Меню раздела

Конструкция и расчет устройств, для ввода газа в цилиндры двигателя


При внешнем смесеобразовании для приготовления смеси с целью сохранения конструкции головки или крышки двигателя неизменной используют газо-воздушные смесители. Наибольшее применение в газовых двигателях получили смесители с пересекающимися или параллельными потоками воздуха и газа.
Газо-воздушные смесители обеспечивают хорошее смесеобразование благодаря высоким скоростям воздуха и газа и обладают малым гидравлическим сопротивлением. Среднюю скорость газа и воздуха в системах питания газовых двигателей обычно выбирают в пределах 30-65 м/с, скорость газо-воздушной смеси-на 20-25% меньше скорости воздуха.
Для высокооборотных многоцилиндровых двигателей малой мощности обычно используют один общий газо-воздушный смеситель. Для двигателей средней мощности для более равномерного распределения нагрузки по цилиндрам и уменьшения объема горючей смеси перед впускными органами для уменьшения взрывоопасности применяют индивидуальные смесители, устанавливаемые на каждый цилиндр отдельно. Качество горючей смеси регулируют воздушной дроссельной заслонкой, количество-газо-воздушной. Обе заслонки расположены в патрубках смесителя.
При расчете индивидуального газо-воздушного смесителя площадь поперечного сечения его выходного патрубка /см выбирают равной площади поперечного сечения воздушного патрубка в крышке, а при расчете общего смесителя-площади поперечного сечения воздушного трубопровода на входе. По объемному расходу горючей смеси Усм определяют среднюю скорость в выходном патрубке смесителя, коэффициент наполнения; п - частота вращения коленчатого вала, об/мин; /-число цилиндров, приходящихся на один смеситель (для индивидуального смесителя 1=1); т-тактность двигателя.
Давление смеси в пространстве смещения до газо-воздушной дроссельной заслонки
Рем = р + Ар,
где р-давление на выходе из газо-воздушного смесителя; Ар-падение давления смеси при обтекании газо-воздушной дроссельной заслонки, плотность газо-воздушной смеси; в-коэффициент сопротивления газо-воздушной дроссельной заслонки при полном ее открытии (выбирают по опытным данным).
Площадь проходного сечения газового патрубка смесителя определяют по объемному расходу газа Кг, задаваясь его скоростью н>г в рассматриваемом сечении.
Необходимое давление в газовом трубопроводе двигателя Рг.тр определяют с учетом гидравлических потерь, зависящих от длины и формы трубопровода, соединяющего газовый трубопровод с патрубком смесителя.
Давление газа в трубопроводе служит исходной величиной для расчета и выбора элементов газовой системы (редукционные клапаны, регуляторы, задвижки и т.п.), соединяющей трубопровод двигателя с источником газа.
Площадь поперечного сечения врздушного патрубка смесителя определяют по объемному расходу воздуха Ув = УСм — У г и скорости воздуха, выбираемой на 20-25% больше скорости смеси в выходном патрубке смесителя. Необходимое давление воздуха перед воздушной дроссельной заслонкой подсчитывают так же, как и давление газа, учитывая снижение давления воздуха при прохождении воздушной дроссельной заслонки в прикрытом положении, обеспечивающем желаемое обогащение горючей смеси. Коэффициент сопротивления воздушной дроссельной заслонки выбирают по опытным данным.
В многоцилиндровых двигателях с индивидуальными смесителями в крышке делают канал для подвода газа к впускному клапану или устанавливают специальный клапан смесителя.
Необходимые перепады давлений в проходных сечениях подсчитывают по скоростям горючей смеси, газа и воздуха в соответствующих сечениях.
Наряду с изменениями в конструкции крышки цилиндра, устанавливают органы регулирования в виде дроссельных коробок или устройств, позволяющих изменить время-сечение клапана смесителя путем увеличения или уменьшения его хода.
В двигателях с внутренним смесеобразованием, применяемым для исключения потерь газа во время перекрытия впускных и выпускных органов, газообразное топливо вводится в цилиндр через специальный газовый клапан, расположенный на крышке или в цилиндре. Привод газовых клапанов осуществляют механическим или гидравлическим способом. Гидравлический привод газовыми клапанами обычно осуществляют при помощи модифицированных топливных плунжерных насосов, работающих при давлениях до 6 МПа. В качестве рабочей жидкости используют картерное масло.
Исходными величинами для расчета площади проходных сечений газовых клапанов служит расход газа и выбранная его скорость, среднее давление сжатия в цилиндре за период подачи газа, определяемое по индикаторной диаграмме.