Способ и устройство для получения и подачи топливно-водной смеси в двс

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), в частности к способам и устройствам для приготовления и подачи топливно-водной эмульсии в ДВС, оборудованные системами впрыска. Изобретение позволяет улучшить экологические, экономические и мощностные показатели двигателей без существенных изменений систем питания. Способ для получения и подачи топливно-водной смеси в ДВС с впрыском топлива, при котором создаются два потока: поток чистого топлива в топливной системе ДВС и поток воды, оба потока, смешиваясь, образуют топливно-водную смесь. Топливно-водная смесь подается через форсунки впрыска системы топливоподачи ДВС. Вода добавляется к топливу непосредственно на входе во впрыскивающую форсунку. Устройство для образования топливно-водной смеси состоит из топливной рампы и встроенного в ее канала подачи воды, представляет собой смеситель статического типа. Канал подачи воды располагается внутри топливной рампы и имеет отверстия напротив каждой форсунки. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), в частности к способам и устройствам для приготовления и подачи топливно-водной эмульсии в ДВС, оборудованные системами впрыска.

Использование воды в качестве компонента топлива позволяет улучшить экономические и экологические свойства двигателей при сохранении их мощностных показателей.

Известно несколько способов и устройств для подачи воды в ДВС:

- впрыскивание воды непосредственно в цилиндры ДВС во время рабочего хода поршня (патент RU 2069274, МПК 6 F02M 25/038, F02B 47/02; 28.11.96);

- увлажнение топливно-воздушной смеси распылением воды (патент RU 2092709, МПК 6 F02M 25/025; 10.10.97);

- насыщение топливной смеси парами воды за счет предварительного образования воздушно-водной смеси и перевода ее в перегретый пар (патент RU 2094642, МПК 6 F02M 25/032, F02B 47/02; 27.10.97);

- насыщение парами воды отработавших газов в системе рециркуляции отработавших газов (патент RU 2189469, МПК 7 F02B 47/04, F02M 25/038; 20.09.02).

Недостатками этих способов является в основном значительное усложнение конструкции, неравномерное распределение смеси по цилиндрам и недостаточная энергетическая способность топливной смеси по сравнению с исходным топливом.

В качестве прототипа заявленной разработки принят способ и устройство по патенту RU 2294448, МКИ 7 F02M 25/022, F02B 47/02, опубл. 27.02.2007, который позволяет получать топливно-водную смесь для ДВС посредством эмульгирования воды и топлива в роторно-импульсном смесителе и подавать ее в виде отдельного потока в топливовоздушную смесь.

Цель изобретения - снижение токсичности отработанных газов, снижение тепловых нагрузок на детали двигателя, улучшение экономичности двигателя и возможность применения низкооктановых топлив без существенных изменений штатных систем топливоподачи.

Указанная цель достигается за счет того, что для получения и подачи топливно-водной смеси в ДВС с впрыском топлива, в системе питания, включающей топливную систему двигателя, подкачивающий насос и смеситель статического типа, создаются два потока: поток чистого топлива в топливной системе и поток воды, которые, смешиваясь, подаются через форсунки впрыска во впускной трубопровод.

Решением поставленной технической задачи достигается точное дозирование топливно-водной смеси без значительного усложнения конструкции систем питания. Такое решение достигается за счет применения смесителя статического типа, изготовленного путем доработки топливной рампы.

Новыми решениями предлагаемого способа и устройства являются:

приготовление топливно-водной смеси непосредственно на входе в форсунку и подача этой смеси во впускной трубопровод через форсунки топливоподачи ДВС, применение смесителя статического типа, в котором канал подачи воды расположен внутри топливной рампы и имеет отверстия напротив каждой форсунки.

Сущность предлагаемого способа приготовления и подачи топливно-водной смеси заключается в том, что создаются два потока: поток чистого топлива в штатной топливной системе и поток воды. Оба потока поступают в смеситель статического типа, где смешиваются и в виде топливно-водной смеси подаются через форсунки впрыска топлива ДВС, причем вода добавляется к топливу непосредственно на входе в форсунку.

Предлагаемая система приготовления и подачи топливно-водной смеси представляет собой систему приготовления топливно-водной смеси, встроенную в систему топливоподачи двигателя с распределенным впрыском.

Предлагаемое устройство для приготовления топливно-водной смеси представляет собой смеситель статического типа, отличающийся тем, что канал подачи воды располагается внутри стандартной топливной рампы и имеет отверстия напротив каждой форсунки.

Предлагаемый способ и устройство для его осуществления иллюстрируются чертежами, где на фиг.1 показана схема системы топливоподачи, на фиг.2 - схема устройства, позволяющего осуществить предлагаемый способ.

В систему топливоподачи (фиг.1), включающую емкость 1 для чистого топлива, топливный насос 2, фильтр 3, регулятор 4 давления, обратный топливопровод 13, обратный клапан и форсунки 10 впрыска, расположенные на топливной рампе 15, дополнительно установлены емкость 5 для воды, насос 6, фильтр 7, регулятор 8 давления, обратный трубопровод 14, обратный клапан и канал 16 подвода воды, расположенный внутри топливной рампы 15. Вакуумные камеры регуляторов соединены каналом с впускным трубопроводом.

Изменение давления воды и топлива может осуществляться и другим способом, например широтно-импульсным модулированием.

Вместо обратных клапанов или совместно с ними могут быть применены и другие запирающие устройства, например электромагнитные клапаны.

Предлагаемое устройство для приготовления и подачи топливно-водной смеси (фиг.2) представляет собой смеситель статического типа, который состоит из штатной топливной рампы 15, внутрь которой установлена трубка 16, которая является каналом подачи воды и имеет отверстия 17 напротив каждой форсунки 10, установленной на рампе. На смесителе как со стороны топливоподающей ветви, так и со стороны водоподающей ветви установлены обратные клапаны.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Поток чистого топлива подается насосом 2 из емкости с топливом 1 через топливный фильтр 3 в топливную рампу 15 смесителя 9 статического типа. Поток воды подается насосом 6 из емкости 5 через фильтр 7 во внутреннюю трубку 16 смесителя. Давление в топливоподающей ветви 11 изменяется регулятором 4 в зависимости от режимов работы двигателя или поддерживается постоянным, а в водоподающей ветви 12 изменяется регулятором 8 в зависимости от режимов работы двигателя. На режимах работы двигателя, на которых необходимо подавать воду, давление воды в трубке 16 превышает давление топлива в рампе 15 и за счет разности давлений вода из трубки 16 поступает через отверстия во всасывающую полость форсунки 10, механически смешивается с топливом, заполняющим топливную рампу 15, образуя топливно-водную смесь, которая через форсунки впрыскивается в поток воздуха, поступающий в цилиндры ДВС. На режимах, когда подача воды не требуется, давление в водоподающей ветви снижается, срабатывает обратный клапан и в трубке 16 поддерживается давление, которое исключает попадание топлива из рампы 15 в трубку 16 и в водоподающую ветвь.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство обеспечивают точное дозирование топливно-водной смеси по цилиндрам двигателя без значительного усложнения системы топливоподачи ДВС.

1. Способ для получения и подачи топливно-водной смеси в ДВС с впрыском топлива, при котором создаются два потока: поток чистого топлива в топливной системе ДВС и поток воды, оба потока, смешиваясь, образуют топливно-водную смесь, отличающийся тем, что топливно-водная смесь подается через форсунки впрыска системы топливоподачи ДВС, причем вода добавляется к топливу непосредственно на входе во впрыскивающую форсунку.

2. Устройство для образования топливно-водной смеси, состоящее из топливной рампы и встроенного в нее канала подачи воды, представляющее собой смеситель статического типа, отличающееся тем, что канал подачи воды располагается внутри топливной рампы и имеет отверстия напротив каждой форсунки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), у которых выполнена подготовка топлива к сгоранию за счет использования тепловой энергии при глубоком охлаждении теплоты продуктов сгорания, утилизации теплоты с водой первого контура и масла.

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в автомобилестроении при проектировании и изготовлении систем подачи топлива и воздуха, а также глушителей выхлопа для двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам и устройствам получения и подачи топливно-водной эмульсии для питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к электрохимическим устройствам для получения водорода из воды и окисления органических продуктов. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам и системам получения и подачи топливно-водной эмульсии в штатную систему ДВС. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам, системам и устройствам для приготовления и подачи топливно-водной эмульсии в ДВС, оборудованные системами впрыска.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с наддувом. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способу работы диссоциатора воды. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности способам получения водорода из воды для двигателей. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для подачи воды в карбюраторный двигатель внутреннего сгорания автомобиля. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания, а именно к устройствам для приготовления микроэмульсии дизельного топлива/воды, и для впрыскивания упомянутой эмульсии в дизельный двигатель

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам работы и системам двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности судовых двигателей внутреннего сгорания и топливоиспользования на судах, касается хранения в судовых условиях горючей водорастворимой присадки, а также приготовления ее водного раствора заданной низкой концентрации и может быть применено в стационарных энергетических установках

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) и, в частности, к топливным системам дизелей

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано в двигателях с системой впрыска бензина, но особенно широко в дизельных двигателях. Новизна заключается в том, что топливная система выполнена в виде двух взаимосвязанных контуров: - контура циркуляции дизельного топлива, состоящего из топливного бака, топливного насоса, подключенного к напорному трубопроводу с электромагнитным клапаном к коллектору насоса двигателя, трубопровода возврата дизельного топлива из коллектора в топливный бак, с установленными на трубопроводе возврата регулятором давления и электромагнитным клапаном, байпасного трубопровода с регулятором давления и трубопровода подачи дизельного топлива в установку получения водотопливной эмульсии; - контура получения циркуляции водотопливной эмульсии в составе: инерционного сепаратора, топливного насоса плунжерного типа, эжектора с приемной камерой и камерой смешения, которая непосредственно подключена к коллектору насоса двигателя, трубопровода возврата водотопливной эмульсии в сепаратор с регулятором давления и сигнализатором давления, при этом в сепараторе установлены регулятор уровня воды, подключенный к баку для воды, регулятор уровня топлива, подключенный к трубопроводу подачи топлива, и коллектор приема водотопливной эмульсии, а кроме того, сепаратор подключен трубопроводом подачи воды к приемной камере эжектора с помощью калиброванной дюзы и электромагнитного клапана. Особенностью системы является то, что она в автоматическом режиме осуществляет переход работы двигателя от дизельного топлива на альтернативное (водотопливную эмульсию) и обратный без остановки работы двигателя, а кроме того, топливная система обеспечивает получение мелкодисперсной водотопливной эмульсии гарантированного состава с небольшими энергетическими затратами. 1 ил.

Изобретение относится к системе топливоподачи дизельного двигателя и может быть широко использовано на моторных заводах, автотранспортных и других предприятиях для приготовления и подачи в цилиндр двигателя водотопливной эмульсии (ВТЭ). Изобретение позволяет создать установку получения ВТЭ дизельного двигателя, работающую в автоматическом режиме независимо от режима работы двигателя и от температуры окружающего воздуха. Установка для получения водотопливной эмульсии содержит систему подачи топлива в виде подкачивающего насоса и магистрали подачи топлива к системе впрыска в виде топливного насоса высокого давления и выполненную с подогревом систему подачи воды на вход подкачивающего насоса в виде последовательно установленных бака, насоса, магистрали возврата воды после насоса в бак и электромагнитного клапана. Система впрыска включает топливный бак с установленным после бака датчиком расхода топлива, магистраль возврата топлива на вход подкачивающего насоса, магистраль высокого давления, регулятор поддержания постоянного давления и форсунку, система подачи воды дополнительно включает устройство регулирования производительности насоса, датчик давления и калиброванную дюзу после насоса. На магистрали возврата воды после насоса в бак установлена калиброванная дюза, система подачи воды выполнена с термоизоляцией, в баке дополнительно установлены датчики уровня и температуры. Кроме того, установка снабжена управляющим контроллером, к которому подключены датчик расхода топлива, устройство регулирования производительности насоса, электромагнитный клапан, датчики температуры и уровня. 1 ил.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию в камере сгорания, преимущественно, поршневого двигателя, заключающийся в том, что создают воздуховодяную мелкодисперсную эмульсию путем распыления воды, на полученную эмульсию воздействуют СВЧ-излучением до нагрева эмульсии до температуры кипения воды, затем обработанную эмульсию подают в камеру сгорания и повторно воздействуют на нее СВЧ-излучением до нагрева эмульсии до температуры, превышающей температуру кипения воды при давлении в камере сгорания, после чего в камеру сгорания впрыскивают топливо. Технический результат заключается в снижении расхода топлива и повышении к.п.д. работы двигателя, а также снижении токсичности выхлопных газов за счет повышения степени активности водной составляющей в процессе диспергирования (мелкости распыливания) топлива и его испарения посредством использования накопленной в воде энергии СВЧ-излучения.
Способ может применяться в процессе эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с добавлением пара. В период эксплуатации периодически на поверхности ДВС, контактирующие прямо или косвенно с продуктами сгорания, наносят защитное покрытие (ЗП) с нанодисперсным модификатором (М) поверхностей трения, предотвращающим коррозию и водородное охрупчивание деталей. Для нанесения ЗП переводят ДВС на холостой режим работы без увлажнения воздуха, прогревают его на холостом режиме до номинальной температуры, после чего вводят в его картерное масло, в каждый цилиндр и в топливо М и поддерживают работу ДВС с введенным в него М на холостом режиме работы без увлажнения воздуха не менее 1-1,5 часов. В качестве М используют минералы группы серпентина: антигорит, лизардит и хризотил. Технический результат заключается в предотвращении коррозии и водородного охрупчивания деталей Д. 8 з.п. ф-лы.

Предложены система и способ, способствующие образованию эмульгированного топлива дизельного двигателя. Система включает в себя: бак (30) вязкой смеси масла и воды; устройство (18) для смешения эмульгированного топлива, предназначенное для смешения вязкой смеси масла и воды с дизельным топливом для получения эмульгированного топлива; двухтопливное устройство (19), способствующее эмульгированию возвратного топлива, соединяющее бак (31) дизельного топлива, устройство (18) для смешения эмульгированного топлива и магистраль возвратного топлива и основную топливную магистраль двигателя соответственно; теплообменное устройство (21) для нагревания эмульгированного топлива из двухтопливного устройства (19), способствующего эмульгированию возвратного топлива, посредством охлаждающей воды двигателя; первую очистную магистраль и вторую очистную магистраль для очистки главной магистрали топлива; и устройство управления двумя топливами, предназначенное для переключения между подачей дизельного топлива и подачей эмульгированного топлива в соответствии с температурой охлаждающей воды, а также для управления дизельным топливом для очистки от эмульгированного топлива, находящегося в двигателе, а также в основной топливной магистрали и ее устройствах после замыкания переключателя зажигания двигателя. За счет использования предлагаемой системы содержание воды в эмульгированном топливе можно увеличить до 33% и поддерживать мощность дизельного двигателя, по существу, неизменной, легко запускать двигатель и делать его работу устойчивой. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к способам и устройствам для приготовления и подачи топливно-водной эмульсии в ДВС, оборудованные системами впрыска

Наверх