RU2067684C1

RU2067684C1 - Method of delivering fuel gas into double fuel internal combustion engine and intake manifold of engine

Info

Publication number: RU2067684C1
Application number: RU9595119279A
Authority: RU
Inventors: Сергей Юрьевич Шипунов; Николай Александрович Кашкаров; Вениамин Гаврилович Дегтярев; Виктор Александрович Краснов
Original assignee: Сергей Юрьевич Шипунов; Николай Александрович Кашкаров; Вениамин Гаврилович Дегтярев; Виктор Александрович Краснов
Priority date: 1995-11-22
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 1996-10-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; double fuel engines operating on liquid and gaseous fuels. SUBSTANCE: gaseous fuel in mixed with air in carburetor by delivering gas into mixer consisting of carburetor spacer and venturi with adjustable passage area. EFFECT: enhanced reliability of operation. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), работающим на двух видах топлива жидком и газообразном (двухтопливные ДВС). The invention relates to engine building, in particular, to internal combustion engines (ICE), operating on two types of liquid and gaseous fuels (dual-fuel ICE).

Известны ДВС, работающие на газовом топливе (Григорьев Е. Г. и др. Газобаллонные автомобили. М. Машиностроение, 1989). Использование таких двигателей обусловлено существенно меньшей стоимостью газового топлива по сравнению с традиционным жидким топливом и лучшими его экологическими характеристиками. Из этого же источника известны также ДВС, работающие на двух видах топлива жидком и газообразном. Такие двигатели являются более универсальными, но одновременно и более сложными в регулировании. Known ICEs operating on gas fuel (Grigoriev E.G. and others. Gas-filled cars. M. Engineering, 1989). The use of such engines is due to the significantly lower cost of gas fuel compared to traditional liquid fuel and its better environmental characteristics. ICEs operating on two types of liquid and gaseous fuels are also known from the same source. Such engines are more versatile, but also more difficult to regulate.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является изобретение по пат. США N 4441475, 1984. Здесь представлен способ подачи горючего газа в двухтопливный ДВС, заключающийся в том, что газ смешивают с воздухом в заданной пропорции и подают в карбюраторный смеситель жидкого топлива. При этом впускной трубопровод ДВС содержит воздушную заслонку, карбюратор с диффузорным смесителем жидкого топлива, дроссельную заслонку и газовый смеситель с форсункой для подачи горючего газа. Схема регулирования такого двигателя оказывается довольно сложной, а качество подготовки топливо-воздушной смеси недостаточно высоким. Closest to the proposed invention (prototype) is the invention according to US Pat. USA N 4441475, 1984. Here is a method of supplying combustible gas to a dual-fuel internal combustion engine, which consists in the fact that the gas is mixed with air in a predetermined proportion and served in a carburetor mixer of liquid fuel. In this case, the intake manifold of the internal combustion engine contains an air damper, a carburetor with a diffuser mixer of liquid fuel, a throttle valve and a gas mixer with a nozzle for supplying combustible gas. The regulation scheme of such an engine is quite complex, and the quality of the fuel-air mixture preparation is not high enough.

Целью изобретения является дальнейшее повышение эффективности двухтопливных ДВС за счет улучшения процесса смесеобразования при одновременном упрощении схемы регулирования и повышения ее надежности. The aim of the invention is to further increase the efficiency of dual-fuel internal combustion engines by improving the process of mixture formation while simplifying the regulation scheme and increasing its reliability.

Это достигается тем, что способ подачи горючего газа в двухтопливном ДВС-прототипе предлагается дополнить смешением горючего газа с воздухом на участке с регулируемым проходным сечением, а впускной трубопровод дополнительно снабдить диффузором регулируемого проходного сечения. Последний размещается перед дроссельной заслонкой соосно диффузорному смесителю жидкого топлива и выполняется саморегулируемым, в виде подвижной в осевом направлении, подпружиненной втулки, внутренняя поверхность которой спрофилирована и образует кольцевой канал переменного сечения с наружной поверхностью диффузорного смесителя жидкого топлива. При этом форсунка подачи горючего газа выполняется в виде проставки карбюратора, размещенной между воздушной заслонкой и диффузорным смесителем жидкого топлива. This is achieved by the fact that the method of supplying combustible gas in a dual-fuel ICE prototype is proposed to be supplemented by mixing combustible gas with air in a section with an adjustable flow cross section, and the inlet pipe is additionally equipped with a diffuser of an adjustable flow cross section. The latter is placed in front of the throttle valve coaxially to the diffuser liquid fuel mixer and is self-regulating, in the form of an axially movable spring-loaded sleeve, the inner surface of which is profiled and forms an annular channel of variable cross section with the outer surface of the diffuser liquid fuel mixer. In this case, the nozzle for supplying combustible gas is made in the form of a spacer for the carburetor, located between the air damper and the diffuser mixer of liquid fuel.

На чертеже показана конструктивная схема трубопровода, в котором реализуется предлагаемый способ подачи горючего газа в двухтопливный ДВС. The drawing shows a structural diagram of a pipeline in which the proposed method for supplying combustible gas to a dual-fuel internal combustion engine is implemented.

Устройство содержит участок 1 впускного трубопровода с воздушным фильтром (не показан) и воздушной заслонкой 2; карбюратор, в корпусе 3 которого размещены диффузорный смеситель 4 жидкого топлива (другие стандартные элементы карбюратора не показаны), подвижная в осевом направлении втулка 5 с профилированной внутренней поверхностью, пружина 6 и стопорное кольцо 7 проставка карбюратора 8 с форсункой 9 для подачи горючего газа во впускной трубопровод; участок 10 впускного трубопровода с дроссельной заслонкой 11. Внутренняя профилированная поверхность втулки 5 образует с наружной поверхностью диффузорного смесителя 4 жидкого топлива кольцевой канал "а" переменного сечения. The device comprises an intake pipe section 1 with an air filter (not shown) and an air damper 2; a carburetor, in the housing 3 of which a liquid fuel diffuser mixer 4 is placed (other standard carburetor elements are not shown), an axially movable sleeve 5 with a profiled inner surface, a spring 6 and a retaining ring 7, a carburetor spacer 8 with a nozzle 9 for supplying combustible gas to the inlet pipeline; section 10 of the inlet pipe with a throttle valve 11. The inner profiled surface of the sleeve 5 forms with the outer surface of the diffuser mixer 4 of liquid fuel an annular channel "a" of variable cross section.

В зависимости от конкретных условий эксплуатации двигатель питается либо жидким (с использованием стандартных элементов карбюратора), либо газообразным топливом. Depending on the specific operating conditions, the engine is powered by either liquid (using standard carburetor elements) or gaseous fuel.

При запуске и работе ДВС на холостом ходу на газовом топливе за счет разрежения, обусловленного всасывающим действием цилиндров, происходит впуск и смешение горючего газа с воздухом в соотношениях, определяемых проходным сечением подвижного диффузора (в положении упора, изображенном на чертеже). При возрастании нагрузки на двигатель расход топливо-воздушной смеси регулируется соответствующим открытием дроссельной заслонки 11, а качественный состав ее устанавливается автоматически за счет осевого перемещения втулки 5 и увеличения проходного сечения "а" регулируемого диффузорного смесителя 4. Профиль внутренней поверхности втулки 5 выбирается таким образом, чтобы обеспечить оптимальное значение коэффициента избытка воздуха во всем диапазоне нагрузок двигателя. When the engine starts and idles on gas fuel due to the vacuum caused by the suction action of the cylinders, the combustible gas and air are admitted and mixed in the ratios determined by the flow cross section of the movable diffuser (in the stop position shown in the drawing). When the load on the engine increases, the fuel-air mixture consumption is regulated by the corresponding opening of the throttle valve 11, and its qualitative composition is automatically established due to the axial movement of the sleeve 5 and an increase in the bore cross section "a" of the adjustable diffuser mixer 4. The profile of the inner surface of the sleeve 5 is selected in such a way to ensure the optimal value of the coefficient of excess air in the entire range of engine loads.

Проведенные испытания описанного устройства в составе ДВС подтвердили реальную возможность существенного повышения топливной экономичности, снижения токсичности продуктов выхлопа и увеличения мощности двигателя по сравнению с серийно выпускаемыми устройствами аналогичного назначения. Tests of the described device as part of the internal combustion engine confirmed the real possibility of a significant increase in fuel economy, reduce toxicity of exhaust products and increase engine power compared to commercially available devices for a similar purpose.

Claims

1. The method of supplying combustible gas to a dual-fuel internal combustion engine, which consists in the fact that the gas is mixed with air in a predetermined proportion and fed to a carburetor mixer of liquid fuel, characterized in that the combustible gas is additionally mixed with air in a section with an adjustable flow area.

2. An inlet pipe for a dual-fuel internal combustion engine, comprising an air damper, a carburetor with a diffuser mixer of liquid fuel, a throttle damper and a gas mixer with a nozzle for supplying combustible gas, characterized in that it is additionally equipped with a variable flow cross-section located in front of the throttle damper coaxially a diffuser mixer of liquid fuel, while the nozzle for supplying combustible gas is made in the form of a spacer for a carburetor placed between the air damper oh and diffuser liquid fuel mixer.

3. The pipeline according to claim 2, characterized in that the diffuser of variable flow area is self-regulating in the form of an axially spring-loaded sleeve, the inner surface of which is profiled, forming an annular channel of variable cross section with the outer surface of the diffuser liquid fuel mixer.