загрязнения воздушных фильтров двигателя, что требует в период эксплуатации частых подстроек редуктора-регулятора пускового газа и снижает надежность запуска. A disadvantage of the known devices is the complexity of the design of the gear-regulator of the starting gas, which is a two-membrane mechanism. In addition, at the time of starting the gas engine, the purge air has a very low pressure, which depends on the degree of contamination of the engine air filters, which requires frequent adjustments of the starting gas reducer-regulator during operation and reduces the reliability of starting.

Предлагаемое изобретение направлено на упрощение конструкции устройства и повышение надежности запуска двигателя. The present invention is aimed at simplifying the design of the device and improving the reliability of starting the engine.

Это достигается тем, что в устройстве для запуска газового двигателя с форкамерно-факельным зажиганием, содержащем регулятор скорости, топливную аппаратуру, редуктор, поддерживающий давление форкамерного газа в зависимости от давления продувочного воздуха, коллекторы форкамерного и цилиндрового газа, на входе в коллектор цилиндрового газа установлены один или несколько параллельно включенных в газовую ветвь и подключенных к блоку управления электромагнитных клапанов, после каждого из которых установлен дроссель заданного малого проходного сечения. Блок управления электромагнитными клапанами выполнен в виде пульта с кнопочными включателями. Предусмотрен вариант выполнения блока управления электромагнитными клапанами в виде электронного устройства, подключенного к датчику тахометра. This is achieved by the fact that in a device for starting a gas engine with a front-ignition torch ignition, comprising a speed controller, fuel equipment, a reducer supporting the up-pressure gas pressure depending on the purge air pressure, pre-chamber and cylinder gas collectors are installed at the inlet to the cylinder gas collector one or several solenoid valves connected in parallel to the gas branch and connected to the control unit, after each of which a throttle of a given small Khodnev section. The control unit of the electromagnetic valves is made in the form of a remote control with push-button switches. An embodiment of a control unit for electromagnetic valves is provided in the form of an electronic device connected to a tachometer sensor.

На основании изложенного считаем, что новым в предлагаемом устройстве является наличие одного или нескольких параллельно включенных в газовую магистраль и подключенных к блоку управления электромагнитных клапанов, после каждого из которых установлен дроссель заданного малого проходного сечения, вместо примененного в прототипе редуктора-регулятора, поддерживающего давление цилиндрового газа в зависимости от давления продувочного воздуха. Based on the foregoing, we believe that the novelty in the proposed device is the presence of one or more solenoid valves connected in parallel to the gas line and connected to the control unit, after each of which a throttle of a predetermined small cross-section is installed, instead of the pressure reducer-regulator used in the prototype, which supports cylinder pressure gas depending on the purge air pressure.

На чертеже представлена схема варианта предлагаемого пускового устройства. The drawing shows a diagram of a variant of the proposed starting device.

Устройство для запуска газового двигателя содержит: двигатель 1, главный газовый вентиль 2, который перекрывает газовую магистраль 3, редуктор-регулятор 4, коллектор форкамерного газа 5 и форкамеры 6. От магистрали 3 после главного газового вентиля 2 отходит ветвь пускового газа 7, к которой подключены три электромагнитных клапана (ЭМК) 8, подключенные к блоку управления 9 и сообщающиеся через дроссели 10 с коллектором цилиндрового газа 11. В устройстве также имеется регулятор скорости 12, который кинематически связан с дозатором 13, и вспомогательный вентиль 14. A device for starting a gas engine comprises: an engine 1, a main gas valve 2, which shuts off the gas line 3, a reducer-regulator 4, a pre-chamber gas collector 5 and a pre-chamber 6. From the main 3 after the main gas valve 2, a branch of the starting gas 7 leaves, to which three electromagnetic valves (EMC) 8 are connected, connected to the control unit 9 and communicating via inductors 10 with the cylinder gas collector 11. The device also has a speed controller 12, which is kinematically connected to the dispenser 13, and an auxiliary the first valve 14.

Устройство работает следующим образом. При включении стартера двигателя 1, включается главный газовый вентиль 2, и газ из магистрали 3 поступает через редуктор-регулятор 4 в коллектор форкамерного газа 5 и далее в форкамеры 6. Одновременно газ поступает в ветвь пускового газа 7 и подводится к ЭМК 8. При достижении приводимым стартером коленчатым валом двигателя определенного значения частоты вращения, с блока управления 9 ЭМК 8 поступает сигнал на включение одного из ЭМК 8 и газ поступает через дроссель 10, установленный после включенного ЭМК 8, в коллектор цилиндрового газа 11. В этот момент регулятор скорости 12 устанавливается дозаторы 13 в положение полного открытия. Поскольку дроссель 10 настроен на оптимальное соотношение воздушно-газовой смеси, соответствующее частоте вращения коленчатого вала при включении первого ЭМК 8, двигатель начинает устойчиво работать на газе. Для выведения двигателя 1 на заданную техническими условиями минимальную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу последовательно, через определенные интервалы изменения частоты вращения коленчатого вала, включаются второй и третий ЭМК 8 и через дроссели 10 увеличивают пропускное сечение пусковой ветви до требуемой величины подачи газа. После выведения двигателя 1 на минимальную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу включается в работу регулятор скорости 12 и дозаторы 13 прикрывают вход газа в двигатель 1, автоматически поддерживая необходимое количество газа. Общее проходное сечение трех дросселей 10 имеет несколько большее значение, чем это требуется для обеспечения заданной частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу, поэтому давление в коллекторе цилиндрового газа 11 повышается до значения, близкого к давлению в питающей магистрали 3. Далее открывается вспомогательный вентиль 14, после чего двигатель 1 может работать во всем диапазоне требуемых нагрузок. ЭМК 8 выключаются из работы до следующего запуска. Проходные сечения дросселей 10 и ступени включения ЭМК 8 по частоте вращения коленчатого вала определяются экспериментально при доводочных испытаниях двигателя. The device operates as follows. When the engine starter 1 is turned on, the main gas valve 2 is turned on, and gas from the line 3 enters through the reducer-regulator 4 to the prechamber gas collector 5 and then to the prechambers 6. Simultaneously, the gas enters the branch of the starting gas 7 and is supplied to the EMC 8. Upon reaching driven by the crankshaft of the engine of a certain speed, the control unit 9 EMC 8 receives a signal to turn on one of the EMC 8 and the gas flows through the throttle 10, installed after the EMC 8 is turned on, into the cylinder gas manifold 11. This meter The moment speed controller 12 sets the dispensers 13 to the fully open position. Since the throttle 10 is configured for the optimal ratio of the air-gas mixture corresponding to the rotational speed of the crankshaft when the first EMC 8 is turned on, the engine starts to run stably on gas. In order to bring the engine 1 to the minimum idle speed set by the technical specifications, the second and third EMC 8 are switched on sequentially, at certain intervals of the crankshaft rotation speed, and through the chokes 10, the throughput section of the starting branch is increased to the required gas supply value. After the engine 1 is brought to the minimum crankshaft speed, the speed controller 12 is turned on and the dispensers 13 cover the gas inlet to the engine 1, automatically maintaining the required amount of gas. The total flow area of the three throttles 10 is somewhat larger than that required to provide a given idle speed, therefore, the pressure in the cylinder gas manifold 11 rises to a value close to the pressure in the supply line 3. Next, the auxiliary valve 14, after which the engine 1 can operate in the entire range of required loads. EMC 8 shut down from work until the next start. The bore sections of the throttles 10 and the stage of switching on the EMC 8 according to the rotational speed of the crankshaft are determined experimentally during the development tests of the engine.

В качестве примера конкретного исполнения опишем алгоритм запуска газового двигателя-генератора ГДГ 500/1500 с тремя ЭМК в пусковой ветви. Включается стартер двигателя-генератора и главный газовый клапан, коленчатый вал двигателя начинает увеличивать частоту вращения. При достижении коленчатым валом 100 мин^-1, включается первый ЭМК, открывающий дроссель с проходным сечением 2,2 мм². При достижении коленчатым валом 200 мин^-1, при включенном первом ЭМК, включается второй ЭМК с дросселем, имеющим проходное сечение 4,6 мм². При достижении коленчатым валом 250 мин^-1 дополнительно включается третий ЭМК с дросселем 6,3 мм². Ориентировочно через три секунды после включения третьего ЭМК двигатель достигает заданной минимальной частоты вращения коленчатого вала 700 мин^-1, при которой включаются в работу дозирующие органы, связанные с регулятором скорости. Еще через три секунды давление в коллекторе цилиндрового газа сравнивается с давлением питающего газа, и включается вспомогательный газовый вентиль.As an example of a specific implementation, we describe the algorithm for starting a gas engine-generator GDG 500/1500 with three EMC in the starting branch. The starter of the engine-generator and the main gas valve are turned on, the crankshaft of the engine begins to increase the speed. When the crankshaft reaches 100 min ^-1 , the first EMC is turned on, opening the throttle with a bore 2.2 mm ² . When the crankshaft reaches 200 min ^-1 , when the first EMC is turned on, the second EMC is switched on with a throttle having a flow area of 4.6 mm ² . When the crankshaft reaches 250 min ^{-1, the} third EMC with an inductor of 6.3 mm ^{2 is} additionally turned ^on . Approximately three seconds after turning on the third EMC, the engine reaches a predetermined minimum crankshaft speed of 700 min ^-1 , at which the metering bodies connected with the speed controller are activated. After another three seconds, the pressure in the cylinder gas manifold is compared with the pressure of the supply gas, and the auxiliary gas valve is turned on.

Управление ЭМК осуществляет оператор по показаниям тахометра. Возможен вариант исполнения блока управления ЭМК в виде электронного устройства, использующего сигнал датчика тахометра или от любого другого датчика, отслеживающего параметр, связанный с частотой вращения коленчатого вала, и реализующего управление ЭМК по вышеописанному алгоритму. EMC is controlled by the operator according to the tachometer. An embodiment of the EMC control unit in the form of an electronic device using a tachometer sensor signal or from any other sensor that monitors a parameter related to the crankshaft speed and implements EMC control according to the above algorithm is possible.

Экономический эффект от внедрения данного изобретения заключается в снижении затрат на производство двигателя и исключение простоев двигателя в эксплуатации по причине отказов пусковой системы. The economic effect of the implementation of this invention is to reduce the cost of engine production and eliminate downtime of the engine in operation due to failures of the starting system.

Claims

1. A device for starting a gas engine with a front-ignition torch ignition, comprising a speed controller, fuel equipment, a reducer supporting the up-pressure gas pressure depending on the purge air pressure, front-chamber and cylinder gas manifolds, characterized in that at the inlet to the cylinder gas manifold are installed one or more solenoid valves connected in parallel to the gas branch and connected to the control unit, after each of which a throttle of a given small passage is installed bottom section.

2. The device according to claim 1, characterized in that the solenoid valve control unit is made in the form of a remote control with push-button switches.

3. The device according to claim 1, characterized in that the control unit of the electromagnetic valves is made in the form of an electronic device connected to a tachometer sensor.