Система питания двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1975 года по МПК F02M21/00 F02M27/02 F02B43/08 

гулирующим злементом впускного трубопро нода, н предусмотренным г цепи питания восштаменителького устройства вь ключатеnetvr. Дозирующий клапан патрубка подвода атмосферного воздуха выполнен нормально открытым, регулирующий орган трубопровода подачи ккслородсодержащего газа - нормаяьно аакрЬЕТым, а воздушный регулирующий элемент впускного трубопровода час..кчно открытым в исходном положении. Такое выполнение системы обеспечивает улучшение эксплуатации, предотвращение .ir sTOKanviOHfroro сгорания и снижение токсичности отработавших газов. На фаг, 1 изображена схема щэедложенной свстемы питания двигателя внутреннего сгорания; ка фиг. 2 ™ график температуры spetixTope во время пуска двигателя. Изображенная на фиг. 1 система пита ная авягатепя 1 aiijTpeHHero сгорания со- в котором установлены кйтапилатоз. аьшолненнь и Б виде спечен- нь;х перфорирозаных элементов 3, датчик тямпературы 4 к покрытий катализаторем элемент 5 накаливания воспламейитель кого устройства, в цепи которого установлен включатег.;-, у. Элемент 5 накаливания доп кек быть рдзлющен в яапразлении потока S psE, по менылей мере йаред одним злемеятом и. Реактор 2 на входе снабжен T2;:jnoo6:vieHKKKO vi 7, подключенным при помощи тру6о рово(.а 8 к выхлопному трубопроводу 9 двигателя 1, а на выходе - теплооб-мэнкиком lOj подключенным к тру бопроводу 11 подачисмеси. Теплообменники 7 и 10 соединены между собой труб проводом 12, Трубопровод 11 подачи сме си снабжён дозатором 13, к которому под ключены трубопровод 14 подачи топлива с дозирующим клапаном 15 и патрубок 16 подвода атмосферного воздуха с дозирующим клапаном 17, Патрубок соединен с тр--богфозодом 18, снабженным регулирую 1 шим органом 19. Трубопровод 18 соеди.йен с трубопроводом 20, подключенным к трубопроводу 21, отводящему из теплообменника 7 отработавшие газы двигателя 1. Отводной трубопровод 22 реактора 2 подключен к впускному трубопроводу двигателя 1, образованко гу ваэдуишым па рубком 23 с регулирующим элементом 24 и-смесительным патрубком 25 с дроссельной заслонкой 26j угфавлявмОй педалью акселератора 27 В трубопроводе 20 может быть размещен доп9лн.-1ТбЯЪный клапан для дросселЕ:,:ования потока при открьтгн регулирующ о органа 19, Клапан 1.7 вьяполнен нормально открытым, регупргрующий орган 19 . нормально гакры тым, а регулируюций элемент 24 - частично открытым в исходном положении. Реактор снабжен блоком упраг. ления 28, например электронным, котогмй соединен с датчиком тe epaтypы 4 и приводами дроссельной заслонки 26 и клапанов 15 и 17, с регулирующим органом 19, выключателем 6 и регулирующим элeмeнтo.vI 24, при этом задающими элементами являются датчик температуры 4 и дрос-ельная заслонка 26 в определенном положении. При пуске двигателя 1 и прокручивании вала стартера в дозатор по трубопроводу 14 подается топливо а по патрубку 16-воздух. .От дозатора 13 по трубопроводу . 11 к теплообменнику 10 подается смесь топлива и воздуха в составе, немного ниже стехиометрического для полного сгорания. Пройдя теплообменник 10, эта смесь по трубопроводу а. 2 подается в теплообменник 7 и далее попадает в полость реактора 2. В момент пуска блок управления посредством выключателя подключает элемент 5 накаливания к источнику тока. От элемента накаливания смесь в реакторе 2 воспламеняется, вследствие ее сгорачия температура в реакторе повышается. При достижении температуры начала реакционной способности ката;1изатора в реакторе 2 образуетси смесь газов, имеющая окись углерода, метан и в зависимости от режима водород. Зта смесь, пройдя теплообменник 10, по трубопроводу 22 направляется во впускной тракт вигателя и смещивается со вторичным воздухом, поступающим по патрубку 23. В этот момент поток воздуха.в нем сильно за дросселирован элементом 24. Смесь г-азов от реактора 2 со вторичным воздухом поступает по патрубку 25 в двигатель. Отработавшие газы двигателя по трубопроводам 8 и 9 направляются в теплообменник 7 и затем по трубопроводу 20 в атмосферу. Для быстрого дсстижен1:я рабочей температуры в реакторе 2 (см. фиг. 2) после достижения температуры реакционной способности катализатора (,Тд.) подаваемую в реактор 2 смесь обогаугают путем увеличения топлива или уменьщения подачи воздуха по патрубку 16. С повышением температуры в реакторе 2 увеличивается реакционная способность катализатора. и от реактора 2 в двигатель поступает больше смеси, имеющей окись углерода и метан. Одновременно увеличивается подача вторичного воздуха по патрубку 23. Воспламенительное устройство отключается при достижении в реакторе 2. температуры начата реакционной способности катачизатора. При достпженли в реакторе 2 темпера1уры,при которой катализатор начинает обеспечивать пол; эе преобраоование смеси жидкого топлива и воздуха в смесь газов имеющую окись углерода и метан (температура 1 ), часть поздуха, поступающего по патрубку 1G, замещают отработави1И.;и газами дззигателя, подавае -1ымп по трубепроводу 18, при этом открывается регули рующий орган 10. Замещение воздуха отработавшими газа ми можно производить до соотношения 1:1 Одновременно с этим уменьшают подачу топлива на 1/3 от доли замещенного вое- . Замена отработавщими газами воздуха обеспечивает плавнь1Й переход реактора к рабочей температуре (Тп). Если вследствие тепловой энергии системы пи тания двигателя температура в реакторе npeFjbicHT рабочую, то замена воздуха от работающими газами и снижение подачи топлива быстро приводит к установлению в реакторе 2 рабочей температуры. Для регулирОЕанкя температуры в реакторе 2 при работе под нагрузкой двигателя в него подается добавочное количество первич ного воздуха и топлива з cтexиo .eтpичecком составе. Нагрузочный рожим работы двигателя 1 определяется поло кением дро сельной заслонки ,6, а состав и количест во смеси от дозатора 13 регулируется бло ком 28 в соотношении с положением дроссельной заслонки 2G и температурой в реакторе 2. Расположенный на выходе реактора 2 теп.иообменник 10 обесьечиваот охлаждеипе смеси, выходящей из реактора, предот вращая детоиадионное сгорание я повышени .1хаполненкя двигателя. Одновременно происходит предварктельный подогрев смеси, поступающей в реектор 2, а вторич 1ЫЙ подогрев смеси происходит в теплообменнике 7 от отработавщих газов двигателя. В 3aBHCKtv OCTn от температуры в реакг торе 2 и положения дроссельной заслонки 26 происходит перелчещение дозирующих клапанов 15 и 17, а также изменяется величина от;;рытия регулирующих элементов 19 и 24. Спеченные пор 1;орированные эло ;онть 3 катализатора могут BI.-Iподняться из оки си апюминия в качестве наполнителя и катал ;3; Iт ор а. платины в качестве содор/канит 5 N;r на 1 наполнителя реакционной способнотсмнеу;ату эа начала сти катал11г:атора равна 120 С, темпе- , при которой начинается полное реобразование, -42О°С, а рабочая темература равна 480 С. акие элементы 3 выдерживают темперауру до 800°С без уменьшения срока лужбы. При спекании элементов образуются газовые каналы с естественной пористое- . тыо.Объем пор составляет 2O-60Vo объема элемента, предпочтительно нужно 40-50%. Каналы имеют диаметр 0,-2мм, . а их число на 1 см зависит от их диаметра. Например, при диаметре каналов около 1 мм на 1 см 2 поверхнос/;д элемента 3 имеется примерно 40 катчалов. В реакторе 2 (см. фиг. 1) при его размерах 8Ох8Ох215 мм установлено три элемента 3 с толщиной 15 мм на расстоянии 5 мм. Если при пуске двигатель зас -ывает 10 м первичного воздуха на 1 кг топлива CgHie- Чго соответствует 50 молям воздуха на 1 моль тогшива, то для достижения в е&кторе температуры 120 С нуиша работа восгталюнительного устройства в течение 1О сек. После пуска подачу первичного воздуха умекы ают до 4 м на 1 кг топлива, что - оответствует 20 молям воадуха на 1 моль топлива, а в реакторе 2 протекает следующая- реакция: 4(02-i-4H HCgH.j g-4СН +4С02+16Н2. После смещения смеси от реактора 2 со вторичным воздухом в двигателе протекает следующая реакция; ()+а ()«со,+8Н О+48Н2. При работе двигателя на Harpyao4iibiX режимах и замене части первичного воздуха отработавшими газами в реакторе 2 происходит следующая реакция: 2() +2(СО. + + . -- . В двигателе реакция сгорания следуто5СН -1-5СО +2СН2+10 (02+4Н2)--1ОСО + 10Н„0+60Н„. Работа двигателя на смеси газов, имеющей окись т лерода и метан, снижает токсичность отработавщих газов как вследствие улучш-ния сгорания, так и в результате применения тоилив, не имеющих токсичнь х компонентов, например присадок. Воспламенительное устройство может HNieTb в цепи питания током один из спеченных элементов 3 катализатора.

Формула изобретения

1. Система питания двигателя внутрен него сгорания, содержащая реактор для получения из жндкото топлива н кислородсодер жашего газа с.леси, имеющей окпсь углерод и метан, снабженный катализатором, теплообменником, связанным с выхлопньи. трубопроводом двигателя, трубопроводами подачи смеси, жидкого топлива и кисло-

родсодержащего газа, последний иь которых имеет регулирующий орган, и отводным турбопроводом, подключеннь.м к впускному трубопроводу двигателя с дрос-.-ель- ной заслонкой,, отличающаясятем, что, целью улучщения эксплуатадии, предотвращения детонационного сгорания и снижения токсичности отработавщих газов, реактор снабжен воспламенительным уст ройством, атчиком температуры и дополнктельным теплообменником, расположенным на из реактора .и подключенным к трубопроводу подачи смеси, а катализатор выполнен - виде спеченных перфорированных элементов , основной теплообменник соединен с дополнительным i и расположен на входе в реактор, трубопровод подачи топлива снабжен дозирующим клапаном, а трубопровод подачи кислородсодержащего газа, преимущественно сое- диненный с выхлопным трубопроводом через основной теплообменник патрубком подвода атмоссрерного воздуха с дозирующим клапаном, вместе с трубопроводом подачи топлива подключен к цредусмотреиному до- затору трубопровода подачисмеси, а впускной трубопровод д игатеп/. имеет позд -миный регулирующий элемент,

2.Система по п. 1, о т л и а юш а я с я тем, что воспла :енительноп устройство вып лнено в виде покрытого катализатором элемента накаливания.

3.Система по п. , о т л и ч а ющ а я с я тем, что воспламенитэлыюе устройство имеет цепь питания током, в которую включен один из спеченных г :е- ментов катализатора,

4.Система по пп, 1-3, отличающаяся тем, что реактор снабжен блоком управления, соединенным с датчиком температуры, регулирующим органом трубопровода подачи кислородсодержащего газа, дроссельной заслонкой, дозирующими клапанами трубопровода подачи топлива и патрубка подвода атмосферного воздуха, воздущным регулирующим элементом впускного трубопровода и пре- ДJcмoтpeнным в цепи питания воспламенительного устройства выключателем.

5,Система по пп. 1-4, отличающаяся тем, что дозирующий клапан патрубка подвода атмосферного воздуха выполнен нормально открытым.

6,Ci JTeMa по пп. 1-4, о т л и ч -а- ю щ а я с я тем, что регулирующий орган трубопровода подачи кислородсодержащего газа выполнен нормально закрытым.

7,Система по пп. 1-4, отличающаяся тем, что воз; ;иный регулирующий элемент впускного трубопровода выполнен частично открытым в исходном положении.