Способ работы дизеля Советский патент 1990 года по МПК F02M59/00 

Изобретение относится к организации рабочего процесса дизеля.

Цель изобретения - повышение эффективности работы путем уменьшения периода задержки самовоспламенения топлива.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства реализации способа; на фиг. 2 - осцилограмма, иллюстрирующая подъем (л™) обратного клапана (Рн1 - давление топлива в линии высокого давления (ЛВД), р- угол поворота вала); на фиг. 3 - графики зависимости дымности (D) отработавших газов и индикаторного КПД (г) циклов от объемного содержания (S) воздуха в подаче топлива; на фиг. 4 - экспериментальные индикаторные диаграммы изменения давления Рг циклов работы дизеля 1 ч 8,5/11,5(вихрекамерный, частота вращения 900 мин , степень сжатия 17).

Устройство для реализации способа содержит топливный насос 1 высокого давления (ТН8Д), нагнетательный клапан 2 с разгрузочным пояском 3, линию высокого давления (ЛВД) 4, форсунку 5 закрытого типа, установленную в цилиндре двигателя. Обратный клапан 6 установлен между ЛВД 4 и источником воздуха - нагнетательной полостью 7 воздушного насоса, которая через подогреватель воздуха 8 и невозвратный клапан 9 связана с воздушным фильтром 10. Мебрана 11 воздушного насоса штоком 12 через промежуточную пружину 13 связана с мембраной 14 приводной полости 15 воздушного насоса, соединенной с линией 16 отсечки ТНВД 1 и емкостью 17 топлива.

Способ осуществляется следующим образом,

При работе дизеля в его цилиндре осуществляется подача топлива через форсунку 5 насосом 1. При отсечке подачи, когда нагнетательный клапан 2 своим разгрузочным пояском 3 формирует в ЛВД волны разрежения ,p2 и рз (фиг. 2), клапан 6 открывается и воздух поступает в ЛВД за несколько подходов волн разрежения к клапану. Воздух поступает в ЛВД в виде микропузырьков и частично растворятеся в

И

С

СП

ё

оо

00

ел

Т

3;

топливе с ростом давления Рн, которое перед очередным циклом впрыскивания достигает некоторого начального давления порядка 3-10 МПа и более), а в процессе впрыскивания давление возрастает еще выше (до 40 МПа и выше), что способствует растворению воздуха в топливе. При вспрыскивании топлива форсункой в цилиндр, в котором давление составляет порядка 3-10 МПа, резкое снижение давления от (40-100

10 3-10 МПа) приводит к выделению воэду- а из капель распыленного топлива (вскипание топлива), что улучшает Диспергирование, мелкость распылива- ||)ия, повышает избыток воздуха в факеле и $едет к снижению периода задержки воспламенения, росту эффективности сгорания, а именно к снижению удельного расхода Топлива, к снижению дымности отработавших газов. Исследования показали, что для Повышения качества рабочего процесса процентное содержание воздуха в цикловой подаче топлива должно составлять 30- 350% (см. фиг. 3),

Увеличение расхода воздуха может достигаться повышением его давления перед обратным клапаном 6. При этом величину давления (а значит, и расхода) воздуха целесообразно связать со скоростным и нагрузочным режимами так, чтобы с уменьшением цикловой по дачи топлива уменьшалось бы и давление воздуха, а при данной подаче рост частоты вращения от некоторого уровня не приводил бы к росту давления (а значит и расхода) воздуха. Решение этой задачи достигнуто тем, что волны отсечки из насоса 1 по линии 16 отсечки воздействуют на мембрану 14, которая колеблется и через промежуточную пружину 13 и шток 12 передает колебание мембране 11. Последняя при своем движении всасывает воздух через невозвратный клапан 9 и сжимает его (воздух) в нагнетательной полости 7 воздушного насоса перед обратным клапаном 6. Чем больше цикловая подача топлива, тем выше давление импульсов отсечки, а значит, и выше создаваемое в полости 7 давление. При этом промежуточная пружина 13 сглаживает импульсы колебания давления перед клапаном 6. С ростом частоты выше заданного уровня, несмотря на рост давления отсечки, прекращается

рост давления в полости 7, так как инерционные характеристики мембраны 14 подобраны так, что она не пропускает частоту выше заданного уровня.

Результаты индицирования давления Рг

в цилиндре дизеля 1ч 8,5/11,5 (вихрекамер- ный, п 900 , Ј 17) при работе его на чистом дизельном топливе, в котором указанным путем растворено 60 об.% воздуха,

показывают, что растворение в топливе воздуха приводит к уменьшению периода задержки воспламенения (на 2-4°), снижению дымности (на 10-20%), повышению КПД цикла (приращение г) порядка 5%).

При подаче в топливо в ЛВД воздуха, предварительно нагретого до 60-180°С, происходят реакции подготовки топлива к самовоспламенению, уменьшение периода нагрева топлива до температуры испарения

и т.д. Отметим, что поскольку весовая доля воздуха в топливе сравнительна мала, эффект влияния этого воздуха на коэффициент избытка воздуха незначителен, т.е. основной эффект достигается за счет лучшего диспергирования топлива. Последнее позволяет подавать в ЛВД не только воздух, но и любые газы как горючие (водород, природный газ и т.д.), так и не горючие (кислород, азот и т.д.).

Таким образом, изобретение обеспечивает повышение эффективности работы путем уменьшения периода задержки самовоспламенения топлива.

Формула изобретения

Способ работы дизеля путем подачи, распыливания и сжигания топлива в цилиндре, заключающийся в том, что топливо подают насосом высокого давления по линии высокого давления к форсунке и впрыскивают его через форсунку в цилиндр дизеля, перед впрыскиванием топлива растворяют в нем заданное количество воздуха, причем для растворения воздух подают от источника давления через обратный клапан в линию

5 высокого давления после фильтра, а давление воздуха регулируют, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности работы путем уменьшения периода задержки самовоспламенения топлива, воз0 дух перед подачей в линию высокого давления нагревают до 60-180°С.

Фиг.1

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить эффективность работы путем уменьшения периода задержки самовоспламенения топлива. Для этого топливо подают насосом высокого давления по линии высокого давления и впрыскивают форсункой в цилиндр дизеля. Перед впрыскиванием в топливе растворяют заданное количество воздуха, причем для растворения воздух подают после фильтрации в линию высокого давления через обратный клапан. Воздух перед подачей в линию высокого давления нагревают, нагрев ведут до 60...180°С, а подачу - в количестве 30...350 об.% от объемной цикловой подачи топлива. 4 ил.

Фив.2

ЛАААВ

Дымность ед.

7,5

7,0

fi Ч 0,3

i °t5

0,40 0,35

-Ч

44

-ад

50

Ш250

Фиё.З

350

450

Рг«кг1спг 7В

340° 360 380° WO .K.8. ФигЛ