СПОСОБ ПОДАЧИ НЕГОРЮЧЕЙ ЖИДКОСТИ В ЦИЛИНДРЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02M25/22 

Изобретение относится к способам и системам подачи топлива или горючей смеси для двигателей внутреннего сгорания и составным частям этих систем, а более конкретно к способу и системе подачи присадок негорючих веществ в горючую смесь.

Известны способы подачи негорючей жидкости в цилиндры двигателей внутреннего сгорания [1]
Известны также устройства, предназначенные для подачи негорючей жидкости в камеру сгорания двигателей внутреннего сгорания (патент Германии N 184677, кл. 46а63, 1905).

Известен также способ подачи негорючей жидкости в цилиндры двигателей внутреннего сгорания, когда после воспламенения топлива, под действием газов, происходит подача негорючей жидкости в цилиндр двигателя внутреннего сгорания через распылитель [2]
Известна также система, предназначенная для подачи негорючей жидкости в камеру сгорания двигателей внутреннего сгорания. Система представляет из себя рабочий и компрессорный цилиндры, поршни которых приводятся в движение от одного коленчатого вала. И насос для подачи негорючей жидкости, работой которого управляет датчик температуры, установленный в выхлопном коллекторе [3]
Известный способ имеет следующие недостатки: сложность конструкции системы подачи негорючей жидкости в целом и конструктивного исполнения детали упругого звена в частности, сомнительность практической возможности поддержания герметичности запорного органа, а также интенсивность трения его деталей в процессе эксплуатации, снижение надежности работы системы из-за использования многочисленных пружин, ухудшение охлаждения цилиндро-поршневой группы по причине интенсивного прямого теплообмена крышки цилиндра, в которой расположена камера с негорючей жидкостью, с горючими газами и обводнение цилиндров во время пропуска впрыска топлива или пропуска зажигания.

Известная система имеет следующие недостатки: существенное снижение полезной мощности двигателя за счет ее отбора на привод поршня компрессорного цилиндра, увеличение теплонапряженности цилиндро-поршневой группы из-за осуществления водоподготовки в процессе подачи негорючей жидкости через выпускную магистраль к распылителям, невысокая экономичность работы системы по причине отсутствия конденсации рабочего тела, его разделения на пар и газ, возвращения конденсата обратно в цикл, возможность обводнения цилиндров во время пропуска впрыска топлива или пропуска зажигания.

Цель изобретения упрощение конструкции, повышение надежности работы системы, снижение теплонапряженности цилиндро-поршневой группы, повышение полезной мощности двигателя, повышение экономичности работы системы и предотвращение обводнения цилиндров двигателя.

Способ заключается в подводе негорючей жидкости из резервуара к форсунке, формировании сигнала величины давления заряда в цилиндрах, впрыскивании порции негорючей жидкости через форсунки в цилиндры двигателя во время сгорания топлива, образовании парогазовой смеси в цилиндрах и ее последующем расширении. При этом формируют сигнал положения коленчатого вала и эталонный сигнал, усиливают величины сигналов положения коленчатого вала и величины сигналов в давлении заряда в цилиндре. Затем сравнивают величину сигнала давления заряда в цилиндре с величиной эталонного сигнала между собой и при равенстве или превышении величины сигнала давления заряда в цилиндре над величиной эталонного сигнала обеспечивают нормально открытое положение золотника распределителя, затем подачу негорючей жидкости в цилиндры двигателя. При превышении величины эталонного сигнала над величиной сигнала давления заряда в цилиндре формируют сигнал сравнивающего устройства, который соединяют с сигналом положения коленчатого вала, формируют, а затем и усиливают управляющий сигнал, обеспечивающий перемещение золотника распределителя и подачу негорючей жидкости мимо форсунок в резервуар. Причем после выхода парогазовой смеси из цилиндров, производят ее конденсирование и последующее охлаждение. Конденсат направляют в резервуар, а газ в атмосферу.

Цель достигается тем, что система для подачи негорючей жидкости в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, содержащая резервуар негорючей жидкости, насос высокого давления, форсунки для подачи негорючей жидкости, установленные в цилиндрах двигателя, напорный трубопровод, соединяющий насос высокого давления с резервуаром и форсунками снабжена управляющим золотником с электромагнитным приводом, а также обводным трубопроводом, отводящим трубопроводом с последовательно установленными конденсатором, холодильником и питательным насосом. Система снабжена датчиком давления заряда в цилиндре, связанным с усилителем сигнала, эталонным устройством, сравнивающим устройством, логическим устройством с усилителем сигнала. Кроме того система снабжена датчиком положения коленчатого вала с усилителем сигнала, выход которого сообщен с первым входом логического устройства, выход усилителя сигнала датчика давления в цилиндре связан с первым входом сравнивающего устройства. Выход эталонного устройства связан со вторым входом сравнивающего устройства. Выход последнего связан со вторым входом логического устройства. Выход усилителя последнего связан с электромагнитным приводом управляющего золотника. Причем управляющий золотник установлен с возможностью периодического сообщения насоса высокого давления с форсунками через напорный трубопровод или с резервуаром через обводной трубопровод. Отводящий трубопровод соединен с выхлопным трубопроводом и резервуаром. Насос высокого давления кинематически связан с кулачком распределительного вала. Кулачок выполнен с возможностью подачи негорючей жидкости в момент сгорания топлива в цилиндры.

На фиг. 1 изображен процесс изменения давления в цилиндре двигателя; на фиг.2 схема предлагаемой системы.

Негорючая жидкость подводится в цилиндр 1 (фиг.2) порциями через специальную форсунку 8 и распределитель 9 насосом высокого давления 6, приводимым в движение распределительным кулачковым валом 7, спрофилированным таким образом, что насос 6 впрыскивает негорючую жидкость, которой может быть обыкновенная вода, в цилиндр в момент сгорания основной массы топлива в точке А (фиг. 1). Парогазовая смесь, совершив полезную работу в цилиндре двигателя внутреннего сгорания 1 (фиг.2), направляется в конденсатор 2, где пар конденсируется и газоконденсатная смесь поступает в холодильник 3, откуда конденсат направляется питательным насосом 4 обратно в резервуар с негорючей жидкостью 5, а отработанный газ уходит в атмосферу. При достижении коленчатым валом определенного положения в точке В (фиг.1) датчик положения коленчатого вала 10 формирует сигнал, имеющий всегда положительное значение, и посылает его на усилитель сигнала датчика 11, который усиливает сигнал. Далее сигнал поступает в логическое устройство 12. Датчик давления 13, установленный на крышке цилиндра 1, фиксирует определенное давление в цилиндре (точка С), формирует сигнал и посылает его на усилитель сигнала датчика давления 14, который его усиливает. Далее сигнал поступает в сравнивающее устройство 15, куда поступает одновременно сигнал из эталонного устройства 16, величина которого определена положением точки Е. В сравнивающем устройстве сигналы сравниваются с эталонным сигналом. Если сигнал датчика давления 13 равен или больше эталонного сигнала, что соответствует нормальной работе двигателя, то на выходе сравнивающего устройства будет отрицательное значение сигнала, которое не даст сработать логическому устройству 12, т.е. через усилитель сигнала логического устройства 17, включить управляемый электромагнит 18 и тем самым передвинуть золотник распределителя 9, причем при нормальной работе двигателя распределитель открыт постоянно и негорючая жидкость впрыскивается порциями в цилиндр. Если же сигнал датчика давления 13 меньше эталонного сигнала, что соответствует пропуску зажигания или впрыска топлива, когда давление в цилиндре 1 не достигает определенного уровня (в точке С) в определенный момент времени (в точке В), при котором логическое устройство 12 дает команду управляемому электромагниту 18 не включаться, то на выходе сравнивающего устройства 15 будет положительное значение сигнала. Два положительных сигнала датчика положения коленчатого вала 10 и датчика давления 13, поданных на логическое устройство 12, дадут на его выходе положительное значение сигнала, которое поступает на усилитель сигнала логического устройства 17, где усиливается и далее включает управляемый электромагнит 18, который в свою очередь передвинет золотник в распределителе, и негорючая жидкость начнет перекачиваться обратно в резервуар 5.

Система подачи негорючей жидкости в цилиндры двигателей внутреннего сгорания имеет специальную форсунку 8 для впрыска негорючей жидкости, установленную на крышке цилиндра 1, которая через распределитель 9 соединена напорным трубопроводом с насосом высокого давления 6. Причем приводом насоса является распределительный кулачковый вал 7, спрофилированный таким образом, что насос 6 выполнен с возможностью впрыскивания негорючей жидкости в цилиндр 1 в момент сгорания основной массы топлива. Насос высокого давления 6, соединен трубопроводом с резервуаром негорючей жидкости 5. Выхлопной коллектор двигателя внутреннего сгорания соединен с конденсатором 2, соединенным с холодильником 3, который через трубопровод имеет сообщение с атмосферой для выпуска отработанных газов и соединен через питательный насос 4, с резервуаром негорючей жидкости 5. Датчик положения коленчатого вала 10 соединен с входом усилителя сигнала датчика 11, выход усилителя сигнала датчика 11 соединен с первым входом логического устройства 12. Датчик давления 13 соединен с входом усилителя сигнала датчика давления 14, выход усилителя сигнала датчика давления 14 соединен с первым входом сравнивающего устройства 15. Эталонное устройство 16 соединено со вторым входом сравнивающего устройства 15, а сравнивающее устройство 15 соединено со вторым входом логического устройства 12. Выход логического устройства 12, соединен с входом усилителя сигнала логического устройства 17, выход которого соединен с управляемым электромагнитом 18, который соединен с золотником распределителя 9.

Использование изобретения позволяет упростить конструкцию, повысить надежность работы системы, снизить теплонапряженность цилиндро-поршневой группы, повысить полезную мощность двигателя, повысить экономичность работы системы и предотвратить обводнение цилиндров двигателя.

Использование: способы и системы подачи негорючих жидкостей двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: способ подачи негорючей жидкости в цилиндры двигателей внутреннего сгорания заключается в подводе негорючей жидкости из резервуара к форсунке, формировании сигнала величины давления заряда в цилиндрах, впрыскивании порции негорючей жидкости через форсунки в цилиндры двигателя во время сгорания топлива, образовании парогазовой смеси в цилиндрах и ее последующем расширении. При этом формируют сигнал положения коленчатого вала и эталонный сигнал, усиливают величины сигналов положения коленчатого вала и величины сигналов в давлении заряда в цилиндре. Затем сравнивают величину сигнала давления заряда в цилиндре с величиной эталонного сигнала между собой и при равенстве или превышении величины сигнала давления заряда в цилиндре над величиной эталонного сигнала, обеспечивают нормально открытое положение золотника распределителя, после чего обеспечивают подачу негорючей жидкости в цилиндры двигателя. При превышении величины эталонного сигнала над величиной сигнала давления заряда в цилиндре, формируют сигнал сравнивающего устройства, который соединяют с сигналом положения коленчатого вала, формируют, а затем и усиливают управляющий сигнал, обеспечивающий перемещение золотника распределителя и подачу негорючей жидкости мимо форсунок в резервуар. Причем после выхода парогазовой смеси из цилиндров, производят ее конденсирование и последующее охлаждение. Конденсат направляют в резервуар, а газ в атмосферу. 2 с. и 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ подачи негорючей жидкости в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в подводе негорючей жидкости из резервуара к форсунке, формировании сигнала величины давления заряда в цилиндрах, впрыскивании порции негорючей жидкости через форсунки в цилиндры двигателя во время сгорания топлива, образовании парогазовой смеси в цилиндрах и ее последующем расширении, отличающийся тем, что формируют сигнал положения коленчатого вала и эталонный сигнал, усиливают величины сигналов положения коленчатого вала и величины сигналов в давлении заряда в цилиндре, сравнивают величину сигнала давления заряда в цилиндре с величиной эталонного сигнала между собой и при равенстве или превышении величины сигнала давления заряда в цилиндре над величиной эталонного сигнала обеспечивают нормально открытое положение золотника распределителя и подачу негорючей жидкости в цилиндры двигателя, а при превышении величины эталонного сигнала над величиной сигнала давления заряда в цилиндре формирую сигнал сравнивающего устройства, который соединяют с сигналом положения коленчатого вала и формируют, а затем и усиливают управляющий сигнал, обеспечивающий перемещение золотника распределителя и подачу негорючей жидкости мимо форсунок в резервуар, причем после выхода парогазовой смеси из цилиндров производят ее конденсирование и последующее охлаждение, конденсат направляют в резервуар, а газ в атмосферу. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед охлаждением производят отделение газа от конденсата. 3. Система для подачи негорючей жидкости в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, содержащая резервуар негорючей жидкости, насос высокого давления, форсунки для подачи негорючей жидкости, установленные в цилиндрах двигателя, напорный трубопровод, соединяющий насос высокого давления с резервуаром и форсунками, отличающаяся тем, что система снабжена управляющим золотником с электромагнитным приводом, обводным трубопроводом, отводящим трубопроводом с последовательно установленными конденсатором, холодильником и питательным насосом, датчиком давления заряда в цилиндре, связанным с усилителем сигнала, эталонный устройством, сравнивающим устройством, логическим устройством с усилителем сигнала, датчиком положения коленчатого вала с усилителем сигнала, выход которого сообщен с первым входом логического устройства, выход усилителя сигнала датчика давления в цилиндре связан с первым входом сравнивающего устройства, выход эталонного устройства связан с вторым входом сравнивающего устройства, выход последнего связан с вторым входом логического устройства, выход усилителя последнего связан с электромагнитным приводом управляющего золотника, причем управляющий золотник установлен с возможностью периодического сообщения насоса высокого давления с форсунками через напорный трубопровод или с резервуаром через обводной трубопровод, отводящий трубопровод соединен с выхлопным трубопроводом и резервуаром, насос высокого давления кинематически связан с кулачком распределительного вала, а кулачок выполнен с возможностью подачи негорючей жидкости в момент сгорания топлива в цилиндре. 4. Система по п.3, отличающаяся тем, что она снабжена газоконденсаторным ящиком, соединенным с конденсатором.