RU83293U1

RU83293U1 - LIQUEFIED VEHICLE POWER SUPPLY SYSTEM

Info

Publication number: RU83293U1
Application number: RU2008145910/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Владимирович Дмитриев; Андрей Владимирович Гаврилов
Original assignee: ФГОУ ВПО "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева"
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2009-05-27

Abstract

1. Система питания автомобиля на сжиженном газе, включающая газовый баллон, магистральный электромагнитный газовый клапан, испаритель, подключенный к системе охлаждения двигателя, редуктор, смеситель, трубопроводы, дополнительный испаритель и дополнительный электромагнитный клапан, отличающаяся тем, что дополнительный испаритель снабжен вентилятором, подключенным к выходу электронного блока, на входе которого установлены датчики температуры, при этом испаритель представляет собой змеевиковый теплообменник, снабженный дросселирующим устройством для снижения давления газа. ! 2. Система питания автомобиля на сжиженном газе по п.1, отличающаяся тем, что дросселирующее устройство установлено на входе в змеевиковый теплообменник и выполнено в виде тарированного отверстия.1. The car’s power system for liquefied gas, including a gas cylinder, a main electromagnetic gas valve, an evaporator connected to the engine cooling system, a reducer, a mixer, pipelines, an additional evaporator and an additional electromagnetic valve, characterized in that the additional evaporator is equipped with a fan connected to the output of the electronic unit, at the input of which temperature sensors are installed, while the evaporator is a coil heat exchanger equipped with a throttling m a device for reducing the gas pressure. ! 2. The vehicle’s power system for liquefied gas according to claim 1, characterized in that the throttling device is installed at the inlet to the coil heat exchanger and is made in the form of a calibrated hole.

Description

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к системам питания двигателей внутреннего сгорания, использующим в качестве топлива сжиженный нефтяной газ.The utility model relates to engine building, in particular to power systems for internal combustion engines using liquefied petroleum gas as fuel.

Известна система газобаллонного оборудования автомобиля с возможностью кондиционирования внутрисалонного воздуха [1], которая представляет собой систему, работающую на сжиженном газе и состоящую из баллона, клапана и редуктора. Для обеспечения возможности кондиционирования внутрисалонного воздуха параллельно редуктору через дозирующее устройство подключен радиатор с системой обдува, располагающийся в салоне автомобиля.A known system of gas equipment for automobiles with the possibility of air conditioning [1], which is a system that runs on liquefied gas and consisting of a cylinder, valve and gearbox. To ensure the possibility of conditioning the interior air in parallel with the gearbox, a radiator with a blowing system located in the passenger compartment is connected through a metering device.

Недостатком известной системы является то, что при охлаждении внутрисалонного воздуха весь поток газа, необходимый для работы двигателя, проходит через радиатор установленный в салоне автомобиля, в этом случае испарение происходит исключительно за счет теплообмена газа с воздушной средой салона, что при больших расходах газа может привести к попаданию его жидкой фазы в двигатель. Также данная система не позволяет поддерживать оптимальную температуру в салоне автомобиля в автоматическом режиме.A disadvantage of the known system is that when cooling the interior air, the entire gas flow necessary for the engine to work passes through a radiator installed in the passenger compartment, in this case, evaporation occurs solely due to the heat exchange of the gas with the passenger compartment air, which can lead to high gas flow rates its liquid phase entering the engine. Also, this system does not allow to maintain the optimum temperature in the passenger compartment in automatic mode.

Известна система питания газового двигателя транспортного средства [2], включающая соединенные с редуктором-испарителем контур подачи газа и контур циркуляции охлаждающей жидкости с климатическим устройством. В контур циркуляции охлаждающей жидкости через запорную арматуру встроены дополнительный насос и дополнительный редуктор-испаритель, при этом последний соединен с контуром подачи газа и с основным редуктором-испарителем. Дополнительный редуктор-испаритель выполнен в виде термоизолированного одноступенчатого редуктора.A known power system for a gas engine of a vehicle [2], including a gas supply circuit and a coolant circuit with a climate device connected to a reducer-evaporator. An additional pump and an additional gearbox-evaporator are built into the coolant circuit through the shutoff valves, while the latter is connected to the gas supply circuit and to the main gearbox-evaporator. An additional gearbox-evaporator is made in the form of a thermally insulated single-stage gearbox.

Недостатком данной системы является ее сложность, поскольку в ней имеются дополнительный контур циркуляции охлаждающей жидкости и насос. Помимо этого система не позволяет поддерживать температуру в салоне автомобиля в автоматическом режиме.The disadvantage of this system is its complexity, since it has an additional coolant circuit and a pump. In addition, the system does not allow maintaining the temperature in the passenger compartment in an automatic mode.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является система питания двигателя, работающего на сжиженном нефтяном газе [3], включающая газовый баллон, магистральный электромагнитный газовый клапан, испаритель, подключенный к системе охлаждения двигателя, редуктор, смеситель и трубопроводы. Система снабжена дополнительным испарителем, выполненным в виде теплообменника, подключенным к системе питания параллельно основному между газовым баллоном и редуктором при помощи дополнительного электромагнитного клапана. Теплообменник установлен в салоне автомобиля и позволяет снижать температуру воздуха в нем за счет поглощения теплоты испаряющимся газом.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed technical solution is a power system for an engine running on liquefied petroleum gas [3], including a gas cylinder, a main electromagnetic gas valve, an evaporator connected to the engine cooling system, gearbox, mixer and pipelines. The system is equipped with an additional evaporator, made in the form of a heat exchanger, connected to the power system in parallel with the main one between the gas cylinder and the gearbox using an additional electromagnetic valve. A heat exchanger is installed in the car interior and allows you to reduce the air temperature in it due to the absorption of heat by evaporating gas.

Недостатком данной системы также то, что она не позволяет автоматически поддерживать температуру воздуха салона в заданных пределах.The disadvantage of this system is that it does not automatically maintain the temperature of the passenger compartment air within specified limits.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей путем оптимизации холодопроизводительности, обеспечение автоматического регулирования режима работы системы.The problem, which the utility model is aimed at, is to expand the functionality by optimizing the cooling capacity, providing automatic control of the system operation mode.

Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении комфортности условий в салоне автомобиля, путем оптимизации холодопроизводительности повышением эффективности испарения газа и автоматического регулирования режима работы системы.The technical result from the use of the utility model is to increase the comfort of the conditions in the car, by optimizing the cooling capacity by increasing the efficiency of gas evaporation and automatically regulating the operating mode of the system.

Указанный технический результат достигается тем, что дополнительный испаритель снабжен вентилятором, подключенным к выходу электронного блока, на входе которого установлены датчики The specified technical result is achieved by the fact that the additional evaporator is equipped with a fan connected to the output of the electronic unit, at the input of which sensors are installed

температуры, при этом испаритель представляет собой змеевиковый теплообменник. Испаритель выполнен в виде змеевикового теплообменника и имеет дросселирующее устройство для снижения давления газа.temperature, while the evaporator is a coil heat exchanger. The evaporator is made in the form of a coil heat exchanger and has a throttling device to reduce gas pressure.

На фиг.1 представлена схема системы питания автомобиля на сжиженном газе, на фиг.2 схема испарителя.Figure 1 presents a diagram of a vehicle power system for liquefied gas, figure 2 a diagram of an evaporator.

Система состоит из газового баллона 1, предназначенного для хранения сжиженного нефтяного газа, магистрального электромагнитного клапана 3, управляющего подачей жидкой фазы в систему, испарителя 10, подключенного к системе охлаждения двигателя и предназначенного для перевода жидкой фазы в газообразную, редуктора 9, служащего для понижения давления газа, смесителя 11, предназначенного для смешивания топлива в газообразной фазе с воздухом, дополнительного испарителя 4, установленного в салоне автомобиля, дополнительного электромагнитного клапана 2, который подключен к электрической схеме автомобиля и служит для включения или отключения в работу дополнительного испарителя 4, соединенных между собой трубопроводами, датчиков 7, 8 температуры забортного воздуха и воздуха в салоне автомобиля, необходимых для формирования допустимого диапазона изменения температуры в салоне автомобиля по отношению к температуре забортного воздуха, а также контроля за температурой воздуха в салоне, вентилятора 5 обдува дополнительного испарителя 9, необходимого для подачи охлажденного воздуха в салон и блока управления 6.The system consists of a gas cylinder 1, designed to store liquefied petroleum gas, a main electromagnetic valve 3, which controls the supply of the liquid phase to the system, an evaporator 10 connected to the engine cooling system and designed to transfer the liquid phase to the gaseous one, a pressure reducer 9, which serves to reduce the pressure gas, a mixer 11, designed to mix fuel in the gaseous phase with air, an additional evaporator 4, installed in the car, an additional electromagnetic valve 2, which is connected to the electric circuit of the car and serves to turn on or turn off the operation of an additional evaporator 4, interconnected by pipelines, sensors 7, 8 of the temperature of outside air and air in the passenger compartment, necessary for the formation of an acceptable range of temperature changes in the passenger compartment relative to the temperature of the outside air, as well as monitoring the temperature of the air in the cabin, fan 5 blowing an additional evaporator 9, necessary for supplying cooled air into the passenger compartment and control unit 6.

Дополнительный испаритель 4 выполнен в виде змеевикового теплообменника 12 и снабжен дросселирующим устройством 13 в виде тарированного отверстия, предназначенным для снижения давления газа с целью его полного испарения в змеевиковом теплообменнике. Размер отверстия выбирается в зависимости от расхода газа для конкретной марки двигателя.The additional evaporator 4 is made in the form of a coil heat exchanger 12 and is equipped with a throttling device 13 in the form of a calibrated hole designed to reduce the gas pressure in order to completely evaporate it in the coil heat exchanger. The hole size is selected depending on the gas flow rate for a particular brand of engine.

Система работает следующим образом. Нефтяной газ (пропан-бутановая смесь) находится в газовом баллоне 1 в сжиженном состоянии. Газ поступает к магистральному электромагнитному клапану 3. После открытия магистрального электромагнитного клапана 3 газ поступает по трубопроводу в испаритель 10. Под воздействием жидкости из системы охлаждения двигателя (на чертеже не указана), сжиженный нефтяной газ переходит в газообразное состояние. Затем газ поступает в редуктор 9, где давление снижается до близкого атмосферному. Из редуктора газ подается в смеситель 11, откуда газо-воздушная смесь поступает в цилиндры двигателя. При открытии дополнительного электромагнитного клапана 2 блоком управления 6, газ, минуя испаритель 10, поступает в дополнительный испаритель 4, где подвергается дросселированию дросселирующим устройством и под действием теплого воздуха салона автомобиля газ переходит из жидкого в газообразное состояние. Далее газ движется по прежней схеме.The system operates as follows. Petroleum gas (propane-butane mixture) is in a gas cylinder 1 in a liquefied state. Gas enters the main solenoid valve 3. After opening the main solenoid valve 3, gas enters the evaporator 10 through a pipeline. Under the influence of liquid from the engine cooling system (not shown in the drawing), the liquefied petroleum gas passes into a gaseous state. Then the gas enters the gearbox 9, where the pressure drops to near atmospheric pressure. Gas is supplied from the reducer to the mixer 11, from where the gas-air mixture enters the engine cylinders. When the additional solenoid valve 2 is opened by the control unit 6, gas, bypassing the evaporator 10, enters the additional evaporator 4, where it is throttled by the throttling device and under the influence of warm air inside the car, the gas passes from a liquid to a gaseous state. Then the gas moves according to the previous scheme.

По сигналам датчика 7 температуры забортного воздуха и датчика 8 температуры воздуха в салоне автомобиля электронный блок 6 формирует допустимый диапазон изменения температуры в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями к перепаду температур в рабочей зоне. И если верхняя граница сформированного диапазона ниже или равна допустимой температуре электронный блок 6 включает вентилятор 5 обдува дополнительного испарителя 4 и сам дополнительный испаритель 4 при помощи дополнительного электромагнитного клапана 2, охлажденный воздух поступает в салона автомобиля. При достижении оптимального значения температуры электронный блок отключает вентилятор обдува 5 и дополнительный испаритель 4, охлаждение прекращается.According to the signals of the outboard air temperature sensor 7 and the air temperature sensor 8 in the vehicle interior, the electronic unit 6 forms an allowable range of temperature changes in accordance with sanitary and hygienic requirements for temperature differences in the working area. And if the upper limit of the formed range is lower than or equal to the permissible temperature, the electronic unit 6 includes a fan 5 for blowing the additional evaporator 4 and the additional evaporator 4 itself with the help of an additional electromagnetic valve 2, the cooled air enters the passenger compartment. When the optimum temperature is reached, the electronic unit turns off the blower fan 5 and the additional evaporator 4, cooling stops.

В известных установках кондиционирования, состоящих из компрессора, конденсатора, ресивера, терморегулирующего клапана, блока управления и испарителя, охлажденный воздух подается в салон от испарителя при испарении жидкой фазы хладогента. В предлагаемой In known air conditioning units, consisting of a compressor, a condenser, a receiver, a thermostatic valve, a control unit and an evaporator, the cooled air is supplied to the passenger compartment from the evaporator when the liquid phase of the refrigerant is evaporated. In the proposed

установке данный эффект достигается за счет поглощения тепла испаряющимся газом, без использования в автомобиле дополнительных устройств, которые требуют больших затрат энергии. А охлаждение воздуха в салоне автомобиля осуществляется автоматически и в соответствии с требованиями санитарно-гигиенических норм.In the installation, this effect is achieved due to the absorption of heat by evaporating gas, without the use of additional devices in the car that require large energy expenditures. And air cooling in the passenger compartment is carried out automatically and in accordance with the requirements of sanitary and hygienic standards.

Применение такой системы кондиционирования также обосновано преимуществами питания двигателей внутреннего сгорания сжиженным газом. Более высокое содержание водорода в газовом топливе обеспечивает более полное сгорание топливной смеси в цилиндрах двигателя, что дает существенное снижение выброса вредных веществ по основным контролируемым компонентам (СО - в 2-4 раза, NO_x - в 1.2-2.0 раза, С_mН_n - в 1,1-1,4 раза). Газовое топливо обладает также следующими преимуществами: при работе двигателя на газе происходит более совершенное смесеобразование; применение газа: уменьшает нагарообразование, исключает возможность конденсации паров топлива на стенках цилиндров, смывание масляной пленки и разжигание масла, что увеличивает (в 1,5-2 раза) срок службы двигателя и периодичность смены масла; низкая стоимость газа по сравнению с другими видами топлива (мировое соотношение цены бензина к газу - 10:6).The use of such an air conditioning system is also justified by the advantages of supplying internal combustion engines with liquefied gas. A higher hydrogen content in gas fuel provides a more complete combustion of the fuel mixture in the engine cylinders, which gives a significant reduction in the emission of harmful substances from the main controlled components (СО - 2-4 times, NO _x - 1.2-2.0 times, С _m Н _n - 1.1-1.4 times). Gas fuel also has the following advantages: when the engine is running on gas, a more perfect mixture formation occurs; the use of gas: reduces the formation of carbon, eliminates the possibility of condensation of fuel vapor on the cylinder walls, flushing the oil film and kindling oil, which increases (1.5-2 times) the life of the engine and the frequency of oil change; low cost of gas compared to other types of fuel (the global ratio of the price of gasoline to gas is 10: 6).

3. Источники информации3. Sources of information

4. Патент РФ №70481 МПК В60Н 1/00, 2008 г.4. RF patent No. 70481 IPC B60H 1/00, 2008

5. Патент РФ RU 2256814 С2 МПК F02M 21/00, В60Н 1/32, 2003 г.5. RF patent RU 2256814 C2 IPC F02M 21/00, B60H 1/32, 2003

6. Патент РФ RU 40396 U1 МПК F02B 43/02, 2004 г.6. RF patent RU 40396 U1 IPC F02B 43/02, 2004

Claims

1. The car’s power system for liquefied gas, including a gas cylinder, a main electromagnetic gas valve, an evaporator connected to the engine cooling system, a reducer, a mixer, pipelines, an additional evaporator and an additional electromagnetic valve, characterized in that the additional evaporator is equipped with a fan connected to the output of the electronic unit, at the input of which temperature sensors are installed, while the evaporator is a coil heat exchanger equipped with a throttling m a device for reducing the gas pressure.

2. The vehicle’s power system for liquefied gas according to claim 1, characterized in that the throttling device is installed at the inlet to the coil heat exchanger and is made in the form of a calibrated hole.