Двухтопливная система питания дизеля с микропроцессорным управлением электродозаторами компонентов бионефтяного топлива Российский патент 2024 года по МПК F02M43/00 F02D19/08 

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системе питания дизелей автотракторных средств.

Известна двухтопливная система питания дизеля с микропроцессорным управлением электродозаторами компонентов бионефтяного топлива [Пат. 2702067 Россия, МПК F02M 43/00. Двухтопливная система питания дизеля автотракторного средства / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, А.А. Хохлов. - №2018142935; заявл. 04.12.2018; опубл. 03.10.2019, Бюл. №28], содержащая бак нефтяного дизельного топлива, бак растительного масла, фильтры грубой очистки нефтяного дизельного топлива и растительного масла, топливный фильтр тонкой очистки, электрические насосы подачи нефтяного дизельного топлива и растительного масла, топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и смеситель нефтяного дизельного топлива и растительного масла для приготовления бионефтяного топлива, во входных каналах которого установлены нагнетательные и перепускные клапаны и электродозаторы, электрически соединенные с электронным блоком управления (ЭБУ), трехпозиционный электропереключатель, датчик нагрузочно-скоростного режима и терморезистор, размещенный на входе в ТНВД, настроенный на температуру срабатывания 30±2°С и электрически соединенный через усилитель электрического сигнала с электронасосом подачи растительного масла и ЭБУ. В качестве датчика нагрузочного режима является расходомер топлива, электрически соединенный с ЭБУ и гидравлически сообщенный с входным каналом смесителя, а функции датчика скоростного режима выполняет одна из фазных обмоток штатного генератора переменного тока автотракторного средства.

Недостатком данной двухтопливной системы питания дизеля является то, что корректировка дозы нефтяного дизельного топлива и растительного масла, поступаемых в смеситель, осуществляется без учета температуры нефтяного дизельного топлива и растительного масла, изменяющейся в процессе эксплуатации дизеля в зависимости от температуры окружающей среды, и без учета различия значений величин напора нефтяного дизельного топлива и растительного масла в соответствующих линиях забора, связанного с разницей плотностей компонентов (нефтяного дизельного топлива и растительного масла) бионефтяного топлива, что не позволяет более точно обеспечить необходимое соотношение компонентов в бионефтяном топливе при их смешивании, а также в необходимости установки двух датчиков: нагрузочного и скоростного режимов работы дизеля. Так как при изменении нагрузки меняется и частота вращения коленчатого вала дизеля (скоростной режим), то в использовании в двухтопливной системе питания датчика скоростного режима нет необходимости, что упрощает ее конструкцию.

Известна двухтопливная система питания дизеля с микропроцессорным управлением электродозаторами компонентов бионефтяного топлива [Пат. 2702067 Россия, МПК F02M 43/00. Двухтопливная система питания дизеля / И.Е. Припоров, А.А. Юров, О.С.Тертых. - №2021104872; заявл. 25.02.2021; опубл. 29.11.2021, Бюл. №34], содержащая бак нефтяного дизельного топлива, бак растительного масла, линию забора нефтяного дизельного топлива с фильтром грубой очистки, линию забора растительного масла с фильтром грубой очистки, смеситель нефтяного дизельного топлива и растительного масла для приготовления бионефтяного топлива, имеющий два входных канала с установленными в них электродозаторами нефтяного дизельного топлива и растительного масла, и один выходной канал для отвода бионефтяного топлива из смесителя, микропроцессор управления электродозаторами, индуктивный датчик нагрузочно-скоростного режима, электрически соединенного с микропроцессором, линию подачи бионефтяного топлива, состоящую из топливоподкачивающего насоса, фильтра тонкой очистки, ТНВД и форсунок. Индуктивный датчик содержит шток, линейное перемещение которого осуществляется с понижением нагрузки пружиной центробежного регулятора частоты вращения, а с повышением нагрузки - возвратной пружиной индуктивного датчика. Система имеет клапан-распределитель с анализатором очистки нефтяного дизельного топлива, клапан-распределитель с анализатором очистки растительного топлива, устройство для контроля качества смешивания смеси и клапан-распределитель с анализатором очистки смеси и дополнительный электродозатор подачи смеси.

Недостатком данной двухтопливной системы питания дизеля является то, что корректировка дозы нефтяного дизельного топлива и растительного масла, поступаемых в смеситель, осуществляется без учета температуры нефтяного дизельного топлива и растительного масла, изменяющейся в процессе эксплуатации дизеля в зависимости от температуры окружающей среды, и без учета различия значений величин напора нефтяного дизельного топлива и растительного масла в соответствующих линиях забора, связанного с разницей плотностей компонентов (нефтяного дизельного топлива и растительного масла) бионефтяного топлива, что не позволяет более точно обеспечить необходимое соотношение компонентов в бионефтяном топливе при их смешивании, а также в необходимости установки двух датчиков: нагрузочного и скоростного режимов работы дизеля. Так как при изменении нагрузки меняется и частота вращения коленчатого вала дизеля (скоростной режим), то в использовании в двухтопливной системе питания датчика скоростного режима нет необходимости, что упрощает ее конструкцию.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является двухтопливная система питания дизеля с микропроцессорным управлением электродозаторами компонентов бионефтяного топлива [Пат. 2484291 Россия, МПК F02M 43/00. Двухтопливная система питания дизеля / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, Е.А., Е.Д. Година., Е.А. Хохлова - 2012117807/06; заявл. 27.04.2012; опубл. 10.06.2013, Бюл. №16], содержащая бак нефтяного дизельного топлива, бак растительного масла, линию забора нефтяного дизельного топлива с фильтром грубой очистки, линию забора растительного масла с фильтром грубой очистки, смеситель нефтяного дизельного топлива и растительного масла для приготовления бионефтяного топлива, имеющий два входных канала с установленными в них электродозаторами нефтяного дизельного топлива и растительного масла, и один выходной канал для отвода бионефтяного топлива из смесителя, микропроцессор управления электродозаторами, датчик нагрузочно-скоростного режима, датчик температуры растительного масла, линию подачи бионефтяного топлива, состоящую из топливоподкачивающего насоса, фильтра тонкой очистки, ТНВД с рейкой управления подачей топлива и форсунок. Линейное перемещение штока датчика нагрузочно-скоростного режима которого осуществляется с понижением нагрузки пружиной центробежного регулятора частоты вращения, а с повышением нагрузки - возвратной пружиной индуктивного датчика.

Недостатком данной двухтопливной системы питания дизеля является то, что корректировка дозы нефтяного дизельного топлива и растительного масла, поступаемых в смеситель, осуществляется без учета температуры нефтяного дизельного топлива и растительного масла, изменяющейся в процессе эксплуатации дизеля в зависимости от температуры окружающей среды, и без учета различия значений величин напора нефтяного дизельного топлива и растительного масла в соответствующих линиях забора, связанного с разницей плотностей компонентов (нефтяного дизельного топлива и растительного масла) бионефтяного топлива, что не позволяет более точно обеспечить необходимое соотношение компонентов в бионефтяном топливе при их смешивании, а также в необходимости установки двух датчиков: нагрузочного и скоростного режимов работы дизеля. Так как при изменении нагрузки меняется и частота вращения коленчатого вала дизеля (скоростной режим), то в использовании в двухтопливной системе питания датчика скоростного режима нет необходимости, что упрощает ее конструкцию.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение отмеченных недостатков и от его применения получен следующий технический результат: обеспечение более точного процентного соотношения нефтяного и биологического компонентов при приготовлении бионефтяного топлива в смесителе в зависимости от температуры окружающей среды и нагрузочного режима работы дизеля за счет применения терморезисторного датчика температуры окружающей среды, чувствительного к изменению наружной температуры воздуха в широком диапазоне, и простого по конструкции кольцеобразного индуктивного датчика нагрузки, в котором рейка ТНВД выполняет функции соленоида, а также выравнивание напора нефтяного дизельного топлива и растительного масла в линиях их забора из-за разницы их плотностей.

Указанный технический результат достигается тем, что двухтопливная система питания дизеля с микропроцессорным управлением электродозаторами компонентов бионефтяного топлива содержит бак нефтяного дизельного топлива, бак растительного масла, линию забора нефтяного дизельного топлива с фильтром грубой очистки, линию забора растительного масла с фильтром грубой очистки, смеситель нефтяного дизельного топлива и растительного масла для приготовления бионефтяного топлива, имеющий два входных канала с установленными в них электродозаторами соответственно нефтяного дизельного топлива и растительного масла, и один выходной канал для отвода бионефтяного топлива из смесителя, микропроцессор управления электродозаторами, датчик нагрузочно-скоростного режима, линию подачи бионефтяного топлива, состоящую из топливоподкачивающего насоса, фильтра тонкой очистки, ТНВД с рейкой управления подачей топлива и форсунок, при этом для уравнивания величины напора нефтяного дизельного топлива и растительного масла в линиях забора по причине разницы их плотностей бак нефтяного дизельного топлива расположен на 100-120 мм выше бака растительного масла, а электродозаторы нефтяного дизельного топлива и растительного масла электрически соединены через микропроцессор с терморезисторным датчиком температуры окружающей среды, размещенным на наружной поверхности днища бака растительного масла в защищенном месте, и кольцеобразным индуктивным датчиком нагрузки, в котором рейка ТНВД выполняет функции соленоида, ввернутого в ее торец.

Введение новых элементов (терморезисторного датчика температуры окружающей среды и кольцеобразного индуктивного датчика нагрузки) и наличие новых электрических связей позволяет обеспечить корректировку дозы нефтяного топлива и растительного масла, подаваемого в смеситель, в зависимости от их температуры, меняющейся в процессе эксплуатации дизеля в зависимости от температуры окружающей среды, и нагрузочного режима работы дизеля, а расположение бака нефтяного дизельного топлива на 100-120 мм выше бака растительного масла обеспечивает выравнивание величины напора нефтяного дизельного топлива и растительного масла в соответствующих линиях забора, одинаковость которого связана с разницей их плотностей, что позволяет более точно обеспечить необходимое соотношение компонентов при приготовлении бионефтяного топлива в смесителе непосредственно на «борту» автотракторного средства. Использование чувствительного терморезисторного датчика температуры окружающей среды позволяет отказаться от датчика температуры растительного масла и датчика нефтяного дизельного топлива, а применение кольцеобразного индуктивного датчика нагрузки, в котором рейка ТНВД при своем перемещении выполняет функции соленоида, учитывая корреляцию скоростного режима работы дизеля с нагрузкой, в совокупности с датчиком температуры окружающей среды упрощает конструкцию двухтопливной системы питания.

На фиг. 1 показана схема двухтопливной системы питания дизеля с микропроцессорным управлением электродозаторами компонентов бионефтяного топлива.

Двухтопливная система питания дизеля с микропроцессорным управлением электродозаторами компонентов бионефтяного топлива содержит бак нефтяного дизельного топлива 1, бак растительного масла 2, линию забора нефтяного дизельного топлива 3 с фильтром грубой очистки 4, линию забора растительного масла 5 с фильтром грубой очистки 6, смеситель нефтяного дизельного топлива и растительного масла 7 для приготовления бионефтяного топлива, имеющий два входных канала 8, 9 с установленными в них электродозаторами 10 и 11 соответственно нефтяного дизельного топлива и растительного масла, и один выходной канал 12 для отвода бионефтяного топлива из смесителя 7, микропроцессор 13 управления электродозаторами 10 и 11, датчик нагрузки 14, линию подачи бионефтяного топлива 15, состоящую из топливоподкачивающего насоса 16, фильтра тонкой очистки 17, топливного насоса высокого давления 18 с рейкой 19 управления подачей топлива и форсунок 20, при этом для уравнивания величины напора нефтяного дизельного топлива и растительного масла в линиях забора по причине разницы их плотностей бак нефтяного дизельного топлива 1 расположен на 100-120 мм выше бака растительного масла 2, а электродозаторы 10 и 11 нефтяного дизельного топлива и растительного масла электрически соединены через микропроцессор 13 с терморезисторным датчиком температуры окружающей среды 21, размещенным на наружной поверхности днища бака растительного масла 2 в защищенном месте, и кольцеобразным индуктивным датчиком нагрузки 14, в котором рейка 19 топливного насоса высокого давления 18 выполняет функции соленоида 22, ввернутого в ее торец.

Работает двухтопливная система питания дизеля с микропроцессорным управлением электродозаторами компонентов бионефтяного топлива следующим образом.

Пуск дизеля и его прогрев осуществляется на нефтяном дизельном топливе. При этом электродозатор нефтяного дизельного топлива 10 полностью открыт, а электродозатор растительного масла 11 полностью закрыт.Нефтяное дизельное топливо из бака 1, пройдя фильтр грубой очистки 4, электродозатор 10, смеситель 7, топливоподкачивающий насос 16, фильтр тонкой очистки 17 и топливный насос высокого давления 18, далее форсунками 20 впрыскивается в цилиндры дизеля.

После прогрева дизеля на нефтяном дизельном топливе, при изменении нагрузочного режима, по информативным сигналам кольцеобразного индуктивного датчика нагрузки 14, микропроцессор 13 подает управляющий сигнал на изменение положения электродозаторов 10, 11 таким образом, что электродозатор растительного масла 11 приоткрывается, а электродозатор нефтяного дизельного топлива 10 прикрывается, изменяя при этом дозу нефтяного дизельного топлива и растительного масла, поступающих по входным каналам 8 и 9 в смеситель 7. При дальнейшей работе, в случае изменения температуры окружающей среды, регистрируемой терморезисторным датчиком 21, а также при изменении нагрузочного режима дизеля, сопровождающегося перемещением рейки 19 топливного насоса высокого давления 18, являющейся соленоидом 22 кольцеобразного индуктивного датчика нагрузки 14 и регистрируемого им, микропроцессор 13 посредством управляющего сигнала корректирует положение электродозаторов 10, 11 и меняет дозы нефтяного дизельного топлива и растительного масла, поступаемых в смеситель 7.

Бак с нефтяным дизельным топливом 1, расположенный на 100-120 мм выше бака растительного масла 2, обеспечивает выравнивание величины напора нефтяного дизельного топлива и растительного масла в линиях забора 3 и 5 по причине разницы их плотностей, что позволяет более точно обеспечить необходимое соотношение компонентов при приготовлении бионефтяного топлива.

Таким образом, за счет введения в двухтопливную систему питания дизеля кольцеобразного индуктивного датчика нагрузки, изменяющего свое сопротивление при перемещении рейки управления топливоподачей ТНВД, и терморезисторного датчика, размещенного на наружной поверхности днища бака растительного масла в защищенном месте, чувствительного к изменению температуры окружающей среды в широком диапазоне, достигается автоматическое регулирование состава бионефтяного топлива в зависимости от изменения нагрузочного режима работы дизеля и температуры окружающего воздуха, а за счет изменения взаимного расположения баков достигается выравнивание величины напора нефтяного дизельного топлива и растительного масла в линиях забора для обеспечения их более точного дозирования на входе в смеситель.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системе питания дизелей автотракторных средств. Двухтопливная система питания дизеля с микропроцессорным управлением электродозаторами компонентов бионефтяного топлива содержит бак нефтяного дизельного топлива (1), бак растительного масла (2), линии забора нефтяного дизельного топлива (3) и растительного масла (5), фильтры грубой очистки (4,6), смеситель (7), имеющий два входных канала (8,9) с установленными в них электродозаторами нефтяного дизельного топлива (10) и растительного масла (11), и один выходной канал (12), микропроцессор (13) управления электродозаторами (10) и (11), датчик нагрузки (14), линию подачи бионефтяного топлива (15), содержащую топливоподкачивающий насос (16), фильтр тонкой очистки (17), топливный насос высокого давления (18) с рейкой (19) управления подачей топлива и форсунок (20). Бак нефтяного дизельного топлива (1) расположен на 100-120 мм выше бака растительного масла (2). Электродозаторы (10) и (11) электрически соединены через микропроцессор (13) с терморезисторным датчиком температуры окружающей среды (21), установленным на наружной поверхности днища бака (2), и кольцеобразным индуктивным датчиком нагрузки (14), в котором рейка (19) выполняет функции соленоида (22), ввернутого в ее торец. Технический результат: обеспечение требуемого процентного соотношения нефтяного и биологического компонентов в бионефтяном топливе при его приготовлении в смесителе в зависимости от температуры окружающей среды и нагрузочного режима работы дизеля. 1 ил.

Двухтопливная система питания дизеля с микропроцессорным управлением электродозаторами компонентов бионефтяного топлива, содержащая бак нефтяного дизельного топлива, бак растительного масла, линию забора нефтяного дизельного топлива с фильтром грубой очистки, линию забора растительного масла с фильтром грубой очистки, смеситель нефтяного дизельного топлива и растительного масла для приготовления бионефтяного топлива, имеющий два входных канала с установленными в них электродозаторами соответственно нефтяного дизельного топлива и растительного масла, и один выходной канал для отвода бионефтяного топлива из смесителя, микропроцессор управления электродозаторами, датчик нагрузочно-скоростного режима, линию подачи бионефтяного топлива, состоящую из топливоподкачивающего насоса, фильтра тонкой очистки, топливного насоса высокого давления с рейкой управления подачей топлива и форсунок, отличающаяся тем, что для уравнивания величины напора нефтяного дизельного топлива и растительного масла в линиях забора по причине разницы их плотностей бак нефтяного дизельного топлива расположен на 100-120 мм выше бака растительного масла, а электродозаторы нефтяного дизельного топлива и растительного масла электрически соединены через микропроцессор с терморезисторным датчиком температуры окружающей среды, размещенным на наружной поверхности днища бака растительного масла в защищенном месте, и кольцеобразным индуктивным датчиком нагрузки, в котором рейка топливного насоса высокого давления выполняет функции соленоида, ввернутого в ее торец.