Система питания газодизеля криогенным топливом

 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к топливной аппаратуре двигателей с питанием газом или газодизелей и позволяет стабилизировать подачу газа путем стабилизации давления в топливном ресивере. Система содержит линию подачи газового криогенного топлива, включающую криогенный топливный бак 4, ресивер 5, теплообменник 6 и свободнопоршневой насос 7 высокого давления с насосными 8 и приводным 9 цилиндрами. При наращивании давления в полости 12 клапан 13 прижимается к седлу дополнительно усилием своей пружины и поршни 14 и 10, связанные штоком 21, начинают движение вверх. При этом газ из полости 11 вытесня (Л С VJ 4 Os О СО N

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)ю F 02 M 43/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф Ь

О ф

1 (21) 4776869/06 (22) 03.01.90 (46) 07.07.92,. Бюл, N. 25 (71) Институт проблем машиностроения АН

УССР и Специальное конструкторско-технологическое бюро Института проблем машиностроения АН УССР (72) А,П.Кудряш, В.С.Зеркалий и А.А.Кайдалов (53) 621.433.038 (088,8) (56) 1. Заявки HYDROGEN ENERGY

PROGRESS ЧП, Proceedings of the 7 — Lh

World Hydrogen Energy Conference Moscow, USSR,. 25 — 29, September, 1988; Volume 3, published on Ьепа0 of the International

Association for Hydrogen Energx, Hydrogen

Ergine System for land Vehicles by Shoiehi

Furuhama р. 1854, fig, 14, „, Я2, 1746034 А1 (54) СИСТЕМА ПИТАНИЯ ГАЗОДИЗЕЛЯ

КРИОГЕННЫМ ТОПЛИВОМ . (57) Изобретение относится к двигателестроению, а именно к топливной аппаратуре двигателей с питанием газом или газодизелей и позволяет стабилизировать подачу газа путем стабилизации давления в топливном ресивере. Система содержит линию подачи газового криогенного топлива, включающую криогенный топливный бак 4, ресивер 5, теплообменник 6 и свободнопоршневой насос 7 высокого давления с насосными 8 и приводным 9 цилиндрами. При наращивании давления в полости 12 клапан

13 прижимается к седлу дополнительно усилием своей пружины и поршни 14 и 10, связанные штоком 21, начинают движение вверх. При этом газ из полости 11 вытесня1746034

20

45 ется в ресивер 5 и далее к форсунке 3, При наличии достаточного давления газа форсунка 3, гидравлически управляемая импульсным насосом 1, подает испаренное криогенное топливо в камеру сгорания двигателя. При достижении поршнем 10 верхнего положения клапан 13 открывается от седла. Полости 12 и 11 сообщаются

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к дизельной топливной

an паратуре.

Известна топливная система, содержащая криогенный бак с погруженным в него плунжерным криогенным насосом, связанным с электроприводом посредством кривошипно-шатунного механизма, нагреватель-испаритель, ресивер, форсунку.

Датчик. установленный на ресивере, сигнализирует об изменении давления газа, управление которым обеспечивается управлением питания электродвигателя через регулятор.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является система, содержащая криогенный бак со сжиженным горючим газом, подкачивающий насос высокого давления, связанный через цепную передачу с поршневой расширительной машиной, теплообменники для испарения подаваемого насосом сжиженного газа и подогрева газа, выходящего из расширительной машины, топливную газовую форсунку и систему трубопроводов. При этом газ, отработанный в расширительной машине, подается во впускной патрубок двигателя. Привод форсунки гидравлический и обеспечивается от гидроприводс, Подкачивающий насос, поршневая расширительная машина и теплообменник образуют насос, использующий энергию испарения сжиженного газа, в результате чего энергоустановка расходует только тепловую энергию окружающей среды на привод насоса (1).

Недостатком системы является отсутствие стабилизации давления газа на выходе иэ системы при изменении нагрузки двигателя.

Цель изобретения — стабилизация давления газа в ресивере, Поставленная цель достигается тем, что система, содержащая линию подачи жидкого топлива с насосом высокого давления, нагнетательным трубопроводом и закрытой форсункой, линию подачи газового криогенного оплива, включающую криогенный топливный бак, ресивер. теплообменник и

\ между собой и давление между ними выравнивается. При снижении давления газа в ресивере 5 пружина смещает шток 20 и мембрану 19 вверх, обеспечивая больший ход поршня 10 и, следовательно, большую производительность насоса, в результате чего стабилизируется давление газа в ресивере.

1 ил. свободнопоршневой насос высокого давления с насосным и приводным цилиндрами, причем приводной цилиндр имеет подпружиненный поршень и сообщен надпоршневой полостью цилиндра с ресивером, а подпоршневой полостью через перепускной клапан с теплообменником, насосные цилиндры размещены в криогенном баке, имеют различные диаметры, снабжены поршнями, один из которых жестко связан с поршнем приводного цилиндра, а другой через пружину — с упором, цилиндры образуют полость, сообщающуюся с криогенным баком, вторая полость большего цилиндра сообщена с второй полостью меньшего цилиндра через обратный клапан, а также через дополнительный обратный клапан с теплообменником, согласно изобретению снабжена регулятором хода поршней свободнопоршневого насоса, выполненным в виде исполнительного механизма с подпружиненной мембраной и штоком, установленным на приводном цилиндре насоса с выходом штока в надпоршневую полость, и сообщенным с ресивером, перепускной клапан размещен на поршне приводного цилиндра с ",.îçìîæíîñòüþ его открывания при взаимодействии со штоком регулятора, а ресивер сообщен с форсункой, На чертеже представлена система питания газодизеля криогенным топливом.

Система содержит линию подачи жидкого топлива с насосом 1 высокого давления, нагнетательным трубопроводом 2 и закрытой форсункой 3, линию подачи газового криогенного топлива, включающую криогенный топливный бак 4, ресивер 5, теплообменник 6 и свободнопоршневой насос 7 высокого давления с насосными 8 и приводным 9 цилиндрами, причем приводной цилиндр 9 имеет подпружиненный поршень 10 и сообщен надпоршневой полостью 11 с ресивером 5, а подпоршневой полостью 12 через перепускной клапан 13— с теплообменником 6. Насосные цилиндры

8 размещены в криогенном баке 4, имеют различные диаметры, снабжены поршнями

14 и 15, при этом поршень 14 жестко связан

1746034 с поршнем 10 приводного цилиндра., а поршень 15 — через пружину с упором.

Цилиндры 8 и 9 образуют общую полость, сообщающуюся с криогенным баком 4. Вторая полость большего цилиндра сообщена с второй полостью меньшего цилиндра через обратный клапан 16, а также через дополнительный обратный клапан 17 — с теплообменником 6.

Система снабжена регулятором 18 хода поршней свободнопоршневого насоса, выполненным в виде исполнительного механизма с подпружиненной мембраной 19 и штоком 20, установленным на приводном цилиндре 9 насоса 7 с выходом штока в надпоршневую полость, и сообщенным с ресивером 5. Перепускной клапан 13 размещен на поршне приводного цилиндра 9 с возможностью его открывания при взаимодействии со штоком 20 регулятора 18, а ресивер 5 сообщен с форсункой 3. Поршни 14 и 10 связаны штоком 21.

Система работает следующим образом.

В исходном положении оба поршня 14 и 10, связанные штоком 21, под действием пружины находятся в нижнем положении.

Криогенное топливо испаряется в теплообменнике 6, обеспечивая повышение давления в нем и в полости 12 под поршнем 10. B нижнем положении поршня 10 подпружиненный клапан 13 прижат к седлу в поршне

10 упором о нижнюю крышку цилиндра 9, . При наращивании давления в полости 12 клапан 13 прижимается к седлу дополнительноо усилием от давления газа. При неко. тором давлении в полости 12 клапан 13 уже не может быть открыт усилием своей пружины и поршни 14 и 10, связанные штоком 21, начинают движение вверх, При этом газ иэ полости 11 вытесняется в ресивер 5 и далее к форсунке 3. При наличии достаточного давления газа форсунка 3, гидравлически управляемая импульсным насосом 1, подает испаренное криогенное топливо в камеру сгорания двигателя. При достижении поршнем 10 верхнего положения клапан 13 отрывается от седла. Полости 12 и 11 сообщаются между собой и давление между ними выравнивается; Клапан 13 удерживается в открытом состоянии пружиной. Поршни

14 и 10, связанные штоком 21. опускаются под действием пружины и перепада давлений. Испаряющийся в теплообменнике 6 криопродукт из полости 12 перетекает через клапан 13 в полость 11, а из нее через ресивер в форсунку 3. При достижении пороткрывания при взаимодействии со што55 ком регулятора, а ресивер сообщен с форсун кой.

50 шнем 10 нижнего положения клапан 13 упором в нижнюю крышку цилиндра 9 закрывается. и цикл повторяется. При повышении давления в ресивере 5 мембрана 19 прогибается, сжимая пружину. Шток 20 при этом смещается вниз, Таким образом. при последующем ходе поршня клапан 13 открывается при меньшем ходе поршня, что уменьшает производительность насоса и, следовательно, ограничивает давление. При снижении давления газа в ресивере 5 пружина смещает шток 20 и мембрану 19 вверх, обеспечивая больший ход поршня 10 и, следовательно, большую производительность насоса, в результате чего стабилизируется давление газа в ресивере

Формула изобретения

Система питания гаэодизеля криогенным топливом, содержащая линию подачи жидкого топлива с насосом высокого давления, нагнетательным трубопроводом и закрытой форсункой, линию подачи газового криогенного топлива, включающую криогенный топливный бак, ресивер, теплообменник и свободнопоршневой насос высокого давления с насосными и приводными цилиндрами, причем приводной цилиндр имеет подпружиненный поршень и сообщен надпоршневой полостью цилиндра с ресивером, а порпоршневой полостью через перепускной клапан с теплообменником, насосные цилиндры размещены в криогенном баке, имеют различные диаметры, снабжены поршнями, один из которых жестко связан с поршнем приводного цилиндра, а другой —. через пружину с упором, цилиндры образуют общую полость, сообщающуюся с криогенным баком, вторая полость большего цилиндра сообщена с второй полостью меньшего цилиндра через обратный клапан, а также через дополнительный обратный клапан с теплообменником, отличающаяся тем, что, с целью стабилизации давления газа в ресивере, она снабжена регулятором хода поршней свободнопоршневого насоса; выполненным в виде исполнительного механизма с подпружиненной мембраной и штоком, установленным на приводном цилиндре насоса с выходом штока в надпоршневую полость, и сообщенным с ресивером, перепускной клапан размещен на поршне приводного цилиндра с возможностью его