Альтернативная система питания дизельных двигателей Российский патент 2021 года по МПК F02B69/04 F02D19/10 B60K15/07 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливным системам двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Изобретение позволит использовать смесевое топливо, состоящее из сжиженного нефтяного газа (СНГ), (пропана) и запальной дозой дизельного топлива, находящееся в едином топливном баке, что позволит снизить топливные затраты, а так же выбросы углерода при сгорании топлива.

Известны следующие патенты, связанные с этой темой.

Патент №2369754 «Газовый двигатель», опубл. 10.10.2009. Содержится использование газового топлива в двигателях с воспламенением от сжатия.

Патент №2341678 «Форсунка для подачи двух видов топлива в дизель», используется специальная форсунка для подачи смеси топлив для дизельного двигателя. Опубл. 20.12.2008.

Патент №2319846 «Способ подачи горючего газа в рабочие цилиндры газодизеля», опубл. 20.03.2008.

Известна такая топливная система дизельного двигателя внутреннего сгорания (газодизель), содержащая раздельную подачу газового и дизельного топлива, причем подача дизельного топлива происходит через стандартные форсунки, а газ подается во впускной коллектор. Данная система имеет несколько недостатков как:

1) Низкий процент замещения дизельного топлива, соответственно низкая экономия на топливных затратах.

2) Снижение надежности топливной системы за счет существенного, увеличения элементов.

3) Высокая стоимость оборудования и монтажа.

4) Низкий экологический эффект при использовании такой системы.

5) Различное наполнение газа по цилиндрам, соответственно снижение эффективности использования газового топлива.

Альтернативная топливная система предназначена для дизельных двигателей внутреннего сгорания и может быть установлена на автомобильный транспорт.

Система питания состоит из: топливного бака закрытого типа (газовый баллон для СНГ с мальтиклапаном); маслобензостойких шлангов и топливных магистралей; фильтра грубой очистки; электрического насоса; манометра; фильтра тонкой очистки; обратных клапанов; топливных форсунок; топливного насоса высокого давления (ТНВД).

Установку системы питания можно производить со снятием и без снятия двигателя. Процесс установки начинается со снятии и регулировки топливных форсунок, так как пропан, смешенный с запальной дозой дизельного топлива имеет коэффициент сжатия в отличие от чистого дизельного топлива, в системе не будет достигаться номинальное давление, необходимое для открытия механических форсунок, поэтому давление открытия необходимо снизить до 10-11 МПа. Затем необходимо установить топливный фильтр, чтоб не допустить засорения системы и электрического топливного насоса. Установка топливного насоса необходимо для поддержания в системе давления выше давления насыщенных паров пропана, это минимизирует испарение пропана в топливных магистралях, а так же образование паровых пробок. После необходимо оборудовать обратную топливную магистраль обратными клапанами, для препятствия создания избыточного давления на форсунках и ТНВД. Завершающим этапом является регулировка в двигателе угла опережения впрыска и холостого хода.

Принципиальная схема топливной системы двигателя представлена на рисунке: 1 - топливный бак закрытого типа; 2 - фильтр грубой очистки; 3 - электрический насос; 4 - манометр; 5 - фильтр тонкой очистки; 6 - обратные клапаны; 7 - форсунки; 8 - ТНВД; 9 - ДВС.

Процесс заправки топливного бака происходит в два этапа, сначала требуется залить в бак необходимое количество дизельного топлива, закрыть, и через мультиклапан заправить сжиженным нефтяным газом.

Стоимость оборудования и установка на порядок ниже прототипа (газодизеля), при этом позволяет получить большую экономию за счет снижения доли дизельного топлива, а применение СНГ в качестве основной доли топлива позволит снизить массовый расход при незначительном снижении мощности, а так же снизить выбросы углерода в атмосферу при сгорании.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Топливная система предназначена для двигателя с воспламенением от сжатия и содержит топливный бак (1) со смесью сжиженного нефтяного газа (СНГ) и запальной дозы дизельного топлива, фильтры (2) и (5) тонкой и грубой очистки, электрический насос (3), топливный насос (9) высокого давления и форсунки (8) для подачи смесевого топлива непосредственно в цилиндр. Топливный бак (1) выполнен закрытого типа в виде газового баллона для СНГ с мультиклапаном. Процесс заправки топливного бака (1) происходит в два этапа. Сначала заливают в бак (1) необходимое количество дизельного топлива и закрывают бак. Через мультиклапан заправляют бак (1) СНГ. Смесь СНГ и запальной дозы дизельного топлива составляет 80-85%/15-20%. Электрическим насосом (3) поддерживают в системе давление выше давления насыщенных паров пропана. Технический результат заключается в снижении доли дизельного топлива и в снижении выбросов углерода в атмосферу при сгорании. 1 ил.

Топливная система для двигателя с воспламенением от сжатия, содержащая топливный бак со смесью сжиженного нефтяного газа (СНГ) и запальной дозы дизельного топлива, фильтры тонкой и грубой очистки, электрический насос, топливный насос высокого давления и форсунки для подачи смесевого топлива непосредственно в цилиндр, отличающаяся тем, что топливный бак выполнен закрытого типа в виде газового баллона для СНГ с мультиклапаном, процесс заправки топливного бака происходит в два этапа - сначала заливают в бак необходимое количество дизельного топлива и закрывают бак и через мультиклапан заправляют СНГ, причем смесь СНГ и запальной дозы дизельного топлива составляет 80-85%/15-20%, а электрическим насосом поддерживают в системе давление выше давления насыщенных паров пропана.