Система подготовки водотопливной эмульсии дизельного двигателя Советский патент 1993 года по МПК F02M25/02 F02M43/00 

Изобретение относится к двигателест- роению и предназначено для питания двигателей водотопливной эмульсией, приготовляемой непосредственно перед подачей в двигатель.

Цель изобретения - повышение качества приготовляемой эмульсии и надежности системы за счет снижения инерционности и исключения аварийных режимов работы.

На чертеже представлена схема предлагаемой системы.

Система подготовки водотопливной эмульсии дизельного двигателя содержит контур 1 предварительной подготовки основного топлива с подкачивающим насосом

2, в качестве которого может использоваться штатный топливоподкачивающий насос двигателя, и фильтром 3 тонкой очистки, также может быть использован штатный фильтр тонкой очистки. Система содержит также блок Л подачи компонентов эмульсии, включающий устройство 5 подачи эмульгатора с фильтром 6. контур 7 подачи воды с расходным баком 8, установленным в нем уровнемером 9 и фильтром 10, и управляемый дозатор 11 компонентов эмульсии в виде дозирующего насоса, например плунжерного секционного насоса с раздельной регулировкой подачи по секциям. Дозатор 11 выполнен с

00

ю ел со ю

00

со

органом 12 управления подачей, связанным с одним из выходов 13 блока управления 14, и двумя раздельными линиями 15 и 16 дозирования воды и эмульгатора соответственно. Вход 17 линии 15 дозатора 11 сообщен с расходным баком 8, а выход 18 - с распылителем 19, например центробежной форсункой, установленной на одном из выходов 20 дополнительной камеры смешения 21, выход 22 которой сообщен со входом 23 диспергатора 24, например, роторно-им- пульсного типа. Вход 25 линии 16 дозатора 11 сообщен с фильтром 6 устройства 5 подачи эмульгатора, а выход 26 - с распылителями 27. например, центробежными форсунками, один из которых установлен на входе 28 дополнительной камеры 21, а другой - на входе 29 камеры 30 смешения, выход 31 которой сообщен со входом 32 камеры 21. Выход 33 диспергатора 24 сооб- щен со входом 34 штатного топливного насоса 35 высокого давления с перепускной магистралью 36, в которой установлен управляемый элемент 37 переключения потоку топлива, выполненный в виде, например, трехходового крана и сообщающий перепускную магистраль 36 либо со входом 34 насоса 35, либо с контуром 1 предварительной подготовки. В магистрали 38 подачи основного топлива, сообщающей контур 1 со вхо- дом 39 камеры 30,смешения, устачовлены дроссель 4С с перепускным клапаном 41. и управляемый элемент 42 переключения потока основного топлива, выполненный, например, в виде трехходового крана, сообщающего магистраль 38 либо со входом

39камеры 30 смешения, либо со входом 34 насоса 35 двигателя. Датчики 43 параметров работы системы выполнены в виде датчиков перепада давления, например, дифманометров, и связаны со входами 44 и

45блока 14 управления, Датчик 46 на/руэки двигателя связан со входом 47 блока 14 управления. Магистраль 48 возврата топлива с фильтром-водоотделителем 49 сообщает контур 1 предварительной подготовки основного топлива с элементом 37 переключения, который совместно с элементом 42 переключения связан с дополнительным выходом 50 блока 14 управления.

Система подготовки водотопливной эмульсии дизельного двигателя работает следующим образом.

Основное топливо из расходного бака (условно не показано) подкачивающим на- сосом 2 подается через фильтр 3, дроссель

40и элемент 42 переключения в камеру 30 смешения, в которую дозатором 11 под давлением 5...25 кг/см2 через-распылитель 27 подается основная часть дозированной лор-

ции эмульгатора (эмульгирующей присадки). Образовавшаяся смесь топлива с присадкой подается в дополнительную камеру 21 смешения, в которую дозатором 11 под давлением 5...25 кг/см2 через распылители 27 и 19 подается вторая часть дозированной порции эмульгирующей присадки и дозированная порция воды. Образованная водо- топливная смесь поступает в диспергатор 24, где после диспергирования образовавшаяся водотопливная эмульсия поступает в топливный насос 35 высокого давления двигателя и далее в цилиндры двигателя внутреннегосгорания.Избыток трехкомпонентной топливной смеси (эмуль- сии)через элемент 37 переключения возвращается на вход в диспергатор 24, что обеспечивает циркуляцию топливной смеси в насосе 35.

При необходимости срочной (аварийной) остановки двигателя или при отсутствии одного из компонентов эмульсии, что фиксируется датчиком 43, блок управления 14 блокирует подачу добавочных компонентов (независимо от режима работы дизеля), отключает диспергатор 24 и одновременно элементы 37 и 42 переключения отключают камеры 30 и 21 смешения от контура 1 основного топлива, которое непосредственно после дросселя 40 и перепускного клапана 41 подается к топливному насосу 35 высокого давления. Топливный насос 35 прокачивается (освобождается) от эмульсии, которая, проходя через фильтр-водоотделитель 49, освобождается от воды и поступает на вход топливоподкачивающего насоса 2.

При нормальной работе двигателя количество дозируемого компонента эмульсии определяется положением органа 12 управления подачей, которое изменяется по сигналу от датчика 46 фактической нагрузки в блок 14 управления.

Блок 14 управления обеспечивает вторичную блокировку подачи компонентов эмульсии и работу только на основном топливе на режимах холостого хода и малых нагрузок. Для этих режимов перепад давления потока на дросселе 40, измеряемый датчиком 43, снижается ниже заданного, блок 14 управления отключает привод дозатора 11 и подача компонентов эмульсии прекращается от положения органа 12 управления подачей, в камеры 21 и 30 смешения будет поступать только основное топливо. На других режимах работы дизеля перепад давления на дросселе 40 поддерживается выше заданного, за счет регулировки перепускного клапана 41.

При увеличении концентрации компонентов эмульсии резко снижается перепад

давления на дросселе, но из-за уменьшения расхода основного топлива, что фиксируется датчиком 43, блок 14 управления отключает привод дозатора 11 на заданное время, превышающее инерционность органа 12 регулирования подачи, что снизит концентрацию компонентов в эмульсии,

Наличие сообщения первой камеры смешения 30 только с магистралью 38 подачи основного топлива и линией 16 дозирования эмульгатора, т. е. наличие в первой камере 30 смешения двух легко смешиваемых компонентов, позволяет получить практически однородную смесь, которая, в свою очередь, будет легко смешиваться с водой в дополнительной камере 21 смешения, что позволит на входе в диспергатор 24 получить практически однородную по составу смесь воды и топлива, что, в свою очередь, позволит получить эмульсию высокого качества, поскольку диспергатор 24 будет работать в наиболее оптимальных условиях. Данный эффект усиливает подача компонентов эмульсии в распыленном виде, что обуславливает повышенную площадь контакта компонентов эмульсии с топливом и повышенную скорость их относительного перемещения.

Формула изобретения 1. Система подготовки водотопливной эмульсии дизельного двигателя, содэржа- щая контур предварительной подготовки основного топлива с подкачивающим насосом, блок подачи компонентов эмульсии, включающий устройство подачи эмульгатора, контур подачи воды с расходным баком и сообщенный с ним своими входами управляемый дозатор компонентов эмульсии с раздельными линиями дозирования воды и эмульгатора, камеру смешения, один из входов которой сообщен магистралью подачи основного топлива с контуром его предварительной подготовки, а другой - с выходом линии дозирования эмульгатора управляемого дозатора компонентов эмульсии, диспергатор с отключаемым приводом, сообщенный своим выходом с входом топливного насоса высокого давления дизельного двигателя, блок управления, связанный своими входами с датчиком нагрузки двигателя и датчиками параметров работы системы, одним из своих выходов - с управляемым дозатором компонентов

эмульсии, а другим - с отключаемым приводом диспергатора, причем топливный насос высокого давления двигателя выполнен с перепускной магистралью, отличающ а я с я тем, что, с целью повышения качества эмульсии и надежности, система снабжена регулируемым дросселем, установленным в магистрали подачи основного топлива, управляемым элементом переключения потока основного топлива, установленным в магистрали подачи основного топлива после, по ходу потока, дросселя с возможностью перекрытия последней на входе в камеру смешения и сообщения при

этом магистрали подачи основного топлива с входом топливного насоса высокого давления двигателя, магистралью возврата топлива, сообщающей контур предварительной подготовки основного топлива с перепускной магистралью топливного насоса высокого давления двигателя, управляемым элементом переключения потока топлива, установленным в перепускной магистрали топливного насоса высокого давления двигателя с возможностью перекрытия магистрали возврата топлива и сообщения при этом перепускной магистрали топливного насоса высокого давления двигателя с входом диспергатора, дополнительной камерой смешения, каждый вход которой сообщен с соответствующим выходом линии дозирования управляемого дозатора компонентов эмульсии и камеры смешения, а выход - с входом диспергатора, и распылителями компонентов эмульсии в камерах смешения, установленными на входах последних, причем датчики параметров работы системы выполнены в виде датчиков перепада давления, установленных с возможностью измерения последнего между дополнительной камерой смешения и линией дозирования воды и на дросселе маги- страли подачи основного топлива, дополнительный выход блока управления

связан с управляемыми элементами переключения потоков, а управляемый дозатор подачи компонентов эмульсии выполнен в виде дозирующего насоса с отключаемым приводом.

2. Система поп. 1,отличающаяся тем, что она снабжена водоотделителем, установленным в магистрали возврата топлива.

| I i

Ю1

J I

- - - J . I

Составитель О.Гладков

Редактор Т.ХодаковаТехред М.МоргенталКорректор М.Самборская

1825398

Использование: двигателестроение, системы питания дизельных двигателей. Цель - повышение качества водотопливной эмульсии и надежности системы. Сущность изобретения: система подготовки водотопливной эмульсии дизельного двигателя содержит контур предварительной подготовки основного топлива, магистраль подачи последнего с регулируемым дросселем, блок подачи компонентов эмульсии с контуром подачи воды, дозатор с линиями дозирования воды и эмульгатора, основную и дополнительную камеры смешения, дис- пергэтор, сообщенный с топливным насосом высокого давления, блок управления, управляемые элементы переключения потока топлива, водоотделитель, установленный в магистрали возврата топлива Основное топливо Через дроссель и элемент попадает в зависимости от команды блока управления либо в насос, либо в камеру, куда дозатором по линии дозирования эмульгатора через распределитель подается основная часть эмульгатора. Из основной камеры топливо попадает в дополнительную камеру, куда подается вода и оставшаяся часть эмульгатора. Из основной камеры водотоп- ливная смесь подается в диспергатор, насос и в форсунки двигателя. 1 з. п. ф-лы, 1 ил. сл С