Система питания двигателя внутреннего сгорания генераторным газом



Система питания двигателя внутреннего сгорания генераторным газом
Система питания двигателя внутреннего сгорания генераторным газом

 


Владельцы патента RU 2605870:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (RU)

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Предложена система питания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) генераторным газом, содержащая ДВС 29, смеситель 27, газовый редуктор 26 с элементами защиты и управления, роторный нагнетатель 20 с электродвигателем 21, систему охлаждения и очистки генераторного газа, ресивер 25 для промежуточного хранения генераторного газа под избыточным давлением, газогенератор. Роторный нагнетатель 20 управляется блоком управления 31, на входе и выходе из системы очистки и охлаждения генераторного газа установлены датчики 15, 19 разрежения, обеспечивающие постоянство состава смеси и коэффициента наполнения цилиндров двигателя. Применение предлагаемой системы создает возможность сохранения физико-химических свойств генераторного газа при всех режимах и объемах его производства, возможность точного и оперативного регулирования количества подаваемого генераторного газа на любом режиме работы ДВС, с целью улучшения его мощностных, экономических и экологических показателей в переходных режимах и при перегрузках. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения.

Известна конструкция системы питания ДВС генераторным газом [Токарев Г.Г. Газогенераторные автомобили. М., 1955. МАШГИЗ (Фиг. 115, 116, стр. 120-122)], содержащая ДВС, газогенератор с системой очистки и охлаждения газа, компрессор наддува, подключенный к смесителю ДВС через впускной газопровод и создающий в нем избыточное давление газовой или газовоздушной смеси, имеющий механическую или газодинамическую связь с самим ДВС.

Недостатками данных систем питания являются:

1. Непостоянство физико-химических показателей производимого генераторного газа.

2. Высокая инерционность работы установок в переходных режимах и соответственно ухудшение мощностных, экономических и экологических показателей работы ДВС в переходных режимах и при перегрузках.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенной является система, содержащая газогенератор, ДВС, снабженный впускным ресивером блока цилиндров, компрессор наддува, блок управления и регулятор наддува [Патент RU №2119069, F02B 43/08. Газогенераторная установка].

Недостатками данной системы являются:

1. Непостоянство физико-химических показателей производимого генераторного газа при различных режимах работы ДВС.

2. Высокая инерционность работы газогенераторной установки в переходных режимах и соответственно ухудшение мощностных, экономических и экологических показателей работы ДВС в переходных режимах и при перегрузках.

Существенным отличием предлагаемой системы питания ДВС генераторным газом от всех, ранее известных решений, является то, что между ДВС и роторным нагнетателем отсутствует газодинамическое взаимодействие, роторный нагнетатель управляется блоком управления, на входе и выходе из системы очистки и охлаждения генераторного газа установлены датчики разрежения, обеспечивающие постоянство состава смеси и коэффициента наполнения цилиндров двигателя, имеет место управление количеством задействованных фурм, причем оно осуществляется во взаимодействии с работой роторного нагнетателя.

Преимущества предлагаемой системы питания обусловливаются следующими обстоятельствами:

1. Независимо от объема потребления генераторного газа двигателем блоком управления поддерживается постоянная скорость истечения воздушной струи из фурмы за счет изменения производительности роторного нагнетателя и включения или отключения части фурм из работы. Это позволяет сохранять однородную высокотемпературную площадь в зоне фурменного пояса газогенератора, что, в свою очередь, приводит к постоянству физико-химических показателей производимого генераторного газа.

2. Наличие на входе и выходе из системы очистки и охлаждения генераторного газа датчиков разрежения и приданное управление роторным нагнетателем позволяет блоку управления газогенераторной установкой точно и оперативно регулировать необходимое количество подаваемого газа на любом режиме работы ДВС, тем самым улучшить его мощностные, экономические и экологические показатели в переходных режимах и при перегрузках.

На фиг. 1 показана схема предлагаемой системы питания ДВС генераторным газом. Система (фиг. 1) содержит:

- Газогенератор, состоящий из: воздушного коллектора 1, цилиндрической камеры газификации 2, загрузочного люка с запорным механизмом 3, системы электромагнитных клапанов 4, газоотводного патрубка 5, воздухоподводящих трубок 6, газового резервуара 7, термоизоляционного футляра 8, внешнего защитного кожуха 9, фурменного пояса 10, зольниковой решетки 11, зольникового люка 12, опор 13, технологического люка 14;

- Систему очистки и охлаждения генераторного газа, состоящую из: датчика разряжения 15, фильтра грубой очистки газа 16, конденсатора - охладителя газа 17, фильтра тонкой очистки газа 18, датчика разряжения 19;

- Компенсационную систему, состоящую из: роторного нагнетателя 20, приводного электродвигателя 21, переключателя направления потока газа 22, обратного газового клапана 23, датчика давления 24, ресивера для промежуточного хранения генераторного газа под избыточным давлением 25;

- Систему питания ДВС, состоящую из: газового редуктора с элементами защиты и управления 26, смесителя 27, воздушного фильтра 28;

- ДВС 29, электрогенератор 30 и блок управления 31.

Система работает следующим образом. Газогенератор загружается топливом, идущим на газификацию. Затем производится розжиг газогенератора, блок управления подает команду на открытие всех электромагнитных клапанов и запуск электродвигателя роторного нагнетателя для создания разряжения в газогенераторе. Атмосферный воздух, проходя через общий воздушный коллектор, электромагнитные клапана и воздухоподводящие трубки, подается через фурмы в камеру газификации в район фурменного пояса. Температура в реакционной зоне возрастает. Когда газогенератор выйдет на рабочий режим и из газоотборного патрубка пойдет горючий генераторный газ, поток газа переключается с газоотборного патрубка на ресивер для промежуточного хранения генераторного газа под избыточным давлением. Роторный нагнетатель создает в ресивере для промежуточного хранения генераторного газа избыточное давление, контролируемое датчиком давления. Из ресивера генераторный газ подается в ДВС через газовый редуктор с элементами защиты и управления в смеситель. Далее производится запуск ДВС, работающего совместно с данным газогенератором.

При работе ДВС с газогенераторной установкой возможно изменение режимов работы ДВС, обусловленное внешними возмущающими воздействиями на систему. Для снижения зависимости физико-химических свойств генераторного газа от режима и объема его производства, точного и оперативного регулирования количества подаваемого генераторного газа на любом режиме работы ДВС, улучшения его мощностных, экономических и экологических показателей в переходных режимах и при перегрузках блок управления газогенераторной установки формирует алгоритмы функционирования:

- газогенератора - в зависимости от расхода газа и частоты вращения коленчатого вала ДВС за контрольный временной интервал, по изменению давления в ресивере для промежуточного хранения генераторного газа под избыточным давлением и датчику оборотов, путем изменения количества и расположения задействованных фурм в газогенераторе, а также использования цикличного (импульсного) режима их работы;

- компенсационной системы - в зависимости от разности показаний датчиков разряжения на входе и выходе системы очистки и охлаждения генераторного газа, а также изменению частоты вращения коленчатого вала ДВС. Рост разницы показаний датчиков разряжения на входе и на выходе системы очистки и охлаждения генераторного газа будет свидетельствовать о загрязнении данной системы. Для компенсации возросшего сопротивления системы очистки и охлаждения блок управления вводит соответствующую корректировку в режим работы роторного нагнетателя для увеличения его производительности.

Использование предлагаемой конструкции системы питания ДВС генераторным газом позволяет снизить зависимость физико-химических свойств генераторного газа от режима и объема его производства.

Использование предлагаемой конструкции системы питания ДВС генераторным газом позволяет оптимизировать работу газогенератора исходя из режима работы ДВС и его загрузки, за счет компенсации сопротивления в системе очистки и охлаждения генераторного газа улучшить приемистость ДВС на переходных режимах и во время перехода газогенератора с одного режима работы на другой.

Использование предлагаемой конструкции системы питания ДВС генераторным газом позволяет точно и оперативно регулировать количество подаваемого генераторного газа и состав смеси на любом режиме работы ДВС, тем самым улучшить его мощностные, экономические и экологические показатели в переходных режимах и при перегрузках.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам свидетельствуют, что предлагаемое устройство неизвестно и не следует явным образом из изученного уровня техники, следовательно, соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявляемое устройство может быть изготовлено в условиях любого предприятия, с использованием стандартного отечественного или импортного оборудования, известных технологий и материалов. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию «промышленная применимость».

Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемой системе питания ДВС генераторным газом новые свойства, позволяющие получить указанный технический результат.

1. Система питания двигателя внутреннего сгорания генераторным газом, содержащая двигатель внутреннего сгорания, смеситель, газовый редуктор с элементами защиты и управления, роторный нагнетатель с электродвигателем, систему охлаждения и очистки генераторного газа, ресивер для промежуточного хранения генераторного газа под избыточным давлением, газогенератор, отличающаяся тем, что роторный нагнетатель управляется блоком управления, на входе и выходе из системы очистки и охлаждения генераторного газа установлены датчики разрежения.

2. Система питания двигателя внутреннего сгорания генераторным газом по п. 1, отличающаяся тем, что имеет место управление количеством задействованных фурм, причем оно осуществляется во взаимодействии с работой роторного нагнетателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи судовых двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система подачи гибридного топлива для двигателя судна, включающая в себя: компрессионное устройство (200), выполненное с возможностью сжатия отпарного газа, образующегося из сжиженного природного газа, хранящегося в грузовом танке; насос высокого давления (300), выполненный с возможностью сжатия сжиженного природного газа, подаваемого из грузового танка; испаритель (310), выполненный с возможностью испарения сжиженного природного газа, сжатого насосом высокого давления, и двигатель (100), в который в качестве топлива подается отпарной газ, сжатый посредством компрессионного устройства (200) или сжиженный природный газ, сжатый посредством насоса высокого давления (300) и испаренный в испарителе (310).

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложено дозирующее устройство и способ управления смесеобразованием для газового ДВС.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам и способам питания судовых двигателей внутреннего сгорания. Предложенный двигатель 7 запускается на дизельном топливе, подаваемом в двигатель по линии 9 подачи дизельного топлива.

Изобретение относится к системам обработки сжиженного газа и может быть использовано на судах. Система обработки сжиженного газа для судна содержит основную линию подачи испаряющегося газа (BOG), выполненную с возможностью сжимать BOG, образуемый в грузовой цистерне, посредством компрессора и подавать его в основной двигатель в качестве топлива.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам регулирования топливоподачи газодизелей, работающих на двух видах топлива. Предложена система регулирования газодизеля, содержащая регулятор 1 частоты вращения, смеситель 3 воздуха и газа, клапан 6 с электромагнитным управлением на подводе газа, выходной рычаг 13 регулятора, с одной стороны кинематически связанный через тягу и пружину 8 с рейкой 12 топливного насоса высокого давления (ТНВД), с другой - с заслонкой 4 на подводе газа в смеситель.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС), работающих на газу. Предложен воздуховод ДВС содержащий полый корпус 1, имеющий впускное отверстие для прохода потока воздуха в полость внутри корпуса 1 и выпускные отверстия 3 для прохода воздуха из упомянутой полости в каналы в головке цилиндров ДВС.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система топливоподачи, содержащая источник дизельного топлива 1, источник сжиженного нефтяного газа (пропан-бутан) 2 и источник природного газа (метан) 3.

Изобретение может быть использовано в устройствах, приводимых в действие двигателем внутреннего сгорания, использующим газовое топливо. Устройство с приводом от питаемого газом двигателя (22) внутреннего сгорания,содержит устройство, выполненное в виде контейнера (12) для хранения сжиженного газа, выпускной канал, и устройство крепления контейнера для хранения сжиженного газа.

Изобретение относится к области средств подачи топлива в двигатель, в частности к инжектору для подачи газового топлива в цилиндр двигателя, и может найти применение в различных областях средств транспорта и газо-поршневых энергетических установках, применяющих газовое топливо.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложено устройство для питания двигателя газообразным топливом, содержащее трубку 1 для подвода газообразного топлива к впускному клапану 3 цилиндра двигателя.

Настоящее изобретение относится к управлению генераторами и, в частности, к способу инвертирования с умножением частоты и к устройству управления генератором с приводом от двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления инверторным генератором, оснащенным двигателем. Техническим результатом является улучшение массогабаритных показателей.

Изобретение может быть использовано в силовых установках транспортных средств. Устройство управления выработкой мощности для транспортного средства предназначено для управления генератором мощности, приводимым в движение от двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области малой, децентрализованной электроэнергетики и может быть использовано для электроснабжения объектов с автономными электростанциями, например морских судов, объектов морской инфраструктуры, сельского и лесного хозяйств, горнорудной промышленности, береговых рыбоперерабатывающих предприятий и др.

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано для снижения расхода топлива автомобилями с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к области силовых установок и может быть использовано в целях повышения эффективности силовых установок. .

Изобретение относится к дизельным электрическим агрегатам, работающим на внешнюю переменную нагрузку в составе дизеля и электрического генератора, и предназначено для регулирования дизеля, входящего в состав электрического агрегата.

Изобретение относится к дизельным электрическим агрегатам, работающим на внешнюю переменную нагрузку в составе дизеля и электрического генератора, и предназначено для регулирования дизеля, входящего в состав электрического агрегата.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам регуляторов частоты вращения вала дизель-генераторов, и предназначено для применения в качестве источника переменного электрического тока для обеспечения трех номинальных режимов работы, повышения эффективности преодоления пиковых нагрузок, снижения материалоемкости и себестоимости энергоустановки.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложено дозирующее устройство и способ управления смесеобразованием для газового ДВС.
Наверх