СИСТЕМА ПИТАНИЯ АВТОТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ Российский патент 2012 года по МПК F02D19/06 F02M37/00 B60K15/06 

Изобретение относится к системам питания двигателя внутреннего сгорания транспортных средств, работающих на двух топливах.

Известна система питания двигателя внутреннего сгорания автотракторного средства, содержащая топливный бак, подогреватель топлива, фильтр грубой очистки топлива, топливный насос низкого давления, фильтр тонкой очистки топлива, топливный насос высокого давления, форсунку, топливопроводы (RU, A.C. №2305791, МПК7 F02M 31/16 2006).

Известная система не обеспечивает подачу двух различных топлив к топливному насосу высокого давления, раздельную фильтрацию двух типов топлива, исключение неблагоприятных режимов работы на высоковязких биодизельных топливах.

Известна система питания двигателя внутреннего сгорания тракторного средства, принятая за прототип, содержащая топливный бак, подогреватель топлива, фильтр грубой очистки топлива, топливный насос низкого давления, фильтр тонкой очистки топлива, топливный насос высокого давления, форсунку, топливопроводы (RU, A.C. №2305791 C1, МПК F02M 31/16 2006).

Недостатком известной системы является отсутствие возможности переключения типа топлива, отсутствие защиты двигателя от неблагоприятного воздействия высоковязких биодизельных топлив на системы двигателя при режимах: холостого хода, малой нагрузки, в момент пуска и прогрева двигателя, что приводит к попаданию биотоплив в моторное масло и ухудшению его химмотологических свойств, увеличению нагарообразования в камере сгорания. Также возникают сложности при необходимости выжигания нагара в камере сгорания дизельным топливом, так как для этого требуется промывка топливной системы.

Кроме того, не обеспечивается подогрев топлива до топливоподкачивающего насоса, что может привести к недостаточной прокачиваемости высоковязких биодизельных топлив при низких температурах.

Технической задачей изобретения является обеспечение защиты двигателя от неблагоприятного воздействия высоковязких биодизельных топлив на системы двигателя при режимах: холостого хода, малой нагрузки, в момент пуска и прогрева двигателя. Обеспечение подогрева топлива до топливоподкачивающего насоса. Обеспечение возможности промывки топливной системы биодизельного топлива и очистка нагара в камере сгорания без остановки и потери функциональности двигателя.

Поставленная техническая задача достигается тем, что система питания автотракторного дизеля, содержащая топливный бак, топливную систему низкого давления, включающую подогреватель топлива, фильтр грубой очистки топлива, топливный насос низкого давления, фильтр тонкой очистки топлива, и топливную систему высокого давления, включающую топливный насос высокого давления, форсунку, топливопроводы, согласно изобретению снабжена системой переключения топлива, включающей управляющий модуль, датчики температуры и давления топлива, датчики температуры охлаждающей жидкости и положения рейки топливного насоса высокого давления, клавиши выбора режима и переключения типа топлива, сигнальные лампы, а также электромагнитными клапанами, дополнительным баком и дополнительной топливной системой низкого давления с электрическим топливоподкачивающим насосом и редукционным клапаном, топливная система низкого давления снабжена предохранительным клапаном, расположенным после топливоподкачивающего насоса, а подогреватель топлива установлен между баком и фильтром грубой очистки, топливные системы низкого давления соединены с топливным насосом высокого давления электромагнитными клапанами подачи и слива топлива.

Сравнение заявляемого устройства с прототипом показывает, что новым является то, что система снабжена системой переключения топлива, включающей управляющий модуль, датчики температуры и давления топлива, датчики температуры охлаждающей жидкости и положения рейки топливного насоса высокого давления, клавиши выбора режима и переключения типа топлива, сигнальные лампы, а также электромагнитными клапанами, дополнительным баком и дополнительной топливной системой низкого давления с электрическим топливоподкачивающим насосом и редукционным клапаном, топливная система низкого давления снабжена предохранительным клапаном, расположенным после топливоподкачивающего насоса, а подогреватель топлива установлен между баком и фильтром грубой очистки, топливные системы низкого давления соединены с топливным насосом высокого давления электромагнитными клапанами подачи и слива топлива.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «новизна».

Заявляемая система соответствует критерию «изобретательский уровень», так как не является очевидной для специалиста и обеспечивает результат, удовлетворяющий существующую потребность: обеспечение защиты двигателя от неблагоприятного воздействия высоковязких биодизельных топлив на системы двигателя при режимах: холостого хода, малой нагрузки, в момент пуска и прогрева двигателя; обеспечение подогрева топлива до топливоподкачивающего насоса; обеспечение возможности промывки топливной системы биодизельного топлива и очистка нагара в камере сгорания без остановки и потери функциональности двигателя.

Заявляемое устройство соответствует критерию «промышленная применимость, так как может использоваться в автотракторном машиностроении. Изобретение объясняется чертежом.

На фиг.1 представлена система питания двигателя внутреннего сгорания, работающего на двух жидких топливах.

Система содержит баки для дизельного 1 и биодизельного 2 топлив, линии низкого давления для дизельного и биодизельного топлив, соединяющие баки 1 и 2 через электромагнитные клапаны подачи 3 и слива 4 с топливным насосом высокого давления 5 и далее через магистраль высокого давления 6 с форсунками 7. Магистраль подачи биодизельного топлива низкого давления содержит теплообменник 8, фильтр грубой очистки 9, топливоподкачивающий насос 10, фильтр тонкой очистки 11, предохранительный клапан 12. Магистраль подачи дизельного топлива снабжена фильтром грубой очистки 13, электрическим топливоподкачивающим насосом 14, фильтром тонкой очистки 15, редукционным клапаном 16.

Регулирование системы осуществляется управляющим модулем 17, получающим данные от датчиков температуры топлива 18, давления топлива 19, температуры охлаждающей жидкости 20, положения рейки топливного насоса высокого давления 21. Управление системой осуществляется клавишей выбора режима «ручной-автоматический» 22 и кнопки переключения топлива «дизельное-биодизельное» 23. Сигнальные лампы отображают информацию о выбранном режиме 24, типе топлива 25, засоренности фильтров 26.

В качестве альтернативного топлива могут быть использованы топлива растительного происхождения, в частности из рапсового масла или чистое рапсовое масло.

Система работает следующим образом.

При запуске двигателя управляющий модуль 17, принимая сигналы от датчика температуры топлива 18 и датчика температуры охлаждающей жидкости 20, переключает электромагнитные клапаны 3 и 4 в положение для подачи и слива дизельного топлива, одновременно включает электрический топливоподкачивающий насос 14 и сигнальную лампу 25. Двигатель работает на дизельном топливе до достижения требуемой температуры топлива и охлаждающей жидкости. Для сброса давления после топливоподкачивающего насоса 10, так как он имеет постоянный привод от двигателя, предусмотрен предохранительный клапан 12, стравливающий лишнее биодизельное топливо обратно в бак 2. Для снижения нагрузки на электрический топливоподкачивающий насос 14 предусмотрен редукционный клапан 16, стравливающий избытки топлива в бак 1.

По достижении двигателем требуемых температур топлива и охлаждающей жидкости управляющий модуль 17 получает сигналы от датчика положения рейки топливного насоса высокого давления 21. При положении рейки топливного насоса высокого давления, соответствующем малой мощности или минимальным оборотам холостого хода, двигатель работает на дизельном топливе. При изменении положения рейки топливного насоса высокого давления в сторону с большей нагрузкой или увеличения частоты вращения холостого хода, управляющий модуль 17 переключает электромагнитные клапаны 3 и 4 в положение для подачи и слива биодизельного топлива, одновременно выключая электрический топливоподкачивающий насос 14 и сигнальную лампу 25. Двигатель работает на биодизельном топливе.

При снижении давления топлива в головке топливного насоса высокого давления 5 управляющий модуль 17 включает сигнальный индикатор 27 о необходимости замены топливных фильтров тонкой очистки 11 и прочистки фильтров грубой очистки 13.

Для принудительного включения подачи топлива используются переключатели режима работы «автоматический-ручной» 22 и типа топлива «дизельное топливо-биодизельное топливо» 23.

Переключение топлива осуществляется управляющим модулем в ручном и автоматическом режиме, получающим данные от датчиков и клавиш и при помощи сигнальных ламп информирующим о выбранном режиме, типе используемого топлива, засоренности фильтров.

Управляющий модуль переключает питание дизеля на альтернативное топливо на режимах, обеспечивающих исключение неблагоприятного воздействия высоковязких биодизельных топлив на параметры рабочего процесса автотракторного двигателя. При необходимости промывки системы переключение топлива осуществляется клавишами вручную.

В процессе эксплуатации при работе в автоматическом режиме двигатель работает на дизельном топливе в следующих случаях:

- на непрогретом двигателе;

- на холостом ходу;

- перед остановкой двигателя.

На остальных режимах - на биодизельном топливе.

Таким образом, осуществляется защита двигателя от попадания в картер биодизельного топлива и снижение нагарообразования в камере сгорания.

Предлагаемая схема обеспечивает подачу двух различных топлив к топливному насосу высокого давления, раздельную фильтрацию двух типов топлива, исключение неблагоприятных режимов работы на высоковязких биодизельных топливах.

Система может использоваться для работы на высоковязких биодизельных топливах автотракторных двигателей.

Изобретение относится к системам питания преимущественно автотракторных дизелей, работающих на двух жидких топливах. Система питания автотракторного дизеля содержит топливный бак (2), топливную систему низкого давления, включающую подогреватель (8) топлива, фильтр (9) грубой очистки топлива, топливоподкачивающий насос (10), фильтр (11) тонкой очистки топлива и топливную систему высокого давления, включающую топливный насос высокого давления (5), форсунку (7) и топливопроводы (6). Система также снабжена системой переключения типа топлива, включающей управляющий модуль (17), датчики температуры (18) и давления (19) топлива, температуры (20) охлаждающей жидкости, положения рейки (21) насоса (5), клавиши выбора режима (22) и переключения типа (23) топлива, сигнальные лампы (24, 25 и 26), электромагнитными клапанами подачи (3) и слива (4) топлива, дополнительным баком (1) и дополнительной линией топливной системы низкого давления с электрическим топливоподкачивающим насосом (14) и редукционным клапаном (16). Топливная система низкого давления снабжена предохранительным клапаном (12), расположенным после насоса (10). Подогреватель (8) установлен между баком (2) и фильтром (9), а топливные системы низкого давления соединены с насосом (5) клапанами (3 и 4). Технический результат: обеспечение питания автотракторного двигателя биодизельным топливом с исключением неблагоприятных режимов работы. 1 ил.

Система питания автотракторного дизеля, содержащая топливный бак, топливную систему низкого давления, включающую подогреватель топлива, фильтр грубой очистки топлива, топливоподкачивающий насос, фильтр тонкой очистки топлива, и топливную систему высокого давления, включающую топливный насос высокого давления, форсунку, топливопроводы, отличающаяся тем, что она снабжена системой переключения топлива, включающей управляющий модуль, датчики температуры и давления топлива, датчики температуры охлаждающей жидкости и положения рейки топливного насоса высокого давления, клавиши выбора режима и переключения типа топлива, сигнальные лампы, а также электромагнитными клапанами, дополнительным баком и дополнительной топливной системой низкого давления с электрическим топливоподкачивающим насосом и редукционным клапаном, топливная система низкого давления снабжена предохранительным клапаном, расположенным после топливоподкачивающего насоса, а подогреватель топлива установлен между баком и фильтром грубой очистки, топливные системы низкого давления соединены с топливным насосом высокого давления электромагнитными клапанами подачи и слива топлива.