RU2101540C1

RU2101540C1 - Method of operation of duel-fuel supply system of gas internal combustion engine and device for implementing the method

Info

Publication number: RU2101540C1
Application number: RU95115413A
Authority: RU
Inventors: А.Л. Карунин; В.М. Леоненков; В.И. Ерохов; В.И. Строганов
Original assignee: Московская государственная академия автомобильного и тракторного машиностроения
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1995-09-07
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; engines. SUBSTANCE: supply system has compressed gas source 1 consisting of eight cylinders interconnected by steel seamless pipes 2 and divided into two groups, 3 and 4, front and rear ones, respectively. Shutoff device includes distributing cross 5 with main service valve 6 and charging valve 7. Inlet union 14 with filter, transmitter 15 of pilot lamp 16 which comes on at pressure drop below 0.34 MPa, electromagnetic starting valve 17 and main line safety valve 18, safety valve 19, inlet and outlet unions 20 and 21 communicating with engine cooling system and metering economizer 22 with union 23 are installed at inlet of reducer-evaporator 13. Gasoline supply system is full-value fuel system which has fuel tank 36 communicating through gasoline filter 37, gasoline pipe 38 and electromagnetic gasoline valve 39 with filter with float chamber 23 of carburetor-mixer 26 with equivalent gasoline idling system. EFFECT: enlarged operating capabilities. 8 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам работы двухтопливной системы питания газового двигателя внутреннего сгорания и устройствам для их осуществления. The invention relates to mechanical engineering, in particular to methods of operating a dual-fuel power system for a gas internal combustion engine and devices for their implementation.

Известен способ работы газового двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления, заключающиеся в том, что сжатый природный газ заправляют в баллоны, редуцируют и подают его во впускной тракт, смешивают с воздухом, образовавшуюся горячую смесь подают в цилиндры двигателя и воспламеняют ее при неизменной величине угла опережения зажигания. A known method of operating a gas internal combustion engine and a device for its implementation, namely, that compressed natural gas is charged into cylinders, reduced and supplied to the inlet tract, mixed with air, the resulting hot mixture is fed into the engine cylinders and ignited at a constant value ignition timing.

Устройство, реализующее данный способ, содержит газовые баллоны, редуктор-регулятор, переключатель вида топлива, связанный электрической цепью с электромагнитным газовым и бензиновым клапанами, и карбюратор-смеситель, связанный с газовым редуктором-регулятором и бензиновым насосом [1]
Недостаток данного способа работы газового двигателя внутреннего сгорания связан с одноступенчатым редуцированием и отсутствием подогрева газа, сопровождающимися тем, что в результате резкого снижения давления происходит заметное охлаждение газа и замерзание выпадающей в осадок влаги в редуцирующей ступени редуктора-регулятора. Кроме того, сжатый газ, заправляемый в баллоны при максимальной величине давления, равной 15,0 МПа, обладает невысокой энергоемкостью и снижением запаса хода автомобиля.A device that implements this method contains gas cylinders, a reducer-regulator, a fuel type switch connected by an electric circuit to electromagnetic gas and gas valves, and a carburetor-mixer connected to a gas reducer-regulator and a gas pump [1]
The disadvantage of this method of operation of a gas internal combustion engine is associated with a single-stage reduction and the absence of gas heating, accompanied by the fact that as a result of a sharp decrease in pressure, a noticeable cooling of the gas and freezing of the precipitated moisture in the reducing stage of the reducer-regulator occur. In addition, compressed gas, refueling in cylinders at a maximum pressure of 15.0 MPa, has a low energy intensity and a decrease in the power reserve of the car.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, являются способ работы двухтопливной системы питания газового двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления, заключающиеся в том, что осуществляют раздельную заправку системы питания бензином и сжатым газом, редуцируют и дозируют газ во впускной тракт, смешивают его с воздухом с образованием газовоздушной смеси, подают последнюю в цилиндры двигателя и воспламеняют газовоздушную смесь при неизменной величине установочного угла опережения зажигания. Устройство содержит источник хранения газа с заправочным и расходным вентилями, одноступенчатый газовый редуктор высокого давления, связанный через электромагнитный газовый клапан с двухступенчатым газовым редуктором низкого давления, содержащим входную и выходную ступени редуцирования и экономайзер рабочих режимов, карбюратор-смеситель с газосмесительным устройством и переключатель вида топлива, связанный электрической цепью с электромагнитным бензиновым и газовым клапанами [2]
Недостаток данного технического решения связан с нестабильной величиной газа в выходной ступени, неконтролируемой величиной температуры газа, поступающего во впускной тракт, что сопровождается ухудшением эксплуатационных качеств двухтопливной системы питания газового двигателя внутреннего сгорания.The closest technical solution adopted for the prototype is the method of operation of the dual-fuel power system of a gas internal combustion engine and a device for its implementation, which consists in the fact that they carry out separate refueling of the power system with gasoline and compressed gas, reduce and meter the gas into the inlet tract, mix it with air to form a gas-air mixture, feed the latter into the engine cylinders and ignite the gas-air mixture at a constant value of the installation ignition timing. The device comprises a gas storage source with refueling and flow valves, a single-stage gas pressure reducer connected through an electromagnetic gas valve to a two-stage gas pressure reducer containing an input and output reduction stage and an economizer of operating modes, a carburetor-mixer with a gas mixing device and a fuel type switch connected by an electric circuit to electromagnetic gasoline and gas valves [2]
The disadvantage of this technical solution is associated with an unstable amount of gas in the output stage, an uncontrolled value of the temperature of the gas entering the inlet tract, which is accompanied by a deterioration in the performance of a dual-fuel power system for a gas internal combustion engine.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств двухтопливной системы питания газового двигателя внутреннего сгорания. The aim of the invention is to improve the performance of a dual-fuel power system of a gas internal combustion engine.

Поставленная цель достигается тем, что сжатый газ по меньшей мере два раза последовательно редуцируют с одновременным его подогреванием, при этом величину установочного угла опережения зажигания автоматически изменяют в зависимости от применяемого вида топлива, величину установочного угла опережения зажигания при работе на газовоздушной смеси выбирают в 2-3 раза больше по сравнению с бензовоздушной смесью, причем нижний предел воспламенения относят к газовоздушной смеси сжиженного нефтяного газа, а верхний предел воспламенения сжатого природного газа, температуру редуцируемого газа в выходной ступени газового редуктора автоматически поддерживают в пределах 4-50^oC.This goal is achieved by the fact that the compressed gas is reduced at least twice in succession with simultaneous heating, while the value of the ignition timing is automatically changed depending on the type of fuel used, the magnitude of the ignition timing of the ignition when working on a gas-air mixture is selected in 2- 3 times more compared to a gasoline mixture, the lower ignition limit being attributed to the gas-air mixture of liquefied petroleum gas, and the upper ignition limit is compressed natural gas, the temperature of the reduced gas in the output stage of the gas reducer is automatically maintained in the range of 4-50 ^o C.

Устройство дополнительно снабжено электронным блоком управления, корректором величины угла опережения зажигания, электромагнитным пусковым и магистральным запорным клапанами, газовый редуктор дополнительно снабжен входной ступенью высокого давления с газовым фильтром, жидкостным подогревателем редуцируемого газа с термостатом и средствами регулирования давления по ступеням, корректор величины угла опережения зажигания выполнен в виде электронной схемы, обеспечивающей задержку электрического импульса заданной величины, и связан электрической цепью с электронным блоком управления и исполнительными функциональными элементами, входная ступень высокого давления выполнена в виде замкнутой полости и запорного элемента с приводом, средства регулирования давления газа по ступеням выполнены в виде пружины, подвижного штока с приводом и нажимной шайбы, а термостат выполнен в виде полого цилиндра переменного объема с наполнителем и запорным элементом и размещен на входе в жидкостной подогреватель газового редуктора, электромагнитный магистральный запорный клапан размещен между входной и промежуточной ступенями и связан электрической цепью с корректором величины угла опережения зажигания, электромагнитный пусковой клапан снабжен сердечником с уплотнителем и связан электрической цепью с корректором угла опережения зажигания, экономайзер рабочих режимов снабжен крышкой и мембраной, размещенной с образованием управляющей вакуумной и топливной камер, топливным клапаном и перегородкой с дозирующим отверстием, снабженным с выходной ступенью редуктора, причем управляющая камера сообщена с задроссельным пространством, а топливная камера с одной стороны сообщена с выходной ступенью, а с другой с карбюратором-смесителем, газосмесительное устройство снабжено кольцевыми смесителями, размещенными соосно камер между корпусом поплавковой и смесительной камер, и подпружиненным обратным клапаном, сообщенным с задроссельным пространством. The device is additionally equipped with an electronic control unit, an ignition timing angle corrector, an electromagnetic start-up and main shut-off valves, a gas reducer is additionally equipped with a high-pressure inlet stage with a gas filter, a reducing gas liquid heater with a thermostat and pressure control means for stages, an ignition timing angle corrector made in the form of an electronic circuit providing a delay of an electrical impulse of a given value, and connected an electric circuit with an electronic control unit and executive functional elements, the high-pressure inlet stage is made in the form of a closed cavity and a shut-off element with a drive, the gas pressure control means in steps are made in the form of a spring, a movable rod with a drive and a pressure washer, and the thermostat is made in the form a hollow cylinder of variable volume with a filler and a shut-off element and is located at the inlet to the liquid heater of the gas reducer, the electromagnetic main shut-off valve ra is located between the input and intermediate stages and is connected by an electric circuit to the ignition timing angle corrector, the electromagnetic start valve is equipped with a core with a seal and connected by an electric circuit to the ignition timing angle corrector, the operating mode economizer is equipped with a cover and a membrane placed to form the control vacuum and fuel chambers , a fuel valve and a baffle with a metering hole provided with an output stage of the gearbox, and the control chamber is in communication with zadros the gas chamber on one side is connected to the outlet stage, and on the other side with the carburetor mixer, the gas mixing device is equipped with ring mixers placed coaxially between the bodies of the float and mixing chambers, and a spring-loaded check valve in communication with the throttle space.

Отличительные признаки предлагаемого технического решения не обнаружены авторами ни в патентной, ни в технической литературе, что при наличии положительного эффекта подтверждает соответствие его критериям "охраноспособность" и "существенные отличия". Distinctive features of the proposed technical solution were not found by the authors either in the patent or in the technical literature, which, if there is a positive effect, confirms its compliance with the criteria for “protectability” and “significant differences”.

На фиг. 1 показана принципиальная схема двухтопливной системы питания газового двигателя внутреннего сгорания; на фиг.2 принципиальная схема трехступенчатого газового редуктора двухтопливной системы питания; на фиг.3 - схема газосмесительного устройства карбюратора-смесителя; на фиг.4 разрез А-А на фиг. 3. In FIG. 1 shows a schematic diagram of a dual-fuel power system for a gas internal combustion engine; figure 2 is a schematic diagram of a three-stage gas reducer dual-fuel power system; figure 3 - diagram of the gas mixing device of the carburetor-mixer; in Fig. 4 a section A-A in Fig. 3.

Двухтопливная система питания содержит источник 1 сжатого газа, включающий восемь баллонов, соединенных между собой с помощью стальных бесшовных трубопроводов 2 и разделенных между собой на две группы 3 и 4 - переднюю и заднюю соответственно, по четыре баллона в каждой. The dual-fuel power supply system contains a source of compressed gas 1, including eight cylinders interconnected using steel seamless pipelines 2 and divided into two groups 3 and 4 - front and rear, respectively, four cylinders each.

Запорная арматура содержит распределительную крестовину 5, снабженную основным расходным и заправочным вентилями 6 и 7 соответственно. Передняя и задняя группа баллонов снабжена вентилями 8 и 9 соответственно. The shut-off valve comprises a distribution crosspiece 5, equipped with main flow and filling valves 6 and 7, respectively. The front and rear group of cylinders is equipped with valves 8 and 9, respectively.

Давление газа в баллонах контролируют при помощи манометра 10 высокого давления, установленного на первом баллоне передней группы. В дальнейшем возможна установка дистанционного манометра в кабине водителя. The gas pressure in the cylinders is controlled using a high pressure gauge 10 mounted on the first cylinder of the front group. In the future, it is possible to install a remote pressure gauge in the driver's cab.

Отдельные звенья трубопровода 2 высокого давления снабжены компенсаторами 11, предотвращающими их повреждение в случае возможного перемещения платформы или смещения газовых баллонов. The individual links of the high pressure pipe 2 are equipped with compensators 11, preventing their damage in the event of a possible movement of the platform or displacement of gas cylinders.

От вентиля 6 сжатый газ по трубопроводу 12, снабженному переходными штуцерами, поступает в трехступенчатый редуктор-подогреватель 13, где происходит последовательное снижение давления по ступеням от 19,6 МПА до 80±20 Па. From valve 6, compressed gas through a pipe 12 equipped with transitional fittings enters a three-stage gearbox-heater 13, where the pressure gradually decreases in stages from 19.6 MPA to 80 ± 20 Pa.

На входе редуктора-подогревателя 13 размещены входной штуцер 14 с фильтром, датчик 15 контрольной лампы 16, загорающейся при снижении давления менее 0,34 МПа, электромагнитный пусковой 17 и предохранительный магистральный 18 клапаны, предохранительный клапан 19, входной и выходной штуцеры 20 и 21, сообщенные с системой охлаждения двигателя, и дозирующе-экономайзерное устройство 22 со штуцером 23. At the input of the reducer-heater 13 there is an inlet fitting 14 with a filter, a sensor 15 of a control lamp 16 that lights up when the pressure drops below 0.34 MPa, an electromagnetic starting valve 17 and a safety main valve 18, a safety valve 19, inlet and outlet fittings 20 and 21, communicated with the engine cooling system, and a metering and economizing device 22 with a fitting 23.

Входная ступень редуктора-подогревателя через 24 сообщена с манометром 25, размещенным в кабине водителя. The input stage of the gearbox-heater through 24 communicated with a pressure gauge 25 located in the driver's cab.

Карбюратор-смеситель 26 снабжен газосмесительным устройством 27 основной подачи газа, размещенным между поплавковой камерой 28 и корпусом 29 смесительной камеры с дроссельной заслонкой 30, и газосмесительной проставкой 31 системы холостого хода, размещенной между корпусом 29 смесительной камеры и впускным трубопроводом 32. Дозирующе-экономайзерное устройство 22 через трубопровод 33 сообщено с газосмесительным устройством 27 и через дополнительный трубопровод 34 с газосмесительной проставкой 31, а через трубопровод 35 сообщено с задроссельным пространством карбюратора-смесителя 26. The carburetor mixer 26 is equipped with a gas mixing device 27 for the main gas supply, located between the float chamber 28 and the housing 29 of the mixing chamber with a throttle valve 30, and the gas mixing spacer 31 of the idle system, located between the housing 29 of the mixing chamber and the inlet pipe 32. Dosing-economizing device 22 through a pipe 33 is communicated with a gas mixing device 27 and through an additional pipe 34 with a gas mixing spacer 31, and through a pipe 35 is communicated with a throttle the space of the carburetor mixer 26.

Бензиновая система питания является полноценной топливной системой и содержит бензиновый бак 36, сообщенный через бензиновый фильтр 37, бензопровод 38 и электромагнитный бензиновый клапан 39 с фильтром с поплавковой камерой 28 карбюратора-смесителя 26, содержащего равноценную бензиновую систему холостого хода. The gasoline supply system is a complete fuel system and contains a gasoline tank 36 communicated through a gasoline filter 37, a gas line 38 and a gas solenoid valve 39 with a filter with a float chamber 28 of the carburetor-mixer 26 containing an equivalent idle gasoline system.

Электронный блок 40 содержит переключатель 41 вида топлива, корректор 42 величины установочного угла опережения зажигания, пусковую кнопку 43, контрольную лампу 16, восемь электрических выводов, связанных электрической цепью с аккумуляторной батареей 44 и функциональными элементами системы питания с электрическим приводом. The electronic unit 40 includes a fuel type switch 41, a corrector 42 of a set ignition timing, a start button 43, a control lamp 16, eight electrical leads connected by an electric circuit to the battery 44 and functional elements of the power supply system with an electric drive.

Электронный блок 40 управления электрической цепью связан с транзисторным коммутатором 45 и прерывателем 46 распределителя зажигания. Коммутатор 45 снабжен электрическим выводом 47, сообщенным с электронным блоком 40, а также электрическими выводами 48 и 49, сообщенными с катушкой зажигания, и электрическим выводом 50, сообщенным с прерывателем 46 распределителя зажигания. The electronic circuit control unit 40 is connected to the transistor switch 45 and the ignition distributor switch 46. The switch 45 is equipped with an electrical terminal 47 in communication with the electronic unit 40, as well as electrical terminals 48 and 49 in communication with the ignition coil, and an electrical terminal 50 in communication with the ignition distributor switch 46.

Редуктор-подогреватель представляет собой трехступенчатый автоматический регулятор давления диафрагменного типа с рычажной системой передачи от диафрагмы к запорным клапанам. The reducer-heater is a three-stage automatic diaphragm type pressure regulator with a lever transmission system from the diaphragm to the shut-off valves.

Редуктор состоит из корпуса 51, верхней и нижней крышек 2 и 3 соответственно. Он имеет три ступени редуцирования, соответственно входную 54 высокого давления, промежуточную 55 и выходную 56 низкого давления, каждая из которых содержит клапан, диафрагму, пружину и рычаг, соединяющий диафрагму с клапаном. The gearbox consists of a housing 51, upper and lower covers 2 and 3, respectively. It has three stages of reduction, respectively, input 54 high pressure, intermediate 55 and output 56 low pressure, each of which contains a valve, a diaphragm, a spring and a lever connecting the diaphragm to the valve.

Входная ступень 54 содержит газоподводящий штуцер 57, в полости которого размещены сетчатый и войлочный фильтры 58 и 59 соответственно, предохранительный клапан 60, запорный клапан 61 входной ступени с уплотнителем 62, перекрывающим седло 63 входящего газа высокого давления. The inlet stage 54 contains a gas supply fitting 57, in the cavity of which mesh and felt filters 58 and 59 are respectively placed, a safety valve 60, an inlet stage shut-off valve 61 with a seal 62 overlapping the high-pressure gas inlet seat 63.

Запорный клапан 61 через рычаг 64 и шток 65 кинематически связан с мембраной 66 входной ступени. Давление газа, поступающего в полость ступени 54 высокого давления, воздействует на мембрану 66, преодолевая усилие пружины 67, и при достижении заданной величины давления она через рычаг 64, клапан 61 перекрывает седло 63 входа газа. Средство регулирования величины давления во входной ступени содержит пружину 67, нажимную шайбу 68 и подвижный по резьбе регулировочный шток 69. The shutoff valve 61 through the lever 64 and the rod 65 is kinematically connected with the membrane 66 of the input stage. The pressure of the gas entering the cavity of the high-pressure stage 54 acts on the membrane 66, overcoming the force of the spring 67, and when it reaches the set pressure value through the lever 64, the valve 61 closes the gas inlet seat 63. The means for controlling the pressure in the inlet stage comprises a spring 67, a pressure washer 68 and a threaded adjustment rod 69.

Входная ступень 54 снабжена подогревающей полостью 70, сообщенной через подводящий штуцер 71 с системой охлаждения двигателя. Для поддержания заданной температуры редуцируемого газа на входе в подогревающую полость 70 размещен термостат 72, выполненный в виде полого цилиндра 73 переменного объема с наполнителем и запорным элементом 74. Подогрев газа во входной ступени необходим для компенсации резкого понижения температуры расширяющегося газа, вызванного значительным перепадом давления до и после запорного клапана 61. Подогрев редуцируемого газа осуществляется путем теплопередачи через корпус 51 от теплоносителя, проходящего через подогревающую полость 70 входной ступени. The inlet stage 54 is provided with a heating cavity 70, communicated through the inlet fitting 71 with the engine cooling system. To maintain the set temperature of the reduced gas at the inlet to the heating cavity 70, a thermostat 72 is placed, made in the form of a hollow cylinder 73 of variable volume with a filler and a shut-off element 74. Gas heating in the inlet stage is necessary to compensate for the sharp decrease in the temperature of the expanding gas caused by a significant pressure drop to and after the shut-off valve 61. The reduced gas is heated by heat transfer through the housing 51 from the heat carrier passing through the heating cavity 70 of the inlet th stage.

Промежуточная ступень 55 содержит запорный клапан 75 с уплотнителем 76, размещенным на рычаге 77, кинематически связанным через шток 78 с мембраной 79, и седло 80. Надмембранная полость промежуточной ступени 55 через отверстие 81 сообщена с атмосферой. The intermediate stage 55 contains a shut-off valve 75 with a seal 76 located on the lever 77, kinematically connected through the stem 78 with the membrane 79, and a seat 80. The supmembrane cavity of the intermediate stage 55 is connected through the hole 81 to the atmosphere.

Между входной 54 и промежуточной 55 ступенями размещен магистральный электромагнитный клапан 82 с запорным элементом 83, перекрывающим седло 84 канала подачи газа в промежуточную ступень 55 газового редуктора-подогревателя. Газоподводящий патрубок 85 выполнен за одно целое с корпусом крышки 52, трубопровод высокого давления имеет манометр 25 прямого действия, размещенный в кабине водителя. Between the inlet 54 and the intermediate 55 steps, a main solenoid valve 82 is located with a shut-off element 83 overlapping the seat 84 of the gas supply channel to the intermediate stage 55 of the gas pressure reducer-heater. The gas supply pipe 85 is made in one piece with the body of the cover 52, the high pressure pipe has a pressure gauge 25 direct acting, located in the driver's cab.

Пусковая система снабжена электромагнитным клапаном 86, содержащим подвижный сердечник с уплотнителем 87, соединительным каналом 88 и выходным каналом 89 подачи газа с дросселем 90, сообщенным с выходным патрубком 91. The start-up system is equipped with an electromagnetic valve 86 containing a movable core with a seal 87, a connecting channel 88 and an output channel 89 for supplying gas with a throttle 90 in communication with the output pipe 91.

Выходная ступень 56 содержит запорный клапан 92 с уплотнителем 93, перекрывающим седло 94, и двуплечий рычаг 95, одним концом связанный с клапаном 92, а другим через шток 96 с мембраной 97 и через шток 98 с мембраной 99 разгрузочного устройства 100, и пружину 101, жесткость которой регулируют с помощью винта 102. The output stage 56 includes a shut-off valve 92 with a seal 93 overlapping the seat 94, and a two-arm lever 95, one end connected to the valve 92, and the other through the stem 96 with the membrane 97 and through the stem 98 with the membrane 99 of the discharge device 100, and a spring 101, the stiffness of which is adjusted using the screw 102.

Разгрузочное устройство 100 снабжено пружиной 103 и через штуцер 104 сообщено с задроссельным пространством. Пружина 101 при неработающем двигателе создает усилие, которое через рычажную систему передается на клапан 92 и запирает его, надежно перекрывая выход газа к карбюратору-смесителю. The unloading device 100 is provided with a spring 103 and through the nozzle 104 is communicated with the throttle space. Spring 101 when the engine is idle creates a force that is transmitted through the lever system to valve 92 and closes it, reliably blocking the gas outlet to the carburetor-mixer.

Между нижней крышкой 53 и мембраной 97 образована атмосферная полость 105, сообщенная с атмосферой через отверстие 106. Between the bottom cover 53 and the membrane 97, an atmospheric cavity 105 is formed, communicating with the atmosphere through the opening 106.

Дозирующе-экономайзерное устройство состоит из крышки с размещенной в ней вакуумной полостью 107 и сообщенной через штуцер 108 с задроссельным пространством. Клапан 109 перекрывает отверстие 110, размещенное в перегородке. В дозирующей пластине 111 размещены дозирующие отверстия мощностной 112 и экономичной 113 регулировок. Мембрана 114 с обеих сторон нагружена пружинами. The metering and economizing device consists of a cover with a vacuum cavity 107 located therein and communicated through a nozzle 108 with an throttle space. Valve 109 closes the hole 110 located in the partition. In the metering plate 111 there are metering openings of a power 112 and economical 113 adjustments. Membrane 114 is spring loaded on both sides.

Выходная полость 56 через отверстие 113 экономичной регулировки, канал 115 и выходной патрубок 91 сообщена с карбюратором-смесителем, а через отверстие 112 мощностной регулировки, канал 116 и отверстие 110 с патрубком 91. The output cavity 56 through the hole 113 economical adjustment, channel 115 and the outlet pipe 91 is in communication with the carburetor-mixer, and through the hole 112 power adjustment channel 116 and the hole 110 with the pipe 91.

Газосмесительное устройство 27 содержит входной патрубок 117, кольцевые диффузоры 118 с дозирующими отверстиями 119, обратный клапан 120 с мембраной 121, размещенной с образованием надмембранной и подмембранной полостей 122 и 123 соответственно, причем надмембранная полость 122 сообщена с системой холостого хода, а подмембранная с проставкой 31 холостого хода. The gas mixing device 27 comprises an inlet pipe 117, annular diffusers 118 with metering openings 119, a check valve 120 with a membrane 121 arranged to form a supmembrane and submembrane cavities 122 and 123, respectively, with the supmembrane cavity 122 in communication with the idle system and the submembrane with spacer 31 idle move.

Средства регулирования величины давления в промежуточной ступени 55 содержат пружину 124, нажимную шайбу 125 и подвижный по резьбе регулировочный шток 126. The means for controlling the pressure in the intermediate stage 55 comprise a spring 124, a thrust washer 125 and a threaded adjusting rod 126.

Двухтопливная система питания работает следующим образом. Dual-fuel power system operates as follows.

Сжатый природный газ из баллона 1 через расходный 8 или 9 вентили и расходный магистральный вентиль 6, трубопровод 12, входной штуцер 14, пройдя фильтры 58 и 59, поступает во входную ступень 54 редуктора-подогревателя. При неработающем двигателе сила, возникающая от давления газа на мембрану 66, уравновешивает силу пружины 67 и усилие от давления на клапан 61, вследствие чего последний прижимается к седлу 63 и герметично закрывает входное отверстие. Compressed natural gas from the cylinder 1 through the flow rate 8 or 9 valves and the flow rate valve 6, pipe 12, inlet fitting 14, passing filters 58 and 59, enters the inlet stage 54 of the gearbox-heater. When the engine is idle, the force arising from the gas pressure on the membrane 66 balances the force of the spring 67 and the force from the pressure on the valve 61, as a result of which the latter is pressed against the seat 63 and hermetically closes the inlet.

В момент пуска двигателя мембрана 97 разгрузочного устройства 100, сообщенного с задроссельным пространством, под действием разрежения прогибается и сжимает пружину 103 и разгружает клапан 92. Сила пружины 101 становится недостаточной для удержания клапана 92 в закрытом положении и он открывается под действием газа. At the time of starting the engine, the membrane 97 of the discharge device 100, in communication with the throttle space, under the action of rarefaction bends and compresses the spring 103 and unloads the valve 92. The force of the spring 101 becomes insufficient to hold the valve 92 in the closed position and it opens under the action of gas.

Сжатый природный газ последовательно редуцируют во входной, промежуточной и выходной ступенях с одновременным его подогревом. Интенсивность подогрева газа осуществляют путем подачи теплоносителя через входной и выходной штуцеры 20 и 21 соответственно. Температуру редуцируемого газа в выходной ступени 56 газового редуктора-подогревателя автоматически поддерживают с помощью термостата 72 в пределах 40-50^oC.Compressed natural gas is subsequently reduced in the inlet, intermediate and outlet stages with its simultaneous heating. The intensity of the gas heating is carried out by supplying a coolant through the inlet and outlet fittings 20 and 21, respectively. The temperature of the reduced gas in the output stage 56 of the gas pressure reducer-heater is automatically maintained using a thermostat 72 in the range of 40-50 ^o C.

При малом расходе газа (режим холостого хода) в выходной полости 56 создается избыточное давление порядка 80±20 Па. С увеличением расхода газа давление в выходной ступени 56 постепенно уменьшается. При этом клапан 92 под действием давления газа в промежуточной ступени 55 отходит от седла 94 на большую величину, увеличивая проходное сечение для прохода газа. At a low gas flow rate (idle mode), an excess pressure of about 80 ± 20 Pa is created in the outlet cavity 56. With increasing gas flow, the pressure in the output stage 56 gradually decreases. Moreover, the valve 92 under the influence of gas pressure in the intermediate stage 55 departs from the seat 94 by a large amount, increasing the flow area for gas passage.

Необходимый состав горючей смеси на режимах холостого хода образуется в газосмесительной проставке 31, куда газ поступает по трубопроводу 34. Необходимый состав горючей смеси на эксплуатационных нагрузочных режимах поддерживается с помощью дозирующе-экономайзерного устройства. The necessary composition of the combustible mixture at idle is formed in the gas mixing spacer 31, where the gas enters through the pipeline 34. The required composition of the combustible mixture at operational loading conditions is supported by a metering-economizing device.

При переходе с одного вида топлива на другой корректор 42 автоматически с помощью электронных средств обеспечивает изменение установочного угла опережения зажигания. При этом величину установочного угла опережения зажигания при работе на газовоздушной смеси выбирают в 2-3 раза больше по сравнению с бензовоздушной смесью, причем нижний предел воспламенения относят к газовоздушной смеси сжиженного нефтяного газа, а верхний предел воспламенения сжатого природного газа. When switching from one type of fuel to another, corrector 42 automatically by electronic means provides a change in the ignition timing. At the same time, the value of the installation ignition timing when working on a gas-air mixture is chosen to be 2-3 times greater compared to a gas-air mixture, the lower ignition limit being attributed to the gas-air mixture of liquefied petroleum gas, and the upper ignition limit of compressed natural gas.

Надежный пуск холодного двигателя при отрицательных температурах обеспечивается при помощи пусковой системы. В процессе пуска холодного двигателя необходимо кратковременное включение пускового клапана 86 для того, чтобы газ из промежуточной ступени 55, минуя выходную ступень 56, поступая в карбюратор-смеситель 26. Работа газовой аппаратуры контролируется с помощью контрольной лампы 16 и манометра 25. Reliable starting of a cold engine at low temperatures is ensured by a starting system. In the process of starting a cold engine, it is necessary to briefly turn on the start valve 86 so that the gas from the intermediate stage 55, bypassing the output stage 56, enters the carburetor mixer 26. The operation of the gas equipment is controlled using a pilot lamp 16 and a pressure gauge 25.

Величина давления газа в баллонах 1 практически пропорциональна количеству содержащегося в них газах. Максимальное рабочее давление газа в баллонах составляет 19,6 МПа. Общая вместимость баллонов 400 л, объем заправляемого газа 80 м³. Вырабатывать газ из системы топливоподачи меньше 0,34 МПа не рекомендуется.The gas pressure in the cylinders 1 is almost proportional to the amount of gas contained in them. The maximum working gas pressure in the cylinders is 19.6 MPa. The total capacity of the cylinders is 400 l, the volume of refueling gas is 80 m ³ . It is not recommended to produce gas from a fuel supply system of less than 0.34 MPa.

Основные технические решения предлагаемого способа работы двухтопливной системы питания газового двигателя внутреннего сгорания и устройства для его осуществления реализованы в конструкции газовой аппаратуры, выпускаемой серийно АО "Аскольд". The main technical solutions of the proposed method of operation of a dual-fuel system for supplying a gas internal combustion engine and a device for its implementation are implemented in the design of gas equipment manufactured in series by Askold JSC.

Claims

1. The method of operation of the dual-fuel power system of a gas internal combustion engine, which consists in the fact that they carry out separate refueling of power systems with gasoline and compressed gas, reduce and meter the gas into the inlet tract, mix it with air to form a gas-air mixture, supply the latter to the engine cylinders and ignite the air-gas mixture at a constant value of the installation angle of ignition timing, characterized in that the compressed gas is reduced at least two times in succession, reducing it simultaneously heating, while the value of the installation angle of ignition timing is automatically changed depending on the type of fuel used.

2. The method according to p. 1, characterized in that the value of the installation angle of ignition timing when working on a gas-air mixture is chosen 2 to 3 times more compared to a gas-air mixture, the lower ignition limit being related to the gas-air mixture of liquefied petroleum gas, and the upper ignition limit compressed natural gas.

3. The method according to p. 1, characterized in that the temperature of the reduced gas in the output stage of the gas gear is automatically maintained within 40 50 ^o C.

4. The device of a dual-fuel supply system for a gas internal combustion engine, comprising a gas storage source with refueling and flow valves, a single-stage high-pressure gas reducer connected through an electromagnetic gas valve to a two-stage low-pressure gas reducer containing an input and output reduction stage and an economizer of operating modes, a carburetor-mixer with a gas mixing device and a fuel type switch connected by an electric circuit to an electromagnetic gasoline gas and gas valves, characterized in that the device is additionally equipped with an electronic control unit, an ignition timing corrector, an electromagnetic starting and main shut-off valves, the gas gear is additionally equipped with an inlet high-pressure stage with a gas filter, a liquid reducing gas heater with a thermostat and control means pressure in steps, the corrector for the ignition timing is made in the form of an electronic circuit that provides delayed electric pulse of a given value and is connected by an electric circuit to the electronic control unit and executive functional elements, the input high-pressure stage is made in the form of a closed cavity and a shut-off element with a drive kinematically connected to the membrane loaded with a spring, the gas pressure control means in steps are made in the form of a spring , a movable rod with a drive and a pressure washer, and the thermostat is made in the form of a hollow cylinder of variable volume with a filler and a locking element and is placed on During the gas preheater in fluid reducer.

5. The device according to claim 4, characterized in that the electromagnetic main shut-off valve is located between the input and intermediate stages and is connected by an electric circuit to the corrector of the ignition timing.

6. The device according to p. 4, characterized in that the electromagnetic starting valve is equipped with a core with a seal and is connected by an electric circuit to the ignition timing corrector.

7. The device according to p. 4, characterized in that the economizer of the operating modes is equipped with a cover and a membrane placed with the formation of the control vacuum and fuel chambers, a fuel valve and a partition with a metering hole in communication with the output stage of the gearbox, the control chamber communicating with the throttle space and the fuel chamber is on the one hand in communication with the output stage, and on the other with a carburetor-mixer.

8. The device according to p. 4, characterized in that the gas mixing device is equipped with annular mixers placed coaxially with the chambers between the bodies of the float and mixing chambers, and a spring-loaded check valve in communication with the throttling space.