[go: up one dir, main page]

RU2659119C2 - Pressure regulator for fuel plants in internal combustion engines, particularly for automotive field - Google Patents

Pressure regulator for fuel plants in internal combustion engines, particularly for automotive field Download PDF

Info

Publication number
RU2659119C2
RU2659119C2 RU2015106846A RU2015106846A RU2659119C2 RU 2659119 C2 RU2659119 C2 RU 2659119C2 RU 2015106846 A RU2015106846 A RU 2015106846A RU 2015106846 A RU2015106846 A RU 2015106846A RU 2659119 C2 RU2659119 C2 RU 2659119C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
gas
stage
outlet
chamber
Prior art date
Application number
RU2015106846A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015106846A (en
Inventor
Сильвио ТАРТАРИ
Лука САРТОРЕЛЛО
Марко БУЦЦОНИ
Франческо КАППЕЛЛОЦЦА
Мауро БОТТАРИ
Original Assignee
Омвл С.П.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Омвл С.П.А. filed Critical Омвл С.П.А.
Publication of RU2015106846A publication Critical patent/RU2015106846A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2659119C2 publication Critical patent/RU2659119C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/04Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/06Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule
    • G05D16/063Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane
    • G05D16/0644Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator
    • G05D16/0655Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator using one spring-loaded membrane
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/04Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/0402Control of fluid pressure without auxiliary power with two or more controllers mounted in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/023Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F02M21/0239Pressure or flow regulators therefor
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/04Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/06Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule
    • G05D16/063Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane
    • G05D16/0633Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane characterised by the properties of the membrane
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/20Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2093Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with combination of electric and non-electric auxiliary power
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/20Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2093Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with combination of electric and non-electric auxiliary power
    • G05D16/2095Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with combination of electric and non-electric auxiliary power using membranes within the main valve

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

FIELD: control; regulation.
SUBSTANCE: disclosed is pressure regulator (10) for fuel gas plants in internal combustion engines, particularly for the automotive field, the device being placed between a tank of the gas at high pressure and line (4) for sending the gas to the engine. Device comprises at least first stage (1) for gas pressure reduction, having gas inlet (1a) and outlet (1b) openings, wherein inlet opening (1a) is in fluid communication with the gas tank, the pressure of the gas is regulated by said at least first stage (2) to an intermediate first value and at least second stage (2) for gas pressure regulation, located downstream of first stage (1), comprising regulating resilient membrane (15). Membrane separates first and second chamber (16, 17) of second stage (2), the regulated gas being supplied with the first intermediate pressure into first chamber (16) and the gas being delivered from first chamber (16) through outlet opening (2b) at the preselected pressure for sending to the engine. Device further comprises a secondary circuit associated with pressure regulation second stage (2), comprising auxiliary duct (21) designed to connect second chamber (17) of second stage (2) with line (4) for sending gas to the engine, a valve unit comprising valve seat (22) with respective shutter member (23) and electromagnetic actuator (24). Actuator (24) being controlled by electronic control unit (30) which, according to the required pressure value at the outlet from device (10) controls the opening of shutter member (23) in order to regulate the gas pressure in first chamber (16) of second stage (2), so as to keep the pressure value at the outlet of the device stable.
EFFECT: invention can be used in internal combustion engines (ICE) fuel injection systems.
13 cl, 2 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к устройству для регулирования давления для газотопливных (например, метанных) установок в двигателях внутреннего сгорания, и, в частности, для автотранспортной области техники, имеющему характерные особенности, описанные в ограничительной части основного пункта 1 формулы изобретения.The present invention relates to a device for regulating pressure for gas fuel (e.g. methane) installations in internal combustion engines, and, in particular, for the automotive field of technology having the characteristic features described in the limiting part of the main claim 1.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Известна возможность установки в транспортные средства установок, выполненных с дополнительной возможностью подачи газа на их двигатели, таким образом обеспечивая по существу смешанную подачу или только подачу топливного газа. Установки этого типа обычно образованы баком для газа под высоким давлением, редуктором/регулятором давления, обеспечивающим подходящее давление газа для подачи к двигателю, и несколькими каналами и сопутствующими приспособлениями для обеспечения заправки бака и обеспечения оптимальной работы установки в целом.It is a known possibility to install in vehicles vehicles made with the additional possibility of supplying gas to their engines, thereby providing a substantially mixed supply or only supply of fuel gas. Installations of this type are usually formed by a high-pressure gas tank, a pressure reducer / regulator providing a suitable gas pressure for supplying the engine, and several channels and associated devices to ensure that the tank is refueling and to ensure optimal operation of the entire installation.

Специалисту в области техники известно, что регулятор давления является ключевым компонентом установки для двигателей, работающих на топливных газах. Регулятор давления должен обеспечивать подачу топливного газа в требуемом объеме и под требуемым давлением. В частности, он должен удерживать давление на выходе неизменным:One skilled in the art will recognize that a pressure regulator is a key component of a plant for fuel gas engines. The pressure regulator must provide the supply of fuel gas in the required volume and under the required pressure. In particular, it must keep the pressure at the outlet unchanged:

- в ответ на постепенные изменения давления в давлении на входе и внезапные изменения;- in response to gradual changes in pressure in the inlet pressure and sudden changes;

- во время срока эксплуатации самого регулятора;- during the life of the regulator itself;

- в ответ на изменения расхода газа, требуемого двигателем;- in response to changes in gas flow required by the engine;

- в ответ на постепенные и внезапные изменения в температуре окружающей среды или температуре контура отопления регулятора/редуктора давления.- in response to gradual and sudden changes in the ambient temperature or the temperature of the heating circuit of the pressure regulator / pressure reducer.

Регулятор давления также должен обеспечивать чувствительность и возможность быстрого реагирования на требования двигателя. Чувствительность и точность регулятора давления крайне важны для правильной работы питающей установки двигателя с впрыском топлива, так как следует обеспечивать точную дозировку подачи топлива к двигателю.The pressure regulator should also provide sensitivity and the ability to quickly respond to engine requirements. The sensitivity and accuracy of the pressure regulator are extremely important for the correct operation of the fuel supply system of the engine with fuel injection, since it is necessary to ensure the exact dosage of the fuel supply to the engine.

Известны регуляторы давления, содержащие упругую мембрану с одноступенчатым, двухступенчатым или трехступенчатым понижением давления. Эти регуляторы содержат первую ступень, содержащую первую камеру, находящуюся в сообщении с топливным баком посредством первого клапана, часть внутренней поверхности первой камеры образована первой упругой мембраной. Аналогично первой ступени, последующие ступени также содержат камеру, часть внутренней поверхности которой образована упругой, мембраной.Known pressure regulators containing an elastic membrane with a single-stage, two-stage or three-stage pressure reduction. These controllers contain a first stage containing a first chamber in communication with the fuel tank by means of a first valve, a part of the inner surface of the first chamber is formed by a first elastic membrane. Similarly to the first stage, subsequent stages also contain a chamber, a part of the inner surface of which is formed by an elastic membrane.

Регуляторы такой конструкции не всегда могут гарантировать стабильное давление на выходе на протяжении некоторого времени; основные причины этого заключаются в том, что:Regulators of this design can not always guarantee a stable outlet pressure for some time; The main reasons for this are that:

- упругая мембрана подвержена воздействию изменениям температуры, а повышения температуры приводят к понижениям давления на выходе;- the elastic membrane is exposed to temperature changes, and temperature increases lead to lower pressure at the outlet;

- изменения давления на входе воздействуют на давление на выходе, особенно в случае одноступенчатого редуктора давления;- changes in inlet pressure affect the outlet pressure, especially in the case of a single-stage pressure reducer;

- регулирование давления подвержено воздействию перепадам в расходе газа, требуемого двигателем, особенно если требуются высокие уровни расхода;- pressure regulation is subject to fluctuations in the gas flow rate required by the engine, especially if high flow rates are required;

- мембрана со временем подвержена износу, что приводит к потере ее характеристик прочности и упругости, которые изначально обеспечивают правильное регулирование давления.- the membrane is subject to wear over time, which leads to the loss of its strength and elasticity characteristics, which initially provide the correct pressure regulation.

Еще один недостаток обычных регуляторов, содержащих упругие мембраны, заключается в более низких показателях прочности и надежности при использовании в установках с впрыском топлива последнего поколения, в которых обычно образуются чрезмерно высокие давления, импульсы и прерывания, которые обычный регулятор, содержащий мембрану, не может быстро компенсировать.Another drawback of conventional regulators containing elastic membranes is their lower strength and reliability when used in the latest generation of fuel injection systems, which usually produce excessively high pressures, impulses and interruptions that a conventional regulator containing a membrane cannot quickly compensate.

В прошлом для устранения указанных ранее проблем стабилизации давления в различных рабочих условиях использовали различные решения.In the past, various solutions have been used to eliminate the previously mentioned pressure stabilization problems under various operating conditions.

Изменения давления в результате изменений температуры, в частности, были устранены посредством коррекции времени впрыскивания через управление электронным блоком управления, или посредством уменьшения диапазона изменений температуры посредством использования термостата, или посредством использования различных технологий регулирования, например поршневой технологии, в которой функция мембраны заменена подвижным поршнем, изготовленным из металлического материала.Pressure changes due to temperature changes, in particular, were eliminated by correcting the injection time by controlling the electronic control unit, or by reducing the range of temperature changes by using a thermostat, or by using various control technologies, for example piston technology, in which the membrane function is replaced by a movable piston made of metal material.

Изменения давления на выходе в результате изменений в давлении на входе были частично устранены посредством разделения понижения давление на несколько ступеней; наличие большего количества ступеней обеспечивает более высокий уровень независимости значения давления на входе, однако, следует понимать, что это приводит к соответствующему увеличению размеров, соединений и стоимости регулятора. В качестве альтернативы эта проблема была устранена посредством соответствующей системы компенсации, предотвращающей любое изменение давления на выходе в случае изменения давления на входе.Changes in outlet pressure as a result of changes in inlet pressure were partially eliminated by dividing the pressure reduction into several stages; the presence of more steps provides a higher level of independence of the inlet pressure value, however, it should be understood that this leads to a corresponding increase in the size, connections and cost of the regulator. Alternatively, this problem has been eliminated by an appropriate compensation system to prevent any change in outlet pressure in the event of a change in inlet pressure.

Понижение давления на выходе по сравнению с требуемым давлением в результате износа мембраны было устранено посредством замены мембраны. Экстремальные гидродинамические условия, воздействию которых подвержена мембрана, ограничивают срок эксплуатации и характеристики со временем, что приводит к необходимости ее замены после заданного количества километров пробега транспортного средства и/или к необходимости ручной повторной калибровки установленного давления, при этом каждый из процессов влечет дополнительные затраты для пользователя системы. В качестве альтернативы были разработаны поршневые регуляторы, не требующие замены частей.The decrease in outlet pressure compared to the required pressure due to membrane wear has been eliminated by replacing the membrane. The extreme hydrodynamic conditions to which the membrane is exposed limit the life and characteristics over time, which leads to the need to replace it after a specified number of kilometers of the vehicle and / or to the need to manually recalibrate the set pressure, while each of the processes incurs additional costs for system user. As an alternative, piston regulators have been developed that do not require replacement parts.

Этими поршневыми регуляторами давления, как указано ранее, устранены некоторые обычные проблемы обычных мембранных регуляторов, однако они имеют более низкие рабочие характеристики в других аспектах. В частности, увеличенное время реакции на требования двигателя, худшие показатели динамической реакции и более высокие внезапные колебания, не поглощаемые мембраной. Экономический аспект также немаловажен, так как поршневой регулятор стоит дороже и требует более сложных технологий производства.These piston pressure regulators, as indicated earlier, have eliminated some of the common problems of conventional membrane regulators, but they have lower performance in other aspects. In particular, increased reaction time to engine requirements, worse dynamic response and higher sudden vibrations not absorbed by the membrane. The economic aspect is also important, since the piston regulator is more expensive and requires more complex production technologies.

Другие указанные решения требуют наличия множества данных, а электронная обработка этих сигналов по существу увеличивает сложность программного обеспечения и оборудования питающей системы. Известные используемые приводы подвержены воздействию высоких изменений давления и, следовательно, неизбежно более сложные в производстве, что сказывается на стоимости устройства.Other specified solutions require a lot of data, and the electronic processing of these signals essentially increases the complexity of the software and equipment of the power system. The known actuators used are subject to high pressure changes and, therefore, are inevitably more difficult to manufacture, which affects the cost of the device.

В завершение, в последние годы были разработаны электронные регуляторы давления, характеризующиеся возможностью изменения давления, подаваемого к устройствам впрыскивания, в зависимости от заданных данных, таких как параметры двигателя, для расширения диапазона расходов топлива и увеличения стабильности давления на выходе. Основной недостаток этих регуляторов заключается в том, что они требуют большого количества данных и алгоритма управления, обеспечивающего их обработку и подачу правильного сигнала к регулятору для обеспечения соответствия давления на выходе требуемому давлению. Кроме того, в этом случае требуется сложное программное обеспечение и оборудование, что приводит к увеличению стоимости, времени установки и количества проблем. Регулятор имеет больше требуемых параметров для работы и, следовательно, больше возможных причин сбоя в его работе.In conclusion, in recent years, electronic pressure regulators have been developed, characterized by the possibility of changing the pressure supplied to the injection devices, depending on the set data, such as engine parameters, to expand the range of fuel consumption and increase the stability of the outlet pressure. The main disadvantage of these regulators is that they require a large amount of data and a control algorithm to ensure that they are processed and the correct signal is supplied to the regulator to ensure that the outlet pressure matches the required pressure. In addition, in this case, complex software and equipment are required, which leads to an increase in cost, installation time and number of problems. The controller has more required parameters for operation and, therefore, more possible causes of failure in its operation.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Задача настоящего изобретение заключается в создании устройства для регулирования давления, выполненного с возможностью устранения указанных ранее проблем с использованием преимуществ мембранной технологии и простоты в аспекте компонентов и установки обычных регуляторов, при этом также обеспечивая низкую стоимость.The objective of the present invention is to provide a device for regulating pressure, made with the possibility of eliminating the above problems using the advantages of membrane technology and simplicity in terms of components and installation of conventional regulators, while also providing low cost.

В частности, задачи настоящего изобретение заключаются в:In particular, the objectives of the present invention are to:

- обеспечении стабильного давления на выходе в ответ на изменения температуры внешней окружающей среды;- ensuring a stable outlet pressure in response to changes in the temperature of the external environment;

- обеспечении стабильного давления на выходе в ответ на изменения давления на входе;- ensuring a stable outlet pressure in response to changes in inlet pressure;

- обеспечении стабильного давления на выходе в ответ на изменения требуемого потока;- providing a stable outlet pressure in response to changes in the required flow;

- обеспечении стабильного давления на выходе на протяжении срока эксплуатации регулятора;- ensuring stable outlet pressure over the life of the regulator;

- сохранении мембранной технологии и, следовательно, обеспечиваемых ею преимуществ, избегая дорогостоящих операций технического обслуживания;- maintaining membrane technology and, therefore, the benefits it provides, avoiding costly maintenance operations;

- создании экономичного устройства, выполненного с возможностью быстрой установки;- creating an economical device, made with the possibility of quick installation;

- создании устройства, простого в применении и не требующего получения многочисленных данных для его работы, следовательно, уменьшая количество возможных причин сбоя в его работе.- creating a device that is easy to use and does not require obtaining numerous data for its operation, therefore, reducing the number of possible causes of failure in its operation.

Эти задачи решены посредством устройства для регулирования давления, реализованного в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.These problems are solved by means of a pressure control device implemented in accordance with the attached claims.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, предложено устройство для регулирования давления для газотопливных установок в двигателях внутреннего сгорания, расположенное между баком для газа под высоким давлением и линией для подачи газа к двигателю, содержащее: по меньшей мере первую ступень для понижения давления газа, имеющую соответствующие впускное и выпускное отверстия для газа, причем впускное отверстие находится в сообщении по текучей среде с баком для газа, давление газа отрегулировано посредством по меньшей мере первой ступени и имеет промежуточное значение между давлением газа до указанного устройства и за указанным устройством; по меньшей мере вторую ступень для регулирования давления газа, содержащую регулирующую упругую мембрану, расположенную за по меньшей мере первой ступенью, причем мембрана отделяет первую и вторую камеру по меньшей мере второй ступени друг от друга, отрегулированный газ подают под промежуточным давлением в первую камеру, а газ поступает из первой камеры под заданным давлением для подачи к двигателю, при этом по меньшей мере вторая ступень имеет соответствующие впускное и выпускное отверстия для газа, причем выпускное отверстие из по меньшей мере второй ступени находится в сообщении по текучей среде с линией для подачи газа к двигателю, при этом устройство содержит вторичный контур, связанный с указанным устройством и параллельно соединенный с по меньшей мере второй ступенью для регулирования давления, содержащий: вспомогательный канал для соединения с сообщением по текучей среде второй камеры по меньшей мере второй ступени с линией для подачи газа к двигателю; клапанный узел, расположенный на вспомогательном канале и содержащий клапанное седло с соответствующим затворным элементом и электромагнитный привод, функционально связанный с затворным элементом для управления последним относительно клапанного седла; привод, управляемый при помощи электронного блока управления, который выполнен с возможностью управления открыванием затворного элемента в соответствии со значением давления на выходе из устройства для регулирования давления газа в первой камере по меньшей мере второй ступени таким образом, чтобы удерживать стабильное значение давления на выходе устройства; при этом устройство также содержит упругие средства, связанные с затворным элементом для его толкания для закрывания клапанного седла в противодействие усилию электромагнита привода, причем электромагнит обеспечен для открывания клапанного седла.According to one aspect of the present invention, there is provided a pressure regulating device for gas fuel plants in internal combustion engines located between a high pressure gas tank and a gas supply line to an engine, comprising: at least a first stage for decreasing gas pressure having a corresponding inlet and a gas outlet, wherein the inlet is in fluid communication with the gas tank, the gas pressure is adjusted by at least a first stage and has an intermediate value between the gas pressure to the specified device and for the specified device; at least a second stage for regulating gas pressure, comprising a regulating elastic membrane located at least at the first stage, the membrane separating the first and second chamber of at least the second stage from each other, the regulated gas is supplied under intermediate pressure to the first chamber, and gas comes from the first chamber at a predetermined pressure for supplying to the engine, while at least the second stage has corresponding inlet and outlet openings for gas, and the outlet from at least the second stage is in fluid communication with a line for supplying gas to the engine, the device comprising a secondary circuit connected to the specified device and connected in parallel with at least a second stage for regulating pressure, comprising: an auxiliary channel for connecting to the message the fluid of the second chamber of at least the second stage with a line for supplying gas to the engine; a valve assembly located on the auxiliary channel and comprising a valve seat with a corresponding valve member and an electromagnetic actuator operably coupled to the valve member to control the latter relative to the valve seat; a drive controlled by an electronic control unit, which is configured to control the opening of the shutter element in accordance with the pressure value at the outlet of the device for controlling the gas pressure in the first chamber of at least the second stage so as to maintain a stable pressure value at the output of the device; however, the device also contains elastic means associated with the shutter element for pushing it to close the valve seat in opposition to the force of the electromagnet actuator, and the electromagnet is provided to open the valve seat.

Согласно одному варианту реализации, в устройстве по меньшей мере первая ступень понижения представлена типом, содержащим упругую мембрану.According to one embodiment, in the device, at least the first lowering step is represented by a type comprising an elastic membrane.

Согласно еще одному варианту реализации, в устройстве по меньшей мере первая ступень понижения представлена поршневым типом.According to another embodiment, in the device, at least the first lowering stage is represented by a piston type.

Согласно еще одному варианту реализации, в устройстве для сообщения между первой и второй камерой по меньшей мере второй ступени регулирования выполнен канал.According to another embodiment, a channel is made in the device for communicating between the first and second camera of at least the second regulation stage.

Согласно еще одному варианту реализации, в устройстве канал выполнен в мембране, разделяющей первую и вторую камеру по меньшей мере второй ступени.According to another embodiment, in the device the channel is made in a membrane separating the first and second chamber of at least the second stage.

Согласно еще одному варианту реализации, в устройстве ширина поперечного сечения канала меньше, чем минимальное проходное поперечное сечение, выполненное во вторичном контуре.According to another embodiment, in the device, the width of the channel cross section is smaller than the minimum flow cross section made in the secondary circuit.

Согласно еще одному варианту реализации, в устройстве блок управления содержит средства управления приводом для изменения давления на выходе из устройства на заданное количество требуемых значений, т.е. в соответствии с заданной функцией или кривой.According to another embodiment, in the device, the control unit comprises actuator controls for changing the pressure at the outlet of the device by a predetermined number of required values, i.e. according to a given function or curve.

Согласно еще одному варианту реализации, в устройстве блок управления содержит средства управления приводом в функциональной зависимости от одного или более из следующих параметров: давление газа на выходе; скорость вращения двигателя; время открывания устройств впрыска газа, содержащихся в двигателе; расход воздуха горения; требуемый момент двигателя.According to another embodiment, in the device, the control unit comprises drive control means in functional dependence on one or more of the following parameters: outlet gas pressure; engine rotation speed; opening time of gas injection devices contained in the engine; combustion air flow rate; required engine torque.

Согласно еще одному варианту реализации, в устройстве управление приводом обеспечивается посредством переменного электрического тока, регулируемого электронным устройством управления.According to yet another embodiment, the drive is controlled in the device by an alternating electric current controlled by an electronic control device.

Согласно еще одному варианту реализации, в устройстве регулирующая мембрана функционально присоединена к затворному элементу, выполненному с возможностью взаимодействия с клапанным седлом, образованным на выпускном отверстии из второй ступени, таким образом, чтобы регулировать давление посредством воздействия мембраны на затворный элемент от промежуточного значения на впуске второй ступени к значению давления на выходе из указанного устройства.According to another embodiment, in the device, the control membrane is operatively connected to the valve element configured to interact with a valve seat formed on the outlet from the second stage, so as to regulate the pressure by acting on the valve element from the intermediate value at the inlet of the second steps to the pressure value at the outlet of the specified device.

Согласно еще одному варианту реализации, в устройстве на впускном отверстии первой ступени понижения клапанное седло оснащено соответствующим затворным элементом, выполненным с возможностью скользящего перемещения по направлению к седлу и от него.According to another embodiment, in the device at the inlet of the first lowering stage, the valve seat is equipped with a corresponding shutter element, made with the possibility of sliding movement towards and away from the saddle.

Согласно еще одному варианту реализации, в устройстве затворный элемент функционально присоединен к упругой регулирующей давление мембране, расположенной в соответствующем седле, образованном в корпусе первой ступени понижения.According to another embodiment, in the device, the shutter member is operatively connected to an elastic pressure-regulating membrane located in a corresponding seat formed in the housing of the first lowering stage.

Согласно еще одному варианту реализации, устройство содержит датчик давления, выполненный с возможностью измерения давления за указанным устройством и передачи сигнала с данными о давлении блоку управления.According to another embodiment, the device comprises a pressure sensor configured to measure pressure behind said device and transmit a pressure data signal to the control unit.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Изобретение более подробно описано в следующем описании предпочтительного варианта реализации изобретения, приведенного в качестве неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:The invention is described in more detail in the following description of a preferred embodiment of the invention, given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг. 1 показана общая схема соединений устройства для регулирования давления согласно настоящему изобретению;in FIG. 1 shows a general connection diagram of a pressure control device according to the present invention;

на фиг. 2 показан увеличенный вид в частичном поперечном сечении части диаграммы по фиг. 1.in FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of part of the diagram of FIG. one.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Со ссылкой на прилагаемые чертежи устройство для регулирования давления для автотранспортных установок, содержащих двигатель, работающий на топливном газу, реализованный в соответствии с изобретением, обозначен указателем 10 по всему описанию. Устройство предназначено для расположения между баком для газа (например, метана) под высоким давлением и двигателем, которые не показаны.With reference to the accompanying drawings, a pressure control device for motor vehicles containing a fuel gas engine implemented in accordance with the invention is indicated by a pointer 10 throughout the description. The device is designed to be located between a gas tank (e.g. methane) under high pressure and an engine that are not shown.

Устройство содержит первую ступень 1 понижения давления, находящуюся в сообщении по текучей среде через линию 3 с баком, содержащем находящий под давлением топливный газ; в баке газ находится под давлением Pin.The device comprises a first pressure reduction stage 1 in fluid communication through line 3 with a tank containing pressurized fuel gas; in the gas tank is under pressure Pin.

Впускное и выпускное отверстия в первой ступени 1 обозначены указателями 1а и Несоответственно.The inlet and outlet openings in the first stage 1 are indicated by indicators 1a and Inappropriate.

Далее в технологической цепочке за первой ступенью 1 устройство содержит вторую ступень 2 регулирования давления, содержащую соответствующие впускное и выпускное отверстия 2а, 2b.Further, in the processing chain behind the first stage 1, the device comprises a second pressure control stage 2 containing the corresponding inlet and outlet openings 2a, 2b.

Впускное отверстие 2а находится в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием 1b первой ступени понижения, а выпускное отверстие 2b находится в сообщении по текучей среде с устройством пользователя, т.е. с линей 4 подачи.The inlet 2a is in fluid communication with the outlet 1b of the first lowering step, and the outlet 2b is in fluid communication with the user device, i.e. with line 4 feed.

Две ступени 1, 2 регулирования могут быть расположены в одном корпусе или, альтернативно, в двух отдельных корпусах устройства.The two control stages 1, 2 can be located in one housing or, alternatively, in two separate device housings.

На впускном отверстии 1а первой ступени 1 понижения клапанное седло 5 оснащено соответствующим затвором 6, выполненным с возможностью скользящего перемещения по направлению к седлу и от него. Этот затвор может быть выполнен с возможностью, например, скольжения вдоль главной оси первой ступени 1 регулирования или параллельно ей. Затворный элемент 6 функционально присоединен к упругой регулирующей давление мембране 7, расположенной в соответствующем седле (изображено схематически и обозначено указателем 1с) в корпусе первой ступени 1 понижения.At the inlet 1a of the first lowering stage 1, the valve seat 5 is equipped with a corresponding valve 6, made with the possibility of sliding movement towards and away from the saddle. This shutter can be made, for example, sliding along the main axis of the first stage 1 of regulation or parallel to it. The shutter element 6 is functionally connected to an elastic pressure-regulating membrane 7 located in the corresponding seat (shown schematically and indicated by a pointer 1c) in the housing of the first lowering stage 1.

В варианте реализации изобретения регулирующая мембрана 7 может также быть выполнена с возможностью перемещения вдоль главной оси первой ступени 1 регулирования или параллельно ей. В предпочтительном варианте реализации изобретения затворный элемент 6 и регулирующая мембрана 7, в частности, выполнены соосно друг другу. В варианте реализации изобретения затворный элемент 6 и регулирующая мембрана 7 механически соединены посредством соединительного штифта или стержня 8. В соответствии с указанной ранее конструкцией перемещение упругой мембраны 7 по направлению к затворному элементу 6 приводит к перемещению затворного элемента 6 от соответствующего седла 5 и, таким образом, к открыванию впускного канала 1а.In an embodiment of the invention, the control membrane 7 may also be arranged to move along or parallel to the main axis of the first control stage 1. In a preferred embodiment of the invention, the shutter element 6 and the control membrane 7, in particular, are made coaxially to each other. In an embodiment of the invention, the shutter member 6 and the control membrane 7 are mechanically connected by means of a connecting pin or rod 8. In accordance with the above design, the movement of the elastic membrane 7 towards the shutter element 6 leads to the movement of the shutter element 6 from the corresponding seat 5 and, thus to the opening of the inlet 1a.

Регулирующая мембрана 7 разделяет объем внутренней полости первой ступени 1 на переднюю камеру 11 и заднюю камеру 12, причем впускное и выпускное отверстия 1а, 1b образованы в передней камере.The control membrane 7 divides the volume of the inner cavity of the first stage 1 into the front chamber 11 and the rear chamber 12, wherein the inlet and outlet openings 1a, 1b are formed in the front chamber.

Контрпружина 13, предназначенная для толкания мембраны 7 по направлению к затворному элементу 6, расположена в задней камере 12. Контрпружина 13 откалибрована в зависимости от требуемого давления на выходе первой ступени (например, составляющего 4 бар в предпочтительном варианте реализации изобретения).The counter spring 13, designed to push the membrane 7 towards the shutter element 6, is located in the rear chamber 12. The counter spring 13 is calibrated depending on the required pressure at the outlet of the first stage (for example, 4 bar in the preferred embodiment of the invention).

Передняя камера 11 также выполняет функцию "компенсационной камеры", так как в этой камере газ воздействует на мембрану 7 таким образом, чтобы обеспечивать равновесие между последней и контрпружиной 13 под требуемым давлением газа на выходе (обозначенное указателем Pout). Эта передняя камера 11 находится в сообщении через выпускное отверстие 1b с выпускным каналом 14 для газа из первой ступени 1. Давление газа на выходе из первой ступени 1 является отрегулированным давлением Р1 газа в камере 11, составляющим, например 4 бар.The front chamber 11 also performs the function of a “compensation chamber”, since in this chamber gas acts on the membrane 7 in such a way as to ensure equilibrium between the latter and the counter spring 13 under the required gas pressure at the outlet (indicated by the pointer Pout). This front chamber 11 is in communication through a gas outlet 1b with a gas outlet 14 for gas from the first stage 1. The gas pressure at the outlet of the first stage 1 is a regulated gas pressure P1 in the chamber 11, for example 4 bar.

Задняя камера 12 отделена от передней камеры 11 посредством упругой мембраны 7, которая также обеспечивает герметичность между двумя камерами 11, 12. Задняя камера 12 может находиться в сообщении по текучей среде с атмосферой, в результате чего содержащийся в ней воздух будет находиться под атмосферным давлением, или она может находиться в сообщении по текучей среде со впускным коллектором двигателя(не показан), и, в результате, содержащийся в ней воздух будет находиться под указанным впускным коллектором.The rear chamber 12 is separated from the front chamber 11 by means of an elastic membrane 7, which also provides a seal between the two chambers 11, 12. The rear chamber 12 may be in fluid communication with the atmosphere, as a result of which the air contained therein will be at atmospheric pressure, or it may be in fluid communication with an engine intake manifold (not shown), and as a result, the air contained therein will be below said intake manifold.

Аналогично первой ступени 1, вторая ступень 2 регулирования также образована в корпусе 2с (показан только схематически), объем внутренней полости которого разделен упругой мембраной 15, которая определяет первую (переднюю) камеру 16 и вторую (заднюю) камеру 17. Впускное и выпускное отверстия 2а, 2b образованы в первой камере 16.Similarly to the first stage 1, the second regulation stage 2 is also formed in the housing 2c (shown only schematically), the volume of the internal cavity of which is divided by an elastic membrane 15, which defines the first (front) chamber 16 and the second (rear) chamber 17. Inlet and outlet openings 2a 2b are formed in the first chamber 16.

Впускное отверстие 2а второй ступени 2 регулирования находится в прямом сообщении по текучей среде с выпускным отверстием 1b первой ступени 1 и с камерой 16 второй ступени 2 без расположенных между ними заграждающих элементов.The inlet 2a of the second stage 2 of the regulation is in direct fluid communication with the outlet 1b of the first stage 1 and with the chamber 16 of the second stage 2 without blocking elements located between them.

Регулирующая мембрана 15 функционально присоединена к затворному элементу 18, предназначенному для заграждения выпускного отверстия 2b второй ступени 2 регулирования. Седло 19, выполненное с возможностью взаимодействия с затвором 18, выполнено на выпускном отверстии 2b, затвор выполнен с возможностью скользящего перемещения по направлению к седлу и от него. Этот затворный элемент 18 может быть выполнен с возможностью, например, скольжения вдоль главной оси второй ступени 2 регулирования или параллельно ей.The control membrane 15 is operatively connected to the shutter element 18, designed to block the outlet 2b of the second regulation stage 2. The saddle 19, made with the possibility of interaction with the shutter 18, is made on the outlet 2b, the shutter is made with the possibility of sliding movement towards and away from the saddle. This shutter element 18 can be made, for example, sliding along the main axis of the second regulation stage 2 or parallel to it.

Регулирующая мембрана 15 может быть выполнена с возможностью перемещения вдоль главной оси корпуса второй ступени 2 регулирования или параллельно ей и присоединена к затворному элементу 18 таким образом, чтобы своим перемещением по направлению к затворному элементу обеспечивать толкание последнего к своему седлу 19 и, следовательно, закрывание выпускного канала 2b.The control membrane 15 can be arranged to move along the main axis of the housing of the second control stage 2 or parallel to it and is connected to the shutter element 18 so that by moving it towards the shutter element to push the latter to its seat 19 and, therefore, close the outlet channel 2b.

Во второй камере 17 расположена контрпружина 20, обеспечивающая толкание мембраны 15 в переднее положение, т.е. по направлению к затворному элементу 18. Эта контрпружина 13,откалиброванная в зависимости от разницы давления, требуемой для обеспечения открывания клапанного седла 19, присоединена к мембране 15.A counter spring 20 is located in the second chamber 17, which allows the membrane 15 to be pushed to the front position, i.e. towards the gate member 18. This counter spring 13, calibrated against the pressure difference required to open the valve seat 19, is connected to the membrane 15.

Первая передняя камера 17 также выполняет функцию "компенсационной камеры", так как в этой камере газ воздействует на мембрану 15 таким образом, чтобы обеспечивать равновесие между последней и контрпружиной 13, и давлением во второй камере, обозначенным указателем Р3, под требуемым давлением газа на выходе, обозначенным указателем Pout.The first front chamber 17 also performs the function of a “compensation chamber”, since in this chamber gas acts on the membrane 15 in such a way as to ensure equilibrium between the last and the counter spring 13 and the pressure in the second chamber, indicated by pointer P3, under the required outlet gas pressure indicated by the pointer Pout.

В соответствии с главной характерной особенностью изобретения устройство 10 содержит вторичный контур (содействующий главному контуру ступеней регулирования),присоединенный параллельно ко второй ступени 2 регулирования, в соответствии со следующим более подробным описанием.In accordance with the main characteristic feature of the invention, the device 10 comprises a secondary circuit (contributing to the main circuit of the control steps) connected in parallel to the second control step 2, in accordance with the following more detailed description.

Вторичный контур, в частности, содержит вспомогательный канал 21 для соединения с сообщением по текучей среде задней второй камеры 17 второй ступени 2 с линией 4 для подачи газа к двигателю, и клапанный узел, расположенный на канале 21. Клапанный узел содержит клапанное седло 22 с соответствующим затвором 23 и электромагнитный привод 24, связанный с затвором для управления последним относительно клапанного седла 22.The secondary circuit, in particular, contains an auxiliary channel 21 for connecting with the fluid communication of the rear second chamber 17 of the second stage 2 with a line 4 for supplying gas to the engine, and a valve assembly located on the channel 21. The valve assembly includes a valve seat 22 with a corresponding the shutter 23 and the electromagnetic actuator 24 associated with the shutter to control the latter relative to the valve seat 22.

Со ссылкой на фиг. 2 электромагнитный привод 24 имеет такую конструкцию, чтобы обеспечивать сообщение впускного канала 25 с задней второй камерой 17 посредством участка 21 канала, и сообщение выпускного канала 26 с каналом линии 4 для подачи газа к блокам впрыскивания (не показано) двигателя через другой вспомогательный участок 21 канала.With reference to FIG. 2, the electromagnetic actuator 24 is designed to provide communication between the inlet channel 25 and the rear second chamber 17 through the channel portion 21, and the exhaust channel 26 to communicate with the channel of the line 4 for supplying gas to the engine injection units (not shown) through another auxiliary channel section 21 .

Впускной канал 25 находится в сообщении с камерой 27, расположенной за затворным элементом 23 электромагнитного привода. Затвор связан с седлом 22 для воздействия на него и его закрывания. Затворный элемент 23 также связан с контрпружиной 28, выполненной с возможностью перпендикулярного толкания затворного элемента в положение, при нахождении в котором обеспечивается закрывание седла. Такая конфигурация образует электроклапан, связанный с затворным элементом 23 таким образом, чтобы при ненамагниченности электромагнита (электромагнитного привода) обеспечивать поддержание контрпружиной 28 нахождения затворного элемента 23 в закрытом положении, таким образом препятствуя вытеканию жидкости из второй камеры 17.The inlet channel 25 is in communication with the camera 27 located behind the shutter element 23 of the electromagnetic actuator. The shutter is connected to the seat 22 to act on it and close it. The bolt element 23 is also associated with a counter spring 28, configured to perpendicularly push the bolt element into position, when it is in position, the saddle closes. This configuration forms an electrovalve connected to the shutter element 23 in such a way that, if the electromagnet (electromagnetic actuator) is not magnetized, the counter spring 28 will maintain the shutter element 23 in the closed position, thereby preventing fluid from escaping from the second chamber 17.

Клапанное седло 22 выполнено с возможностью открывания посредством питания электромагнита. Это приводит к смещению затворного элемента 23 и, следовательно, открыванию седла 22. При нахождении седла 22 в открытом положении обеспечена возможность прохождения жидкости в канал 4.The valve seat 22 is configured to open by powering an electromagnet. This leads to the displacement of the shutter element 23 and, therefore, the opening of the seat 22. When the seat 22 is in the open position, it is possible for liquid to pass into the channel 4.

В соответствии с изобретением управление приводом 24 осуществляют при помощи электронного блока 30 управления, который, в зависимости от значения давления на выходе из устройства, управляет открыванием затворного элемента 23 для регулирования давления газа во второй камере 17 второй ступени 2 таким образом, чтобы удерживать стабильное значение давления на выходе устройства.In accordance with the invention, the drive 24 is controlled by an electronic control unit 30, which, depending on the pressure value at the outlet of the device, controls the opening of the shutter element 23 to control the gas pressure in the second chamber 17 of the second stage 2 so as to maintain a stable value pressure at the outlet of the device.

Блок управления предназначен для подачи приводного управляющего сигнала к электроклапану 22-24, при этом сигнал образуется в результате анализа или сравнения значения клапана Pout, измеренного далее в технологической цепочке устройства, например посредством датчика давления, расположенного в блоке впрыскивания, и требуемого значения давления на выходе (предпочтительное значение составляет, например, 2 бар). Датчик давления выполнен с возможностью измерения давления и подачи сигнала с данными об измеренном давлении к блоку управления.The control unit is designed to supply a drive control signal to the solenoid valve 22-24, the signal is generated by analyzing or comparing the value of the valve Pout, measured further in the technological chain of the device, for example, by means of a pressure sensor located in the injection unit and the required output pressure value (preferred value is, for example, 2 bar). The pressure sensor is configured to measure pressure and provide a signal with data on the measured pressure to the control unit.

Вторая камера 17 второй ступени 2 также находится в сообщении по текучей среде с соответствующей первой камерой 16 через сквозное отверстие 31 (проходящее, например, через мембрану 15). Ширина поперечного сечения отверстия 31 меньше, чем ширина минимального проходного сечения вторичного контура для обеспечения правильной работы системы в соответствии со следующим более подробным описанием.The second chamber 17 of the second stage 2 is also in fluid communication with the corresponding first chamber 16 through the through hole 31 (passing, for example, through the membrane 15). The width of the cross section of the hole 31 is less than the width of the minimum passage section of the secondary circuit to ensure the correct operation of the system in accordance with the following more detailed description.

При нахождении устройства 10 в нерабочем состоянии и/или если расход газа равен нулю, обеспечивается закрывание клапанного седла 5 впускного канала 1а при удержании мембраны 7 в положении равновесия посредством давления Р1 в камере 11, которое в этом случае является заданным установленным давлением первой ступени 1 (составляющим, например, 4 бар). В этом случае, так как камера 11 присоединена к камере 16, присоединенной к камере 17, которая, в свою очередь, присоединена к камере 27, давление в этих камерах одинаковое, т.е. Р1. Закрывание клапанного седла 19 обеспечивается при воздействии усилия контрпружины 20 на мембрану 15,которая, в свою очередь, механически присоединена к затворному элементу 18. Удержание клапанного седла 22 в закрытом положении обеспечивается при толкании затворного элемента 23 в переднее положение (относительно седла) контрпружиной 28, при этом электроклапан 22-24 ненамагничен.When the device 10 is inoperative and / or if the gas flow rate is zero, the valve seat 5 of the inlet channel 1a is closed while the membrane 7 is held in equilibrium by the pressure P1 in the chamber 11, which in this case is the predetermined set pressure of the first stage 1 ( constituting, for example, 4 bar). In this case, since the chamber 11 is connected to the chamber 16 connected to the chamber 17, which, in turn, is connected to the chamber 27, the pressure in these chambers is the same, i.e. P1. Closing the valve seat 19 is provided by the force of the counter spring 20 on the membrane 15, which, in turn, is mechanically attached to the valve element 18. Holding the valve seat 22 in the closed position is provided by pushing the valve element 23 in the forward position (relative to the seat) by the counter spring 28, wherein the electrovalve 22-24 is non-magnetized.

Следовательно, при запуске системы обеспечивается намагничивание электроклапана 22-24 и, таким образом, обеспечивается возможность открывания затворного элемента 23 привода 24, открывание канала обеспечивает возможность выхода газа из камеры 17 для применения, и, следовательно, обеспечивается понижение давления Р3 газа в камере 17. Как указано ранее, участок отверстия 31 канала между двумя камерами 16, 17 меньше, чем минимальный участок канала во вторичном контуре, в результате чего обеспечивается возможность образования перепада давления между камерами 16, 17, с более высоким давлением в последней, причем перепад обеспечивает возможность открывания седла 19 газом, поступающим из второй ступени 2. На практике это давление перемещает мембрану 15 по направлению к отведенному положению до достижения равновесия с силой пружины 20 и давлением в (задней) второй камере 17, отрегулированном должным образом для образования требуемого давления на выходе. В этом состоянии равновесия мембрана 15 находится в промежуточном положении; в результате также обеспечивается перемещение затворного элемента 18 по направлению к отведенному положению относительно его седла 19, открывая седло.Therefore, when the system is started, magnetization of the electrovalve 22-24 is ensured and, thus, it is possible to open the shutter member 23 of the actuator 24, opening the channel allows gas to escape from the chamber 17 for use, and, therefore, decreases the gas pressure P3 in the chamber 17. As indicated previously, the portion of the channel opening 31 between the two chambers 16, 17 is smaller than the minimum portion of the channel in the secondary circuit, as a result of which the pressure differential between chambers 16, 17, with a higher pressure in the latter, and the differential makes it possible to open the seat 19 with gas coming from the second stage 2. In practice, this pressure moves the membrane 15 towards the retracted position until it reaches equilibrium with the force of the spring 20 and the pressure in ( back) of the second chamber 17, properly adjusted to generate the required outlet pressure. In this equilibrium state, the membrane 15 is in an intermediate position; as a result, the bolt element 18 is also moved towards the retracted position relative to its seat 19, opening the seat.

Газ проходит через канал 4 под отрегулированным давлением Р2 (составляющем 2 бар) к блоку впрыскивания.The gas passes through channel 4 under an adjusted pressure P2 (2 bar) to the injection unit.

Аналогично, во время работы системы равновесие между усилиями, воздействующими на мембрану 15, обеспечивает требуемое давление Р2 на выходе. В частности, усилие, воздействующее на заднюю сторону мембраны 15 (т.е. на поверхность мембраны, обращенную к камере 17), образовано давлением Р3, а также пружиной 20. Управление этим давлением Р3 осуществляется посредством привода 24, управление которым, в свою очередь, осуществляется посредством блока управления в зависимости от сигнала давления Pout; изменения этого давления Р3 обеспечивают возможность удержания требуемого значения давления на выходе.Similarly, during the operation of the system, the balance between the forces acting on the membrane 15 provides the required outlet pressure P2. In particular, the force exerted on the rear side of the membrane 15 (i.e., on the surface of the membrane facing the chamber 17) is formed by the pressure P3, as well as the spring 20. This pressure P3 is controlled by the actuator 24, which, in turn, is controlled , carried out by the control unit depending on the pressure signal Pout; changes in this pressure P3 provide the ability to hold the desired pressure value at the outlet.

Эта кинематическая конфигурация подвижных элементов обеспечивает возможность определения правильных относительных положений между затворным элементом 18 и связанным уплотняющим клапанным седлом 19, обеспечивая неизменное давление расхода газа, требуемое для питания двигателя в диапазоне рабочих режимов.This kinematic configuration of the movable elements makes it possible to determine the correct relative positions between the gate element 18 and the associated sealing valve seat 19, providing the constant gas flow pressure required to power the engine in the range of operating modes.

Например, падение давления Pout до значения, составляющего 1,5 бар, относительно требуемого значения, составляющего 2 бар, считывается электронным блоком управления, осуществляющим управление приводом 24 посредством продления открывания затворного элемента 23 для понижения давления Р3, которое приведет к большему открыванию канала через седло 19 для увеличения давления Pout и удержания его требуемого значения, составляющего 2 бар. Управление и компенсация давления, следовательно, осуществляются непосредственно на основании сигнала давления Pout; то есть при изменении, т.е. повышении или понижении, давления Pout по любой из указанных выше причин (износ мембраны, увеличение температуры и т.д.) обеспечивается его незамедлительная компенсация, обеспечивая оптимальную стабильность системы регулирования в любых рабочих условиях.For example, a pressure drop Pout to a value of 1.5 bar relative to a desired value of 2 bar is read by an electronic control unit that controls the actuator 24 by extending the opening of the shutter member 23 to lower the pressure P3, which will lead to a greater opening of the channel through the seat 19 to increase the pressure Pout and maintain its desired value of 2 bar. Pressure control and compensation are therefore carried out directly based on the pressure signal Pout; i.e. when changing, i.e. increasing or decreasing the pressure Pout for any of the above reasons (membrane wear, temperature increase, etc.) provides its immediate compensation, ensuring optimal stability of the control system in any operating conditions.

В частности, если значение давления газа в выпускном канале ниже заданного значения, после падения давления во второй камере 17 обеспечивается толкание мембраной второй ступени упругих средств 20 и, следовательно, открывание затворным элементом 18 канала на выпускном отверстии 2b.In particular, if the value of the gas pressure in the outlet channel is lower than a predetermined value, after the pressure drop in the second chamber 17, the membrane pushes the second stage of the elastic means 20 and, therefore, opens the channel 18 by the shutter member at the outlet 2b.

Также следует отметить, что перепад давления между Р2 и Р3 во время работы очень низкий, то есть поток газа между камерой 17 и линией 4 очень низкий. Функция вторичного контура и привода 24 заключается не в обеспечении определенной величины расхода, как в случае известных электронных устройств для регулирования давления, а в изменении давления Р3, обеспечивая возможность образования контура и привода 24 небольших размеров и более простой конструкции, которые, следовательно, имеют более низкую стоимость и более высокий уровень надежности.It should also be noted that the pressure drop between P2 and P3 during operation is very low, that is, the gas flow between the chamber 17 and line 4 is very low. The function of the secondary circuit and actuator 24 is not to provide a certain flow rate, as in the case of known electronic devices for regulating pressure, but to change the pressure P3, providing the possibility of forming a circuit and actuator 24 of small size and simpler design, which therefore have more low cost and higher level of reliability.

Также следует отметить преимущество, которое заключается в конструкции устройства, исключающей необходимость во впускном электроклапане, расположенном в канале высокого давления, так как его функцию выполняет электроклапан 22-24 привода, т.е. при его нахождении в закрытом состоянии воздействующие на него давления обеспечивают удержание обоих затворных элементов 6 и 18 в закрытом положении.It should also be noted the advantage, which lies in the design of the device, eliminating the need for an inlet solenoid valve located in the high pressure channel, since its function is performed by the solenoid valve 22-24 of the actuator, i.e. when it is in the closed state, the pressures acting on it ensure the retention of both gate elements 6 and 18 in the closed position.

Следовательно, устройство выполнено с возможностью стабильного удержания требуемого давления газа, составляющего, например, 2 бар. В дополнительном варианте реализации изобретения электронный блок управления в дополнение к сигналу давления Pout обрабатывает другие технические данные, такие как один или более из следующих параметров: скорость вращения двигателя, время открывания устройств впрыска газа, содержащихся в двигателе, расход воздуха горения, требуемый момент двигателя. В зависимости от этих данных может быть обеспечено управление приводом 24 для изменения давления Pout на другое требуемое значение, составляющее, например 3 бар, и для стабильного его удержания.Therefore, the device is configured to stably hold the required gas pressure of, for example, 2 bar. In a further embodiment of the invention, the electronic control unit, in addition to the pressure signal Pout, processes other technical data, such as one or more of the following parameters: engine speed, opening time of the gas injection devices contained in the engine, combustion air flow rate, required engine torque. Depending on this data, the actuator 24 can be controlled to change the pressure Pout to another desired value of, for example, 3 bar, and to hold it stably.

Это второе требуемое значение может иметь значение давления Р1, отрегулированное первой ступенью, в качестве максимального значения.This second desired value may have a pressure value P1 adjusted by the first stage as the maximum value.

Также следует отметить, что блок 30 управления может быть преимущественно оснащен средствами для управления приводом 24 для изменения давления на выходе из устройства 10 на заданное некоторое количество требуемых значений, т.е. в соответствии с заданной функцией или кривой.It should also be noted that the control unit 30 can be advantageously equipped with means for controlling the actuator 24 to change the pressure at the outlet of the device 10 by a predetermined number of required values, i.e. according to a given function or curve.

Более того, в дополнительном варианте реализации изобретения управление приводом 24 обеспечивается посредством переменного электрического тока, регулируемого электронным устройством управления. В этом случае давление на выходе из устройства может, например, пропорционально соответствовать среднему значению тока.Moreover, in a further embodiment of the invention, the drive 24 is controlled by an alternating electric current controlled by an electronic control device. In this case, the pressure at the outlet of the device may, for example, be proportional to the average current value.

Таким образом, изобретением решены поставленные задачи и обеспечены указанные ранее преимущества по сравнению с известными решениями.Thus, the invention solved the tasks and provided the previously indicated advantages compared with the known solutions.

Claims (25)

1. Устройство (10) для регулирования давления для газотопливных установок в двигателях внутреннего сгорания, расположенное между баком для газа под высоким давлением и линией (4) для подачи газа к двигателю, содержащее:1. Device (10) for regulating the pressure for gas fuel systems in internal combustion engines, located between the gas tank under high pressure and the line (4) for supplying gas to the engine, containing: - по меньшей мере первую ступень (1) для понижения давления газа, имеющую соответствующие впускное (1а) и выпускное (1b) отверстия для газа, причем впускное отверстие (1а) находится в сообщении по текучей среде с баком для газа, давление газа отрегулировано посредством по меньшей мере первой ступени (1) и имеет промежуточное значение между давлением газа до указанного устройства и за указанным устройством,at least a first stage (1) for lowering the gas pressure, having respective gas inlet (1a) and gas outlet (1b), wherein the inlet (1a) is in fluid communication with the gas tank, the gas pressure is adjusted by at least the first stage (1) and has an intermediate value between the gas pressure to the specified device and the specified device, - по меньшей мере вторую ступень (2) для регулирования давления газа, содержащую регулирующую упругую мембрану (15), расположенную за по меньшей мере первой ступенью (1), причем мембрана отделяет первую и вторую камеру (16, 17) по меньшей мере второй ступени (2) друг от друга, отрегулированный газ подают под промежуточным давлением в первую камеру (16), а газ поступает из первой камеры (16) под заданным давлением для подачи к двигателю,at least a second stage (2) for regulating the gas pressure, comprising a regulating elastic membrane (15) located behind at least the first stage (1), the membrane separating the first and second chamber (16, 17) of at least the second stage (2) from each other, the regulated gas is supplied under intermediate pressure to the first chamber (16), and the gas flows from the first chamber (16) under a predetermined pressure for supplying to the engine, при этом по меньшей мере вторая ступень (2) имеет соответствующие впускное (2а) и выпускное (2b) отверстия для газа, причем выпускное отверстие (2b) из по меньшей мере второй ступени (2) находится в сообщении по текучей среде с линией (4) для подачи газа к двигателю,wherein at least the second stage (2) has corresponding gas inlet (2a) and outlet (2b) openings, and the outlet (2b) from at least the second stage (2) is in fluid communication with line (4) ) to supply gas to the engine, отличающееся тем, что оно содержит вторичный контур, связанный с указанным устройством, параллельно соединенный с по меньшей мере второй ступенью (2) для регулирования давления и содержащий:characterized in that it contains a secondary circuit connected to the specified device, connected in parallel with at least a second stage (2) for regulating the pressure and containing: - вспомогательный канал (21) для соединения с сообщением по текучей среде второй камеры (17) по меньшей мере второй ступени (2) с линией (4) для подачи газа к двигателю,- an auxiliary channel (21) for connecting with the fluid communication of the second chamber (17) at least the second stage (2) with a line (4) for supplying gas to the engine, - клапанный узел, расположенный на вспомогательном канале (21) и содержащий клапанное седло (22) с соответствующим затворным элементом (23) и электромагнитный привод (24), функционально связанный с затворным элементом (23) для управления последним относительно клапанного седла (22),- a valve assembly located on the auxiliary channel (21) and comprising a valve seat (22) with a corresponding valve member (23) and an electromagnetic actuator (24) operably coupled to the valve member (23) for controlling the latter relative to the valve seat (22), - привод (24), управляемый при помощи электронного блока (30) управления, который выполнен с возможностью управления открыванием затворного элемента (23) в соответствии со значением давления на выходе из устройства (10) для регулирования давления газа в первой камере (16) по меньшей мере второй ступени (2) таким образом, чтобы удерживать стабильное значение давления на выходе устройства; при этом устройство (10) также содержит упругие средства (28), связанные с затворным элементом (23) для его толкания для закрывания клапанного седла (22) в противодействие усилию электромагнита привода (24), причем электромагнит обеспечен для открывания клапанного седла (22).- a drive (24) controlled by an electronic control unit (30), which is configured to control the opening of the shutter element (23) in accordance with the pressure value at the outlet of the device (10) for regulating the gas pressure in the first chamber (16) according to at least a second stage (2) so as to maintain a stable pressure value at the outlet of the device; however, the device (10) also contains elastic means (28) associated with the shutter element (23) for pushing it to close the valve seat (22) in opposition to the force of the actuator magnet (24), and the electromagnet is provided to open the valve seat (22) . 2. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере первая ступень (1) понижения представлена типом, содержащим упругую мембрану.2. The device according to claim 1, wherein at least the first lowering step (1) is represented by a type comprising an elastic membrane. 3. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере первая ступень (1) понижения представлена поршневым типом.3. The device according to claim 1, wherein at least the first lowering step (1) is represented by a piston type. 4. Устройство по п. 1, в котором для сообщения между первой и второй камерой (16, 17) по меньшей мере второй ступени (2) регулирования выполнен канал (31).4. The device according to p. 1, in which for communication between the first and second camera (16, 17) at least the second stage (2) of regulation made channel (31). 5. Устройство по п. 4, в котором канал (31) выполнен в мембране (15), разделяющей первую и вторую камеру (16, 17) по меньшей мере второй ступени (2).5. The device according to claim 4, in which the channel (31) is made in a membrane (15) separating the first and second chamber (16, 17) of at least the second stage (2). 6. Устройство по п. 4, в котором ширина поперечного сечения канала (31) меньше, чем минимальное проходное поперечное сечение, выполненное во вторичном контуре.6. The device according to claim 4, in which the width of the cross section of the channel (31) is less than the minimum flow cross section made in the secondary circuit. 7. Устройство по одному из предыдущих пунктов, в котором блок (30) управления содержит средства управления приводом (24) для изменения давления на выходе из устройства (10) на заданное количество требуемых значений, т.е. в соответствии с заданной функцией или кривой.7. The device according to one of the preceding paragraphs, in which the control unit (30) comprises drive control means (24) for changing the pressure at the outlet of the device (10) by a predetermined number of required values, i.e. according to a given function or curve. 8. Устройство по любому из пп. 1-6, в котором блок (30) управления содержит средства управления приводом (24) в функциональной зависимости от одного или более из следующих параметров:8. The device according to any one of paragraphs. 1-6, in which the control unit (30) comprises means for controlling the drive (24) depending on one or more of the following parameters: - давление газа на выходе,- gas pressure at the outlet, - скорость вращения двигателя,- engine rotation speed, - время открывания устройств впрыска газа, содержащихся в двигателе,- the opening time of the gas injection devices contained in the engine, - расход воздуха горения,- combustion air flow, - требуемый момент двигателя.- required engine torque. 9. Устройство по любому из пп. 1-6, в котором управление приводом (24) обеспечивается посредством переменного электрического тока, регулируемого электронным устройством управления.9. The device according to any one of paragraphs. 1-6, in which the drive (24) is controlled by an alternating electric current controlled by an electronic control device. 10. Устройство по любому из пп. 1-6, в котором регулирующая мембрана (15) функционально присоединена к затворному элементу (18), выполненному с возможностью взаимодействия с клапанным седлом (19), образованным на выпускном отверстии (2b) из второй ступени, таким образом, чтобы регулировать давление посредством воздействия мембраны (15) на затворный элемент (18) от промежуточного значения на впуске второй ступени к значению давления на выходе из указанного устройства.10. The device according to any one of paragraphs. 1-6, in which the control membrane (15) is functionally connected to the shutter element (18), configured to interact with the valve seat (19) formed on the outlet (2b) from the second stage, so as to regulate the pressure through exposure membrane (15) to the shutter element (18) from the intermediate value at the inlet of the second stage to the pressure value at the outlet of the specified device. 11. Устройство по любому из пп. 1-6, в котором на впускном отверстии (1а) первой ступени понижения клапанное седло (5) оснащено соответствующим затворным элементом (6), выполненным с возможностью скользящего перемещения по направлению к седлу и от него.11. The device according to any one of paragraphs. 1-6, in which at the inlet (1a) of the first lowering stage, the valve seat (5) is equipped with a corresponding shutter element (6) made with the possibility of sliding movement towards and away from the saddle. 12. Устройство по п. 11, в котором затворный элемент (6) функционально присоединен к упругой регулирующей давление мембране (7), расположенной в соответствующем седле, образованном в корпусе первой ступени (1) понижения.12. The device according to claim 11, in which the shutter element (6) is functionally connected to the elastic pressure-regulating membrane (7) located in the corresponding seat formed in the housing of the first lower stage (1). 13. Устройство по любому из пп. 1-6, 12, содержащее датчик давления, выполненный с возможностью измерения давления (Pout) за указанным устройством и передачи сигнала с данными о давлении (Pout) блоку (30) управления.13. The device according to any one of paragraphs. 1-6, 12, containing a pressure sensor configured to measure pressure (Pout) behind the specified device and transmit a signal with pressure data (Pout) to the control unit (30).
RU2015106846A 2012-09-20 2013-09-19 Pressure regulator for fuel plants in internal combustion engines, particularly for automotive field RU2659119C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000274A ITPD20120274A1 (en) 2012-09-20 2012-09-20 PRESSURE REGULATOR DEVICE FOR COMBUSTIBLE GAS SYSTEMS IN ENDOTHERMIC ENGINES, PARTICULARLY FOR AUTOMOTIVE
ITPD2012A000274 2012-09-20
PCT/IB2013/058665 WO2014045218A1 (en) 2012-09-20 2013-09-19 A pressure regulator device for fuel plants in internal combustion engines, particularly for the automotive field

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015106846A RU2015106846A (en) 2016-11-10
RU2659119C2 true RU2659119C2 (en) 2018-06-28

Family

ID=47226290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015106846A RU2659119C2 (en) 2012-09-20 2013-09-19 Pressure regulator for fuel plants in internal combustion engines, particularly for automotive field

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2898388A1 (en)
CN (1) CN104685437B (en)
IT (1) ITPD20120274A1 (en)
RU (1) RU2659119C2 (en)
WO (1) WO2014045218A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUA20161689A1 (en) * 2016-03-15 2017-09-15 Madas Srl Hydraulic brake
DE102018200247A1 (en) * 2018-01-10 2019-07-11 Robert Bosch Gmbh Valve arrangement for gas pressure regulation, fuel system with valve arrangement for gas pressure regulation
CN112539870A (en) * 2019-09-23 2021-03-23 克莱斯工业公司 Gas supply regulator
CN112965537B (en) * 2021-01-29 2024-04-09 中汽创智科技有限公司 Control device and system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1719700A1 (en) * 1989-10-24 1992-03-15 Горьковский Автомобильный Завод Gas internal combustion engine feed system
US20040055651A1 (en) * 2002-07-18 2004-03-25 Baarda Gerrit Jan Gas flow control
WO2004036022A1 (en) * 2002-10-21 2004-04-29 John Blakemore Harrison Method and apparatus for fuel injection systems
WO2008012849A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Sit La Precisa S.P.A. A device for controlling the delivery of a combustible gas to a burner apparatus
RU2347094C2 (en) * 2006-12-26 2009-02-20 Владимир Алексеевич Ильченко High pressure gas-pressure reducer

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2375937A1 (en) * 1994-08-30 1996-03-07 Michael A. Knappers Two stage valve assembly
DE10018757A1 (en) * 2000-04-15 2001-10-18 Kromschroeder Ag G Gas valve for regulating pressure and blocking gas flow in gas line, regulates actuating pressure based on pressure upstream of actuators
WO2007060696A1 (en) * 2005-11-23 2007-05-31 Sit La Precisa S.P.A. Device for controlling the delivery of a combustible gas to a burner apparatus
ITPD20060126A1 (en) * 2006-04-05 2007-10-06 Omvl Srl CONTROL DEVICE FOR DELIVERING A COMBUSTIBLE GAS IN INTERNAL COMBUSTION ENGINES.
IT1398346B1 (en) * 2010-02-23 2013-02-22 Omvl S P A PRESSURE REDUCER DEVICE OF COMPENSATED TYPE, PARTICULARLY FOR GAS SYSTEMS COMBUSTIBLE FUEL SUPPLY OF INTERNAL COMBUSTION MOTORS FOR SELF-TRACTION.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1719700A1 (en) * 1989-10-24 1992-03-15 Горьковский Автомобильный Завод Gas internal combustion engine feed system
US20040055651A1 (en) * 2002-07-18 2004-03-25 Baarda Gerrit Jan Gas flow control
WO2004036022A1 (en) * 2002-10-21 2004-04-29 John Blakemore Harrison Method and apparatus for fuel injection systems
WO2008012849A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Sit La Precisa S.P.A. A device for controlling the delivery of a combustible gas to a burner apparatus
RU2347094C2 (en) * 2006-12-26 2009-02-20 Владимир Алексеевич Ильченко High pressure gas-pressure reducer

Also Published As

Publication number Publication date
EP2898388A1 (en) 2015-07-29
RU2015106846A (en) 2016-11-10
CN104685437A (en) 2015-06-03
WO2014045218A1 (en) 2014-03-27
ITPD20120274A1 (en) 2014-03-21
CN104685437B (en) 2019-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5220764B2 (en) Use of gaseous fuel pressure regulator and gaseous fuel pressure regulator
US8192172B2 (en) Flow sensing shutoff valve
EP1264228B1 (en) High volume electronic gas regulator
EP2492473B1 (en) Fuel system
US7341074B2 (en) Multi-stage pressure regulator
US4469079A (en) Exhaust gas recirculation (EGR) system
RU2659119C2 (en) Pressure regulator for fuel plants in internal combustion engines, particularly for automotive field
CN101361032A (en) Dome-mounted pressure regulator
US20040099313A1 (en) Fluid flow pressure regulator
JP2020525707A (en) Pressure controller for fuel consumption measuring system and fuel consumption measuring system
CN109715921B (en) Gas delivery method and gas supply device
JP2007303559A (en) Gas supply system
US11187339B2 (en) Pressure relief valve
US9927121B2 (en) Servo gas system, gas burner and method for operating the gas burner
KR20150020358A (en) Regulator
WO2022190115A1 (en) A fuel control system
WO2024135245A1 (en) Fuel oil supply device
HK1138051B (en) Pressure regulator
JP2006313456A (en) Pressure regulator