УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ ЖИДКИМ ТОПЛИВОМ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2001 года по МПК F02M25/00 

Предлагаемое изобретение касается в целом дизельных двигателей внутреннего сгорания и, говоря более конкретно, относится к устройству питания дизельного двигателя внутреннего сгорания жидким топливом, причем упомянутое жидкое топливо может иметь добавки в виде другой жидкости, предназначенной, например, для модификации характеристик сгорания.

Дизельные двигатели внутреннего сгорания такого типа содержат обычно систему топливного питания, образованную замкнутым контуром, подводящим топливо на входы инжекционных насосов.

Такая система топливного питания в качестве примера схематически представлена на приведенной в приложении фиг. 1.

Часть упомянутого выше контура, соединенная с инжекционными насосами, находится под некоторым давлением циркуляции, составляющим от 5 до 6 бар.

Этот замкнутый контур, подводящий топливо к входам инжекционных насосов, содержит точку введения этого топлива в контур, устройство введения присадочной жидкости и гомогенизации смеси, циркуляционный насос, устройство подогрева, устройство фильтрации и, наконец, систему инжекционных насосов и форсунок двигателя.

На дизельных двигателях большой мощности жидкая смесь топлива с упомянутой выше присадкой может иметь весьма значительный циркуляционный объем, что влечет за собой многочисленные проблемы и недостатки существующих топливных систем.

Первый недостаток устройств питания жидким топливом дизельных двигателей внутреннего сгорания состоит в достаточно большой величине времени, необходимого для перехода от функционирования данного двигателя на чистом топливе к функционированию на жидкости, представляющей собой смесь топлива с жидкой присадкой, и обратно.

Другой недостаток существующих топливных систем дизельных двигателей внутреннего сгорания состоит в достаточно большой величине времени, необходимого для адаптации количественной пропорции присадочной жидкости в топливе в зависимости от изменения нагрузки данного двигателя.

Еще один недостаток существующих устройств питания жидким топливом дизельных двигателей внутреннего сгорания состоит в относительно высокой стоимости упомянутого устройства гомогенизации смеси топлива с присадочной жидкостью вследствие того, что это устройство гомогенизации должно обеспечить получение эмульсии, устойчивость или стабильность которой и ее хорошее сгорание требуют, чтобы размеры капелек присадочной жидкости в топливе после гомогенизации не превышали 10 мкм.

Таким образом, целью предлагаемого изобретения является устройство питания жидким топливом дизельного двигателя внутреннего сгорания, свободное от упомянутых выше недостатков, присущих существующим устройствам подобного типа.

В соответствии с предлагаемым изобретением устройство питания жидким топливом дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащее трубопровод питания жидким топливом инжекционных насосов данного двигателя, причем этот трубопровод питания образует некоторый контур питания и содержит входной трубопровод жидкого топлива, средства обработки и обеспечения циркуляции жидкого топлива и трубопровод введения присадочной жидкости в топливо, отличается тем, что точка присоединения трубопровода введения присадочной жидкости к трубопроводу питания топливом располагается перед той частью трубопровода питания топливом, которая питает инжекционные насосы данного двигателя, а также тем, что перекрывной клапан, способный перекрыть трубопровод питания топливом, располагается непосредственно за частью этого трубопровода питания, подающего топливо на входы инжекционных насосов данного двигателя.

Устройство питания жидким топливом дизельного двигателя внутреннего сгорания в соответствии с предлагаемым изобретением удовлетворяет также любой из приведенных ниже характеристик:
- точка присоединения трубопровода введения присадочной жидкости в трубопровод питания топливом представляет собой смеситель этой присадочной жидкости и жидкого топлива;
- смеситель обладает такими характеристиками, что получаемые на его выходе капельки присадочной жидкости в жидком топливе имеют размеры, не превышающие 0,5 мм;
- трубопровод питания топливом инжекционных насосов данного двигателя содержит устройство измерения расхода топлива, циркулирующего в этом трубопроводе питания, причем устройство измерения расхода связано с устройством регулирования расхода присадочной жидкости, подаваемой в трубопровод питания жидким топливом.

Другие цели, характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут более подробно представлены в приведенном ниже описании предпочтительного способа реализации устройства питания жидким топливом дизельного двигателя внутреннего сгорания в соответствии с этим изобретением, где даются ссылки на приведенные в приложении фигуры, среди которых:
- фиг. 1 представляет собой блок-схему устройства питания жидким топливом дизельного двигателя внутреннего сгорания в соответствии с существующим уровнем техники в данной области;
- фиг. 2 представляет собой блок-схему устройства питания жидким топливом дизельного двигателя внутреннего сгорания в соответствии с предлагаемым изобретением.

На приведенной в приложении фиг. 1 представлена упрощенная блок-схема устройства питания жидким топливом дизельного двигателя внутреннего сгорания в соответствии с существующим на сегодняшний день уровнем техники в данной области. В этом устройстве упомянутая присадочная жидкость представляет собой обычную воду.

Как уже сказано выше, в данном устройстве питания некоторый замкнутый трубопровод питания подводит топливо C на входы инжекционных насосов P_i дизельного двигателя внутреннего сгорания M.

К этому трубопроводу питания 1 в замкнутом контуре подключается входной трубопровод 2 подачи топлива C, трубопровод 3 введения воды E, циркуляционный насос P, устройство подогрева R, устройство фильтрации F и, наконец, система 4 инжекционных насосов P_i и инжекторов I данного двигателя M.

Конец трубопровода 3 введения воды E в трубопровод питания жидким топливом C представляет собой устройство гомогенизации H получаемой таким образом смеси жидкого топлива C и присадочной воды E.

Такое устройство питания жидким топливом C дизельного двигателя M внутреннего сгорания содержит, как это видно из сказанного выше, один трубопровод питания жидким топливом инжекционных насосов P_i данного двигателя M.

Трубопровод питания жидким топливом образует некоторый контур питания и содержит входной трубопровод 2 топлива C, средства обработки и обеспечения циркуляции топлива C и трубопровод 3 введения присадочной воды E в жидкое топливо C.

На фиг. 2 представлена блок-схема устройства питания жидким топливом дизельного двигателя внутреннего сгорания в соответствии с прилагаемым изобретением. И в этом устройстве в качестве присадочной жидкости используется вода.

Это устройство питания жидким топливом C дизельного двигателя M внутреннего сгорания в соответствии с предлагаемым изобретением содержит также трубопровод питания 1 жидким топливом инжекционных насосов P_i данного двигателя M.

Трубопровод питания 1 образует некоторый контур питания и содержит входной трубопровод 2 жидкого топлива C, средства обработки и обеспечения циркуляции этого топлива C и трубопровод 3 введения воды E в топливо C.

Устройство питания жидким топливом C дизельного двигателя внутреннего сгорания в соответствии с предлагаемым изобретением отличается от описанных выше устройств питания, существующих на сегодняшнем уровне техники в данной области, тем, что трубопровод 3 введения воды E в трубопровод питания 1 жидким топливом располагается непосредственно на входе части 4 трубопровода питания 1, который обеспечивает питание жидким топливом инжекционных насосов P_i двигателя M.

Кроме того, перекрывной клапан 5, способный перекрыть трубопровод питания 1, располагается непосредственно на выходе упомянутой части 4 этого трубопровода питания 1, который обеспечивает подачу жидкого топлива к инжекционным насосам P_i двигателя M.

Этот перекрывной клапан 5 может работать в соответствии с некоторым первым способом функционирования, обозначенным позицией A, или в соответствии с некоторым вторым способом функционирования, обозначенным позицией B.

В соответствии с предпочтительным способом реализации предлагаемого изобретения конец трубопровода 3 введения воды E в трубопровод питания жидким топливом 1 представляет собой смеситель 6 воды E с жидким топливом C.

Смеситель 6 в предпочтительном варианте реализации обладает такими характеристиками, которые обеспечивают получение эмульсии, в которой капельки воды имеют размеры, не превышающие 0,5 мм.

Трубопровод питания жидким топливом 1 инжекционных насосов P_i двигателя M содержит измерительное устройство 7, предназначенное для измерения расхода жидкого топлива, циркулирующего в трубопроводе питания 1.

Упомянутое выше устройство 7 измерения расхода управляет устройством регулирования 8 расхода присадочной воды, инжектируемой в трубопровод питания 1 жидким топливом инжекционных насосов двигателя M.

Приведенное ниже описание касается функционирования устройства питания жидким топливом дизельного двигателя внутреннего сгорания в соответствии с предлагаемым изобретением.

В том случае, когда фактическая нагрузка данного дизельного двигателя не превышает некоторой наперед заданной величины, составляющей, например, от 20% до 50% его номинальной нагрузки, клапан перекрытия 5 функционирует в соответствии с вариантом его функционирования, обозначенным на фиг. 2 позицией A, и введение присадочной воды в контур подачи жидкого топлива на вход инжекционных насосов двигателя не производится.

В этом случае данный дизельный двигатель функционирует с контуром питания известной конфигурации.

Перед запуском данного дизельного двигателя этот контур питания жидким топливом позволяет обеспечить подогрев различных устройств, а также очистку или промывку топливных трактов.

В процессе функционирования данного дизельного двигателя в режимах, где его фактическая нагрузка превышает упомянутый выше диапазон от 20% до 50% его номинальной нагрузки, присадочная вода, предназначенная, например, для снижения содержания окислов азота, вводится в трубопровод питания данного двигателя жидким топливом.

Совместно с этим введением воды в трубопровод жидкого топлива клапан перекрытия функционирует в соответствии со способом, обозначенным на фиг. 2 позицией B, следствием чего является размыкание контура.

Это размыкание исключает возможность формирования слишком большого объема смеси воды с жидким топливом; циркулирующей в трубопроводе питания, имеющего малую инерционность к изменениям пропорции вводимой в жидкое топливо воды и обеспечивающего возможность возвращения за достаточно короткое время к функционированию в контуре питания жидким топливом без присадочной воды.

Достаточно малое расстояние, предусмотренное между точкой введения воды и блоком питания инжекционных насосов, связанное с отсутствием циркуляции в контуре, обеспечивает возможность введения воды в достаточно грубых пропорциях, что приводит к образованию неустойчивой или нестабильной смеси жидкого топлива с водой, но обеспечивает корректное локальное распределение воды и жидкого топлива.

Кроме того, эта смесь не имеет времени для ее дестабилизации перед подачей этой смеси на входы инжекционных насосов, которые в результате их функционирования обеспечивают в результате торможения более тонкую гомогенизацию смеси, в которой размеры капелек воды не превышают 10 мкм.

Упомянутое устройство измерения расхода жидкого топлива, обеспечивающее управление расходом воды, гарантирует получение фиксированной пропорции количества воды в жидком топливе.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к устройствам питания жидким топливом дизельных двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является улучшение экономичности за счет повышения качества сгорания на всех режимах работы двигателя без усложнения устройства подачи дополнительной жидкости. Сущность изобретения заключается в том, что устройство питания дизельного двигателя содержит трубопровод питания жидким топливом инжекционных насосов, который образует контур питания и содержит входной трубопровод жидкого топлива, средства обработки и обеспечения циркуляции этого жидкого топлива, а также трубопровод введения присадочной жидкости в жидкое топливо. При этом точка присоединения трубопровода введения присадочной жидкости к трубопроводу питания жидким топливом расположена непосредственно на входе части этого трубопровода питания, а клапан перекрытия, выполненный с возможностью перекрытия трубопровода питания жидким топливом, расположен непосредственно за частью трубопровода питания жидким топливом. Точка присоединения трубопровода введения присадочной жидкости к трубопроводу питания жидким топливом представляет собой смеситель присадочной жидкости и жидкого топлива, который выполнен таким образом, что капельки присадочной жидкости имеют размеры, не превышающие 0,5 мм. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство питания жидким топливом (С) дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащее трубопровод питания (1) жидким топливом инжекционных насосов Pi дизельного двигателя, причем трубопровод питания (1) образует контур питания и содержит входной трубопровод (2) жидкого топлива (С), средства обработки и обеспечения циркуляции этого жидкого топлива (С) и трубопровод (3) введения присадочной жидкости (Е) в жидкое топливо (С), отличающееся тем, что точка присоединения трубопровода (3) введения присадочной жидкости к трубопроводу (1) питания жидким топливом расположена непосредственно на входе части (4) этого трубопровода питания (1), обеспечивающего подачу жидкого топлива к входам инжекционных насосов (4А) данного дизельного двигателя, а также тем, что клапан перекрытия (5), выполненный с возможностью перекрытия трубопровода питания (1) жидким топливом, расположен непосредственно за частью (4) трубопровода питания жидким топливом (1), обеспечивающего подачу этого жидкого топлива к инжекционным насосам (4А) данного дизельного двигателя. 2. Устройство питания в соответствии с п.1, отличающееся тем, что точка присоединения трубопровода (3) введения присадочной жидкости (Е) к трубопроводу (1) питания жидким топливом (С) представляет собой смеситель (6) присадочной жидкости (Е) и жидкого топлива (С). 3. Устройство питания в соответствии с п.2, отличающееся тем, что смеситель (6) выполнен таким образом, что капельки присадочной жидкости имеют размеры, не превышающие 0,5 мм. 4. Устройство питания в соответствии с любым из пп.1-3, отличающееся тем, что трубопровод питания (1) жидким топливом инжекционных насосов (4А) данного двигателя внутреннего сгорания содержит устройство измерения (7) расхода топлива, циркулирующего в трубопроводе (1) питания жидким топливом, причем это устройство измерения (7) управляет устройством регулирования (8) расхода присадочной жидкости, вводимой в трубопровод (1) питания жидким топливом данного дизельного двигателя.

Приоритет по пунктам:
пп.1, 2 и 4 - 21.12.1995;
п.3 - 10.01.1996.