Газовый двигатель внутреннего горения

Авторы патента:

Техническое решение относится к механике, прежде всего к двигателям, работающим газообразным топливом. Снабжение кожухом 9 с отверстием 10 для установки стакана 8, в котором размещен наконечник 11 свечной и свеча 12 зажигания, газового двигателя внутреннего горения, содержащего по меньшей мере один комплект поршень 2 - цилиндр 1, в котором цилиндр 1 имеет возможность сообщения с воздухом и источником 3 газа через устройство 5 топливоподачи и электрод 6 воспламенения, а также катушку 7 зажигания, позволит достичь технического результата, а именно создать простую и надежную конструкцию двигателя с оптимальными свойствами при небольших затратах на его производство.

Техническое решение относится к механике, прежде всего к двигателям, работающим газообразным топливом.

Широко известно, что первый практически пригодный двигатель был построен французом Ленуаром в 1860 году в Париже и работал светильным газом (см., например книгу Грибова И.В. Двигатели внутреннего сгорания, т.I, ТРАНСПЕЧАТЬ, НКПС, М. 1927 г. стр.11-13). На Парижской выставке газовый двигатель Отто, явившийся прототипом двигателем внутреннего горения нашего времени (стр.16-17). Известны способы и промышленные устройства приготовления газовоздушной смеси, в которых газообразное топливо поступает либо в карбюратор, либо между воздушным фильтром и воздушной заслонкой, либо между дроссельными заслонками и впускным коллектором двигателя (Григорьев Е.Г. и др. Газобаллонные автомобили М. Машиностроение, 1989, стр.147-150).

Газовый двигатель внутреннего горения по SU 35497 выполнен с предварительным сжатием смеси. Газовый двигатель по RU 19877 снабжен системой центральной подачи газа во впускной коллектор. В системе питания газового ДВС по RU 11569 ограничитель хода обратного клапана выполнен регулируемым. Система подачи газообразного топлива для транспортного средства по JP 60-281035 имеет регулятор, содержащий корпус с клапанной камерой, избирательно открываемой в декомпрессионную камеру.

Для увеличения подачи газа в двигатель по WO 9530083 предусмотрено понижение температуры воздуха и/или топлива.

Система для переоборудования дизеля в газовый двигатель по ЕР 44743 содержит электропривод, датчик частоты вращения и блок управления, связанный с приводом и топливным насосом высокого давления. Система сложна и малоэффективна.

Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от постороннего источника по SU 1001868 содержит устройство искрового зажигания с центральным электродом в виде тепловой трубки. А в устройстве зажигания для ДВС по SU 1044076 свеча выполнена в виде насадки на распылитель форсунки. ДВС с зажиганием ударного типа и нагреваемой поверхностью по JP 2755419 имеет головку цилиндра с клапаном впрыска топлива. В головке цилиндра ДВС по US 5398645 свеча зажигания наклонена

под углом к верхней стенке, при этом электроды свечи закрыты от прямого столкновения со свежим зарядом.

Устройство зажигания для V-образного ДВС по JP 2765006 размещено между нижней поверхностью коллектора и верхней поверхностью участка между рядами цилиндров. В устройстве для крепления и подсоединения свечи зажигания по ЕР 653552 обеспечен надежный электрический контакт.

Цилиндрический инжектор непосредственного впрыска по JP 2897620 объединен со свечой зажигания. Свеча зажигания и блок катушки зажигания по JP 2864999 выполнены как одно целое. Катушка зажигания по ЕР 887547 объединена со свечой зажигания, содержащей слоистый магнитный сердечник.

Сложна по конструкции форсунка-свеча по US 3665902. Устройство питания двигателей газообразным топливом по US 2671012 содержит систему регулирования подачи газа. Устройство для подачи топлива в газовый ДВС по SU 458023 содержит газовпускной клапан. В устройстве питания газового двигателя по RU 2096633 газ подводят через свечу зажигания.

Система подачи газа в форкамеру газового ДВС по SU 1017809 обеспечивает ступенчатую подачу газа. Устройство подачи газа для ДВС по SU 1724916, управляемое электрическим импульсом, снабжено размещенным в одном из газоподающих каналов разобщительным золотником и размещенными в каждом их газоподающих каналов регулирующими дросселями. Электромагнитные клапана предусмотрены в системах впрыска природного газа в ДВС по RU 49128 и управления ДВС на сжатом природном газе по RU 51402.

В устройстве питания газового двигателя по RU 2096633 газ подводят через свечу зажигания. Газовоздушный блок для газового двигателя по RU 28383 содержит смесительное устройство с диффузором и дроссельной заслонкой, а также экономайзер с главным и дополнительным газовыми каналами, снабженный золотником, связанным с дроссельной заслонкой, при этом в главном канале установлена корректирующая газовая заслонка, а в дополнительном - регулируемый дозатор.

Известен двигатель внутреннего горения, содержащий по меньшей мере один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, а также свечу (см., например SU 1333810).

В этом двигателе предусмотрено устройство топливоподачи, корпус которого выполнен как проставка. Устройство топливоподачи содержит управляемый клапан подачи топливной эмульсии. В устройстве предусмотрено поступление газовой смеси

в камеру через регулируемый винтом канал, связанный с полостью цилиндра. Тем самым, для каждого цилиндра нужен свой канал, что усложняет конструкцию, а также может привести к ненадежному функционированию ДВС. В свою очередь, наличие управляемого клапана, регулировочных винтов для каждого цилиндра также усложняет конструкцию. Размеры и масса этой проставки велики. Поскольку упомянутые элементы размещены в установленной на впускном коллекторе проставке, то эффективной подачи топливной смеси по существу не достичь. Из-за трудного доступа к упомянутым регулировочным винтам, а также к регулировочной муфте клапана подачи эксплуатация устройства усложнена. Мала работоспособность привода клапана из-за его расположения и размещения. Более того, такое размещение препятствует поступлению смеси через клапан, что существенно может сказаться на мощностных свойствах двигателя. К тому же, объединение в этом устройстве подачи смеси и отработавших газов не только сказывается на снижении мощностных свойств, но и приводит к увеличению затрат на его производство.

Изменение объема загрязняющих выбросов и угла опережения зажигания ДВС осуществлено в устройстве по UK 2011539, имеющем форсунку и запальную свечу. В устройстве зажигания для ДВС по SU 1044076 свеча выполнена в виде насадки на распылитель форсунки, при этом привод датчика импульсов выполнен через иглу распылителя.

Известен газовый двигатель внутреннего горения, содержащий, по меньшей мере, один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, электрод воспламенения и катушку зажигания (см., например WO 93/23662).

В этом двигателе предусмотрено устройство впуска, содержащее впускной клапан и электрод, объединенные в один узел, что может привести к его либо разрушению, либо к демонтажу. Описанные заявителем WO 93/23662 преимущества с переоборудованием двух типов двигателей (с искровым и объемным воспламенением смеси), вряд ли осуществимы из-за размеров гнезд, как под свечу зажигания, так и форсунку. Поскольку упомянутые свеча и форсунка заметно отличаются по размерам и массе от упомянутого устройства впуска, то надежного крепления последнего не достичь. Размеры и масса этого устройства велики. К тому же доступ искры в цилиндр существенно затруднен, что может неблагоприятно сказаться на эффективности работы двигателя. Поскольку устройство впуска представляет собой отдельный электромеханический узел, велики затраты на его производство.

В этом двигателе предусмотрено устройство впуска, содержащее управляемый клапан основного газа, разобщающий выпускной и впускной каналы, один из которых непосредственно связан с полостью цилиндра. Тем самым, для каждого цилиндра нужен свой клапан, что усложняет конструкцию, а также может привести к ненадежному функционированию ДВС. В свою очередь, наличие двух электрических запальных свечей для каждого цилиндра также усложняет конструкцию. Поскольку упомянутые свечи и клапан размещены в корпусе, установленном на головке цилиндра, то размещение клапанов газообмена по существу не достичь. Безусловно размеры и масса этого корпуса велики. Мала работоспособность привода клапана из-за его расположения и размещения. Более того, его размеры и форма препятствуют свободному поступлению газа через клапан, что существенно может сказаться на мощностных свойствах двигателя. К тому же доступ искры в цилиндр существенно затруднен, что также сказывается на работоспособности двигателя. Поскольку корпус представляет собой отдельный сложный узел, то велики затраты на его производство.

Несмотря на длительный путь развития и многочисленные приведенные технические решения, относящиеся к двигателям внутреннего горения, работающих газом, их конструкций, их узлов и агрегатов, нет простой и надежной конструкции двигателя, выполненного в небольшом габарите с малой массой и при небольших затратах на его производство.

Известен газовый двигатель внутреннего горения, содержащий, по меньшей мере, один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, размещенный в стакане электрод воспламенения и катушку зажигания (см., например SU 767380).

Этот двигатель представляет собой дизельно-газовый четырехтактный ДВС. Его устройство впуска содержит самодействующий газовый клапан, разобщающий выпускной и впускной каналы, один из которых связан с полостью цилиндра. Тем самым для каждого цилиндра нужен свой клапан, что усложняет конструкцию, а также может привести к ненадежному функционированию ДВС. В свою очередь наличие двух свечей зажигания для каждого цилиндра также усложняет конструкцию.

Поскольку упомянутые свечи и клапан размещены на одном корпусе форкамеры, снабженном охлаждающем кожухом и установленном в крышке, а не на головке цилиндра, то это усложняет конструкцию. Размещение клапанов газообмена по существу не достичь.

Безусловно, размеры и масса этого корпуса велики. Мала работоспособность привода клапана из-за его расположения и размещения. Более того, его размеры и форма препятствуют свободному поступлению газа через клапан, что существенно может сказаться на мощностных свойствах двигателя. К тому же доступ искры в цилиндр существенно затруднен, что также сказывается на работоспособности двигателя. Поскольку корпус представляет собой отдельный сложный узел, то велики затраты на его производство.

Задача - создать простую и надежную конструкцию двигателя с оптимальными свойствами при небольших затратах на его производство.

Создание простой и надежной конструкции двигателя с оптимальными свойствами при небольших затратах на его производство обеспечено рациональным выполнением и размещением элементов воспламенения газа.

Для этого газовый двигатель внутреннего горения, содержащий по меньшей мере один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, электрод воспламенения и катушку зажигания, снабжен кожухом с отверстием для установки стакана, в котором размещен наконечник свечной и свеча зажигания.

Снабжение кожухом с отверстием для установки стакана, в котором размещен наконечник свечной и свеча зажигания, газового двигателя внутреннего горения, содержащего, по меньшей мере, один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, размещенный в стакане электрод воспламенения и катушку зажигания, позволит достичь технического результата, а именно создать простую и надежную конструкцию двигателя с оптимальными свойствами при небольших затратах на его производство.

Между наконечником свечным и свечой зажигания размещена втулка с переходником, что просто и надежно.

Кожух размещен на головке блока цилиндров, а это улучшает эксплуатационные свойства двигателя.

Катушка зажигания закреплена на кронштейне, установленном на блоке цилиндров, что также просто и надежно, при этом малы затраты на изготовление.

Изображено на:

фиг.1 - двигатель;

фиг.2 - фрагмент двигателя, поперечно;

фиг.3 - стакан свечи.

Двигатель содержит установленные в цилиндрах 1 (фиг.1) поршни 2. Полость цилиндра 1 имеет возможность сообщения с воздухом и источником 3 газа. Воздух поступает в полость цилиндра 1 через впускной трубопровод 4. Источник 3 соединен через устройство 5 топливоподачи. Двигатель содержит электрод 6 (фиг.2) воспламенения, а также катушку 7 зажигания. Электрод 6 размещен в стакане 8 (фиг.3).

Двигатель снабжен кожухом 9. В кожухе 9 выполнено отверстие 10 для установки стакана 8. В стакане 8 размещен наконечник 11 свечной и свеча 12 зажигания.

Между наконечником 11 и свечой 12 размещена втулка 13 с переходником 14, что просто и надежно.

Кожух 9 размещен на головке 15 блока цилиндров 1, а это улучшает эксплуатационные свойства двигателя.

Катушка 7 закреплена на кронштейне 16. Кронштейн 16 установлен на блоке цилиндров 1, что также просто и надежно, при этом малы затраты на изготовление.

Двигатель функционирует так.

Снабжение кожухом 9 с отверстием 10 для установки стакана 8, в котором размещен наконечник 11 свечной и свеча 12 зажигания, газового двигателя внутреннего горения, содержащего по меньшей мере один комплект поршень 2 - цилиндр 1, в котором цилиндр 1 имеет возможность сообщения с воздухом и источником 3 газа через устройство 5 топливоподачи и электрод 6 воспламенения, а также катушку 7 зажигания, позволит достичь технического результата, а именно создать простую и надежную конструкцию двигателя с оптимальными свойствами при небольших затратах на его производство.

1. Газовый двигатель внутреннего горения, содержащий, по меньшей мере, один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, размещенный в стакане электрод воспламенения и катушку зажигания, отличающийся тем, что он снабжен кожухом с отверстием для установки стакана, в котором размещен наконечник свечной и свеча зажигания.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что между наконечником свечным и свечой зажигания размещена втулка с переходником.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что кожух размещен на головке блока цилиндров.

4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что катушка зажигания закреплена на кронштейне, установленном на блоке цилиндров.