Способ работы двухтопливного дизеля с газотурбинным наддувом и двухтопливный дизель с газотурбинным наддувом Советский патент 1993 года по МПК F02M25/00 

Изобретение относится к двигателе- строению, в частности к двухтопливным дизелям с газотурбинным наддувом, использующим одновременно с традиционным дизельным топливом спиртовые топлива, например, метанол, этаяол и другие. ,

Целью изобретения является экономия основного топлива, снижение дымности, токсичности отработавших газов и коррозионного воздействия дополнительного топлива на детали топливной аппаратуры и цилиндро-поршневой группы дизеля.

Это достигается тем, что в способе работы двухтопливного спиртового топлива и основного дизельного топлива и осуществлении внутреннего смесеобразования, дополнительное топливо подают на выпуске дизеля, воспламеняют в газовом потоке принудительно и сжигают до поступления рабочих газов в турбину турбокомпрессора.

Подача спиртового топлива устройством внешнего смесеобразования на выпуске дизеля, испарение и смешение его с рабочими газами высокой температуры, а также воспламенение и сгорание позволяют повысить температуру рабочих газов перед турбиной турбокомпрессора, а, следовательно, ее мощность на частичных режимах работы двухтопливного дизеля или, сохраняя температуру рабочих газов перед турбиной за счет замещения части дизельного топлива, сгорающего в цилиндре, частью спиртового топлива, сгорающего вне цилиндра перед турбиной, уменьшить расход основного топлива на режимах работы, близких к номинальным. При возможности превышения температуры рабочих газов в пределах, оговоренных надежностью работы лопаточных аппаратов турбины, предлагаемый способ работы дополнительно позволяет повысить мощность двухтопливного дизеля или обеспечить постоянство мощности в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала.

Сжигание спиртового топлива перед турбиной турбокомпрессора позволяет осуществить дожигание продуктов сгорания основного (дизельного) топлива, чем обеспечивают снижение дымности и токсичности отработавших газов двухтопливного дизеля. Использование спиртового топлива вне цилиндра двухтопливного дизеля и без применения его топливоподающей аппаратуры традиционного типа дает возможность существенно уменьшить коррозионное воздействие этого дополнительного топлива на основные детали цилиндро-поршневой группы.

На чертеже изобрсжен двухтопливный дизель с газотурбинным наддувом.

Дизель 1 состоит из топливоподающей форсунки 2 для основного дизельного топлива, топливного насоса высокого давления 3, фильтров 4, топливного насоса низкого давления 5, емкости 6 основного (дизельного) топлива, впускного 7 коллектора, компрессора 8 турбокомпрессора, турбины 9

0 турбокомпрессора, камеры сгорания 10, выпускного 11 коллектора, емкости 12 дополнительного (спиртового) топлива, поплавкового устройства постоянного уровня 13, .дополнительного воздуховода 14, уст5 ройства принудительного воспламенения (свеча) 15, испарительного канала камеры с дозирующим жиклером 16, блока управления свечой 17, аккумуляторной батареи или другого источника электрической энергии

0 18. - 1

Работает устройство следующим образом.

Воздух поступает в компрессор, приводимый в движение турбиной 9 турбокомп5 рессора, работающей на отработавших газах дизеля 1. После сжатия в компрессоре давление воздуха повышается и он поступает во впускной коллектор 7 и далее в цилиндр дизеля. Основное топливо из емкости

0 б через топливный насос низкого давления 5, фильтры 4 поступает в топливный насос высокого давления 3, а оттуда - к топливной форсунке 2. Форсунка 2 традиционным способом впрыскивает основное (дизельное)

5 топливо в цилиндр дизеля 1. При увеличении нагрузки на дизель давление воздуха, создаваемое компрессором 8, начинает превышать давление газов на выпуске дизеля в выпускном коллекторе 11 перед каме0 рой сгорания 10 . Разность давлений воздуха и газов воздействует на дополнительное спиртовое топливо в емкости 12. соединенной воздуховодом 14 с выходным патрубком компрессора. Под действием

5 разности давлений спиртовое топливо через фильтр 19 поступает в поплавковую камеру постоянного уровня 13, а оттуда - к испарительному каналу с дозирующим жиклером 16. Спиртовое топливо из испари0 тельного канала поступает в камеру, сгорания 10, где первоначально воспламеняется в потоке газов электрической свечой 15. Напряжение на свечу 15 подается от аккумуляторных батарей 18 (или от генера5 тора) через блок управления 17. После обра- зования очага воспламенения (пламени) свеча 15 отключается блоком управления 17 и спиртовое топливо начинает сгорать в ка- мере сгорания 10, повышая температуру рабочих газов перед турбиной 9. Увеличение

температуры рабочих газов перед турбиной повышает ее мощность, расходуемую на привод компрессора 8. Следствием этого является увеличение частоты вращения ротора турбокомпрессора и давления воздуха на выходе из компрессора 8. Повышение давления воздуха во впускном коллекторе 7 приводит к увеличению количества свежего заряда, поступающего в цилиндр дизеля 1, и как следствие к повышению частоты вращения коленчатого вала и мощности. Для сохранения мощности дизеля топливным насосом высокого давления 3 уменьшается подача основного (дизельного) топлива в цилиндр. При этом снижается температура газов на выпуске дизеля в выпускном коллекторе 11 до уровня, определенного надежностью работы турбины 9 турбокомпрессора. Тдким образом производится замещение части основного топлива, подаваемого в цилиндр, спиртовым топливом, подаваемым на выпуске дизеля, а сле- довательнЬ, достигается экономия основного (дизельного) топлива.

Таким образом, применение предлагаемого способа работы двухтопливного дизеля с газотурбинным наддувом и устройства для его осуществления позволяет экономить основное топливо за счет использования спиртового топлива в качестве дополнительного при уменьшении коррозионного воздействия последнего на элементы, топливоподающей аппаратуры и цилиндро-поршневой группы. При этом достигается снижение дымности и токсичности отработавших газов, механической нагруженное™ и виброакустической активности дизеля.

Формула изобретения

1. Способ работы двухтопливного дизеля с газотурбинным наддувом, основанный на одновременной подаче дополнительного

спиртового топлива и основного дизельного топлива и осуществлении внутреннего смесеобразования, отличающийся тем, что, с целью экономии основного топлива, снижения дымности, токсичности отработавших газов и коррозионного воздействия дополнительного топлива на детали топливной аппаратуры и цилиндро-поршневой группы, дополнительное топливо подают на выпуске дизеля, воспламеняют в газовом

потоке принудительно и сжигают до поступления рабочих газов в турбину турбокомп- рессора.

2. Двухтопливный дизель с газотурбинным наддувом, содержащий турбокомпрессор. камеру сгорания, установленную перед .турбиной компрессора, впускной и выпускной коллекторы, соединенные соответственно с выходным патрубком компрессора и входным отверстием камеры сгорания,емкости для дополнительного и основного топлива, отличаю щи и с я тем, что, с целью экономии основного топлива, .снижения дымности, токсичности отработавших газов и коррозионного воздействия дополнительного топлива на детали топливной аппаратуры и цилиндро-поршнеарй группы, снабжен соединенной топливоприводом с емкостью для дополнительного топлива поплавковой камерой постоянного уровня с

дозирующим жиклером в испарительном канале, выход которого расположен в камере сгорания, а емкость для дополнительного топлива соединена воздуховодом с выходным патрубком компрессора.

Изобретение относится к двигателест- роению, в частности к двухтопливным дизелям с газотурбинным наддувом, использующим одновременно с традицией ным дизельным топливом спиртовые топлива, например метанол, этанол и другие. Целью изобретения является экономия основного топлива, снижение дымноети, токсичности отработавших газов и коррозионного воздействия дополнительного топлива на детали топливной аппаратуры и цилиндро-поршневой группы. Дополнительное топливо подают на выпуске дизеля, воспламеняют в газовом потоке принудительно и сжигают до поступления рабочих газов в турбину турбокомпрессора, а дизель снабжают поплавковой камерой постоянного уровня 13 с дозирующим жиклером 16 в испарительном канале, выход которого расположен в камере сгорания 10. Камера 13 топливопроводом соединена с емкостью для дополнительного топлива 12. Последняя воздуховодом 14 соединена с выходным патрубком компрессора 8. 2 с.п. ф-лы. 1 ил. Ё