Система топливоподачи газодизеля с внутренним смесеобразованием

Авторы патента:

Баранников Владимир Вячеславович (RU)

F02M43 - Топливовпрыскивающая аппаратура, работающая одновременно на двух или более видах топлива или на жидком топливе и какой-либо другой жидкости, например антидетонационной присадке

Полезная модель относится к области двигателей внутреннего сгорания, преимущественно дизелей, использующих газ сжиженный нефтяной (ГСН) в качестве компонента топлива, а именно к области газодизелей, имеющих внутреннее смесеобразование. Техническим результатом полезной модели является повышение степени полноты сгораемости топлива, за счет получения смеси топлив и подаче ее к форсунке, и увеличение экологичности при сгорании. Технический результат достигается тем, что в систему топливоподачи дизеля с внутренним смесеобразованием, содержащую топливный насос высокого давления с нагнетательным клапаном, линию высокого давления, форсунку с подигольной и надигольной полостью, бак жидкого дизельного топлива, регулятор давления, линию низкого давления дизельного топлива, линию питания газовым топливом, баллон сжиженного газа, согласно полезной модели, между баллоном сжиженного газа и регулятором давления установлен смесительный конвертер.

Применение газовых топлив в ДВС целесообразно для снижения дымности и токсичности выбросов (отработавших газов), для экономии все более дефицитных жидких нефтяных топлив, а также для решения проблем баланса энергоносителей, воздействия на ценообразование в региональном масштабе.

Известны системы топливоподачи газодизелей с внутренним смесеобразованием, содержащие топливный насос высокого давления с подпружиненным двусторонним клапаном для предварительной подачи к форсунке запального дизельного топлива до подачи сжиженного газа трубопровод высокого давления, форсунку закрытого типа с полостями надыгольной и подыгольной, источники дизельного топлива и нефтяного сжиженного газа, линии подвода и отсечки подачи, трубопровод подачи нефтяного сжиженного газа, причем топливный насос высокого давления через подпружиненный двусторонний клапан трубопроводом высокого давления связан с подыгольной полостью форсунки [Патент РФ 193835 Cl, МПК F02M 43/00, опубл. 01.01.1989, Бюл.13, В.С.Семенов].

Недостатком является задержка воспламенения смеси по сравнению с чистым дизельным топливом.

Известна система топливоподачи газодизеля с внутренним смесеобразованием, содержащая топливный насос высокого давления с нагнетательным клапаном, трубопровод высокого давления, форсунку закрытого типа с надыгольной и подыгольной полостями, источники дизельного топлива и нефтяного сжиженного газа, линии подвода и

отсечки подачи дизельного топлива, трубопровод подачи нефтяного сжиженного газа и обратный клапан, причем с подыгольной полостью форсунки связан топливный насос высокого давления и трубопроводом подачи нефтяного сжиженного газа через обратный клапан - источник нефтяного сжиженного газа, она снабжена устройством для регулирования давления, источник нефтяного сжиженного газа трубопроводом подачи газа связан с подигольной полостью форсунки через ее надигольную полость, выполненную герметически замкнутой и содержащую вход трубопровода подачи нефтяного сжиженного газа и его выход к обратному клапану. Устройство для регулирования давления выполнено в виде регулятора давления, трубопровода, дополнительного обратного клапана, подключенных к линии отсечки подачи дизельного топлива и гидронасоса, приводная полость которого содержит мембрану большого диаметра, а нагнетательная - малого [Патент РФ 2126908, МПК: F02M 43/00, опубл. 27.02.1999. Система топливоподачи газодизеля с внутренним смесеобразованием, авторы Патрахальцев Н.Н. и др.].

Недостатком системы является то, что смесь двух углеводородных топлив, одно из которых имеет низкое цетановое число (сжиженный нефтяной газ имеет цетановое число на уровне 6-8 единиц) приводит к снижению воспламеняемости смеси, что и ограничивает степень полноты сгораемости и низкая экологичность.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Техническим результатом полезной модели является повышение степени полноты сгораемости топлива, за счет получения смеси топлив и подаче ее к форсунке, и увеличение экологичности при сгорании.

Технический результат достигается тем, что в систему топливоподачи дизеля с внутренним смесеобразованием, содержащую топливный насос высокого давления с нагнетательным клапаном, линию высокого давления, форсунку с подигольной и надигольной полостью,

бак жидкого дизельного топлива, регулятор давления, линию низкого давления дизельного топлива, линию питания газовым топливом, баллон сжиженного газа, согласно полезной модели, между баллоном сжиженного газа и регулятором давления установлен смесительный конвертер.

Устройство для регулирования давления выполнено в виде регулятора давления, трубопровода, дополнительного обратного клапана, подключенного к линии отсечки подачи дизельного топлива и гидронасоса, приводная полость которого содержит мембрану большого диаметра, а нагнетательная - малого.

Выполнение надигольной полости герметически замкнутой и содержащей вход и выход сжиженного газа позволяет устранить утечки и потери газа, уменьшить токсичность выбросов и пожароопасность двигателя. В результате повышаются экономические и улучшаются экологические качества двигателя.

На фиг. представлена система топливоподачи газодизеля с внутренним смесеобразованием.

Система топливоподачи газодизеля с внутренним смесеобразованием содержит топливный насос высокого давления 1, нагнетательный клапан 2, линию высокого давления 3, форсунку закрытого типа 4, бак жидкого дизельного топлива 5, насос 6, фильтр 7, линия низкого давления дизельного топлива 8, баллон сжиженного газа 9, линию питания газовым топливом 10, вентиль 11, фильтр 12, насос 13 подкачки сжиженного газа, канал форсунки 14 и клапан форсунки 15, источник избыточного давления 16 с редукционным клапаном 17 баллона сжиженного газа 9, регулятор давления 18, обратный клапан 19, нагнетательную 20 и приводную 21 полости, мембрану 22, топливную линию 23, смесительный конвертер 24, установленный между трубопроводом 10 и топливной линией, питательную линию 25, исполнительный орган 26.

Дополнительное введение конвертера позволяет системе работать следующим образом. Из бака жидкого дизельного топлива 5 насос 6 через фильтр 7 нагнетает топливо в топливный насос высокого давления 1, откуда через нагнетательный клапан 2 по линии высокого давления 3 часть топлива поступает в подигольную часть форсунки закрытого типа 4, а другая часть топлива по линии низкого давления дизельного топлива 8 поступает через входной обратный клапан в приводную полость 21 регулятора давления 18. Часть поступившего топлива из приводной полости 21 перетекает в нагнетательную полость 20 регулятора давления 18. При этом открывается обратный клапан 19 и топливо из нагнетательной полости 20 поступает в смесительный конвертер 24. Другая часть топлива из приводной полости 21 сливается в бак жидкого дизельного топлива 5 через выходной обратный клапан. Диаметр мембраны 22 исполнительного органа 26 превышает диаметр регулятора давления 18, благодаря чему достигается увеличение давления топлива в топливной линии 23. В тоже время из баллона сжиженного газа 9 по линии питания газовым топливом 10 через вентиль 11, фильтр 12 и насос 13 поступает в смесительный конвертер 24 сжиженный газ. В конвертере 24 происходит смешивание дизельного топлива и сжиженного газа. Из смесительного конвертера 24 по питательной линии 25 дизельное топливо, обогащенное сжиженным газом, поступает в надигольную полость форсунки закрытого типа 4, где через клапан форсунки 15 по каналу форсунки 14 смесь поступает в подигольную часть форсунки закрытого типа 4, где при подаче происходит добавка смеси к основному дизельному топливу. При снижении давления в линии питания газовым топливом 10 для подачи сжиженного газа из баллона сжиженного газа 9 в смесительный конвертер 24 подается добавочное давление в баллон сжиженного газа 9 из источника избыточного давления 16 через редукционный клапан 17.

Использование данного технического решения позволит повысить воспламеняемость смеси в связи с тем, что подача дизельного топлива начинается раньше, чем смеси, период задержки воспламенения горючей смеси определяется цетановым числом дизельного топлива, т.е. после начала впрыскивания дизельного топлива происходит его самовоспламенение, а подача смеси происходит уже в образовавшийся факел горящего топлива, что обеспечивает надежное воспламенение образующейся газовоздушной смеси.

Так как эксплуатационный расход нефтяного сжиженного газа составляет 25 - 30% от расхода дизельного топлива, причем после израсходования всего газа и всего дизельного топлива из бака жидкого дизельного топлива 5, в баллоне сжиженного газа 9 остается 25 - 30% дизельного топлива, то бак жидкого дизельного топлива 5 должен составлять 100% расхода топлива на двигатель. В системе предусмотрена линия для подачи дизельного топлива 10 с вентилем 11 из баллона сжиженного газа 9 к топливному насосу высокого давления 1 после израсходования нефтяного сжиженного газа.

Выполнение надыгольной полости герметически замкнутой и содержащей вход и выход сжиженного газа позволяет устранить утечки и потери газа, уменьшить токсичность выбросов и пожароопасность двигателя. В результате повышаются экономические и улучшаются экологические качества двигателя.

Система топливоподачи газодизеля с внутренним смесеобразованием, содержащая топливный насос высокого давления с нагнетательным клапаном, линию высокого давления, форсунку с подигольной и надигольной полостью, бак жидкого дизельного топлива, регулятор давления, линию низкого давления дизельного топлива, линию питания газовым топливом, баллон сжиженного газа, отличающаяся тем, что между баллоном сжиженного газа и регулятором давления установлен смесительный конвертер.