Способ подачи топлива в безнаддувный дизельный двигатель с неразделенной камерой сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02M43/00 

Изобретение относится к двигателест- роению, а именно к способам питания многотопливных дизелей.

Известны способы питания дизелей путем впрыска основной части топлива непос- редственно в цилиндры и подачи дополнительного топлива на конверсию в термохимический реактор с последующей подачей конвертированного топлива (КТ) в дизель через всасывающий трубопровод.

Наиболее близким к предлагаемому является способ питания дизеля путем впрыска основной части топлива непосредственно в цилиндры и подачи первой порции дополнительного топлива в дополнительную камеру сгорания, где она сгорает при постоянном коэффициенте избытка воздуха, а образующиеся продукты полного сгорания поступают в каталитический реактор, куда подают вторую порцию дополнительного топлива, которая реагирует с продуктами, сгорания и в результате образуется КТ. которое поступает в дизель через всасывающий трубопровод.

Однако подачу КТ через всасывающий трубопровод ведут постоянно на всех нагрузках, что приводит к ухудшению экономичности и увеличению токсичности отработанных газов при нагрузках от 0 до 75% от номинальной.

Цель изобретения - уменьшение расхода топлива с одновременным снижением токсичности отработанных газов дизеля.

Указанная цель достигается тем, что количество КТ, подаваемого в дизель, равномерно изменяют от 16% на холостом ходу до 3% при 100%-ной нагрузке от расхода воздуха на дизель.

Сущность способа заключается в том, что при работе дизеля основная часть топлива прдается непосредственно в цилиндры, первая порция дополнительного топлива подается форсункой в дополни- тельную камеру сгорания, куда также через регулирующий орган поступает воздух, воспламеняясь от постороннего источника, на- пример от свечи зажигания, топливо сгорает при постоянном значении коэффи- циента избытка воздуха а с образованием продуктов полного сгорания согласно реакции

2CxHy+(2x+0,5y)02 2xC02+yH20+Qi, (1)

где QI - тепловой эффект реакции горения

(1).

Продукты полного сгорания поступают в реакционную камеру термохимического

реактора (ТХР), куда форсункой впрыскивается вторая порция дополнительного топлива. Распыленное топливо реагирует с продуктами сгорания с образованием КТ:

2СхНу+хН20+хС02 (x+y)H2+3xCO-Q2, (2)

где Q2 - тепловой эффект эндотермической реакции восстановления углеводородного топлива собственными продуктами сгорания.

Состоящее из Н2 и СО КТ через охладитель поступает в смеситель, где смешивается с воздухом и подается в цилиндры дизеля. Изменение расхода КТ в соответствии с изменением нагрузки на дизель производят путем изменения расхода воздуха и первой порции дополнительного топлива, сохраняя при этом неизменным а в дополнительной камере сгорания, и пропорционального изменения расхода второй порции дополнительного топлива в реакционной камере ТХР. Таким образом, в дополнительной камере сгорания изменяется количество конечных продуктов сгорания НаО и СОа, а так как изменение расхода второй порции дополнительного топлива пропорционально изменению последних, то в соответствии с химической реакцией (2) происходит пропорциональное изменение расхода КТ в соответствии с изменением нагрузки на дизель. Регулирующие органы подачи воздуха, а также первой и второй порции дополнительного топлива через исполнительные механизмы связаны с электронным блоком, который в соответствии с изменением нагрузки на дизель выдает управляющие сигналы на исполнительные механизмы, тем самым управляя регулирующими органами.

На фиг.1 представлены графики изменения расхода топлива Вт в зависимости от расхода КТ VKT дизеля 6415/18 для различных нагрузочных режимов; на фиг.2 - система питания дизеля, реализующего предлагаемый способ.

Система питания дизеля 1 содержит дополнительную камеру 2 сгорания, термохимический реактор 3 с кожухом 4, топливный бак 5 дополнительного топлива и топливный насос 6. Камера 2 сгорания соединена, с одной стороны, через регулирующий вентиль с электромагнитным приводом 7 со всасывающим трубопроводом 8 дизеля 1, с другой, через кожух реактора 4 трубопроводом 9 с камерой 3 реактора, последняя трубопроводом 10 через охладитель 11 соединена со смесителем 12. В камере 2 и трубопроводе 9 установлены форсунки 13 и 14, соединенные топливопроводами через вентили с электромагнитным приводом 15 и

16с топливным насосом 6, который имеет байпасную линию с вентилем 17. Вентили 7. 15-17, имеют привод от электронного блока 18 управления (БУ), реагирующего на изменение нагрузки на дизель.

Регулирование количества КТ с изменением нагрузки на двигатель происходит еле- дующим образом. При изменении нагрузочного режима дизеля с БУ 18 поступают сигналы на электромагнитные вентили 7,15-17, изменяя расходы воздуха и первой порции дополнительного топлива в камере 2, сохраняя одно и то же значение коэффициента избытка воздуха, при котором происходит полное сгорание до конечных продуктов, тем самым изменяя количество продуктов сгорания НаО и С02 но, сохраняя неизменным их состав, одновременно изменяя и расход второй порции дополнительного топлива, поступающего в камеру 3 реактора в соответствии с изменением расхода продуктов сгорания С02 и НаО, достигают изменения расхода КТ в соответствии с нагрузкой дизеля.

Формула изобретения Способ подачи топлива в безнаддувный

дизельный двигатель с неразделенной камерой сгорания, заключающийся в том, что подают часть топлива в цилиндры двигателя, подают первую часть дополнительного топлива в дополнительную камеру сгорания

в смеси с окислителем и сжигают его, полученный газ в смеси со второй частью дополнительного топлива и окислителя подают в термохимический реактор и сжигают его, а полученный в результате сжигания конвертированный газ подают в цилиндры двигателя, отличающийс я тем. что, с целью повышения эффективности путем повышения топливной экономичности, количество конвертированного газа, подаваемого в цилиндры двигателя, изменяют от 16% на холостом ходу до 3% при полной нагрузке от суммарного расхода окислителя на двигатель.

Использование: питание топливом двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: способ питания дизеля 1, оборудованного дополнительной камерой 5 сгорания и термохимическим реактором 3, заключается в том, что подачу конвертированного в термохимическом реакторе газа равномерно изменяют от 16% на холостом ходу до 3% при полной нагрузке от расхода воздуха на дизель. 2 ил.