Система питания дизеля дополнительным топливом
Владельцы патента RU 2651021:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (RU)
Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система питания дизеля дополнительным топливом, содержащая топливные баки 1 и 2, фильтры грубой 4 и тонкой 7 очистки, топливоподкачивающие насосы основного 5 и дополнительного 6 топлива топливопроводы, топливный насос высокого давления 8 и форсунку 9 для подачи основного топлива, редукционный клапан 10, испаритель 11 дополнительного топлива, нагреватель 13, электронный регулятор 14, датчики температуры 15. В испарителе 11 дополнительного топлива перед нагревателем 13 установлен электромагнитный ультразвуковой кавитатор 17. Технический результат - снижение энергозатрат, связанных с испарением и смесеобразованием дополнительного топлива в зависимости от режимов работы дизеля. 1 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, преимущественно двигателестроения.
Известна система питания газодизеля [А.с. СССР №1746035, F02M 43/00], содержащая линию подачи дизельного топлива, включающую топливный бак топливопроводы, фильтры грубой и тонкой очистки, топливный насос высокого давления, форсунку и линию подачи газообразного топлива, включающую резервуар для хранения газа, фильтр, подогреватель-испаритель, каналы подачи газа, газовый смеситель.
Недостатком указанной системы является невозможность точного и оперативного регулирования состава смеси в зависимости от режима работы дизеля.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенной является система питания дизеля легким топливом [Патент РФ №2179258, F02M 43/00, F02M 31/18], включающая баки основного и дополнительного топлив, топливопроводы, фильтры грубой очистки основного и дополнительного топлив, топливоподкачивающие насосы основного и дополнительного топлив, фильтры тонкой очистки основного и дополнительного топлив, топливный насос высокого давления и форсунку основного топлива, редукционный клапан и испаритель дополнительного топлива, нагреватель, электронный регулятор, датчики температуры и электрические связи.
Недостатком указанной системы являются высокие энергозатраты, связанные с испарением и смесеобразованием легкого топлива.
Техническим результатом предлагаемого решения является то, что применение предложенной системы питания позволяет снизить энергозатраты, связанные с испарением и смесеобразованием дополнительного топлива в зависимости от режимов работы дизеля.
Технический результат достигается тем, что в системе питания дизеля дополнительным топливом, содержащей топливные баки, фильтры грубой и тонкой очистки, топливоподкачивающие насосы основного и дополнительного топлива, топливопроводы, топливный насос высокого давления, форсунку для подачи основного топлива, редукционный клапан, испаритель дополнительного топлива, нагреватель, электронный регулятор, датчики температуры, в испарителе дополнительного топлива перед нагревателем установлен электромагнитный ультразвуковой кавитатор.
Преимущества предлагаемой системы питания обусловливаются следующими обстоятельствами.
Известно, что при работе дизеля на чистом дизельном топливе по скоростной характеристике на фиксированной частоте вращения коленчатого вала массовый расход воздуха является постоянным. При изменении скоростного режима работы массовый расход воздуха изменяется.
Известно также, чтобы превратить дополнительное топливо в пар сначала его необходимо нагреть до температуры кипения, подведя к нему необходимое количество теплоты, а затем дальнейший подвод теплоты приведет к его испарению. Отсюда следует, что для процесса испарения требуются значительные затраты энергии, связанные с передачей теплоты дополнительному топливу.
Использование ультразвуковой кавитации для испарения топлива, приведет к снижению затрат энергии, связанной с его испарением, так как подвод энергии к дополнительному топливу осуществляется не тепловым способом, а при помощи ультразвука.
При подаче дополнительного топлива в электромагнитный ультразвуковой кавитатор, топливо преобразуется в аэрозоль (смесь воздуха и крупных частиц топлива) заданного состава. Во время движения по впускному трубопроводу аэрозоль диспергирует, образуя однородную топливо-воздушную смесь. Далее поступает на нагреватель, в котором топливо-воздушная смесь подогревается до заданной температуры.
На фиг. 1 показана схема предлагаемой системы питания дизеля дополнительным топливом.
Система питания дизеля включает баки основного 1 и дополнительного 2 топлив, топливопроводы 3, фильтры грубой очистки основного и дополнительного топлив 4, топливоподкачивающие насосы основного 5 и дополнительного 6 топлив, фильтрытонкой очистки основного и дополнительного топлив 7, топливный насос высокого давления 8 и форсунку основного топлива 9, редукционный клапан 10 и испаритель 11, впускной трубопровод 12, нагреватель 13, электронный регулятор 14, датчики температуры 15, электрические связи 16, при этом в испарителе 11 перед нагревателем 13 установлен электромагнитный ультразвуковой кавитатор 17.
Система питания дизеля дополнительным топливом работает следующим образом.
Дополнительное топливо подается из бака 2 по топливопроводам 3 с помощью топливоподкачивающего насоса 6 через фильтр 4 грубой очистки, фильтр 7 тонкой очистки и редукционный клапан 10 в испаритель 11, где, поступая в электромагнитный ультразвуковой кавитатор 17, образует аэрозоль, далее по впускному трубопроводу 12, испаряясь, создает однородную топливо-воздушную смесь заданного состава, после этого поступает на нагреватель 13, где задается необходимая температура топливо-воздушной смеси.
Датчики температуры 15 измеряют температуру смеси на входе и выходе из испарителя 11 и подают сигнал на электронный регулятор 14, который в зависимости от сигналов датчиков задает определенную температуру нагревателю 13, тем самым точно и оперативно реагируя на изменение режима работы дизеля.
При этом степень нагрева воздушного потока находится в зависимости от скоростного режима дизеля, количества испаренного топлива и вида топлива.
Технико-экономическое обоснование предлагаемого изобретения заключается в снижении энергозатрат, связанных с испарением и смесеобразованием дополнительного топлива в зависимости от режимов работы дизеля.
Система питания дизеля дополнительным топливом, содержащая топливные баки, фильтры грубой и тонкой очистки, топливоподкачивающие насосы основного и дополнительного топлива, топливопроводы, топливный насос высокого давления и форсунку для подачи основного топлива, редукционный клапан, испаритель дополнительного топлива, нагреватель, электронный регулятор, датчики температуры, отличающаяся тем, что в испарителе дополнительного топлива перед нагревателем установлен электромагнитный ультразвуковой кавитатор.
