Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ДВУХТОПЛИВНЫЙ ГАЗОБЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ - Патент РФ 2090766
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ДВУХТОПЛИВНЫЙ ГАЗОБЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ДВУХТОПЛИВНЫЙ ГАЗОБЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

ДВУХТОПЛИВНЫЙ ГАЗОБЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: двухтопливные двигатели внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом. Сущность изобретения: между воздушным фильтром 18 и газовым переходником-смесителем 6 карбюратора 15 установлено воздушное распределительное устройство 19, выполненное в виде пустотелой проставки с размещенным по оси в его внутренней полости автоматическим обратным клапаном 20 и седлом 21, разделяющим внутреннюю полость проставки на две, сообщающиеся между собой полости 22 и 23. Распределительное устройство 19 снабжено воздушными патрубками 24 и 25. Кроме того, тарелка обратного автоматического клапана 20 дополнительно снабжена обтекателем 26, выполненным в виде конуса, причем обтекатель на тарелке клапана расположен вершиной вниз. Двигатель оснащен турбокомпрессором 27, содержащим в свою очередь газовую турбину 28, приводимую отработавшими газами, и компрессор 29 для подачи сжатого воздуха и двигатель 30. Нагревательный воздушный трубопровод 34 сообщен с одной стороны с наддиафрагменной полостью первой ступени, с другой - наддиафрагменной полостью второй ступени газового редуктора 5. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2090766
Класс(ы) патента: F02B43/06, F02B69/04
Номер заявки: 94029282/06
Дата подачи заявки: 03.08.1994
Дата публикации: 20.09.1997
Заявитель(и): Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий
Автор(ы): Жабин В.М.
Патентообладатель(и): Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий
Описание изобретения: Изобретение относится к двигателестроению, а более конкретно к двухтопливным двигателям внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, используемых преимущественно на автомобилях.
Известны двигатели внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, содержащие поршневой двигатель внутреннего сгорания с установленной в выпускном трубопроводе газовой турбиной турбокомпрессора, рабочее колесо которой установлено на одном валу с ротором центробежного нагнетателя, расположенного во впускном трубопроводе [1]
При наддуве плотность воздуха повышается и, следовательно увеличивается количество свежего заряда, поступающего в цилиндр при впуске по сравнению с зарядом воздуха в том же двигателе без наддува.
Однако карбюраторные бензиновые двигатели с газотурбинным наддувом обладают рядом недостатков. Эти недостатки заключаются в том, что вместе с повышением давления наддува возрастает давление и температура смеси в конце сжатия, вследствие чего сгорание смеси легко приобретает детонационный характер. С целью избежания детонации приходится или понижать степень сжатия карбюраторного двигателя, или использовать более дорогой бензин с повышенным октановым числом.
Из известных двигателей внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом наиболее близким по технической сущности и по достигаемому результату является двигатель внутреннего сгорания [1] содержащий выпускной трубопровод с закрепленными на нем последовательно карбюратором, переходником-смесителем с патрубками впуска воздуха и газа и воздушным фильтром, выпускной трубопровод для выпуска отработавших газов из выпускного коллектора в атмосферу, магистраль для подачи бензина в карбюратор, снабженную электромагнитным клапаном с топливным фильтром, магистраль подачи газа в переходник-смеситель, в которой последовательно установлены редуктор высокого давления, электромагнитный клапан с газовым фильтром и двухступенчатый редуктор низкого давления.
Однако известные двигатели внутреннего сгорания обладают рядом недостатков. Эти недостатки заключаются в том, что перевод работы двигателя с бензина на сжатый природный газ (при неизменной степени сжатия), сопровождается снижением его максимальной мощности на 18-22% что влечет в свою очередь к снижению грузоподъемности автомобиля. Кроме того, снижение максимальной мощности газовых двигателей, работающих на сжатом природном газе, сопровождается ухудшением тягово-динамических и эксплуатационных характеристик автомобиля.
Для повышения мощностных и экономических показателей работы двигателя на частичных и полных нагрузках путем улучшения регулирования состава газовоздушной смеси, предлагается двухтопливный газобензиновый двигатель внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, снабженный турбокомпрессором с всасывающим, воздухонапорным и газоприемным патрубками, последний из которых сообщен с выпускным трубопроводом, снабженным органом перепуска выпускных газов с приводом управления, а между воздушным фильтром и переходником-смесителем установлено воздушное распределительное устройство в виде проставки, внутри которой соосно с ней размещен автоматический обратный клапан, разделяющий внутреннее пространство проставки на две полости, одна из которых сообщена с воздушным фильтром и с всасывающим патрубком турбокомпрессора, а другая с переходником-смесителем и через нагнетательный трубопровод, с воздухонапорным патрубком турбокомпрессора, причем нагнетательный трубопровод сообщен с наддиафрагменными полостями первой и второй ступеней редуктора низкого давления, автоматический обратный клапан воздушного распределительного устройства дополнительно снабжен обтекателем, выполненным в виде конуса, причем обтекатель на тарелке клапана расположен вершиной вниз.
На фиг. 1 схематично показано устройство двухтопливного газобензинового двигателя внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом; на фиг. 2 - автоматический обратный клапан с обтекателем.
Двухтопливный газобензиновый двигатель внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом содержит магистральный вентиль 1, подогреватель газа 2, одноступенчатый редуктор высокого давления 3, электромагнитный клапан с газовым фильтром 4, двухступенчатый газовый редуктор низкого давления 5 и газовый переходник-смеситель 6, сообщенные между собой газовыми трубопроводами высокого давления 7, 8, 9 и 10 и трубопроводами низкого давления 11 и 12.
Бензиновая система для подачи топлива в двигатель включает в себя топливный бак (не показан), бензонасос 13, электромагнитный клапан с бензиновым фильтром 14 и карбюратор 15, сообщенные между собой через бензопроводы 16 и 17.
Между воздушным фильтром 18 и газовым переходником-смесителем 6 установлено воздушное распределительное устройство 19, выполненное в виде пустотелой проставки с размещенными по оси в ее внутренней полости автоматическим обратным клапаном 10 с седлом 21, разделяющим внутреннюю полость проставки на две сообщающиеся между собой полости 22 и 23. Распределительное устройство 19 снабжено воздушными патрубками 24 и 25.
Кроме того, тарелка обратного автоматического клапана 20 дополнительно снабжена обтекателем 26, выполненным в виде конуса, причем обтекатель на тарелке клапана расположен вершиной вниз.
Двигатель оснащен турбокомпрессором 7, содержащим в свою очередь газовую турбину 28, приведенную отработавшими газами и компрессор 29 для подачи воздуха в двигатель 30.
Газовая турбина 28 своим газоприемным патрубком подключена к выпускному коллектору 31 двигателя 30 и для выпуска отработавших газов в атмосферу снабжена выпускным патрубком 32.
Компрессор 29 своим воздухоприемным патрубком через всасывающий трубопровод 33 соосно сообщен с воздушным патрубком 24, а воздухонапорным патрубком компрессора 29 через нагнетательный трубопровод 34 сообщен с воздушным патрубком 25 воздушного распределительного устройства 19.
Выпускной коллектор 31 снабжен обводным трубопроводом 35, оснащенным в свою очередь перепускным органом управления 36.
Нагнетательный воздушный трубопровод 34 сообщен с одной стороны через балансировочную трубку 37 с наддиафрагменной полостью первой ступени, с другой через балансировочную трубку 38 с наддиафрагменной полостью второй ступени газового редуктора 5.
Магистральный вентиль 1 и бензиновый насос 13 через систему трубопроводов и запорной арматуры сообщены соответственно с газовыми баллонами и бензобаком (не показано).
Работа осуществляется следующим образом. При работе на газообразном топливе сжатый природный газ из баллонов высокого давления (не показаны) через открытые расходный (не показан) и магистральный вентиль 1 и газовый трубопровод 7 поступает в подогреватель газа 2. Из подогревателя 2 подогретый газ через газовый трубопровод 8 поступает в одноступенчатый редуктор высокого давления 3, где давление газа понижается до 0,8 1,2 МПа. Подогретый газ, проходя через магистральный электромагнитный клапан с газовым фильтром 4, очищается от механических примесей и через газовый трубопровод 10 поступает в первую ступень двухступенчатого газового редуктора низкого давления 5, в котором давление понижается до 0,18 0,20 МПа. Затем газ из первой ступени поступает во вторую ступень редуктора, где его давление понижается до атмосферного.
В дальнейшем газ из второй ступени редуктора низкого давления поступает в дозирующее устройство, обеспечивающее подачу необходимого количества газа в газовоздушный переходник-смеситель 6 карбюратора 15, где смешивается с очищенным сжатым воздухом, поступающим одновременно из воздушного фильтра 18 через полость 22 воздушного распределительного устройства 19, всасывающий трубопровод 33, компрессор 29, нагнетательный трубопровод 34 и нижнюю полость 23, образуя горючую смесь. Обратный воздушный клапан 20 при этом, за счет разностей давлений между полостями 22 и 23 (Pо <P) с одной стороны и под действием вертикальной составляющей силы вследствие скоростного воздушного напора наддувочного воздуха с другой стороны, плотно прижат к седлу 21. Обтекатель 26 автоматического клапана 20 во внутренней полости 23 распределительного устройства 19 размещен таким образом, при котором наддувочный воздух, поступая в полость распределительного устройства и действуя на обтекатель, заставляет его под действием вертикальной составляющей силы F подниматься вверх в сторону закрытия клапана. Образовавшаяся горючая смесь в смесителе, обладая повышенной плотностью по сравнению со смесью газа с атмосферным воздухом в двигателе без наддува, через диффузоры и смесительные камеры карбюратора-смесителя (не показано) направляется во впускной трубопровод и распределяется по отдельным цилиндрам двигателя. Смесь, поступая в двигатель 30 под избыточным давлением, компенсирует потерю мощности по сравнению с мощностью двигателя при работе его на бензовоздушной смеси.
При работе двигателя выпускные газы, проходя по выпускному коллектору 31 и перепускному органу 36, вращают рабочее колесо газовой турбины 28, а вместе с ним и ротор компрессора 29, а удаляются выпускные газы в атмосферу через выпускной патрубок 32.
При увеличении нагрузки и, как следствие, увеличение давления наддувочного воздуха, последнее передается в наддиафрагменные полости высокого и низкого давления редуктора. Рост давлений в наддиафрагменных полостях высокого и низкого давления с одновременным разрежением в полости второй ступени редуктора низкого давления 5 сопровождается увеличением перепада давления в полостях первой и второй ступеней редуктора, что приводит к возникновению дополнительных усилий на диафрагмы. Эти усилия действуют соответственно на диафрагмы и клапаны низкого и высокого давления. Степень открытия клапанов высокого и низкого давления увеличивается, что приводит к соответствующему увеличению расхода топливного газа через эти клапаны. Все это в целом приводит к росту расхода газа в соответствии с возросшим расходом воздуха через двигатель.
Дальнейшее возрастание нагрузки двигателя обусловливает увеличение давления наддувочного воздуха, и как следствие, увеличение степени открытия клапанов высокого и низкого давления соответственно первой и второй ступеней редуктора 5, что приводит к увеличению подачи газа в соответствии с возросшей нагрузкой двигателя.
При работе двигателя на газообразном топливе электромагнитный клапан 4 открыт. Перепускной орган управления 36 в выпускном коллекторе 31 установлен в положение для подачи выпускных газов в газовую турбину 28.
При работе двигателя на жидком топливе бензин из бензобака (не показан) бензиновым насосом 13 через бензопровод 16, открытый электромагнитный клапан 14 и бензопровод 17 подается в карбюратор 15, в который одновременно через воздушный фильтр 18, открытый обратный клапан 20 и нижнюю полость 23 поступает атмосферный воздух. Образовавшаяся топливовоздушная смесь в карбюраторе 15 через воздушные коллекторы (не показано) поступает в цилиндры двигателя. Турбокомпрессор 27 при этом не работает, так как в этом случае выпускной коллектор 31 через перепускной орган управления 36 и обводной трубопровод 35 сообщен с выпускным патрубком 32, минуя газоприемный патрубок газовой турбины 28.
Формула изобретения: Двухтопливный газобензиновый двигатeль внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, содержащий впускной трубопровод с закрепленными на нем последовательно карбюратором, переходником-смесителем с патрубками впуска воздухе и газа, и воздушным фильтром, выпускной трубопровод, магистраль подачи бензина в карбюратор, снабженную электромагнитным клапаном и топливным фильтром, магистраль подачи газа в переходник-смеситель, в котором последовательно установлены редуктор высокого давления, электромагнитный клапан с газовым фильтром и двухступенчатый редуктор низкого давления, отличающийся тем, что он снабжен турбокомпрессором с всасывающим, воздухонапорным и газоприемным патрубками, последний из которых сообщен с выпускным трубопроводом, снабженным органом перепуска выпускных газов с приводом управления, между воздушным фильтром и переходником-смесителем установлено воздушное распределительное устройство в виде проставки, внутри которой соосно с ней размещен автоматический обратный клапан, разделяющий внутреннее пространство проставки на две полости, одна из которых сообщена с воздушным фильтром и с всасывающим патрубком турбокомпрессора, а другая с переходником-смесителем и через нагнетательный трубопровод с воздухонапорным патрубком турбокомпрессора, причем нагнетательный трубопровод сообщен с наддиафрагменными полостями первой и второй ступеней редуктора низкого давления, а автоматический обратный клапан воздушного распределительного устройства дополнительно снабжен обтекателем, выполненным в виде конуса, причем обтекатель на тарелке клапана расположен вершиной вниз.