RU2755012C1 - Method for controlling fuel supply system to internal combustion gas engine with two-sectional power supply system - Google Patents

Method for controlling fuel supply system to internal combustion gas engine with two-sectional power supply system Download PDF

Info

Publication number
RU2755012C1
RU2755012C1 RU2021106617A RU2021106617A RU2755012C1 RU 2755012 C1 RU2755012 C1 RU 2755012C1 RU 2021106617 A RU2021106617 A RU 2021106617A RU 2021106617 A RU2021106617 A RU 2021106617A RU 2755012 C1 RU2755012 C1 RU 2755012C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
supply
gas
section
fuel
distributed
Prior art date
Application number
RU2021106617A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Семенович Тюфяков
Геннадий Саитянович Туктакиев
Вадим Николаевич Гринев
Константин Владимирович Милов
Владислав Альбертович Колесников
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ")
Priority to RU2021106617A priority Critical patent/RU2755012C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2755012C1 publication Critical patent/RU2755012C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/023Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/024Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Abstract

FIELD: power systems.SUBSTANCE: invention can be used in power systems for gas internal combustion engines. A method for controlling a fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system includes alternating and/or joint operation of both the section (7) of the centralized staged supply of gaseous fuel in the form of compressed combustible gas (CCG) and the main section (8) of the distributed gas fuel supply, installed directly in the intake manifold and made with the possibility of phased supply of gas fuel to each cylinder (17) separately through separate injectors (16) of the gas injector ramps (15). The main section (8) of the distributed supply of gaseous fuel to each cylinder separately is made with the possibility of independent continuous regulation of the phased supply of gaseous fuel to each nozzle (16) from the ramp (15) of the injectors for supplying gaseous fuel to each individual cylinder (17) in accordance with their order work in the internal combustion engine. Section (7) of the centralized staged supply of gas fuel is made with the possibility of a stepwise change in the supply through the block (9) of valve-injectors (10) with at least one stage of supply. The amount of supply of each of the stages of the centralized staged gas fuel supply section (7) is less than or equal to the maximum supply of the main section of the distributed gas fuel supply. The regulation of the operation of the gas internal combustion engine is carried out sequentially. Initially, the gas fuel supply is continuously changed in the range from the minimum to the maximum supply of the main section (8) of the distributed gas fuel supply. Then, if it is necessary to further exceed its specified maximum value, the steps of the staged feed of the centralized section (7) are sequentially switched on, starting from the first minimum stage by opening one injector valve (10) of the block of the centralized staged gas fuel supply section to its maximum supply by opening all valves - nozzles (10) of the unit, which is made with the possibility of a stepwise change in the supply of CCG by the unit (9) of valve-nozzles (10) through the evaporator-swirler (11). Further, between the switching of the steps, they are adjusted, continuously changing within the range from the minimum to the maximum supply of the main section (8) of the distributed supply with hysteresis in both directions, both increasing and decreasing the supply of CCG within the specified limits in accordance with the road situation until the next maximum supply of the main section (8) distributed supply of gas fuel and the need to further increase the total supply of fuel by both sections (7) and (8). Next, they move to the next stage of the section (7) of the centralized staged gas fuel supply, and the supply of the main section (8) of the distributed gas fuel supply is reduced to a minimum. Then, the supply regulation is sequentially repeated within the limits of the possible hysteresis supply of the main section (8) of the distributed gas fuel supply at each subsequent stage of the centralized supply section (7) until it is necessary to exceed the next limit above the specified supply. At the end, if it is further required, the excess is structurally achieved the maximum possible fuel supply by both sections (7) and (8). If it is necessary to reduce the supply of gaseous fuel, the above sequence of actions is repeated in reverse order from the structurally maximum possible fuel supply by both sections (7) and (8) to the minimum supply of one separately operating main section (8) of the distributed gaseous fuel supply. In this case, the current supply of CCG by each section and air is measured in uniform mass or weight units.EFFECT: simplifying the sequence of actions of the method for supplying fuel to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к системам питания газовых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) большой мощности, преимущественно конвертированных из дизельных ДВС и использующих в качестве газового топлива компримированный природный или другой горючий газ. Настоящий способ подачи топлива в газовый ДВС может применяться для автотранспортных средств, сельскохозяйственных, дорожных машин, строительных транспортных средств и другой техники.The invention relates to power systems for gas internal combustion engines (ICE) of high power, mainly converted from diesel internal combustion engines and using compressed natural or other combustible gas as gas fuel. The present method of supplying fuel to a gas internal combustion engine can be applied to motor vehicles, agricultural, road vehicles, construction vehicles and other equipment.

Однако в выхлопных газах, выбрасываемых из камер сгорания двигателя внутреннего сгорания, может оставаться несгоревшее топливо, и то же самое верно для двигателей, работающих на природном газе, так как в пристеночном слое из-за малой температуры и других неблагоприятных условий газообразное топливо не может сгореть полностью. Поскольку метан является парниковым газом, желательно окислить несгоревший метан и продукты его неполного сгорания до того, как выхлопные газы покинут выхлопную трубу автомобиля.However, unburned fuel may remain in the exhaust gases emitted from the combustion chambers of an internal combustion engine, and the same is true for engines operating on natural gas, since in the near-wall layer, due to low temperatures and other unfavorable conditions, gaseous fuel cannot be combusted. fully. Since methane is a greenhouse gas, it is desirable to oxidize unburned methane and its incomplete combustion products before the exhaust gases leave the car's tailpipe.

Существует несколько подходов к сжиганию природного газа в двигателе. Так называемые стехиометрические двигатели, работающие на природном газе, используют фактическое соотношение воздуха и топлива около 14,6: 1, что соответствует лямбде, равной 1, поскольку лямбда рассчитывается путем деления фактического отношения воздух-топливо на 14,6 (что является теоретическим стехиометрическим идеальным соотношением воздуха и топлива). Как определено здесь, двигатель, работающий в стехиометрическом режиме, не обязательно должен работать с лямбдой, равной точно 1,0, но с лямбдой, равной 1 или близкой к ней.There are several approaches to burning natural gas in an engine. The so-called stoichiometric natural gas engines use an actual air-to-fuel ratio of about 14.6: 1, which corresponds to a lambda of 1, since lambda is calculated by dividing the actual air-fuel ratio by 14.6 (which is a theoretical stoichiometric ideal air / fuel ratio). As defined here, an engine running in stoichiometric mode does not need to operate with a lambda of exactly 1.0, but a lambda of or close to 1.

Следующий из них способ с послойным распределением топливно-воздушного заряда в камере сгорания каждого цилиндра, (см., например, патент США US 5052360 А, заявитель GAS RESEARCH INSTITUTE, опубл. 01.10.1991) При этом стараются избавиться от газообразного топлива в пристеночном слое или максимально в нем его обеднить его смесь. Работу ДВС, происходящую под управлением командного блока и заданную программой его работы. При этом, начиная с измерения начальной порции топлива и впуска воздуха во впускной коллектор для образования однородной обедненной топливно-воздушной смеси перед впуском в цилиндры через порт и один или несколько портов топливных форсунок. Гомогенная предельно бедная топливно-воздушная смесь равномерно распределяется по рабочему объему, по меньшей мере, в одном цилиндре во время фазы впуска каждого соответствующего цилиндра. Оставшаяся часть топлива впрыскивается контролируемым образом во время фазы впуска, чтобы сформировать расслоенный заряд внутри каждого цилиндра и обеспечить обогащенный заряд рядом с воспламенителем, таким как свеча зажигания и т.п. Более богатая топливно-воздушная смесь стратифицированного заряда воспламеняется и, в свою очередь, воспламеняет бедную смесь внутри цилиндра. Затем продукты сгорания выпускаются из каждого цилиндра. Это возможно также при подаче обедненной топливно-воздушной смеси через впускной коллектор и подаче в цилиндр порции газообразного топлива желательно сжиженного. При следующем варианте способа смесеобразования и сгорания это возможно сделать путем закручивания заряда и подаче сжиженного или компримированного газообразного топлива из форсунок непосредственно в центр вихря, но при этом неравномерно распределяется газообразное топливо и из-за этого возможно неполное сгорание газообразного топлива в зонах его избыточной концентрации и появление продуктов переокисления азота в зонах, где сжигают обедненную смесь природного газа с воспламенением от свечи зажигания. Бедная смесь означает, что в камере сгорания имеется избыток кислорода, поэтому лямбда больше 1. Следующий путь так называемые двигатели (So called lean burn spark ignition (LBSI)) с искровым зажиганием на обедненной смеси (LBSI), работающие на природном газе, сжигают обедненную смесь природного газа с воспламенением от свечи зажигания. Бедная смесь означает, что в камере сгорания имеется избыток кислорода, поэтому лямбда больше 1. Двигатели LBSI, работающие на природном газе, могут быть менее сложными и менее дорогостоящими, при этом производя более низкие выбросы оксида азота (NOx), по сравнению со стехиометрическими двигателями, работающими на природном газе, работающими без трехкомпонентного катализатора на выхлопе и рециркуляции выхлопных газов, поскольку более высокое соотношение воздух-топливо приводит к снижению температуры горения. Двигатели LBSI, работающие на природном газе, также могут производить более низкие выбросы диоксида углерода по сравнению со стехиометрическими двигателями на природном газе. Соответственно, двигатели LBSI предлагают преимущества в стоимости и производительности по сравнению со стехиометрическими двигателями, работающими на природном газе, в которых не используется рециркуляция выхлопных газов или трехкомпонентные катализаторы. Однако проблема двигателей LBSI, работающих на природном газе, заключается в том, что катализаторы окисления метана могут подавляться воздействием оксидов серы (SOx) даже при очень низких концентрациях, что приводит к снижению эффективности конверсии окисления метана. Основной недостаток известных способов работы является то, что они могут работать только при определенных динамических параметрах работы ДВС, так как любое изменения динамики движения воздуха и подачи топлива, например при изменении частоты вращения вала двигателя или изменение степени дросселирования будут менять распределение бедной и богатой топливно-воздушной смеси в каждом отдельном цилиндре, например из-за изменения движения волн сжатия-расширения по впускному коллектору, вследствие изменения времени, отводимого на конкретный цикл газообмена для конкретного цилиндра и движения указанных волн по впускному коллектору, зависящему от плотности впускаемого воздуха и частоты вращения вала ДВС.The next of them is a method with layer-by-layer distribution of the fuel-air charge in the combustion chamber of each cylinder (see, for example, US patent US 5052360 A, applicant GAS RESEARCH INSTITUTE, publ. 01.10.1991) At the same time, they try to get rid of gaseous fuel in the wall layer or maximally impoverish it in its mixture. The work of the internal combustion engine, which takes place under the control of the command unit and is set by the program of its work. At the same time, starting from the measurement of the initial portion of the fuel and air intake into the intake manifold to form a homogeneous lean air-fuel mixture before entering the cylinders through the port and one or more ports of the fuel injectors. The homogeneous extremely lean fuel-air mixture is evenly distributed over the working volume in at least one cylinder during the intake phase of each respective cylinder. The remainder of the fuel is injected in a controlled manner during the intake phase to form a stratified charge within each cylinder and provide a rich charge near an igniter such as a spark plug or the like. The richer fuel / air mixture of the stratified charge ignites and in turn ignites the lean mixture inside the cylinder. The combustion products are then discharged from each cylinder. This is also possible when a lean air-fuel mixture is supplied through the intake manifold and a portion of gaseous fuel, preferably liquefied, is fed into the cylinder. In the following variant of the mixing and combustion method, this can be done by swirling the charge and supplying liquefied or compressed gaseous fuel from the nozzles directly to the center of the vortex, but the gaseous fuel is unevenly distributed and because of this, incomplete combustion of gaseous fuel in areas of its excessive concentration is possible and the appearance of nitrogen peroxidation products in zones where a lean mixture of natural gas is burned with ignition from a spark plug. A lean mixture means that there is an excess of oxygen in the combustion chamber, therefore the lambda is greater than 1. The next way is the so-called lean burn spark ignition (LBSI) engines with a lean burn ignition (LBSI), running on natural gas, burn the lean a mixture of natural gas with ignition from a spark plug. Poor mixture means that the combustion chamber has an excess of oxygen, however lambda is greater than 1. Engines LBSI, operating on natural gas, may be less complicated and less costly, while producing lower emissions of nitrogen oxide (NO x), as compared with stoichiometric natural gas engines operating without a three-way catalyst on the exhaust and exhaust gas recirculation, since a higher air-fuel ratio results in a lower combustion temperature. LBSI natural gas engines can also produce lower carbon dioxide emissions than stoichiometric natural gas engines. Accordingly, LBSI engines offer cost and performance advantages over stoichiometric natural gas engines that do not use exhaust gas recirculation or triple catalysts. However, the problem engines LBSI, natural gas is the fact that the methane oxidation catalyst can be suppressed the influence of sulfur oxides (SO x) even at very low concentrations, which reduces the efficiency of conversion of methane oxidation. The main disadvantage of the known methods of operation is that they can only work with certain dynamic parameters of the internal combustion engine, since any change in the dynamics of air movement and fuel supply, for example, when the engine speed changes or the degree of throttling changes, the distribution of the lean and rich fuel will change. air mixture in each individual cylinder, for example, due to a change in the movement of compression-expansion waves along the intake manifold, due to a change in the time allotted for a specific gas exchange cycle for a specific cylinder and the movement of these waves along the intake manifold, depending on the density of the intake air and the shaft speed ICE.

Известен способ управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания (см. патент DE112011101688 В4, опубликован 19. 04. 2018, заявитель Suzuki Motor Corporation и TANAKA MASAHIDE), который включает, происходящую под управлением командного блока и заданную программой его работы, попеременную и/или совместную работу, как секции централизованной подачи газового топлива, так и основной секции распределенной подачи газового топлива непосредственно во впускном коллекторе в каждый цилиндр в отдельности.A known method of controlling a fuel supply system for a gas internal combustion engine with a two-section power supply system (see patent DE112011101688 B4, published 19.04.2018, applicant Suzuki Motor Corporation and TANAKA MASAHIDE), which includes, occurring under the control of the command unit and set by the program work, alternating and / or joint work, both of the centralized gas fuel supply section and the main section of the distributed gas fuel supply directly in the intake manifold to each cylinder separately.

В этом патенте блок управления регулирует работу форсунок подачи жидкого испаренного, газифицированного топлива и дозаторов газового топлива в момент переключения питания двигателя с одного вида топлива на другой. Блок управления вычисляет величину коррекции включения работы форсунок, которая добавляется к стандартной величине и длительности впрыска топлива для нормального режима работы двигателя при запросе на переключение с одного вида топлива на другое. Основным недостатком известной и других аналогичных двухтопливных систем питания является сложность конструкции из-за использования, помимо газового топлива, жидкого топлива, необходимости его испарения и/или газификации учета суммарной теплотворной способности в каждый момент работы, каждой совместно используемой порции газового и жидкого топлива и определения оптимального или заданного соотношения в топливно-воздушной смеси суммарной теплотворной способности смеси газожидкостной порции поступившего в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания общего количества топлива с учетом гистерезиса подачи заменяющего топлива при переходе или подключении подачи второго вида топлива.In this patent, the control unit regulates the operation of the injectors for supplying liquid evaporated, gasified fuel and gas fuel dispensers at the time of switching the engine power from one type of fuel to another. The control unit calculates the injector correction amount, which is added to the standard value and fuel injection duration for normal engine operation when a request to switch from one type of fuel to another is requested. The main disadvantage of the known and other similar dual-fuel power systems is the complexity of the design due to the use, in addition to gas fuel, liquid fuel, the need for its evaporation and / or gasification of accounting for the total calorific value at each moment of operation, each shared portion of gas and liquid fuel and determination the optimal or specified ratio in the fuel-air mixture of the total calorific value of the mixture of the gas-liquid portion of the total amount of fuel supplied to the gas internal combustion engine with a two-section power supply system, taking into account the hysteresis of the replacement fuel supply when switching or connecting the supply of the second type of fuel.

Известен способ управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания, включающий, происходящую под управлением командного блока и задаваемую алгоритмом программы его работы, попеременную и/или совместную работу, как секции централизованной подачи газового топлива так и основной секции распределенной подачи газового топлива непосредственно во впускном коллекторе в каждый цилиндр в отдельности, (см. патент США №US 5052360 А, опубликован 01.10.1991, заявитель GAS RESEARCH INSTITUTE).There is a known method for controlling a fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system, including, occurring under the control of the command unit and set by the algorithm of the program of its operation, alternating and / or joint work, both of the centralized gas fuel supply section and the main section of the distributed gas supply fuel directly in the intake manifold into each cylinder separately, (see US patent No. US 5052360 A, published 01.10.1991, applicant GAS RESEARCH INSTITUTE).

В известном способе управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания совместной подачей топлива, как секцией централизованной подачи газового топлива, так и основной секцией распределенной подачи газового топлива непосредственно во впускном коллекторе в каждый цилиндр в отдельности, при этом обе секции подачи топлива работают совместно и постоянно. Такая последовательность работы требует большого запаса по производительности и подаче форсункой как секции централизованной подачи газового топлива во впускной коллектор, так и каждой регулируемой форсунки из рампы основной секции распределенной подачи газового топлива расположенной непосредственно во впускном коллекторе на входе в каждый цилиндр в отдельности, что усложняет как конструкцию системы питания, так и последовательность действий способа, так как это требует определить и рассчитать общую подачу топлива в ДВС для обеспечения достаточного количества топлива на всех режимах, особенно переходных, и послойного распределения топлива в цилиндрах.In the known method for controlling the fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section fuel supply system, both a centralized gas fuel supply section and the main section of a distributed gas fuel supply directly in the intake manifold to each cylinder separately, while both supply sections fuels work together and constantly. Such a sequence of operation requires a large margin in performance and delivery by the nozzle of both the centralized gas supply section to the intake manifold and each variable injector from the ramp of the main section of the distributed gas fuel supply located directly in the intake manifold at the inlet to each cylinder separately, which complicates both the design of the power supply system, and the sequence of actions of the method, since this requires determining and calculating the total supply of fuel to the internal combustion engine to ensure a sufficient amount of fuel in all modes, especially transitional ones, and layered distribution of fuel in the cylinders.

Известен способ управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания, включающий, происходящую под управлением командного блока и заданную программой его работы, попеременную и/или совместную работу, как секции централизованной подачи газового топлива, так и основной секции распределенной подачи газового топлива непосредственно во впускном коллекторе в каждый цилиндр в отдельности, (см. патент США №US 5413075 А, опубликован 09.05.1995, заявитель MAZDA MOTOR CORPORATION).A known method for controlling a fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system, including, occurring under the control of the command unit and set by the program of its operation, alternate and / or joint operation, both of the centralized gas fuel supply section and the main section of the distributed gas supply fuel directly in the intake manifold into each cylinder separately, (see US patent No. US 5413075 A, published 05/09/1995, applicant MAZDA MOTOR CORPORATION).

В известном способе управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания и совместной подачей топлива, как секцией централизованной подачи газового топлива, так и основной секцией распределенной подачи газового топлива непосредственно во впускном коллекторе в каждый рабочий цилиндр в отдельности, при этом обе секции подачи топлива работают совместно и попеременно самостоятельно. Такая последовательность работы требует большого запаса по производительности и подаче форсункой, как для секции централизованной подачи газового топлива во впускной коллектор, так и для каждой регулируемой форсунки из рампы основной секции распределенной подачи газового топлива расположенной непосредственно во впускном коллекторе на входе в каждый цилиндр в отдельности, что усложняет как конструкцию систему питания, так и последовательность действий способа при ее работе, так как это требует определить и рассчитать общую подачу топлива в ДВС для обеспечения достаточного количества топлива на всех режимах, особенно переходных, позволяющих обеспечить рабочие характеристики и заданное выделение токсичных выбросов при послойном распределении топлива в рабочих цилиндрах ДВС, имеющих сложную конфигурацию.In the known method for controlling the fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system and joint fuel supply, both by the centralized gas fuel supply section and by the main section of the distributed gas fuel supply directly in the intake manifold to each working cylinder separately, both the fuel supply sections work together and alternately independently. This sequence of operation requires a large margin in performance and delivery by the nozzle, both for the centralized gas fuel supply section to the intake manifold, and for each variable injector from the ramp of the main section of the distributed gas fuel supply located directly in the intake manifold at the inlet to each cylinder separately. which complicates both the design of the power system and the sequence of actions of the method during its operation, since this requires determining and calculating the total fuel supply to the internal combustion engine to ensure a sufficient amount of fuel in all modes, especially transient ones, allowing to ensure performance and a given emission of toxic emissions during layered distribution of fuel in the working cylinders of the internal combustion engine with a complex configuration.

Известен способ управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания, модифицированный из дизельного двигателя, с двухсекционной системой питания, включающий, происходящую под управлением командного блока и заданную программой его работы, попеременную и/или совместную работу, как секции централизованной подачи газового топлива так и основной секции распределенной подачи газового топлива непосредственно во впускном коллекторе в каждый цилиндр в отдельности, (см. патент США №US 6816773 В2, опубликован 09.11.2004, заявитель VOLVO LASTVAGNAR АВ).A known method of controlling a fuel supply system to a gas internal combustion engine, modified from a diesel engine, with a two-section power supply system, including, occurring under the control of the command unit and set by the program of its operation, alternate and / or joint operation, both of the centralized gas fuel supply section and the main section of the distributed supply of gas fuel directly in the intake manifold to each cylinder separately, (see US patent No. US 6816773 B2, published 09.11.2004, applicant VOLVO LASTVAGNAR AB).

В известном способе управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания и совместной подачей топлива, или секцией централизованной подачи газового топлива, и/или основной секцией распределенной подачи газового топлива непосредственно во впускном коллекторе в каждый рабочий цилиндр в отдельности, при этом обе секции подачи топлива работают совместно и/или попеременно самостоятельно. Такая последовательность работы требует большого запаса по производительности и подаче форсункой, как для секции централизованной подачи газового топлива во впускной коллектор, так и для каждой регулируемой форсунки из рампы основной секции распределенной подачи газового топлива, расположенной непосредственно во впускном коллекторе на входе в каждый цилиндр в отдельности, что усложняет как конструкцию системы питания, так и последовательность действий способа при ее работе, так как это требует определить и рассчитать общую подачу топлива в ДВС для обеспечения достаточного количества топлива на всех режимах, особенно переходных, позволяющих обеспечить рабочие характеристики и заданное выделение токсичных выбросов при послойном распределении топлива в рабочих цилиндрах ДВС, имеющих сложную конфигурацию, при этом переход из одной области диаграммы скорости вращения и нагрузки двигателя внутреннего сгорания, то есть от одного режима например с режима с обеднением топливно-воздушной смеси к режиму, где двигатель внутреннего сгорания работает в стехиометрическом режиме или в режиме с насыщенной энергией со значением лямбда от 0,7 до 1,0 и при обратном переходе. При этом система подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания имеет командное устройство управления, которое взаимодействует с исполнительными механизмами, предназначенными для установки угла дроссельной заслонки, с устройством впрыска для установки времени впрыска и с системой зажигания для управления зажиганием для управления углом дроссельной заслонки и количеством топлива, подаваемого в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, и которое работает с возможностью перехода из режима с обеднением топливно-воздушной смеси к режиму, где двигатель внутреннего сгорания работает в стехиометрическом режиме или в режиме с насыщенной энергией со значением лямбда от 0,7 до 1,0 и при обратном переходе из стехиометрического режима или режима с насыщенной энергией, и при этом переход с одного режима на другой с переходной областью, имеющей гистерезис, (Следует разъяснить, что греческое слово «гистерезис» означает «отставание», что в данном случае означает, что первая зона первого режима и вторая зона второго режима частично перекрывают друг друга с образованием переходного пространства с гистерезисом, то есть с образованием области с возможностью отставания перехода из одного режима в другой и смены во времени одного режима на другой и обратно.)In a known method for controlling a fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system and joint fuel supply, or a centralized gas fuel supply section, and / or a main section of a distributed gas fuel supply directly in the intake manifold to each working cylinder separately, while both sections of the fuel supply work together and / or alternately independently. Such a sequence of operation requires a large margin in performance and delivery by the nozzle, both for the centralized gas fuel supply section to the intake manifold and for each variable injector from the ramp of the main section of the distributed gas fuel supply located directly in the intake manifold at the inlet to each cylinder separately. , which complicates both the design of the power system and the sequence of actions of the method during its operation, since this requires determining and calculating the total fuel supply to the internal combustion engine to ensure a sufficient amount of fuel in all modes, especially transient ones, allowing to ensure performance and a given emission of toxic emissions with layer-by-layer distribution of fuel in the working cylinders of the internal combustion engine, having a complex configuration, while the transition from one region of the diagram of the rotation speed and load of the internal combustion engine, that is, from one mode, for example, from a mode with a depletion of the fuel-air mixture to a mode where the internal combustion engine is operating in stoichiometric mode or in a mode with saturated energy with a lambda value between 0.7 and 1.0 and in the reverse transition. In this case, the fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system has a command control device that interacts with actuators designed to set the throttle valve angle, with an injection device for setting the injection time and with an ignition system for controlling the ignition to control the throttle angle. flap and the amount of fuel supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine, and which operates with the possibility of transition from a lean mode of the fuel-air mixture to a mode where the internal combustion engine operates in stoichiometric mode or in a saturated energy mode with a lambda value of 0, 7 to 1.0 and during the reverse transition from the stoichiometric mode or the saturated energy mode, and at the same time the transition from one mode to another with a transition region having hysteresis, (It should be clarified that the Greek word "hysteresis" means "lag", which in this case means that the first zone of the first regime and the second zone of the second regime partially overlap each other with the formation of a transition space with hysteresis, that is, with the formation of a region with the possibility of lagging the transition from one regime to another and changing in time from one regime to another and back.)

Известный двигатель внутреннего сгорания управляется командным блоком устройства управления, которое выполнено с возможностью управления: дросселем для получения правильного угла дросселя для текущего рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания, устройствами впрыска для достижения правильной подачи топлива текущего рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания и системы зажигания для достижения правильного времени зажигания для текущего рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания. Для этого устройство управления взаимодействует с исполнительным механизмом (не показан), предназначенным для установки угла дроссельной заслонки, с устройством впрыска форсунок рампы для установки времени опережения впрыска и с системой зажигания для управления зажиганием.The known internal combustion engine is controlled by the command unit of the control device, which is configured to control: the throttle to obtain the correct throttle angle for the current operating state of the internal combustion engine, injection devices to achieve the correct fuel supply of the current operating state of the internal combustion engine and the ignition system to achieve the correct time ignition for the current operating state of the combustion engine. For this, the control device interacts with an actuator (not shown) for setting the throttle valve angle, with the injection device of the rail injectors for setting the injection timing and with the ignition system for controlling the ignition.

Известен способ управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания, включающий работу, происходящую под управлением командного устройства или командного блока управления и заданную программой его работы, попеременную и/или совместную работу, как секции централизованной подачи газового топлива так и основной секции распределенной подачи газового топлива с помощью рампы форсунок, установленной непосредственно во впускном коллекторе в каждый цилиндр в отдельности, (см. патент РФ №RU 2726424 С1, опубликован 14.07.2020, заявитель Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ")).There is a method of controlling a fuel supply system for a gas internal combustion engine with a two-section power supply system, which includes work under the control of a command device or a command control unit and set by the program of its operation, alternating and / or joint work, both of the centralized gas fuel supply section and the main section of distributed gas fuel supply using a ramp of nozzles installed directly in the intake manifold in each cylinder separately (see RF patent No. RU 2726424 C1, published on July 14, 2020, applicant Federal State Unitary Enterprise "Central Order of the Red Banner of Labor Research Automobile and Automotive Institute "NAMI" (FSUE "NAMI")).

Устройство двухсекционной системы питания компримированным горючим газообразным (КГГо) топливом двигателя внутреннего сгорания, конвертированного из дизельного двигателя, содержит впускной коллектор с впускным патрубком и воздушным дросселем, топливный бак компримированного горючего газа ( КГГ), редуктор - регулятор давления КГГ, переключатель подачи газового топлива, выполненный с возможностью подачи КГГ или в первую секцию централизованной подачи КГГ, или во вторую основную секцию распределенной подачи газового топлива на впуск в отдельные цилиндры ДВС, или в обе секции одновременно, причем первая секция, выполнена с возможностью централизованной регулируемой подачи КГГ во впускной коллектор через блок газовых форсунок, и вторая основная секция, выполнена с возможностью распределенной подачи газового топлива на впуск в каждый отдельный цилиндр ДВС через отдельные форсунки рампы газовых форсунок. Основным недостатком предложенной системы питания является потребность в сложном устройстве управления разными по назначению и работе секциями с набором однотипных форсунок.The device of a two-section compressed combustible gaseous (KGGo) fuel supply system for an internal combustion engine converted from a diesel engine contains an intake manifold with an inlet pipe and an air throttle, a compressed combustible gas (KGG) fuel tank, a reducer - KGG pressure regulator, a gas fuel supply switch, made with the possibility of supplying the KGG either to the first section of the centralized supply of the KGG, or to the second main section of the distributed supply of gaseous fuel to the inlet to the individual cylinders of the internal combustion engine, or to both sections simultaneously, and the first section is made with the possibility of a centralized controlled supply of the KGG to the intake manifold through the block of gas injectors, and the second main section, is made with the possibility of distributed supply of gas fuel to the inlet to each separate cylinder of the internal combustion engine through separate injectors of the gas injector ramp. The main disadvantage of the proposed power system is the need for a complex control device for different purpose and operation of sections with a set of nozzles of the same type.

Способ управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания, включающий, происходящую под управлением командного блока и заданную программой его работы, попеременную и/или совместную работу, как секции централизованной ступенчатой подачи газового топлива, через клапан - форсунку, так и основной секции распределенной подачи газового топлива, установленной непосредственно во впускном коллекторе и выполненной с возможностью подачи газового топлива в каждый цилиндр в отдельности через рампу газовых форсунок, причем основная секция распределенной подачи газового топлива непосредственно во впускном коллекторе в каждый цилиндр в отдельности выполнена с возможностью независимого непрерывного синхронного одновременного регулирования подачи газового топлива каждой форсунки из рампы форсунок подачи газового топлива в соответствии с порядком работы ДВС, а секция централизованной подачи газового топлива выполнена с возможностью ступенчатого изменения подачи, по меньшей мере, с одной ступенью подачи (см. патент РФ №RU 2424440 С1, опубликован 20.07.2011, заявитель МИЦУБИСИ ХЭВИ ИНДАСТРИЗ, ЛТД.).A method for controlling a fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system, including, under the control of the command unit and set by the program of its operation, alternate and / or joint operation, both of the centralized staged gas fuel supply section, through the nozzle valve, and the main section of the distributed supply of gaseous fuel, installed directly in the intake manifold and made with the possibility of supplying gaseous fuel to each cylinder separately through the ramp of gas injectors, and the main section of the distributed supply of gaseous fuel directly in the intake manifold to each cylinder individually is made with the possibility of independent continuous synchronous simultaneous regulation of the supply of gas fuel to each nozzle from the ramp of the gas fuel supply injectors in accordance with the operating procedure of the internal combustion engine, and the centralized gas fuel supply section is made with the possibility of staged and feed changes with at least one feed stage (see RF patent No. RU 2424440 C1, published on July 20, 2011, applicant MITSUBISHI HEVI INDUSTRIES, LTD.).

В известном способе управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания, выполненной с возможностью попеременной и/или совместной подачи компримированного горючего газообразного (КГГо) топлива, или секцией централизованной ступенчатой подачи газового топлива, и/или основной секцией распределенной подачи газового топлива, установленной непосредственно во впускном коллекторе с возможностью синхронизированной по фазе подачи КГГ в каждый рабочий цилиндр в соответствии с порядком работы ДВС, при этом обе секции подачи топлива работают совместно и/или попеременно самостоятельно. При этом система подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания имеет устройство управления с командным блоком, которое взаимодействует с датчиками и исполнительным механизмом, предназначенным для установки угла дроссельной заслонки, с устройством впрыска для установки времени впрыска и с системой зажигания для управления зажиганием для управления углом дроссельной заслонки и количеством топлива, подаваемого в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания. Основным недостатком системы является сложность устройства управления с командным блоком и ограниченность диапазона изменения величины ступенчатой подачи КГГ из-за использования двухпозиционного клапана - форсунки, выполненного с возможностью отвода для части КГГ ступенчатой подачи, что приводит к невозможности непрерывного регулирования без резких изменений подачи топлива.In a known method for controlling a fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system configured to alternately and / or jointly supply a compressed combustible gaseous (KGGo) fuel, or a centralized staged gaseous fuel supply section, and / or a main section of a distributed gas supply fuel installed directly in the intake manifold with the possibility of phase-synchronized supply of the KGG to each working cylinder in accordance with the operating procedure of the internal combustion engine, while both sections of the fuel supply work together and / or alternately independently. In this case, the fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system has a control device with a command unit that interacts with sensors and an actuator for setting the throttle valve angle, with an injection device for setting the injection time and with an ignition system for controlling the ignition. to control the throttle angle and the amount of fuel supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine. The main disadvantage of the system is the complexity of the control device with the command unit and the limited range of variation of the staged feed rate of the KGG due to the use of a two-position valve - nozzle made with the possibility of diverting a part of the KGG of the stepped feed, which leads to the impossibility of continuous regulation without abrupt changes in the fuel supply.

Этот способ работы ДВС имеет наибольшее число сходных действий при работе системы питания, решает аналогичную техническую задачу и по этой причине заявитель считает его наиболее близким аналогом, то есть прототипом.This method of operation of the internal combustion engine has the greatest number of similar actions during the operation of the power supply system, solves a similar technical problem and for this reason the applicant considers it to be the closest analogue, that is, a prototype.

Следует отметить, что подача больших масс КГГ во впускной патрубок, без учета необходимого и достаточного подвода тепла к ним для их полной газификации, приведет к ухудшению смесеобразования и распределения КГГ из-за возникновения возможности заброса его жидких составляющих, повторно сконденсировавшихся из паров отдельных газообразных составляющих КГГ или не успевших испариться или недостаточно перемешенных с воздухом газообразных компонент и попадания их в отдельные цилиндры. Как известно даже получение гомогенных смесей из двух газообразных составляющих является сложной технической задачей, так как требует или усиленной турбулизации потока, или сложной конструкции для перемешивания воздуха и КГГ путем разбиения основного потока на множество мелких струй. И первый и второй варианты конструкции не позволят обеспечить достаточный подогрев КГГ во всем объеме при одновременном создании гомогенной топливно-воздушной смеси и ее распределение по отдельным цилиндрам.It should be noted that the supply of large masses of KGG to the inlet pipe, without taking into account the necessary and sufficient supply of heat to them for their complete gasification, will lead to a deterioration in the mixture formation and distribution of KGG due to the possibility of throwing its liquid components re-condensed from the vapors of individual gaseous components. KGG or gaseous components that did not have time to evaporate or are not sufficiently mixed with air and get them into separate cylinders. As you know, even obtaining homogeneous mixtures of two gaseous components is a complex technical problem, since it requires either enhanced turbulization of the flow, or a complex design for mixing air and CHG by splitting the main flow into many small jets. Both the first and second design options will not allow sufficient heating of the KGG in the entire volume while simultaneously creating a homogeneous fuel-air mixture and its distribution among individual cylinders.

Изобретение предназначено для решения технической задачи, направленной на достижение возможности упрощения последовательности действий способа и конструкции элементов системы подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания, служащей для реализации предложенного способа, упрощения устройства управления командным блоком с упрощенной программой управления и при одновременном расширении диапазона нагрузочных и скоростных возможностей работы газового двигателя внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания в условиях воздействия постоянно изменяющихся внешних факторов в соответствии с постоянно изменяющей дорожной обстановкой, приводящих к изменению режимов работы ДВС, таких как, нагрузка, как необходимая частота вращения выходного вала ДВС и необходимая скорость движения автомобиля, с учетом воздействия внутренних факторов, таких как, например, меняющегося в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов распределения КГГ по длине впускного патрубка и впускного коллектора и изменения вследствие этого распределения массы топливно-воздушной смеси по цилиндрам и с выполнением оптимального смесеобразования для всех цилиндров в газовом испарителе -завихрителе, в котором на всех режимах должна готовиться гомогенная топливно-воздушная смесь, включая ступенчатую оптимизацию топливо-воздушного соотношения и учитывая ее динамическое изменение и распределение на всех режимах работы ДВС.The invention is intended to solve a technical problem aimed at achieving the possibility of simplifying the sequence of actions of the method and the design of the elements of the fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system, which serves to implement the proposed method, simplify the control unit of the command unit with a simplified control program and while expanding the range of load and speed capabilities of a gas internal combustion engine with a two-section power supply system under the influence of constantly changing external factors in accordance with constantly changing road conditions, leading to a change in the operating modes of the internal combustion engine, such as the load, such as the required speed of the output shaft of the internal combustion engine and the required the speed of the vehicle, taking into account the influence of internal factors, such as, for example, the distribution of the KGG along the length of the intake, which varies depending on the speed and load modes th branch pipe and intake manifold and changes as a result of this the distribution of the mass of the fuel-air mixture over the cylinders and with the implementation of optimal mixture formation for all cylinders in the gas evaporator-swirler, in which a homogeneous fuel-air mixture should be prepared in all modes, including stepwise optimization of the fuel-air ratio and taking into account its dynamic change and distribution in all operating modes of the internal combustion engine.

Как уже указывалось греческое слово «гистерезис» означает «отставание». Применительно к нашему случаю, это будет означать, что ступенчатое изменение подачи осуществляют секцией централизованной ступенчатой подачи газового топлива с помощью блока клапанов - форсунок обычно при большом и резком изменении нагрузки и соответственно такой же подачи КГГ, а текущее непрерывное регулирование подачи осуществляют посредством основной секции в пределах текущего изменения распределенной фазированной подачи КГГ, осуществляя его при постоянной неизменной подаче на каждой из ступеней централизованной ступенчатой секции, соответственно с необходимым опережением или отставанием величины подачи, непрерывно изменяемой в основной секции распределенной подачи КГГ по цилиндрам в соответствии с порядком их работы в ДВС и изменением дорожной обстановки, при этом непрерывно изменяемый распределенный фазированный впрыск газового топлива будет происходить в пределах подачи каждой форсункой рампы согласно порядку работы ДВС в каждый отдельный цилиндр на каждой ступени секции централизованной ступенчатой подачи до перехода на другую последующую ступень подачи секцией централизованной ступенчатой подачи. При котором, очевидно, что автоматически подача основной секцией в пределах текущего изменения распределенной фазированной подачи КГГ будет уменьшена до минимума.As already indicated, the Greek word "hysteresis" means "lagging." With regard to our case, this will mean that a stepwise change in feed is carried out by a centralized stepwise supply of gas fuel using a valve block - nozzles, usually with a large and abrupt change in the load and, accordingly, the same feed of KGG, and the current continuous regulation of the feed is carried out by means of the main section in within the current change in the distributed phased feed of the KGG, carrying it out with a constant constant feed at each of the stages of the centralized stepped section, respectively, with the necessary advance or lagging of the feed value, continuously changing in the main section of the distributed feed of the KGG by the cylinders in accordance with the order of their operation in the internal combustion engine and a change in the road situation, while continuously variable distributed phased injection of gas fuel will occur within the supply of each ramp nozzle according to the order of operation of the internal combustion engine in each individual cylinder at each stage of the central section step feed before switching to another subsequent feed step by the centralized step feed section. In this case, it is obvious that automatically the feed by the main section within the current variation of the distributed phased feed of the CHG will be reduced to a minimum.

Поставленная техническая задача решается тем, что способ управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания, включающий, происходящую под управлением командного блока и заданную программой его работы, попеременную и/или совместную работу, как секции централизованной ступенчатой подачи газового топлива в виде компримированного горючего газа (КГГ), так и основной секции распределенной подачи газового топлива, установленной непосредственно во впускном коллекторе и выполненной с возможностью фазированной подачи газового топлива в каждый цилиндр в отдельности через отдельные форсунки рампы газовых форсунок, причем основная секция распределенной подачи газового топлива в каждый цилиндр в отдельности выполнена с возможностью независимого непрерывного регулирования фазированной подачи газового топлива каждой форсунки из рампы форсунок подачи газового топлива в каждый отдельный цилиндр в соответствии с порядком их работы в ДВС, а секция централизованной ступенчатой подачи газового топлива выполнена с возможностью ступенчатого изменения подачи через блок клапанов-форсунок, по меньшей мере, с одной ступенью подачи, отличающийся тем, что величина подачи каждой из ступеней секции централизованной ступенчатой подачи газового топлива меньше или равна максимальной подаче основной секции распределенной подачи газового топлива, а регулирование работы газового двигателя внутреннего сгорания осуществляют последовательно, в начале непрерывно изменяя подачу газового топлива в пределах от минимальной до максимальной подачи основной секции распределенной подачи газового топлива, а затем при необходимости дальнейшего превышении указанного ее максимального значения, последовательно включают ступени ступенчатой подачи централизованной секции, начиная с первой минимальной ступени путем открытия одного клапана - форсунки блока секции централизованной ступенчатой подачи газового топлива до ее максимальной подачи путем открытия всех клапанов - форсунок блока, которая выполнена с возможностью ступенчатого изменения подачи КГГ блоком клапанов-форсунок через испаритель - завихритель, и далее между переключениями ступеней регулируют, непрерывно изменяя в пределах от минимальной до максимальной подачи основной секции распределенной подачи с гистерезисом в обоих направлениях как увеличения, так и уменьшения подачи КГГ в указанных пределах в соответствии с дорожной обстановкой до момента достижения очередной максимальной подачи основной секции распределенной подачи газового топлива и необходимости дальнейшего повышения суммарной подачи топлива обеими секциями, далее переходят на следующую ступень секции централизованной ступенчатой подачи газового топлива, а подачу основной секции распределенной подачи газового топлива при этом уменьшают до минимума, и затем последовательно повторяют регулирование подачи в пределах возможной гистерезисной подачи основной секции распределенной подачи газового топлива на каждой последующей ступени секции централизованной подачи до момента необходимости превышения очередного предела свыше указанной подачи, а в конце при ее дальнейшей необходимости превышения достигают конструктивно максимально возможной подачи топлива обеими секциями, а при необходимости снижения подачи газового топлива повторяют указанную выше последовательность действий в обратном порядке от конструктивно максимально возможной подачи топлива обеими секциями до минимальной подачи одной, отдельно работающей, основной секции распределенной подачи газового топлива, при этом текущую подачу КГГ каждой секцией и воздуха измеряют в единых массовых или весовых единицах.The technical problem posed is solved by the fact that a method for controlling the fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system, including, occurring under the control of the command unit and set by the program of its operation, alternating and / or joint work as a section of centralized staged gas fuel supply to in the form of compressed combustible gas (KGG), and the main section of the distributed gas fuel supply, installed directly in the intake manifold and made with the possibility of phased supply of gas fuel to each cylinder separately through separate nozzles of the gas injector rail, and the main section of the distributed gas fuel supply to each cylinder is individually made with the possibility of independent continuous regulation of the phased supply of gas fuel to each nozzle from the ramp of gas fuel supply injectors to each individual cylinder in accordance with the order of their operation in the internal combustion engine, and the section centralized staged gas fuel supply is made with the possibility of a stepwise change in the supply through the block of injector valves with at least one supply stage, characterized in that the supply amount of each of the stages of the centralized staged gas fuel supply section is less than or equal to the maximum supply of the main section of the distributed supply gas fuel, and the regulation of the operation of the gas internal combustion engine is carried out sequentially, at the beginning, continuously changing the supply of gas fuel in the range from the minimum to the maximum supply of the main section of the distributed supply of gas fuel, and then, if necessary, further exceeding its specified maximum value, sequentially include the steps of the step supply centralized section, starting from the first minimum stage by opening one valve - the injector of the block of the centralized staged gas fuel supply section to its maximum supply by opening all valves nov - block nozzles, which is made with the possibility of a stepwise change in the flow of KGG by the block of nozzle valves through the evaporator - swirler, and then between the switching of the stages, it is regulated, continuously changing from the minimum to the maximum supply of the main section of the distributed supply with hysteresis in both directions as an increase, and a decrease in the KGG supply within the specified limits in accordance with the road situation until the next maximum supply of the main section of the distributed gas fuel supply is reached and the need to further increase the total fuel supply by both sections, then they move to the next stage of the centralized staged gas fuel supply section, and the main the section of the distributed supply of gaseous fuel is reduced to a minimum, and then successively repeat the regulation of the supply within the possible hysteresis supply of the main section of the distributed supply of gaseous fuel at each subsequent stage of the centralized supply section until it is necessary to exceed the next limit above the specified supply, and at the end, if it is further necessary, the structurally maximum possible supply of fuel by both sections is reached, and if necessary, the decrease in the supply of gaseous fuel, the above sequence of actions is repeated in reverse order from the structurally maximum possible supply of fuel by both sections to the minimum supply of one, separately operating, main section of the distributed supply of gas fuel, while the current supply of KGG by each section and air is measured in uniform mass or weight units.

Такое регулирование подачи KIT позволяет простым образом осуществлять способ управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания и обеспечивать работу любого газового ДВС, то есть реализовать простой способ с минимальным набором действий, при этом действия имеют минимальное разнообразие, например, такие как включить - выключить клапана - форсунки блока секции централизованной ступенчатой подачи вне зависимости от последовательности работы цилиндров, и при относительно малом изменении подачи фазированное включение форсунок подачи КГГ распределенного впрыска из рампы форсунок основной секции распределенной подачи газового топлива в каждый отдельный цилиндр в соответствии с порядком их работы в ДВС, в результате чего достигают достаточно плавного, непрерывного и точного текущего регулирования в соответствии с дорожной обстановкой для широкого диапазона мощностей ДВС.Таким образом секция централизованной ступенчатой подачи подает во время работы каждой ступени в большой порционной массе достаточное количество КГГ в виде гомогенизированной топливно-воздушной смеси в любой цилиндр ДВС, а более точное, непрерывное регулирование, достаточное для оптимальной работы ДВС в текущей постоянно изменяющейся дорожной обстановке ведется путем подачи КГГ через форсунки распределенного впрыска из рампы форсунок основной секции распределенной подачи газового топлива в каждый отдельный цилиндр в соответствии с порядком их работы в ДВС. При этом впрыскивание порции КГГ в отдельный цилиндр соответствующей форсункой рампы не должно критически ухудшить гомогенность смеси в этом цилиндре, так как на холостом ходу охлаждение смеси в каждом отдельном цилиндре, вследствие испарения КГГ приведет к улучшению массового наполнения цилиндра гомогенной топливно-воздушной смесью, что снизит относительную долю впрыснутого КГГ, а при увеличении общего расхода КГГ доля впрыскиваемой порции продолжит уменьшатся и влияние неравномерности соответственно снизится из-за ускорения испарения и нагрева от большей массы части гомогенной топливно-воздушной смеси и как уже указывалось ее охлаждение в каждом отдельном цилиндре повысит его наполнение.Such regulation of the KIT supply allows a simple way to implement a method for controlling the fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system and to ensure the operation of any gas internal combustion engine, that is, to implement a simple method with a minimum set of actions, while the actions have a minimum variety, for example, such as turn on - turn off the valves - nozzles of the block of the centralized stepped feed section, regardless of the sequence of operation of the cylinders, and with a relatively small change in feed, phased activation of the feed nozzles of the KGG distributed injection from the injector ramp of the main section of the distributed gas fuel supply to each individual cylinder in accordance with the order of their operation in the internal combustion engine, as a result of which a sufficiently smooth, continuous and accurate current regulation is achieved in accordance with the road situation for a wide range of internal combustion engine powers. Thus, the centralized step feed section feeds the operating time of each stage in a large batch mass is a sufficient amount of KGG in the form of a homogenized fuel-air mixture in any cylinder of the internal combustion engine, and more accurate, continuous regulation, sufficient for optimal operation of the internal combustion engine in the current constantly changing road situation, is carried out by supplying the KGG through distributed injection nozzles from ramps of injectors of the main section of the distributed supply of gas fuel to each individual cylinder in accordance with the order of their operation in the internal combustion engine. At the same time, injecting a portion of KGG into a separate cylinder by the corresponding rail injector should not critically worsen the homogeneity of the mixture in this cylinder, since at idle speed, the cooling of the mixture in each individual cylinder, due to the evaporation of the KGG, will lead to an improvement in the mass filling of the cylinder with a homogeneous fuel-air mixture, which will reduce the relative proportion of injected CHG, and with an increase in the total flow rate of CHG, the proportion of the injected portion will continue to decrease and the effect of unevenness will accordingly decrease due to the acceleration of evaporation and heating from the greater mass of a part of the homogeneous fuel-air mixture and, as already indicated, its cooling in each individual cylinder will increase its filling ...

Такое регулирование подачи КГГ позволяет осуществлять общее достаточно плавное, непрерывное и точное регулирование работы газового ДВС из-за механической инерционности поршневых ДВС и аэродинамической инерционности газодинамических процессов смесеобразования, газообмена и сгорания, это позволяет использовать простое устройство системы управления с простыми средствами контроля и управления, то есть с конструктивно простым командным блоком и с несложной задающей программой его работы, обеспечивающими простую организацию питания газовым топливом любого по мощности ДВС путем использования клапанов - форсунок секции централизованной ступенчатой подачи с большим расходом и путем использования рампы из форсунок основной секции распределенной гистерезисной подачи газового топлива с по форсуночным фазировано распределенным регулируемым впрыском с текущим распределением в соответствии с порядком работы цилиндров ДВС точным, постоянным и непрерывным изменением расхода КГГ в соответствии с дорожной обстановкой.Such regulation of the KGG supply allows for a general rather smooth, continuous and accurate regulation of the operation of a gas internal combustion engine due to the mechanical inertia of piston internal combustion engines and aerodynamic inertia of gas-dynamic processes of mixture formation, gas exchange and combustion, this allows the use of a simple control system device with simple monitoring and control means, then there is a structurally simple command unit and a simple master program of its operation, providing a simple organization of gas fuel supply of any internal combustion engine power by using valves - nozzles of the centralized stepped feed section with a high flow rate and by using a ramp from the nozzles of the main section of the distributed hysteresis gas fuel supply with by injector, phased distributed variable injection with current distribution in accordance with the order of operation of the internal combustion engine cylinders; accurate, constant and continuous change in the flow rate of the KGG in accordance with the road th setting.

Только при объединении в одном месте и едином устройстве процесса ступенчатого изменения подачи КГГ блоком клапанов-форсунок и процессов регулируемого ступенчато изменяющегося подогрева и полного испарения его при прохождении его через испаритель - завихритель, которые обязательны и в совокупности необходимы для достаточного подогрева и полного испарения, подаче соответствующего количества подводимого к КГГ тепла, потребного для нагрева всей ступенчато меняющейся массы КГГ, соответствующей величине массового расхода КГГ на заданной ступени и соответственно расширяющегося и соответственно самоохлаждающегося при этом процессе всего этого КГГ во всем диапазоне нагрузок, скоростей вращения и различных, соответственно изменяющихся массовых расходах КГГ в ДВС, то есть при обязательном, необходимом и достаточном процессе полной газификации КГГ и на всех режимах работы путем эффективного подогрева КГГ в части испарителя, и в условиях эффективного смесеобразования в части завихрителя, т.е. процесса смешения его с воздухом с образованием гомогенной топливно-воздушной смеси, которая далее динамически распределяется по цилиндрам ДВС и максимально эффективно сгорает в его цилиндрах. При этом следует отметить, что регулировка подогрева для необходимого режима полной ступенчатой подачи и газификации КГГ на всех режимах работы упрощается, так как режим подогрева относительно стабильный, то есть также ступенчатый, как и ступенчатое изменения подачи КГГ блоком клапанов-форсунок. При этом дополнительный подогрев может включаться или обеспечиваться дополнительным теплом испаритель, поступающим заранее с упреждением в преддверии включения следующей ступени путем включения очередного клапана - форсунки, и наоборот заранее отключаться в преддверии отключения очередной ступени путем совместного или упреждающего отключения обогрева и затем отключения очередного клапана - форсунки. Критерием предварительного включения или выключения подогрева, например, может быть режим стабильного во времени снижения или увеличения подачи КГГ через форсунки распределенного впрыска из рампы форсунок основной секции распределенной подачи газового топлива.Only when combining in one place and a single device the process of stepwise change in the supply of KGG by the block of nozzle valves and the processes of controlled stepwise changing heating and its complete evaporation when it passes through the evaporator - swirler, which are mandatory and collectively necessary for sufficient heating and complete evaporation, supply the corresponding amount of heat supplied to the KGG, required to heat the entire stepwise changing mass of the KGG, corresponding to the mass flow rate of the KGG at a given stage and, accordingly, expanding and, accordingly, self-cooling during this process of this entire KGG in the entire range of loads, rotation speeds and various, respectively changing mass flows KGG in the internal combustion engine, that is, with the obligatory, necessary and sufficient process of complete gasification of the KGG and in all operating modes by efficient heating of the KGG in the part of the evaporator, and under conditions of effective mixture formation in the part of the swirler, i.e. the process of mixing it with air with the formation of a homogeneous fuel-air mixture, which is then dynamically distributed over the cylinders of the internal combustion engine and burns as efficiently as possible in its cylinders. It should be noted that the adjustment of heating for the required mode of full staged supply and gasification of the KGG in all operating modes is simplified, since the heating mode is relatively stable, that is, it is also stepwise, as is the stepwise change in the supply of KGG by the block of nozzle valves. In this case, additional heating can be turned on or provided with additional heat in the evaporator, which comes in advance in advance of the inclusion of the next stage by turning on the next valve - nozzle, and vice versa, it can be turned off in advance in anticipation of the shutdown of the next stage by joint or anticipatory shutdown of heating and then shutdown of the next valve - nozzle ... The criterion for preliminary switching on or off of heating, for example, can be the mode of a stable in time decrease or increase in the supply of KGG through the nozzles of the distributed injection from the ramp of the nozzles of the main section of the distributed supply of gaseous fuel.

Кроме этого только при объединении в одном месте и в едином устройстве процессов ступенчатой подачи в секции централизованной ступенчатой подачи газового топлива и непрерывной плавно изменяемой подачи КГГ в основной секции распределенной подачи в соответствии с заданным диапазоном изменения параметров работы ДВС е гистерезисом, позволяет достичь простоты конструкции системы питания и командного блока устройства управления ею при обеспечении широкого диапазона массовых расходов КГГ и достичь возможности непрерывного и достаточно плавного изменения выходной мощности, крутящего момента и скорости вращения ДВС в широком диапазоне значений указанных параметров при его точном непрерывном текущем регулировании в соответствии с постоянно изменяющейся дорожной обстановкой.In addition, only when combined in one place and in a single device, the processes of staged feed in the centralized staged gas fuel supply section and continuous smoothly variable CHG feed in the main distributed feed section in accordance with the specified range of variation of the ICE operation parameters with hysteresis, allows to achieve the simplicity of the system design. power supply and the command unit of the control device while ensuring a wide range of mass flow rates of the KGG and to achieve the possibility of continuous and sufficiently smooth change in the output power, torque and speed of rotation of the internal combustion engine in a wide range of values of the specified parameters with its precise continuous current regulation in accordance with the constantly changing traffic situation ...

Возможный вариант выполнения конструкции двухсекционной системы питания и подачи КГГ в газовый двигатель внутреннего сгорания, реализующий последовательность действий предложенного способа управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания, поясняется чертежами.A possible embodiment of the design of a two-section power supply system and supply of CHG to a gas internal combustion engine, which implements the sequence of actions of the proposed method for controlling the fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system, is illustrated by the drawings.

На Фиг. 1 показана общая схема возможного варианта выполнения двухсекционной системы питания двигателя внутреннего сгорания газообразным топливом, которая может работать согласно предложенному способу.FIG. 1 shows a general diagram of a possible embodiment of a two-section system for supplying an internal combustion engine with gaseous fuel, which can operate according to the proposed method.

На Фиг. 2 показана конструкция газового испарителя - завихрителя 11, состоящего из блока завихрителей 20, выполненного в виде, по меньшей мере, двух рядов 18 и 19 завихрителей 20 с их поперечным расположением к оси впускного патрубка 1.FIG. 2 shows the design of a gas evaporator - swirler 11, consisting of a block of swirlers 20, made in the form of at least two rows 18 and 19 of swirlers 20 with their transverse arrangement to the axis of the inlet pipe 1.

На Фиг. 3 показана конструкция продольного сечения газового испарителя - завихрителя 11 с расположением по его периметру осей двух эквидистантных рядов 18 и 19 завихрителей 20, установленных в испарителе 21 в шахматном порядке.FIG. 3 shows the structure of the longitudinal section of the gas evaporator - swirler 11 with the arrangement along its perimeter of the axes of two equidistant rows 18 and 19 of swirlers 20, installed in the evaporator 21 in a staggered manner.

На Фиг. 4 показана конструкция поперечного сечения газового испарителя - завихрителя 11 и вид его со стороны до дроссельного пространства 13 с расположением осей завихрителей 20 одного ряда по одно направленным образующим однополостного гиперболоида по правой винтовой линии.FIG. 4 shows the structure of the cross-section of the gas evaporator - swirler 11 and its view from the side to the throttle space 13 with the arrangement of the axes of the swirlers 20 of one row along the one-directional generatrix of the single-cavity hyperboloid along the right helical line.

На Фиг. 5 показана конструкция поперечного сечения газового испарителя - завихрителя 11 вид его со стороны до дроссельного пространства 13 с расположением осей двух рядов 18 и 19 завихрителей 20 в шахматном порядке по одно направленным одинаковым образующим однополостного гиперболоида по левой винтовой линии.FIG. 5 shows the structure of the cross-section of the gas evaporator - swirler 11, its view from the side to the throttling space 13 with the arrangement of the axes of two rows 18 and 19 of swirlers 20 in a checkerboard pattern along the same directional generatrix of a single-sheet hyperboloid along the left helical line.

Двухсекционная система питания двигателя внутреннего сгорания газообразным топливом в виде компримированного горючего газа (КГГ), позволяющая реализовать последовательность действий предложенного способа, содержит (см. Фиг. 1) соответствующим образом сообщенные впускной патрубок 1 с воздушным дросселем 2, топливный бак 3 КГГ с магистралью подачи 4 КГГ и редуктором - регулятором 5 давления КГГ, трехходовой переключатель 6 подачи газового топлива, предназначенный для пускового режима и режима холостого хода и выполненный с возможностью подачи КГГ соответственно или в секцию 7 централизованной ступенчатой подачи КГГ для его подогрева перед пуском в холодную погоду путем перепуска в подогреватель испарителя 21, или в основную секцию 8 распределенной подачи КГГ на впуск в отдельные цилиндры ДВС, или в обе секции одновременно.A two-section power supply system for an internal combustion engine with gaseous fuel in the form of a compressed combustible gas (KGG), which makes it possible to implement the sequence of actions of the proposed method, contains (see Fig. 1) appropriately communicated inlet nozzle 1 with an air throttle 2, a fuel tank 3 KGG with a supply line 4 KGG and a reducer - a pressure regulator 5 KGG, a three-way switch 6 for gas fuel supply, designed for starting mode and idle mode and made with the possibility of supplying KGG, respectively, or into section 7 of the centralized staged supply of KGG for heating it before starting in cold weather by bypassing into the heater of the evaporator 21, or into the main section 8 of the distributed supply of KGG to the inlet into individual cylinders of the internal combustion engine, or into both sections at the same time.

Причем секция 7 централизованной ступенчатой подачи, выполнена с возможностью централизованной регулируемой ступенчатой подачи КГГ во впускной коллектор в задроссельное пространство 12 через блок 9 газовых клапанов - форсунок 10 и газовый испаритель - завихритель 11, которые расположены и выполнены с возможностью сообщения с задроссельным пространством 12 и с перепускным регулируемым воздушным каналом 14 (показанным условно), который сообщен с додроссельным воздушным пространством 13 и который выполнен с возможностью регулирования расхода воздуха, проходящего через него. Подача КГГ в основную секцию 8 распределенной подачи выполнена с возможностью распределенной фазированной подачи КГГ посредством каждой отдельной форсунки 16 рампы 15 в соответствии с порядком работы цилиндров ДВС на впуск в каждый соответствующий отдельный цилиндр 17 ДВС через рампу 15 газовых форсунок 16.Moreover, the section 7 of the centralized stepped feed is made with the possibility of a centralized controlled stepped feed of the KGG into the intake manifold into the throttle space 12 through the block 9 of gas valves - nozzles 10 and the gas evaporator - swirler 11, which are located and made with the possibility of communicating with the throttle space 12 and with an adjustable bypass air channel 14 (shown conventionally), which is in communication with the throttle air space 13 and which is configured to regulate the flow rate of air passing through it. The supply of the KGG to the main section 8 of the distributed supply is made with the possibility of a distributed phased supply of the KGG by means of each individual nozzle 16 of the ramp 15 in accordance with the order of operation of the internal combustion engine cylinders to the inlet into each corresponding individual cylinder 17 of the internal combustion engine through the ramp 15 of the gas injectors 16.

При этом как уже отмечалось топливный бак 3 КГГ сообщен магистралью 4 подачи КГГ с трехходовым переключателем 6 подачи КГГо топлива, который выполнен с возможностью периодического сообщения топливного бака 3 соответственно или с секцией 7 централизованной ступенчатой подачи КГГ, включающей блок 9 газовых клапанов - форсунок 10, газовый испаритель - завихритель 11 секции 7 централизованной ступенчатой подачи КГГ, сообщенный с задроссельным пространством 12 впускного патрубка 1 и его продолжением, то есть впускным коллектором разводки воздуха по отдельным цилиндрам 17, с которым также соединен и регулируемый перепускной воздушный канал 14, предназначенный для предварительного регулируемого добавления воздуха из додроссельного пространства 13 впускного патрубка 1 в поток КГГ централизованной секции ступенчатой подачи КГГ на время первой стадии запуска, или при удачном пуске или же когда впускной патрубок 1 задросселирован на холостом ходу для добавления воздуха в поток КГГ секции 8 распределенной подачи КГГ, включая впускные каналы отдельных цилиндров 17 впускного коллектора разводки воздуха по отдельным цилиндрам 17, или с возможностью периодического сообщения топливного бака 3 соответственно с секцией 8 распределенной подачи КГГ, ее подводящих каналов газовых форсунок 16 рампы 15 соответственно на впуск в каждый отдельный цилиндр 17 секции 8 распределенной подачи КГГ ДВС. Как уже отмечалось топливный бак 3 КГГ сообщен магистралью 4 подачи КГГ газа с трехходовым переключателем 6 подачи газового топлива, который выполнен также с возможностью периодического сообщения на других режимах топливного бака 3 соответственно и с обеими секциями одновременно.At the same time, as already noted, the KGG fuel tank 3 is communicated by the KGG supply line 4 with a three-way switch 6 for the KGGo fuel supply, which is made with the possibility of periodically communicating the fuel tank 3, respectively, or with section 7 of the centralized stepwise supply of the KGG, including a block 9 of gas valves - nozzles 10, gas evaporator - swirler 11 of section 7 of the centralized staged feed of the KGG, communicated with the throttle space 12 of the inlet pipe 1 and its continuation, that is, the intake manifold for distributing air through individual cylinders 17, to which an adjustable bypass air duct 14 is also connected, designed for preliminary controlled adding air from the throttle space 13 of the inlet pipe 1 to the KGG flow of the centralized section of the staged KGG feed during the first stage of start-up, or with a successful start, or when the inlet pipe 1 is throttled at idle to add air to the KGG flow of section 8 divided supply of KGG, including the inlet channels of individual cylinders 17 of the intake manifold, air distribution to individual cylinders 17, or with the possibility of periodic communication of the fuel tank 3, respectively, with the section 8 of the distributed supply of the KGG, its supply channels of gas injectors 16 of the ramp 15, respectively, to the inlet to each individual cylinder 17 section 8 of the distributed feed KGG ICE. As already noted, the fuel tank 3 KGG is communicated by a line 4 for supplying KGG gas with a three-way switch 6 for supplying gas fuel, which is also configured to periodically communicate in other modes of the fuel tank 3, respectively, and with both sections simultaneously.

Газовый испаритель - завихритель 11 (см. Фиг. 2) включает в одном корпусе два различающихся по своим функциям устройства, а именно блок завихрителей 20 и испаритель 21, при этом блок завихрителей 20 может быть выполнен в виде, по меньшей мере, двух рядов 18 и 19 завихрителей 20, расположенных взаимно эквидистантно и выполненных с возможностью разнонаправленной закрутки потоков в каждом из рядов и подогрева до полной газификации КГГ в испарителе 21, и при этом завихрители 20 в соседних рядах 18 и 19 предпочтительно расположены в шахматном порядке, а закрутка газа в первом ряду 18 выполнена правой, а во втором 19 - левой, или наоборот, и так далее, причем завихрители 20 в других соседних рядах желательно расположены в шахматном порядке и выполнены также с возможностью указанной разнонаправленной закрутки (см. Фиг. 2).The gas evaporator - swirler 11 (see Fig. 2) includes in one housing two devices differing in their functions, namely the swirler unit 20 and the evaporator 21, while the swirler unit 20 can be made in the form of at least two rows 18 and 19 swirlers 20, located mutually equidistantly and made with the possibility of multidirectional swirling of flows in each of the rows and heating until complete gasification of the KGG in the evaporator 21, and while the swirlers 20 in the adjacent rows 18 and 19 are preferably staggered, and the swirling of the gas in the first row 18 is made right, and in the second 19 - left, or vice versa, and so on, and the swirlers 20 in other adjacent rows are preferably staggered and also made with the possibility of said multidirectional swirl (see Fig. 2).

Газовый испаритель - завихритель 11 может быть выполнен, по меньшей мере, в виде двух соседних рядов 18 и 19 с линейным расположением завихрителей 20 каждого ряда 18 или 19 взаимно эквидистантно в шахматном порядке, установленных в испарителе 21 и сообщенных с газовоздушным каналом 23 (см. Фиг. 3). Регулируемый встроенный нагреватель расположен внутри испарителя 21 и может быть любым по конструкции, позволяющей осуществлять подвод в необходимом количестве тепла к КГГ, например, путем использования регулируемого электрического нагревателя или при помощи регулируемых тепловых труб, соединенных с выпускным коллектором или другой горячей частью блока ДВС, в том числе и с аккумулятором тепла.Gas evaporator - swirler 11 can be made, at least, in the form of two adjacent rows 18 and 19 with a linear arrangement of swirlers 20 of each row 18 or 19 mutually equidistantly staggered, installed in the evaporator 21 and communicated with the gas-air channel 23 (see. Fig. 3). An adjustable built-in heater is located inside the evaporator 21 and can be of any design that allows the supply of the required amount of heat to the CHG, for example, by using an adjustable electric heater or using adjustable heat pipes connected to the exhaust manifold or other hot part of the ICE block, in including with a heat accumulator.

Газовый испаритель - завихритель 11 может быть выполнен по форме сечения впускного патрубка 1 или круглым. На круглом впускном патрубке 1 кольцевое размещение завихрителей будет наиболее простым, то есть когда оси завихрителей 20 расположены по одно направленным образующим однополостного гиперболоида, при этом следует отметить, что это расположение преимущественно должно использоваться для круглых впускных каналов и соответствующих им впускных патрубков 1 (см. Фиг. 4), потому что однополостный гиперболоид по существу является телом вращения, а в потоке расположение осей шнуроподобных вихрей, возникающих и вращающихся разнонаправленно, будет оптимально, так как они могут вращаться с наименьшим взаимным аэродинамическим сопротивлением. В завихрителях 20 (см Фиг. 2), вращение шнуроподобных вихрей будет направлено под одинаковым скрещивающимся углом к оси впускного патрубка 1, то есть оси завихрителей 20 относительно оси впускного патрубка 1 будут скрещивающимися прямыми, расположенными центрально симметрично относительно оси впускного патрубка 1 и будут охватывать большую часть поперечного сечения впускного патрубка 1, вначале сближаясь между собой, а после минимального сечения однополостного гиперболоида наоборот расходиться при этом шнуроподобные вихри, возникающие в завихрителях 20, будут меньше между собой хаотически взаимодействовать, то есть их взаимодействие будет иметь системный характер, таким образом они будут как бы перекатываться один по другому, то есть один ряд вихрей, начиная с первого ряда 18, который как бы покатится по стенке впускного патрубка 1, а второй ряд 19 покатится по первому ряду 18, но перекатываясь при другом направлении вращения, третий ряд таким же образом перекатываясь по второму 19 и так далее, а симметричное расположение и разнонаправленного вращения шнуроподобных вихрей должно привести к их эффективному тепло- и массообмену по периферии каждого шнура из комплекса взаимно перекатывающихся шнуроподобных вихрей первого ряда 18 как бы перекатывающихся по вихрям следующего ряда 19, вследствие чего они меньше будут разрушать общую структуру движения потока впускного воздуха, интенсивно смешивая с ним КГГ, и снижать общее аэродинамическое сопротивление вследствие снижения взаимного аэродинамического трения и устранения излишней пристеночной турбулизации, так как при правильном направлении движения наиболее близкий к стенке впускного патрубка ряд шнуроподобных вихрей, смещаясь вдоль стенки впускного патрубка 1 и удлиняясь вдоль своих осей вращения к впускным клапанам цилиндров, будет как бы по стенке перекатываться подобно катку или колесу, вкручивая КГГ в поток впускного воздуха, перекатывая его на себе, тем самым снижая сопротивление его движению, а так как относительная скорость у стенки будет минимальной, а на удалении от нее максимальной, то и аэродинамическое сопротивление уменьшится, но непрерывное взаимодействие по периферии каждого шнуроподобного вихря, переменное сближение - удаление и изменение объема за счет сжатия - расширения вихрей при сближающимся - удаляющемся их взаимном движении, а также занимаемого каждым отдельным шнуроподобным вихрем положения должно повысить эффект перемешивания до полного расширения газа в нем и распадения вихря при дальнейшем движении после задроссельного пространства 12 впускного патрубка 1 по ответвлениям впускного коллектора, выполненным в виде впускного коллектора, состоящего из отдельных впускных патрубков отдельных цилиндров 17, являющихся продолжением центрального впускного патрубка 1 и подводящих рабочую топливно-воздушную смесь к каждому отдельному цилиндру 17, и как следствие этого вихри будут дольше существовать и выполнять свои функции по перемешиванию КГГ и воздуха по их периферии, при этом в результате состав рабочей смеси будет более однородным и гомогенным и соответственно распределение КГГ через отдельные впускные патрубки из впускного коллектора после прохождения центрального впускного патрубка 1 по цилиндрам также будет более равномерным, так как шнуроподобные вихри будут дольше существовать и более равномерно перемешивать и распределять КГГ по цилиндрам возможно вплоть до каждого впускного клапана отдельного цилиндра 17, периодически перераспределяясь при открытии соответствующего впускного клапана указанного отдельного цилиндра в соответствии с порядком работы ДВС. Очевидно, что оптимальные параметры закрутки шнуроподобных вихрей и параметры их взаимодействия с потоком впускного воздуха и КГГ могут быть подобраны опытным или расчетным путем.Gas evaporator - swirler 11 can be made according to the cross-sectional shape of the inlet pipe 1 or round. On the circular inlet pipe 1, the annular arrangement of the swirlers will be the simplest, that is, when the axes of the swirlers 20 are located along the one-directional generatrices of a single-cavity hyperboloid, it should be noted that this arrangement should mainly be used for circular inlet channels and the corresponding inlet pipes 1 (see. Fig. 4), because a one-sheet hyperboloid is essentially a body of revolution, and in the flow, the arrangement of the axes of cord-like vortices that arise and rotate in different directions will be optimal, since they can rotate with the least mutual aerodynamic drag. In the swirlers 20 (see Fig. 2), the rotation of the cord-like vortices will be directed at the same crossing angle to the axis of the inlet 1, that is, the axes of the swirlers 20 relative to the axis of the inlet 1 will be crossing straight lines located centrally symmetrically relative to the axis of the inlet 1 and will cover most of the cross-section of the inlet pipe 1, at first approaching each other, and after the minimum cross-section of the one-sheet hyperboloid, on the contrary, diverge while cord-like vortices arising in swirlers 20 will interact less chaotically with each other, that is, their interaction will have a systemic character, thus they will, as it were, roll over one another, that is, one row of vortices, starting from the first row 18, which, as it were, will roll along the wall of the inlet pipe 1, and the second row 19 will roll along the first row 18, but rolling in a different direction of rotation, the third row is like this in the same way, rolling over the second 19, etc. As further, and the symmetric arrangement and multidirectional rotation of cord-like vortices should lead to their effective heat and mass transfer along the periphery of each cord from a complex of mutually rolling cord-like vortices of the first row 18, as it were, rolling over the vortices of the next row 19, as a result of which they will less destroy the overall structure the movement of the flow of the intake air, intensively mixing KGG with it, and reduce the total aerodynamic resistance due to the reduction of mutual aerodynamic friction and the elimination of excessive wall turbulence, since with the correct direction of movement, the row of cord-like vortices closest to the wall of the intake pipe, moving along the wall of the inlet pipe 1 and lengthening along its axes of rotation to the intake valves of the cylinders, it will, as it were, roll along the wall like a roller or a wheel, twisting the KGG into the intake air stream, rolling it on itself, thereby reducing the resistance to its movement If the velocity near the wall will be minimal, and at a distance from it, the maximum, then the aerodynamic drag will decrease, but continuous interaction along the periphery of each cord-like vortex, variable approach - removal and volume change due to compression - expansion of vortices with their approaching - receding mutual motion, as well as the position occupied by each individual cord-like vortex should increase the mixing effect until the gas in it fully expands and the vortex disintegrates during further movement after the throttle space 12 of the inlet pipe 1 along the branches of the intake manifold, made in the form of an intake manifold, consisting of separate inlet pipes of individual cylinders 17 , which are a continuation of the central inlet pipe 1 and supply the working fuel-air mixture to each individual cylinder 17, and as a consequence of this, the vortices will exist longer and perform their functions of mixing the KGG and air along their periphery, while in the result That is, the composition of the working mixture will be more uniform and homogeneous and, accordingly, the distribution of KGG through individual inlet pipes from the intake manifold after passing the central inlet pipe 1 through the cylinders will also be more uniform, since cord-like vortices will exist longer and it is possible to mix and distribute the KGG more evenly over the cylinders up to each inlet valve of a separate cylinder 17, periodically redistributing when the corresponding inlet valve of the specified individual cylinder is opened in accordance with the operation of the internal combustion engine. It is obvious that the optimal parameters of swirling cord-like vortices and the parameters of their interaction with the flow of inlet air and CHG can be selected experimentally or by calculation.

Как известно из стереометрии, однополостный гиперболоид может быть образован путем вращения двух видов прямых, имеющих одинаковый скрещивающийся угол наклона относительно оси гиперболоида или оси впускного патрубка 1, но разное направление относительно винтовых линий, соответственно правого и левого вращения, (см., например, широко известную московскую телебашню Шухова, составленную из двух указанных типов пересекающихся образующих таких однополостных гиперболоидов).As is known from stereometry, a one-sheet hyperboloid can be formed by rotating two types of straight lines having the same crossing angle of inclination relative to the axis of the hyperboloid or the axis of the inlet pipe 1, but a different direction relative to the helical lines, respectively, right and left rotation, (see, for example, broadly the famous Moscow television tower of Shukhov, composed of the two indicated types of intersecting generators of such single-sheet hyperboloids).

Рассмотрим теперь наиболее распространенные режимы работы ДВС, в свете последовательности действий предложенного способа.Let us now consider the most common operating modes of the internal combustion engine, in the light of the sequence of actions of the proposed method.

На режиме пуска, происходящем при малой скорости и при большой неравномерности вращения вала ДВС и относительно большом времени, отведенном на предварительное перемешивание газа и воздуха в регулируемом перепускном воздушном канале 14 и в испарителе -завихрителе 11 и во впускном патрубке 1 и впускном коллекторе из-за малой частоты вращения вала ДВС при пуске, а также при возможности задросселирования (прикрытия воздушного дросселя) пространства впускного тракта и создания условий, необходимых для надежного пуска, таких как эффективное первичное перемешивание воздуха и предварительно испаренного увеличенного количества КГГ из открытого клапана - форсунки 10 блока 9, то есть горючего газа как топлива и воздуха как окислителя для создания обогащенной топливно-воздушной смеси в регулируемом перепускном воздушном канале 14, газовоздушном канале 23 и в задроссельным пространстве 12 впускного патрубка 1, сообщенными через испаритель - завихритель 11 и регулируемый перепускной воздушный канал 14 с до дроссельным пространством 13, то есть при необходимом переобогащении смеси, обеспечивающим оптимальные условия для воспламенения рабочей смеси в отдельных цилиндрах и первых рабочих ходов в них, и дополнительного вторичного перемешивания в завихрителях 20 и испаренного в испарителе 21 газового испарителя - завихрителя 11 при организованном ими движении разнонаправленном вращения шнуроподобных вихрей, расширяющихся из-за пониженного давления во впускном патрубке 1 и во впускном коллекторе.In the start-up mode, which occurs at low speed and with a large uneven rotation of the internal combustion engine shaft and a relatively long time allotted for preliminary mixing of gas and air in the regulated bypass air channel 14 and in the evaporator-swirler 11 and in the inlet pipe 1 and the intake manifold due to low speed of rotation of the internal combustion engine shaft during start-up, as well as with the possibility of throttling (covering the air throttle) of the space of the intake tract and creating the conditions necessary for reliable start-up, such as effective primary mixing of air and the previously evaporated increased amount of KGG from the open valve - nozzle 10 of block 9 , that is, combustible gas as fuel and air as an oxidizer to create an enriched fuel-air mixture in the regulated bypass air channel 14, the gas-air channel 23 and in the throttle space 12 of the inlet pipe 1, communicated through the evaporator - swirler 11 and the regulated bypass air channel 14 s to the throttle space 13, that is, with the necessary re-enrichment of the mixture, which provides optimal conditions for the ignition of the working mixture in individual cylinders and the first working strokes in them, and additional secondary mixing in the swirlers 20 and the gas evaporator evaporated in the evaporator 21 - the swirler 11 with organized by them, the movement of multidirectional rotation of cord-like vortices expanding due to the reduced pressure in the inlet pipe 1 and in the intake manifold.

При первых вспышках в цилиндрах происходит разгон, то есть резкое ускорение вращения вала ДВС, и изменение режима смесеобразования при прикрытом воздушном дросселе, в условиях закрытого состояния которого может не хватить запаса топливно-воздушную смеси, созданного перед и в начале пуска во впускном патрубке 1 и газовоздушном канале 23, а затем при открытии дросселя 2 - газообразного топлива в блоке 9 клапанов-форсунок 10. Такой режим можно скомпенсировать путем подключений к этому режиму как распределенной фазированной подачи КГГ на впуск в каждый отдельный цилиндр ДВС через газовые топливные форсунки 16 газовой рампы 15, так и заранее поданной порции КГГ из блока 9 клапанов-форсунок 10 в газовоздушный канал 23, что позволяет избежать резкого обеднения смеси при разгоне ДВС до режима холостого хода и позволяет осуществить эффективный пуск.At the first flashes in the cylinders, acceleration occurs, that is, a sharp acceleration of the rotation of the ICE shaft, and a change in the mixture formation mode with the air throttle closed, in the closed state of which there may not be enough stock of the fuel-air mixture created before and at the beginning of the start-up in the intake manifold 1 and gas-air channel 23, and then when opening throttle 2 - gaseous fuel in the block 9 of valve-injectors 10. This mode can be compensated for by connecting to this mode as a distributed phased supply of KGG to the inlet into each individual cylinder of the internal combustion engine through the gas fuel injectors 16 of the gas train 15 , and a previously supplied portion of the KGG from the block 9 of the nozzle valves 10 into the gas-air channel 23, which avoids a sharp depletion of the mixture when accelerating the internal combustion engine to idle and allows for an effective start.

Кроме этого заранее подогретый КГГ в испарителе - завихрителе 11 и его смесь с воздухом из перепускного регулируемого воздушного канала 14 и газовоздушного канала 23 обеспечат облегченный запуск и устойчивую работу ДВС на холостом ходу.In addition, the preheated KGG in the evaporator - swirler 11 and its mixture with air from the bypass regulated air channel 14 and the gas-air channel 23 will provide easy starting and stable operation of the internal combustion engine at idle speed.

После пуска при работе ДВС на режиме холостого хода и малых нагрузок обычно осуществляется только фазированная распределенная подача газового топлива через рампу 15 газовых форсунок 16, а подача воздуха -через перепускной регулируемый воздушный канал 14, газовоздушный канал 23 и подогреватель испарителя 21 в испарителе - завихрителе 11, что позволяет:After starting, when the internal combustion engine is operating at idle and low loads, only a phased distributed supply of gas fuel is usually carried out through a ramp 15 of gas injectors 16, and air is supplied through a bypass variable air channel 14, a gas-air channel 23 and an evaporator heater 21 in the evaporator - swirler 11 , What allow:

- минимизировать инерционность системы подачи газового топлива при изменении скоростного режима работы ДВС в условия постоянно меняющейся дорожной обстановки;- to minimize the inertia of the gas fuel supply system when changing the speed mode of the internal combustion engine in a constantly changing road situation;

- проводить улучшенный процесс смесеобразования путем подогрева и испарения порции КГГ непосредственно в цилиндре теплом сгоревшей в предыдущих циклах топливно-воздушной смеси в условиях работы холодного, еще не прогретого ДВС и невозможности отдельного подогрева на холостом ходу и малых нагрузках порций КГГ в подогревателе испарителя 21 газового испарителя - завихрителя 11 вследствие работы только основной секции 8 распределенной подачи КГГ на впуск в отдельные цилиндры ДВС из-за малых доз КГГ, потребных на режимах холостого хода и малых нагрузок (При этом технически сложно организовать принудительный подогрев этих порций КГГ в указанном подогревателе испарителя 21 газового испарителя - завихрителя 11 из-за перекрытия всех клапанов - форсунок 10, но можно осуществить подогрев воздуха);- to carry out an improved mixture formation process by heating and evaporating a portion of KGG directly in the cylinder with the heat burned in the previous cycles of the fuel-air mixture under the conditions of operation of a cold, not yet heated internal combustion engine and the impossibility of separate heating at idle speed and low loads of portions of KGG in the heater of the evaporator 21 of the gas evaporator - swirler 11 due to the operation of only the main section 8 of the distributed supply of KGG to the inlet to individual cylinders of the internal combustion engine due to small doses of KGG required at idle and low loads (It is technically difficult to organize forced heating of these portions of KGG in the indicated heater the evaporator - swirler 11 due to the overlap of all valves - nozzles 10, but it is possible to heat the air);

- при необходимости выключать из работы часть цилиндров двигателя с целью снижения расхода топлива путем отключения отдельных газовых форсунок 16 газовой рампы 15.- if necessary, turn off part of the engine cylinders from work in order to reduce fuel consumption by turning off individual gas injectors 16 of the gas train 15.

При работе двигателя на режиме холостого хода и малых нагрузок может осуществляться фазированная распределенная подача газового топлива через форсунки 16 распределенного впрыска газовой рампы 15, что позволяет подавать газовое топлива в цилиндры ДВС в строго определенном количестве, в строго определенном временном интервале и в строго определенный момент времени в полном соответствии с порядком работы ДВС и осуществлять экономию топлива путем разрешенного пропуска рабочих ходов в отдельных выбранных цилиндрах.When the engine is idling and at low loads, a phased distributed supply of gas fuel can be carried out through the nozzles 16 of the distributed injection of the gas train 15, which makes it possible to supply gas fuel to the cylinders of the internal combustion engine in a strictly defined amount, in a strictly defined time interval and at a strictly defined point in time in full compliance with the ICE operating procedure and to save fuel by allowing skipping of working strokes in selected individual cylinders.

Очевидно, что регулирование перепускного регулируемого воздушного канала 14 необходимо для подачи в поток КГГ нужной порции воздуха на всех стадиях ступенчатой подачи секцией 7 централизованной ступенчатой подачи КГГ, например, на режимах средних нагрузок и средних скоростей вращения вала ДВС. Величина этой порции получается расчетным или опытным путем и определяется величиной переобогащения, необходимого для стабильного воспламенения при любом режиме и достаточном времени возможного перемешивания со впускным воздухом при движении во впускном патрубке 1 и во впускном коллекторе шнуроподобных вихрей.It is obvious that the regulation of the bypass regulated air channel 14 is necessary for supplying the required portion of air to the flow of the KGG at all stages of the staged supply by the section 7 of the centralized staged feeding of the KGG, for example, at the modes of medium loads and average speeds of rotation of the ICE shaft. The size of this portion is obtained by calculation or experimentally and is determined by the amount of over-enrichment required for stable ignition in any mode and sufficient time for possible mixing with the inlet air when moving in the inlet pipe 1 and in the inlet manifold of cord-like vortices.

При работе ДВС на режимах средних нагрузок и средних скоростей вращения вала ДВС при работе только основной секции 8 фазированной распределенной подаче газового топлива через рампу 15 газовых форсунок 16 и даже при достаточном времени на образование рабочей смеси, ее может не оказаться в необходимом количестве и необходимой гомогенности в цилиндрах, или как и необходимого количества КГГ, то есть топливно-воздушной смеси или КГГ может оказаться недостаточно для очередного наступающего режима ДВС, и тогда включается в работу секция 7 централизованной ступенчатой подачи КГГ, соответственно в работе при этом будут участвовать все цилиндры ДВС что требует устранения пропуска рабочих ходов и не производительного расхода КГГ. При плановой стабильности дорожной остановки и в начале работы первой ступени секции 7 централизованной ступенчатой подачи КГГ основная секция 8 распределенной фазированной подачи КГГ на впуск в отдельные цилиндры ДВС может быть временно отключена, что позволяет подавать газовое топливо во все цилиндры ДВС постоянно непрерывно в строго определенном количестве, в строго определенном временном интервале и в строго определенный момент времени, а при этом из блока 9 газовых форсунок 10 будет постоянно подаваться поток КГГ, который будет частично смешиваться с воздухом из перепускного воздушного канала 14, далее в и испарителе -завихрителе 11 будет происходить постоянный процесс смешения КГГ с воздухом с необходимостью достаточного подогрева и образования гомогенной топливно-воздушной смеси во впускном патрубке 1 и во впускном коллекторе. При дальнейшем увеличении ступенчатой подачи секцией 7 централизованной ступенчатой подачи КГГ и соответствующем расширении подачи КГГ возможно его переохлаждение вплоть до повторного ожижения составляющих компонент горючего газа в магистрали 4, или во впускных патрубке 1, или коллекторе его подачи в ДВС, для предотвращения этого при больших расходах КГГ происходит его принудительное подогревание в подогревателе испарителя 21 (на чертеже условно не показан в отдельности) до полного гарантированного перехода всех компонент КГГ в газообразное состояние и исключения условий для их последующей конденсации. Увеличение ступенчатой подачи КГГ будет производиться постепенным последовательным включением в работу отдельных газовых клапанов -форсунок 10 блока 9, управляемых электронным блоком управления 22, и соответственно ступеней подогрева в подогревателе испарителя 21.When the internal combustion engine is operating at medium loads and average speeds of rotation of the internal combustion engine shaft, when only the main section 8 of the phased distributed supply of gas fuel through the ramp 15 of the gas injectors 16 is operating, and even with sufficient time for the formation of the working mixture, it may not be in the required quantity and the necessary homogeneity in the cylinders, or as well as the required amount of KGG, that is, the fuel-air mixture or KGG may not be enough for the next upcoming ICE mode, and then section 7 of the centralized stepped supply of the KGG is switched on, respectively, all the cylinders of the internal combustion engine will be involved in the work. requires elimination of skipping of working passages and non-productive consumption of KGG. With the planned stability of the road stop and at the beginning of the operation of the first stage of the section 7 of the centralized staged feed of the KGG, the main section 8 of the distributed phased feed of the KGG to the inlet to individual cylinders of the internal combustion engine can be temporarily disabled, which makes it possible to supply gas fuel to all cylinders of the internal combustion engine constantly continuously in a strictly defined amount , in a strictly defined time interval and at a strictly defined moment of time, and at the same time, a flow of KGG will be constantly supplied from the block 9 of gas nozzles 10, which will partially mix with air from the bypass air channel 14, then a constant the process of mixing KGG with air with the need for sufficient heating and the formation of a homogeneous fuel-air mixture in the inlet pipe 1 and in the intake manifold. With a further increase in the staged feed by section 7 of the centralized staged feed of the KGG and a corresponding expansion of the feed of the KGG, it can be overcooled up to re-liquefaction of the components of the combustible gas in the line 4, or in the inlet pipe 1, or the manifold of its supply to the internal combustion engine, to prevent this at high costs KGG is forcibly heated in the heater of the evaporator 21 (not shown separately in the drawing) until the complete guaranteed transition of all components of the KGG into a gaseous state and the exclusion of conditions for their subsequent condensation. The increase in the stepwise supply of the KGG will be carried out by the gradual sequential inclusion in the operation of individual gas valves-injectors 10 of block 9, controlled by the electronic control unit 22, and, accordingly, the heating stages in the evaporator heater 21.

При этом следует отметить, что очевидно то, что при недостаточности расхода одной газовой форсунки 16 рампы 15 для впрыска КГГ на впуск в отдельный цилиндр можно соответственно в каждом ответвлении впускного коллектора или на подводящем канале подачи газа основной секции 8 распределенной подачи КГГ в кроме каждой отдельной газовой форсунки 16 рампы 15 для впрыска КГГ в отдельный цилиндр установить несколько отдельных газовых форсунок рампы, с целью достижения подачи, необходимой как по массе, так и по объему для достижения заданного состава смеси как в указанном отдельном цилиндре 17 так и в остальных цилиндрах ДВС в соответствии с порядком его работы. Но это значительно усложнит основную секцию 8 распределенной подачи КГГ на впуск в отдельные цилиндры ДВС и систему управления ею особенно на режимах средних и больших нагрузок и скоростей вращения ДВС.It should be noted that it is obvious that if the flow rate of one gas injector 16 of the ramp 15 for injection of KGG into the inlet into a separate cylinder is insufficient, it is possible, respectively, in each branch of the intake manifold or on the gas supply channel of the main section 8 of the distributed supply of KGG, in addition to each individual gas injector 16 of the rail 15 for injection of KGG into a separate cylinder, install several separate gas injectors of the rail, in order to achieve the supply required both in mass and in volume to achieve a given mixture composition both in the specified separate cylinder 17 and in the remaining cylinders of the internal combustion engine in in accordance with the order of his work. But this will significantly complicate the main section 8 of the distributed supply of KGG to the inlet to individual cylinders of the internal combustion engine and the control system for it, especially at modes of medium and high loads and rotation speeds of the internal combustion engine.

При нестабильной, постоянно меняющейся дорожной обстановке очевидно регулировать работу ДВС ступенчатым изменением подачи КГГ не удобно и сложно, по этой причине текущее регулирование в соответствии с реальной постоянно меняющейся дорожной обстановкой проще всего и удобней производить основной секцией 8 распределенной фазированной подачи КГГ в пределах ее конструктивной подачи с гистерезисом в обоих направлениях, как увеличения, так временного уменьшения подачи КГГ.With an unstable, constantly changing road situation, it is obvious to regulate the operation of the internal combustion engine by a stepwise change in the KGG feed is not convenient and difficult, for this reason, the current regulation in accordance with the real constantly changing road situation is easiest and more convenient to make the main section 8 of the distributed phased feed of the KGG within its constructive feed with hysteresis in both directions, both increasing and temporarily decreasing the CHG feed.

При работе двигателя на режимах высоких нагрузок, например по внешней характеристике, то есть - при полной мощности и максимальной скорости, отдельной основной секции 8 фазированной распределенной подачи КГГ или отдельной ступени секции 7 централизованной ступенчатой подачи КГГ, полученной ДВС порции газового топлива может не хватить для обеспечения подачи необходимого количества КГГ и для обеспечения топливного питания его гомогенной рабочей топливно-воздушной газовой смесью и оперативного регулирования на этом режиме по внешней характеристике, и для этого осуществляется совместная, одновременная работа элементов обеих секций 7 и 8 системы, что позволяет:When the engine operates at high loads, for example, according to the external characteristic, that is, at full power and maximum speed, a separate main section 8 of a phased distributed KGG feed or a separate stage of section 7 of a centralized staged KGG feed, the portion of gas fuel received by the ICE may not be enough for to ensure the supply of the required amount of KGG and to provide fuel supply to its homogeneous working fuel-air gas mixture and operational regulation in this mode according to the external characteristic, and for this, joint, simultaneous operation of the elements of both sections 7 and 8 of the system is carried out, which allows:

- обеспечить относительную гомогенную однородность состава топливно - воздушной смеси за счет достаточного подогрева и полного испарения КГГ и перемешивания воздуха и газового топлива в газовом испарителе - завихрителе 11 из секции 7 централизованной ступенчатой подачи КГГ и необходимое для обеспечения наиболее полного наполнения каждого цилиндра для режима максимальной мощности некоторое количество КГГ в цилиндре из основной секции 7 распределенной подачи, поступающей в жидком или охлажденном виде, охлаждая заряд в цилиндре и увеличивает его массовое наполнение, а неравномерное послойное распределение порции КГГ приводит к эффективному воспламенению и достаточно полному выгоранию газа в центральной области каждого цилиндра 17, содержащей обогащенную и охлажденную испарением порции КГГ рабочую смесь, полученную распределенным впрыском из форсунок 16 рампы 15, а продукты не полного сгорания догорают, активирую горение остальной части гомогенной смеси;- to ensure the relative homogeneous homogeneity of the composition of the fuel-air mixture due to sufficient heating and complete evaporation of the KGG and mixing of air and gas fuel in the gas evaporator - swirler 11 from section 7 of the centralized staged supply of the KGG and necessary to ensure the most complete filling of each cylinder for the maximum power mode a certain amount of KGG in the cylinder from the main section 7 of the distributed feed, supplied in liquid or cooled form, cooling the charge in the cylinder and increasing its mass filling, and the uneven layer-by-layer distribution of the portion of the KGG leads to effective ignition and a fairly complete burnout of gas in the central region of each cylinder 17 containing the working mixture enriched and cooled by evaporation of the KGG portion, obtained by distributed injection from the nozzles 16 of the ramp 15, and the products of incomplete combustion burn out, activating the combustion of the rest of the homogeneous mixture;

- при этом такой процесс позволяет обеспечить не только номинальную или максимальную мощность двигателя на достаточно длительный период, но и вариабельность его работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей вращения в соответствии с реальной постоянно меняющейся дорожной обстановкой;- at the same time, such a process makes it possible to provide not only the rated or maximum engine power for a sufficiently long period, but also the variability of its operation in a wide range of loads and rotation speeds in accordance with the real constantly changing road situation;

- в секции 7 централизованной ступенчатой подачи КГГ можно готовить как топливо - воздушной смеси близкого к стехиометрическому составу, так и приготавливать смеси различного состава, в том числе и обедненные;- in section 7 of the centralized staged feed of KGG, it is possible to prepare both a fuel - an air mixture close to the stoichiometric composition, and to prepare mixtures of various compositions, including depleted ones;

- это позволит достичь достаточно высокие удельные показатели работы.- this will make it possible to achieve sufficiently high specific performance indicators.

Таким образом используются достоинства системы, содержащей как секцию централизованной ступенчатой подачи, так и основную секцию с распределенной непрерывной фазированной подачей газового топлива, и при этом устраняются их недостатки.Thus, the advantages of a system containing both a centralized staged feed section and a main section with a distributed continuous phased supply of gaseous fuel are used, while their disadvantages are eliminated.

Таким образом, предлагаемая двух секционная система питания двигателя внутреннего сгорания газообразным топливом при работе может обеспечивать топливом практически любой газовый двигатель, конвертированный из дизеля любой мощности, даже тепловозного или судового вида, на всех режимах его работы, так как в блоке клапанов -форсунок и в рампе форсунок может быть их любое количество, необходимое для ступенчатой подачи любого наперед заданного количества КГГ во впускной патрубок через испаритель - завихритель, так и непрерывного более точного регулирования путем поддачи КГГ через рампу форсунок в отдельный цилиндр ДВС в соответствии с порядком его работы.Thus, the proposed two-section system for supplying an internal combustion engine with gaseous fuel during operation can provide fuel for almost any gas engine converted from a diesel engine of any power, even a diesel or ship type, in all modes of its operation, since in the valve block - injectors and in the ramp of injectors can be any number of them required for the stepwise supply of any predetermined amount of KGG into the inlet pipe through the evaporator - swirler, and continuous more accurate regulation by feeding the KGG through the injector ramp into a separate cylinder of the internal combustion engine in accordance with the order of its operation.

Помимо этого, так как в системах основной секции распределенного непрерывного фазированного впрыска газового топлива регулируемые форсунки, а в и секции централизованного ступенчатого впрысков используются как простые по конструкции двухпозиционные клапаны - форсунки, так и классические газовые форсунки небольшой производительности, позволяющие проводить непрерывную регулировку с гистерезисом в обоих направления, то это обстоятельство значительно упрощает производство, конструкцию системы и управление ею.In addition, since in the systems of the main section of the distributed continuous phased injection of gas fuel, variable nozzles are used, and in the centralized staged injection sections, both simple on-off valves - nozzles, and classic gas nozzles of small capacity are used, which allow continuous adjustment with hysteresis in both directions, this circumstance greatly simplifies production, system design and management.

На основании изложенного можно утверждать следующее.Based on the above, the following can be stated.

Поставленная техническая задача решается последовательностью технических действий способа с использованием технических средств и может быть использована в предложенном виде в народном хозяйстве, следовательно, предложение соответствует критерию изобретения «промышленная применимость».The technical problem posed is solved by a sequence of technical actions of the method using technical means and can be used in the proposed form in the national economy, therefore, the proposal meets the criterion of the invention "industrial applicability".

Предложение имеет отличия от известного способа работы, следовательно, соответствует критерию изобретения «новизна».The proposal differs from the known method of operation, therefore, meets the criterion of the invention "novelty".

Предложение при выполнении всех известных и новых действий способа позволяет достичь новых, ранее неизвестных технических результатов, следовательно, соответствует критерию изобретения «изобретательский уровень».The proposal, when performing all known and new actions of the method, allows to achieve new, previously unknown technical results, therefore, meets the criterion of the invention "inventive step".

Claims (1)

Способ управления системой подачи топлива в газовый двигатель внутреннего сгорания с двухсекционной системой питания, включающий происходящую под управлением командного блока и заданную программой его работы попеременную и/или совместную работу как секции централизованной ступенчатой подачи газового топлива в виде компримированного горючего газа (КГГ), так и основной секции распределенной подачи газового топлива, установленной непосредственно во впускном коллекторе и выполненной с возможностью фазированной подачи газового топлива в каждый цилиндр в отдельности через отдельные форсунки рампы газовых форсунок, причем основная секция распределенной подачи газового топлива в каждый цилиндр в отдельности выполнена с возможностью независимого непрерывного регулирования фазированной подачи газового топлива каждой форсунки из рампы форсунок подачи газового топлива в каждый отдельный цилиндр в соответствии с порядком их работы в ДВС, а секция централизованной ступенчатой подачи газового топлива выполнена с возможностью ступенчатого изменения подачи через блок клапанов-форсунок по меньшей мере с одной ступенью подачи, отличающийся тем, что величина подачи каждой из ступеней секции централизованной ступенчатой подачи газового топлива меньше или равна максимальной подаче основной секции распределенной подачи газового топлива, а регулирование работы газового двигателя внутреннего сгорания осуществляют последовательно, вначале непрерывно изменяя подачу газового топлива в пределах от минимальной до максимальной подачи основной секции распределенной подачи газового топлива, а затем при необходимости дальнейшего превышения указанного ее максимального значения последовательно включают ступени ступенчатой подачи централизованной секции, начиная с первой минимальной ступени путем открытия одного клапана-форсунки блока секции централизованной ступенчатой подачи газового топлива до ее максимальной подачи путем открытия всех клапанов-форсунок блока, которая выполнена с возможностью ступенчатого изменения подачи КГГ блоком клапанов-форсунок через испаритель-завихритель, и далее между переключениями ступеней регулируют, непрерывно изменяя в пределах от минимальной до максимальной подачи основной секции распределенной подачи с гистерезисом в обоих направлениях как увеличивая, так и уменьшая подачи КГГ в указанных пределах в соответствии с дорожной обстановкой до момента достижения очередной максимальной подачи основной секции распределенной подачи газового топлива и необходимости дальнейшего повышения суммарной подачи топлива обеими секциями, далее переходят на следующую ступень секции централизованной ступенчатой подачи газового топлива, а подачу основной секции распределенной подачи газового топлива при этом уменьшают до минимума, и затем последовательно повторяют регулирование подачи в пределах возможной гистерезисной подачи основной секции распределенной подачи газового топлива на каждой последующей ступени секции централизованной подачи до момента необходимости превышения очередного предела свыше указанной подачи, а в конце при ее дальнейшей необходимости превышения достигают конструктивно максимально возможной подачи топлива обеими секциями, а при необходимости снижения подачи газового топлива повторяют указанную выше последовательность действий в обратном порядке от конструктивно максимально возможной подачи топлива обеими секциями до минимальной подачи одной отдельно работающей основной секции распределенной подачи газового топлива, при этом текущую подачу КГГ каждой секцией и воздуха измеряют в единых массовых или весовых единицах.A method for controlling a fuel supply system to a gas internal combustion engine with a two-section power supply system, including alternating and / or joint operation of both a section of a centralized staged supply of gaseous fuel in the form of compressed combustible gas (KGG) and the main section of the distributed supply of gas fuel, installed directly in the intake manifold and made with the possibility of phased supply of gas fuel to each cylinder separately through separate nozzles of the gas injector rail, and the main section of the distributed supply of gas fuel to each cylinder individually is made with the possibility of independent continuous control phased supply of gaseous fuel to each injector from the ramp of gaseous fuel supply injectors to each individual cylinder in accordance with the order of their operation in the internal combustion engine, and the section for centralized staged gaseous fuel supply is made with the possibility of a stepwise change in the supply through the block of injector valves with at least one step of supply, characterized in that the amount of supply of each of the steps of the centralized stepwise gas fuel supply section is less than or equal to the maximum supply of the main section of the distributed supply of gas fuel, and the regulation of the operation of the gas of the internal combustion engine is carried out sequentially, first, continuously changing the supply of gas fuel in the range from the minimum to the maximum supply of the main section of the distributed supply of gas fuel, and then, if it is necessary to further exceed its specified maximum value, the steps of the step supply of the centralized section are sequentially switched on, starting from the first minimum stage by opening one injector valve of the block of the centralized staged gas fuel supply section up to its maximum supply by opening all the injector valves of the block, which is configured to step of the frequent change in the flow rate of the CHG by the block of nozzle valves through the evaporator-swirler, and then between the switchings of the stages, it is regulated, continuously changing within the range from the minimum to the maximum flow of the main section of the distributed flow with hysteresis in both directions, both increasing and decreasing the flow of the CHG within the specified limits within in accordance with the road situation until the next maximum supply of the main section of the distributed gas fuel supply is reached and the need to further increase the total fuel supply by both sections, then proceed to the next stage of the centralized staged gas fuel supply section, and the supply of the main section of the distributed gas fuel supply is reduced to minimum, and then successively repeat the regulation of the supply within the possible hysteresis supply of the main section of the distributed supply of gas fuel at each subsequent stage of the centralized supply section until the moment it is necessary to exceed the next limit above the specified supply, and at the end, if it is further necessary, the excess is reached structurally the maximum possible fuel supply by both sections, and if necessary, the reduction of the gas fuel supply, repeat the above sequence of actions in reverse order from the structurally maximum possible fuel supply by both sections to the minimum supply one separately operating main section of the distributed supply of gas fuel, while the current supply of KGG by each section and air is measured in uniform mass or weight units.
RU2021106617A 2021-03-15 2021-03-15 Method for controlling fuel supply system to internal combustion gas engine with two-sectional power supply system RU2755012C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021106617A RU2755012C1 (en) 2021-03-15 2021-03-15 Method for controlling fuel supply system to internal combustion gas engine with two-sectional power supply system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021106617A RU2755012C1 (en) 2021-03-15 2021-03-15 Method for controlling fuel supply system to internal combustion gas engine with two-sectional power supply system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2755012C1 true RU2755012C1 (en) 2021-09-09

Family

ID=77670258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021106617A RU2755012C1 (en) 2021-03-15 2021-03-15 Method for controlling fuel supply system to internal combustion gas engine with two-sectional power supply system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2755012C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6816773B2 (en) * 2001-02-09 2004-11-09 Volvo Lastvagnar Ab Device and a method for controlling the fuel-air ratio
JP2005054613A (en) * 2003-08-07 2005-03-03 Niigata Power Systems Co Ltd Method and device for feeding fuel gas and air in lean burn gas engine
WO2009078259A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method and system for controlling gas engine system
RU2726424C1 (en) * 2019-11-27 2020-07-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ") Double-circuit feed system of internal combustion engine with gaseous fuel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6816773B2 (en) * 2001-02-09 2004-11-09 Volvo Lastvagnar Ab Device and a method for controlling the fuel-air ratio
JP2005054613A (en) * 2003-08-07 2005-03-03 Niigata Power Systems Co Ltd Method and device for feeding fuel gas and air in lean burn gas engine
WO2009078259A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method and system for controlling gas engine system
RU2424440C1 (en) * 2007-12-14 2011-07-20 Мицубиси Хэви Индастриз, Лтд. Control method of gas engine and gas engine system
RU2726424C1 (en) * 2019-11-27 2020-07-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ") Double-circuit feed system of internal combustion engine with gaseous fuel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100368671C (en) Spark ignition engine control device
US6742495B2 (en) Engine control apparatus
US6722344B2 (en) Engine control apparatus
JP3562016B2 (en) Car lean burn engine
KR100380298B1 (en) Mixture forming apparatus of internal combustion engine and internal combustion engine
US5653202A (en) Intake manifold system
US7503166B2 (en) Gasoline internal combustion engine with dynamic combustion mode allocation
US7069901B2 (en) Control apparatus for internal combustion engine and control method for internal combustion engine combustion method for internal combustion engine and direct injection engine
JPH11513461A (en) Combined cycle engine
CN105940210B (en) The control device of direct injection spark ignition engine
CZ278756B6 (en) Internal combustion engine
US3934411A (en) System for reducing pollutants in engine exhaust gas
CN102619636B (en) A kind of petrol engine energy-saving and emission-reduction combustion method
RU2755012C1 (en) Method for controlling fuel supply system to internal combustion gas engine with two-sectional power supply system
KR20040074595A (en) Control device for supercharged engine
JP2004144052A (en) Theoretical air fuel ratio stratified charge combustion internal combustion engine
WO1997020133A1 (en) Stratified charged engine
US5551411A (en) Dilution controlled lean burn system
JP2007051549A (en) Fuel injection valve and direct injection engine provided with it
RU2726424C1 (en) Double-circuit feed system of internal combustion engine with gaseous fuel
JP2001098971A (en) Controller for spark-ignition direct injection engine
JP3934934B2 (en) Engine for stratified charge combustion at stoichiometric air-fuel ratio and stratified charge combustion method for the engine
JP2004044453A (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
JPH07224699A (en) Internal combustion engine
CN205400970U (en) Cycle of engine ignition economizer and engine