ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2004 года по МПК F02M55/02 F02N17/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в производстве дизельных двигателей и подготовке водотопливных смесей.

Известен двигатель внутреннего сгорания с топливной системой, которая дополнительно содержит предпусковой подогреватель [1]. Недостатком известного устройства является неполное сгорание топлива при больших расходах и форсированных режимах, а также трудности запуска двигателя при низких температурах.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является известная топливная система дизельного двигателя [2], содержащая топливный бак, фильтр, насос, топливопровод, предпусковой подогреватель двигателя, форсунку, которая закреплена на головке блока цилиндров, и активаторы дизельного топлива, каждый активатор выполнен из набора полупроводниковых пластин в герметичной плоской оболочке и механически закреплен по схеме ультразвукового свистка, причем один из активаторов установлен в топливопроводе перед форсункой, а другой на головке блока цилиндров двигателя в зоне впрыска соосно форсунке, полупроводниковые пластины активаторов подключены к источнику постоянного напряжения по схеме генерирующих диодов Ганна, при этом торец оболочки, в которой размещены полупроводниковые пластины, выполнен из материала с низким коэффициентом термического расширения и малым тангенсом угла диэлектрических потерь.

Недостатком известного устройства являются большой расход топлива в начале запуска дизельного двигателя, так как часть топлива в трубопроводе перед форсункой не обработана активатором.

Задачей настоящего изобретения является снижение расхода дизельного топлива при запуске дизельных двигателей, в том числе при низких температурах окружающей среды, и расширение технологических возможностей запуска за счет дублирования возможности запуска двигателя при помощи нового технологического приема.

Поставленная задача решается следующим образом.

В топливную систему дизельного двигателя, которая содержит топливный бак, фильтр, насос, предпусковой подогреватель двигателя, форсунку, которая закреплена на головке блока цилиндров двигателя, активаторы дизельного топлива, топливопровод с байпасной линией и регулирующим клапаном, на участке перед форсункой, введена дополнительная байпасная линия, в которую включены обратный клапан и вставка с высоковольтными электродами, причем внутренняя геометрия вставки спрофилирована в виде параболоида вращения.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в снижении расхода дизельного топлива и расширении технологических возможностей за счет гарантированного запуска дизельного двигателя при низких температурах окружающей среды и за счет дублирования возможности запуска двигателя при помощи нового технологического приема (электрогидравлического удара), получаемого при подаче высокого постоянного напряжения на электроды вставки.

На чертеже представлена топливная система дизельного двигателя.

Предлагаемая топливная система содержит топливный бак, фильтр, насос, предпусковой подогреватель двигателя, активаторы дизельного топлива, которые на чертеже не показаны, а также форсунку 1, закрепленную на головке блока 2 цилиндров двигателя, активатор 3, топливопровод 4, который снабжен на участке перед форсункой основной байпасной линией 5 и дополнительной байпасной линией 6, в месте включения которых в топливопровод 4 установлен регулирующий клапан 7. Кроме этого, в дополнительную байпасную линию 6 включены обратный клапан 8 и вставка 9 с высоковольтными электродами 10. Причем внутренняя геометрия вставки 9 спрофилирована в виде параболоида вращения.

Топливная система дизельного двигателя работает следующим образом.

В месте включения дополнительной байпасной линии 6 находится регулирующий клапан 7, который устанавливают в положение “Открыто” для дополнительной байпасной линии 6 и “Закрыто” для остальных магистралей (топливопровода 4 и основной байпасной линии 5). После прогрева дизельного двигателя запускают двигатель и подают постоянное высокое напряжение на высоковольтные электроды 10 вставки 9 синхронно с впрыском дизельного топлива. Согласно устройству вставки 9 на основе (при электрическом взрыве) эффекта Юткина [3], в месте соединения топливопровода 4 с байпасными линиями 5 и 6 непосредственно перед форсункой создается регулируемый электрогидравлический удар, резко повышающий давление в топливе. На этом участке топливопровода формируется кумулятивная струя за счет внутренней геометрии вставки 9 (параболоид вращения), обеспечивающая эффективное распыление дизельного топлива. Для эффективной работы вставки 9 в дополнительную байпасную линию 6 введен обратный клапан 8, обеспечивающий эффективную подачу дизельного топлива и герметизацию внутренней полости вставки 9 при электрогидравлическом ударе. После запуска двигателя регулирующий клапан 7 ставят в положение “Открыто” для топливопровода 4 и “Закрыто” для байпасных линий 5 и 6.

Причем для снижения износа топливопровода из-за ударной нагрузки электрогидравлический удар (эффект Юткина) используется только в момент запуска холодного двигателя, чтобы подать загустевшее на холоде дизельное топливо в форсунку. Величина электрогидравлического удара может быть регулирована и зависит, в частности, от величины напряжения, площади электродов, расстояния между ними и т.д. В реальной конструкции целесообразно варьировать только величиной, длительностью и формой импульса подаваемого на них напряжения. Блок электроники на чертеже условно не показан и может быть выполнен, например, в виде различных типовых электронных устройств, преобразующих в момент запуска двигателя постоянное напряжение аккумуляторных батарей в импульсное напряжение требуемой величины и формы [3], а также высоковольтные устройства, используемые в современных автомобилях.

Согласно предлагаемому устройству, облегчение подачи загустевшего при отрицательных температурах окружающей среды дизельного топлива в форсунку при запуске двигателя за счет создаваемого на основе эффекта Юткина в части топливопровода регулируемого электрогидравлического удара обеспечивает достижение поставленной цели. Это позволяет авторам сделать вывод о том, что заявленное устройство соответствует критерию новизны.

В новом заявленном техническом решении появляется также возможность управления вязкостью дизельного топлива при низких температурах.

Список использованных источников

1. Патент РФ №1447006, БИ №5, 1996 г., МКИ F 02 N 17/02. Блохин А. И.

2. Патент РФ №2172424, БИ №23, 2001 г., МКИ F 02 М 53/02. Шумарин В.П., Скрипкин А.А., Коблов А.И., Денисов А.А.

3. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение. Лен. отд. 1986 г. – 252 с.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам топливоподачи дизелей. Изобретение позволяет снизить расход дизельного топлива при запуске дизельных двигателей, в том числе при низких температурах окружающей среды. Топливная система дизельного двигателя содержит топливный бак, фильтр, насос, предпусковой подогреватель двигателя, форсунку, которая закреплена на головке блока цилиндров двигателя, активаторы дизельного топлива, топливопровод с байпасной линией, регулирующим клапаном на участке перед форсункой. В систему введена дополнительная байпасная линия, в которую включены обратный клапан и вставка с высоковольтными электродами. Внутренняя геометрия вставки спрофилирована в виде параболоида вращения. 1 ил.

Топливная система дизельного двигателя, содержащая топливный бак, фильтр, насос, предпусковой подогреватель двигателя, форсунку, которая закреплена на головке блока цилиндров двигателя, активаторы дизельного топлива, топливопровод с байпасной линией, регулирующим клапаном, на участке перед форсункой, отличающаяся тем, что введена дополнительная байпасная линия, в которую включены: обратный клапан и вставка с высоковольтными электродами, причем внутренняя геометрия вставки спрофилирована в виде параболоида вращения.