Система подготовки и подачи водотопливной эмульсии в дизельный двигатель Советский патент 1993 года по МПК F02M25/02 F02M43/00 

Изобретение относится к двигателест- роению, а конкретнее к системам топливо- подачи двигателей внутреннего сгорания, преимущественно дизельных двигателей.

Целью изобретения является повышение надежности системы подготовки и подачи водотопливной эмульсии в дизельный двигатель на переходных режимах и режимах малых нагрузок.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена конструктивная схема системы подготовки и подачи водотопливной эмульсии в дизельный двигатель при использовании в качестве управляемых элементов отключения

подачи элементов переключения потока, на фиг.2 - конструктивная схема системы при использовании в качестве управляемых элементов отключения подачи механизмов отключения приводов насосов дозаторов.

Система подготовки и подачи водотопливной эмульсии в дизельный двигатель содержит блок подготовки компонентов эмульсии, имеющий раздельные контур 1 подготовки и подачи основного топлива с подкачивающим насосом 2, контур 3 подготовки и подачи воды и контур 4 подготовки и подачи эмульгатора, сообщенные магистралями 5, 6 и 7 подачи соответствующего компонента эмульсии с камерой 8 предва00

со ел

00 N3

СА

рительного смешения компонентов эмулв сии диспергатора 9, сообщенного своим выходом- со входом топливного насоса 10 высокого давления, двигателя, перепускная магистраль 11 которого сообщена с камерой 8 предварительного смешения. В контурах 3 и 4 установлены дозаторы 12 в виде насосов, например плунжерных, с приводами 13 и органами 14 регулирования подачи. В магистралях 6 и 7 подачи воды и эмульгатора установлены управляемые элементы переключения 15 потоков (в качестве управляемых элементов отключения подачи воды и эмульгатора в камеру предварительного смешения компонентов эмульсии), которые могут быть выполнены в виде, например, трехходовых кранов, сообщающие выход соответствующего контура 3 и 4 с камерой 8 предварительного смешения или со входом дозатора 12 каждого из контуров 3 и 4. В магистрали 5 подачи основного топлива размещен регулируемый дроссель 16 с перепускным клапаном 17 и датчиком 18 перепада давления с установкой. Орган 14 регулирования подачи насоса каждого дозатора 12 связан с датчиком 19 фактической нагрузки двигателя. Датчик 18 связан с элементами 15 переключения потоков или с механизмами 20 (фиг,2) отключения привода 13 каждого дозатора 12 (если таковые используются в качестве управляемых элементов отключения подачи). Механизмы 20 могут быть выполнены в виде, например, муфты, соединяющей вал привода с валом насоса, при необходимости в цепь данной связи может быть включен программируемый таймер 21, величина временной задержки которого, как правило, определяется, исходя из инерционности органов 14 регулирования подачи. Величина уставки датчика 18 определяется, как правило, режимом работы, для чего датчик 18 может быть связан с датчиком 19 фактической нагрузки двигателя или с рейкой (условно не показана) топливного насоса 10, или величина уставки заранее задается для одного характерного режима работы двигателя.

Система работает следующим образом.

В камеру 8 предварительного смешения через дроссель 16 и перепускной клапан 17 по магистрали 5 поступает основное топливо, а по магистралям 6 и 7 - вода и эмульгатор в количестве, сдозированном дозаторами 12 и определяемом сигналом с датчика 19, воздействующим на орган 14 регулирования подачи каждого дозатора 12. Предварительно перемешанные в камере 8 основное топливо, вода и эмульгатор, поступают в диспергатор 9, откуда приготовленная в нем водотопливнэя эмульсия поступает в топливный насос 10 двигателя. Циркуляция топлива (эмульсии) осуществляется за счет перепускной магистрали 11, по которой

топливо из насоса ТО перепускается в камеру 8.

При изменении режима работы двигателя датчик 19 подает сигнал, по которому орган 14 регулирования подачи изменяет

соответствующим образом количество подаваемых в камеру 8 компонентов. При перепада давления на дросселе 16, выше заданного уставкой датчика 18, поток основного топлива поступает в камеру 8 как через

5 дроссель 16, так и через клапан 17. В случае, если перепад давления на дросселе 16 снизится ниже уровня, заданного уставкой датчика 18, то по сигналу последнего отключатся приводы 13 (сработают меха0 низмы 20 отключения) насосов и элементы 15 переключения перепустят потоки воды и эмульгатора с выходов контуров 3 и 4 на входы их дозаторов 12, т.е. подача воды и эмульгатора в камеру 8 прекратится неэави5 сймо от положения и работы органов 14 регулирования подачи. При этом в камеру 8 будет поступать только основное топливо. Таким образом блокируется подача в двигатель воды и эмульгатора на режимах малых

0 нагрузок, при которых поток основного топлива не создает на дросселе 16 перепада давления, превышающего уровень, заданный уставкой датчика 18.

При динамических изменениях нагруз5 ки дозаторы 12 и органы 14 регулирования их насосов, вследствие инерционности всей системы в целом, не могут обеспечить требуемого быстродействия при изменении подачи воды и эмульгатора до величины.

0- соответствующей текущему режиму работы двигателя. При увеличении нагрузки это не является достаточно существенным, но при резком уменьшении нагрузки высокая степень инерционности системы может приве5 сти к увеличению концентрации воды и эмульгатора в эмульсии выше допустимой по условиям устойчивости работы двигателя.

В этом случае также произойдет умень0 шение потока основного топлива, которое, аналогично предыдущему случаю, приведет к включению либо элементов 15 и перепуску топлива на вход дозатора 12, либо к включению механизмов 20 и отключению приводов

5 13 обоих насосов. Т.е. произойдет блокировка подачи воды и эмульгатора на заданное параметрами таймера 22 время, в течение которого по сигналу датчика 19 осуществляется установка органов 14 регулирования подачи обоих насосов дозаторов 12

в положение, соответствующее текущему режиму работы двигателя, что исключает возможность переобогащения водой и эмульгатором эмульсии и увеличивает тем самым надежность работы двигателя на переходных режимах, режимах малых нагрузок и холостого хода.

Формула изобретения 1. Система подготовки и подачи водо- топливной эмульсии в дизельный двигатель, содержащая блок подготовки компонентов эмульсии в виде раздельных контура подготовки и подачи основного топлива с подкачивающим насосом, контура подготовки и подачи воды с дозатором в виде управляемого по подаче насоса с приводом и контура подготовки и подачи эмульгатора с дозатором, диспергатор с камерой предварительного смешения компонентов эмульсии, каждым из своих входов сообщенной магистралями подачи с соответствующим контуром блока подготовки компонентов эмульсии, сообщенный с выходом дисперга- тора топливный насос высокого давления дизельного двигателя с перепускной магистралью, сообщенной с камерой предварительного смешения компонентов эмульсии диспергатора, датчик режима работы двигателя,, связанный с упомянутыми дозаторами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы на переходных режимах и режимах малых нагрузок, система снабжена регулируемым дросселем с перепускным клапаном, установленным в магистрали подачи основного топлива, управляемыми элементами отключения подачи воды и эмульгатора в камеру предварительного смешения и установленным с возможностью измерения перепада давления на регулируемом дросселе датчиком перепада давления с уставкой, причем датчик режима работы двигателя выполнен в виде датчика фактической нагрузки двигателя, дозатор контура подготовки и подачи эмульгатора выполнен в виде насоса с органом регулирования подачи и приводом, управляемый по подаче насос контура

5 подготовки и подачи воды выполнен с органом регулирования подачи датчик перепада давления на регулируемом дросселе связан с управляемыми элементами отключения подачи воды и эмульгатора, а орган регули0 рования подачи насоса каждого дозатора связан с датчиком фактической нагрузки двигателя.

2.Система по л. 1,отличающаяся тем, что она снабжена программируемым

5 таймером, включенным в цепь связи между датчиком перепада давления и управляемы- §ми элементами отключения подачи воды и эмульгатора,

3.Система по пп.1 и 2, отличающа- 0 я с я тем, что каждый управляемый элемент

отключения подачи воды и эмульгатора выполнен в виде управляемого элемента переключения потока, установленного в соответствующей магистрали подачи с воз5 можностью перекрытия последней и сообщения при этом выхода соответствующего контура подготовки и подачи блока подготовки компонентов эмульсии с входом дозатора этого же контура.

0 4. Система по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а- я с я тем, что каждый управляемый элемент отключения подачи воды и эмульгатора выполнен в виде механизма отключения привода насоса каждого дозатора.

5 5. Система по п.4, отличающаяся тем, что механизм отключения привода насоса каждого дозатора выполнен в виде муфты, соединяющей вал привода насоса с насосом.

0 6. Система по п.З, О т л и ч а ю щ а я с я тем. что управляемый элемент переключения потока выполнен в виде трехходового крана.

i

15 7

Ж

Использование: двигателестроение, си-, стемы подготовки и подачи водоотливной эмульсии в дизельный двигатель; обеспечивающие повышение надежности работы на переходных режимах и режимах малых нагрузок. Сущность изобретения: система содержит камеру 8 предварительного смешения компонентов эмульсии диспергатора 9, сообщенную своими входами с насосом дозатора 12 контура 3 подготовки и подачи воды, с насосом дозатора 12 контура 4 подготовки и подачи эмульгатора и с подкачивающим насосом 2 контура 1 подготовки и подачи основного топлива через регулируемый дроссель 16. Выход диспергатора 9 сообщен с топливным насосом 10 высокого давления дизельного двигателя, перепускная магистраль 11 которого сообщена с камерой 8. Каждый насос дозаторов 12 имеет орган регулирования подачи 14, связанный с датчиком 19 фактической нагрузки двигателя, и привод 13, который может быть связан своим механизмом отключения с датчиком 18 перепада давления на дросселе 16. Датчик 18 может быть связан с элементами 15 переключения потока, установленными в магистралях 6 и 7 подачи воды и эмульгатора, сообщающих контуры 3 и 4 с камерой 8. 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

77

/И//г: 7

k ft

tt

20

Г

;

ft

43

liiiii

Фиг. 2.