RU6582U1 - Двухтопливная газовая система питания двигателя внутреннего сгорания транспортного средства - Google Patents

Abstract

1. Двухтопливная газовая система питания двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, имеющего систему отопления салона, содержащая магистраль подачи сжатого природного газа от источника сжатого газа через первый управляемый клапан и магистраль подачи сжиженного нефтяного газа от источника сжиженного газа через второй управляемый клапан, объединенные общей магистралью, в которой последовательно установлены газовый редуктор и дозатор газа, подключенный к смесителю, установленному во впускной системе двигателя, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена газовым редуктором с подогревом газа, установленным в магистрали подачи сжатого газа, и испарителем, установленным в магистрали подачи сжиженного газа, при этом газовый редуктор, установленный в общей магистрали, выполнен с регулируемым подогревом газа в зависимости от температуры окружающего воздуха.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый из газовых редукторов выполнен с внутренней полостью, подключенной в гидравлический контур системы отопления салона транспортного средства, причем полость редуктора, установленного в общей магистрали, подключена последовательно с теплообменником системы отопления, а полость редуктора, установленного в линии сжатого газа, и испаритель подключены в гидравлический контур параллельно теплообменнику и крану.

Description

ДВУХТОПЛИВНАЯ ГАЗОВАЯ СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ТРАНСПолезная модель относится к области машиностроения, в частности, к двигателестроению и касается регулирования двигателей, работающих на двух видах газообразного топлива с переключением для работы на том или ином его виде.

Известна двухтопливная газовая система питания двигателя внутреннего сгорания транспортного средства с системой отопления салона, содержащая магистраль подачи сжатого природного газа от источника сжатого газа первый управляемый клапан и магистраль подачи сжиженного нефтяного газа от источника сжиженного газа через второй управляемый клапан, объединённые общей магистралью, в которой последовательно установлены газовый редуктор и дозатор газа, подключенный к смесителю, устновленному во впускной системе двигателя. В известной системе оба газа находятся в одном резервуаре, верхняя часть которого заполнена сжатым метаном, а нижняя-сжиженным пропаном. Управляемые клапаны, связанные между собой размещены в корпусе переключающего устройства, при этом, в корпусы этого устройства и редуктора могут быть встроены подогреватели для испарения сжиженного газа. Дозатор газа имеет управление от электронного блока(патент США N 4463735, МКИ F 02 В 43/00 опубл. 1984 г.)

6МПК F02 D 19/06 F02 М SI/02 ПОРТНОГО СРЕДСТВА.

Недостатком известной системы является то, что при наличии в ней одного, общего для обоих топлив резурвуара и одного газового редуктора известная система допускает возможность попеременного использования в ней сжатого и сжиженного газов с высоким давлением, либо того и другого газов только с низким давлением. Кроме этих ограничений, известная система имеет недостаточный запас хода транспортного средства. Отсутствие в известной системе подогрева сжатого газа снижает надежность работы газового редуктора, а использование электронного управления дозатором газа усложняет и увеличивает стоимость переоборудования автомобилей, уже находящихся в эксплуатации, для работы их на сжатом природном и сжиженном нефтяном газах.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является двухтопливная газовая система питa iия двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, имеющая систему отопления салона, содержащая магистраль подачи сжатого природного газа от источника сжатого газа через первый управляемый клапан и магистраль подачи сжиженного нефтяного газа от источника сжиженного газа через второй управляемый клапан, объединённые общей магистралью, в которой последовательно установлены газовый редуктор и дозатор газа, подключенный к смесителю, устновленному во впускной системе двигателя. Сжатый и сжиженый газы находятся в отдельных резервуарах, при этом, в резервуаре, где находится сжиженный газ, размещён подогреватель для его испарения. Дозатор газа имеет управление от электронного блока (SAE Techn.PapSer., 1983, N 831198 с. 47-50; ЭЙ Поршневые и газотурбинные двигатели, изд. ВИНИТИ, 1985 г.N15 с.3-5).

Недостатком известной системы является то, что в связи с наличием в ней только одного редуктора сжиженный газ, испаряемый в резервуаре, используется как и сжатый газ, с высоким давлением. Наличие второго резервуара с высоким давлением газа в нём снижает безопасность и надёжность работы системы и ухудшает её весовые характеристики. Отсутствие подогрева сжатого газа до или в процессе его редуцирования также снижает надежность работы системы. Использование электронного управления дозатором газа, как и в аналоге, усложняет и увеличивает стоимость переоборудования автомобилей, находящихся в эксплуатации, для работы их на сжатом природном и сжиженном нефтяном газах.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создалие двухтопливной газовой системы питания, которая обеспечивала бы высокую надежность работы двигателя внутреннего сгорания транспортного средства на сжатом природном газе (при давлении до 20 МПа или сжиженном нефтяном газе (при давлении до 1,6 Ша использованием простых и дешевых средств для регулирования их расхода. Последнее должно облегчить переоборудование автомобилей, уже наи4одяш 1хся в эксплуатации, для работы их на сжиженном нефтяном и сжатом природным газах.

Поставленная задача решается тем, что известная двухтопливная газовая система питания двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, имеющгш систему отопления салона, содержащая Мс1гистраль подачи сжатого природного газа от источника сжатого газа через первый управляемый клапан и магистраль подачи сжиженного нефтяного газа от источника сжиженного газа через второй управляемый клапан, объединённые общей магистралью, в

которой последовательно установлены газовый редуктор и дозатор газа подключенный к смесителю, установленному во впускной системе двигателя дополнительно снабжена газовым редуктором с подогревом газа, установленным в магистрали подачи сжатого газа и испарителем, установленным в магистрали подачи сжиженного газа, при этом газовый редуктор, установленный в общей магистрали, выполнен с регулируемым подогревом газа в зависимости от температуры окружающего воздуха.

из газовых редукторов выполнен с внутренней полостью, подключённой в гидравлический контур системы отопления салона транспортного средства, причём полость редуктора, установленного в общей магистрали, подключена последовательно с теплообменником и краном системы отопления, а полость редуктора, установленного в линии сжатого газа, и испаритель подключены в гидравлический контур параллельно теплообменнику и крану. Такое выполнение заявляемой системы питания обеспечивает возможность работы двигателя либо на сжатом природном, либо на сжиженом нефтяном газе, при этом эффективный подогрев сжатого газа в редукторе высокого давления и сжиженного газа в испарителе обеспечивает высокую надёжность работы газовой аппаратуры и двигателя в целом. Регулируемый подогрев газа в зависимости от температуры окружающего воздуха в редукторе низкого давления, установленном в общей магистрали, обеспечивает необходимую точность регулирования расхода того или другого газа при изменяющихся условиях работы с использованием простых и дешевых средств.

На фигуре представлена принципиальная схема заявляемой системы питания двигателя внутреннего сгорания транспортного

средства.

Система питания содержит магистраль подачи сжатого природного газа (метана) 1 и магистраль подачи сжиженного нефтяного газа (пропана, бутана) 2, объединённые общей магистралью 3. Магистраль подачи сжатого газа 1 содержит источник сжатого газа в виде резервуаров 4 с наполнительным 5 и расходным 6 вентилями газовый редуктор высокого давления 7 с подогревом газа, электромагнитный клапан 8 с фильтром газа. Магистраль подачи сжиженного газа 2 содержит источник сжиженного газа в виде резервуара 9 с мультиклапаном 10 электромагнитный клапан 11 с фильтром газа, испаритель 12. В общей магистрали 3 последовательно установлены газовый редуктор низкого давления 13 и дозатор газа 14, подключённый к карбюратору-смесителю 15, установленному во впускной системе 16 двигателя. Газовыередукторы 7 и 13 выполнены с внутренними обогревыаемыми полостями соответственно 1 и 18, подключёнными в гидравлический контур 19 системы отопления салона транспортного средства (кабины грузового автомобиля или, кузова легкового автомобиля). Система отопления содержит также жидкое тно-воздушный теплообменник 20 и кран 21. Гидравлический контур 19 имеет магистраль 22 подвода теплоносителя и магистраль 23 отвода теплоносителя, в качестве которого используется нагретый тосол из системы охлаждения двигателя. Полость 18 редуктора 18 подключена в гидравлический контур 19 последовательно с теплообменником 20 и краном 21, а полость 17 редуктора 7 и испаритель 12 подключены в этот контур параллельно теплообменнику 20 и крану 21, Забор жидкости в них производится с помощью трубопроводов 24 и 25, подключенных к подводящей магистрали 22 контура 19 до крала 21 по ходу циркуляции жидкости. Отвод жидкости из редуктора 7 и испарителя 12 осуществляется по трубопроводам 26 и 27 в магистраль 23. Карбюратору-смесителю 15, кроме общей газовой магистрали 3, подключена также ма1истрапь 28 подачи бензина через электромагнитный клапан S9 из бензобака (не показан).

Управление электромагнитными 1 апанами 8, 11 и 29 осуществляется водителем с помощью двух тумблеров, включенных в электрическую цепь источника тока (на чертеже не показаны).

Заявляемая система питания работает следующим образом. Запуск двигателя осуществляется на бензине, подавая его в карбюратор-смеситель 15 по магистрали 28 через открытый включением первого тумблера электромагнитный клапан 29. После запуска двигателя электромагнитный клапан 29 закрывают, и питание двигателя осуществляется сжатым или сжиженным газом в зависимости от положения второго тумблера, задаваемого водителем.

При открытых клапане 8 и расходном вентиле 6 и закрытом клапане 11 в двигателе подается сжатый газ. Из баллона 4 он попадает в одноступенчатый редуктор высокого давления 7, где давления газа понижается с 20 до 1,6 МПа. Поскольку через полость 17 редуктора 7 по магистралям 24 и 26 постоянно циркулирует теплоноситель из системы отопления салона, сжатый газ, поступающий в редуктор, перед и в процессе снижения давления в нем подогревается. Этот подогрев необходим потому, что сжатый газ находится в баллонах в состоянии, близком к насыщению, и дополнительное его охлаждение в процессе снижения давления могло бы привести к замерзанию влаги в редукторе и других элементах магистрали, нарушая работу газовой системы питания. Далее из редуктора 7 газ поступает в двухступенчатый газовый редуктор 13

НИЗКОГО давления, где давление газа снижается до атмосферного. Благодаря подключению внутренней полости 18 редуктора 13 в гидравлический контур 19 системы отопления салона последовательно с теплообменником SO и краном 21, обеспечивается регулируемый подогрев газа в этом редукторе в зависимости от положения крана 21, которое, в свою очередь, определяется температурой окружающего воздуха. Следствием регулируемого подогрева газа является изменение плотности газа и корректировка его расхода через дозатор 14 в зависимости от температуры воздуха, что в конечном счете повышает точность регулирования состава газовоздушной смеси поступающей через карбюратор-смеситель 15 в цилиндры двигателя .

При открытом электромшшитном клапане 11 и закрытом клапане 8 питание двигателя осуществляется путем подачи в него сжиженного газа из баллона 9. Перед поступлением в газовый редуктор низкого давления 13 сжиженный газ попадает в испаритель 12 через который по магистралям 25 и 2 постоянно циркулирует теплоноситель из гидравлического контура 19 системы отопления салона. Эффективное испарение сжиженного Гс1за в испарителе перед редуктором 13 создаёт оптимальные условия для его работы, поскольку в редуктор всегда поступает газообразное топливо и исключается замерзание воды, находящейся в газе, В редукторе 13 давление газа снижается с 1,6 МПа до атмосферного, и одновременно обеспечивается регулирование его плотности в зависимости от температуры окружающего воздуха, аналогично тому, как и в случае питания двигателя сжатым газом. Из редуктора 13 газ через дозатор 14 поступает в карбюратор-смеситель 15 и далее в цилиндры двигателя.

Таким образом, заявляемая двухтопливная система питания обеспечивает максимально надежную работу двигателя на том или другом виде топлива. Использование при этом регулируемого подогрева газа в редукторе низкого давления, установленного в общей магистрали, обеспечивает необходимую точность в регулировании расхода газа при использовании имееющихся простых и дешёвых средств и исключает необходимость создания для этого специальных электронных систем. При этом облегчается переоборудование автомобилей, уже находящихся в эксплуатации, для работы их на сжатом природном и сжиженном нефтяном газе. Такое переоборудование облегчается ещё и потому, что при реализации заявляемой системы удаётся использовать уже имеющуюся газовую аппаратуру, выпускс1емую отечественной промышленностью для раздельных систем питания двигателе только сжатым и только сжиженным газом. При этом вместо двух редукторов низкого давления (по одному от каждой системы) в заявляемой двухтопливной системе используется только один.

Claims (2)

1. Двухтопливная газовая система питания двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, имеющего систему отопления салона, содержащая магистраль подачи сжатого природного газа от источника сжатого газа через первый управляемый клапан и магистраль подачи сжиженного нефтяного газа от источника сжиженного газа через второй управляемый клапан, объединенные общей магистралью, в которой последовательно установлены газовый редуктор и дозатор газа, подключенный к смесителю, установленному во впускной системе двигателя, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена газовым редуктором с подогревом газа, установленным в магистрали подачи сжатого газа, и испарителем, установленным в магистрали подачи сжиженного газа, при этом газовый редуктор, установленный в общей магистрали, выполнен с регулируемым подогревом газа в зависимости от температуры окружающего воздуха.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый из газовых редукторов выполнен с внутренней полостью, подключенной в гидравлический контур системы отопления салона транспортного средства, причем полость редуктора, установленного в общей магистрали, подключена последовательно с теплообменником системы отопления, а полость редуктора, установленного в линии сжатого газа, и испаритель подключены в гидравлический контур параллельно теплообменнику и крану.