ДВУХТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ С МНОГОСТУПЕНЧАТЫМ ПОДОГРЕВОМ

Полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использовано в поршневых двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.
Известна система питания автотракторного дизеля (патент РФ №2443887), содержащая топливный бак, топливную систему низкого давления, включающую подогреватель топлива, фильтр грубой очистки топлива, топливоподкачивающий насос, фильтр тонкой очистки топлива и топливную систему высокого давления, включающую топливный насос высокого давления, форсунку и топливопроводы. Система также снабжена системой переключения типа топлива, включающей управляющий модуль, датчики температуры и давления топлива, температуры охлаждающей жидкости, положения рейки насоса, клавиши выбора режима и переключения типа топлива, сигнальные лампы, электромагнитными клапанами подачи и слива топлива, дополнительным баком и дополнительной линией топливной системы низкого давления с электрическим топливоподкачивающим насосом и редукционным клапаном. Топливная система низкого давления снабжена предохранительным клапаном, расположенным после насоса. Подогреватель установлен между баком и фильтром грубой очистки, а топливные системы низкого давления соединены с насосом клапанами подачи и слива топлива.
Недостатком данной системы питания является ее сложность и невозможность применения в качестве топлива растительного масла в холодное время года, так как одного подогревателя установленного между баком и фильтром грубой очистки недостаточно для поддержания
необходимой вязкости растительного масла на всем протяжении топливной системы.
Наиболее близким аналогом является двухтопливная система тракторного дизеля (патент РФ №2387867), содержащая бак для дизельного топлива, бак растительного* топлива, линию забора дизельного топлива, состоящую из фильтров тонкой и грубой очистки топлива, топливоподкачивающего насоса, линию забора растительного топлива, состоящую из электрического насоса, топливный насос высокого давления, соединенный с линиями забора дизельного и растительного топлива и линию слива топлива из топливного насоса высокого давления и линию слива топлива из форсунок. В линии забора растительного топлива установлен фильтр-отстойник. На выходе из линий забора дизельного и растительного топлив размещен смеситель, имеющий два входных и один выходной каналы.
Недостатком двухтопливной системы является отсутствие возможности применения в качестве топлива растительного масла, в том числе в холодное время года.
Задачей полезной модели является возможность применения растительного масла в качестве топлива в холодное время года.
Указанная задача достигается благодаря тому, что в двухтопливной системе дизеля с многоступенчатым подогревом, содержащей бак для дизельного топлива, бак для растительного масла, линию забора дизельного топлива, содержащую фильтр грубой очистки и линию забора растительного масла, содержащую фильтр грубой очистки и топливоподкачивающий насос, топливный насос высокого давления, фильтр тонкой очистки топлива, форсунки, линию слива дизельного топлива и растительного масла из топливного насоса высокого давления, линию слива дизельного топлива и растительного масла из форсунок; согласно полезной модели она дополнительно содержит теплообменник, установленный в бак с растительным маслом, позисторный подогреватель, расположенный в линии забора растительного масла, электрический подкачивающий насос с
редукционным клапаном, расположенный в линии забора дизельного топлива, электрогидрораспределитель, расположенный за линиями подачи дизельного топлива и растительного масла, ультразвуковой фильтр, расположенный перед топливным насосом высокого давления, электрические подогреватели, расположенные перед форсунками, электронный блок управления, датчик температуры растительного масла, расположенный в баке с растительным маслом, датчик положения рейки топливного насоса высокого давления.
Многоступенчатый подогрев, реализованный в данной двухтопливной системе, представлен теплообменником, позисторным и электрическим подогревателями, обеспечивает применение растительного масла в качестве топлива без негативных последствий, заключающихся в повышенном нагарообразовании на деталях цилиндропоршневой группы, полимеризации моторного масла, сбоях в работе выпускных клапанов, сокращении срока службы распылителей форсунок и в целом двигателя.
Сущность предлагаемого решения поясняется чертежом, где показано устройство топливной системы.
Двухтопливная система питания тракторного дизеля с многоступенчатым подогревом содержит бак для дизельного топлива 1, бак 2 для растительного масла, в котором установлены теплообменник 6 и датчик 21 температуры растительного масла, линию 3 забора дизельного топлива, линию 7 забора растительного масла, электрогидрораспределитель 11, установленный перед фильтром 12 тонкой очистки топлива, ультразвуковой фильтр 13, расположенный перед топливным насосом высокого давления (ТНВД) 14, электрические подогреватели 16, установленные перед форсунками 15, линию 17 слива дизельного топлива и растительного масла из форсунок 15, линию 18 слива дизельного топлива и растительного масла из ТНВД 14, электронный блок управления (ЭБУ) 19, датчик 20 положения рейки ТНВД, расположенный в корпусе регулятора ТНВД. Линия 3 забора дизельного топлива содержит фильтр 4 грубой очистки и электрический подкачивающий насос 5 с редукционным клапаном. Линия 7 забора растительного масла, в свою
очередь, содержит фильтр 8 грубой очистки, топливоподкачивающий насос 9 штатной системы питания и позисторный подогреватель 10.
Первая ступень подогрева включает теплообменник 6, подсоединенный к системе охлаждения двигателя и подогревающий растительное масло в баке 2 до температуры 20…30°C, что обеспечивает его хорошую прокачиваемость даже при низких температурах окружающей среды.
Вторая ступень подогрева представлена позисторным подогревателем 10, который является саморегулирующимся и служит для подогрева растительного масла до температуры 60…70°C, что обеспечивает его хорошую прокачиваемость через фильтр тонкой очистки 12 и ультразвуковой фильтр 13.
Третья ступень подогрева реализована в виде электрических подогревателей 16, установленных непосредственно перед форсунками 15. Растительное масло на этой ступени подогревается до температуры 80…90°C. Электрические подогреватели 16 содержат в качестве управляющих элементов позисторы, поэтому являются саморегулирующимися. Подогрев растительного масла до температуры 80…90°C при впрыске обеспечивает меньшую длину факела и более мелкий распыл в сравнении с более низкими температурами подогрева.
Работает двухтопливная система тракторного дизеля с многоступенчатым подогревом следующим образом.
Пуск и прогрев двигателя, осуществляются на дизельном топливе. При этом оно подается электрическим подкачивающим насосом 5 из бака 1 через фильтр 4 грубой очистки, электрогидрораспределитель 11, фильтр 12 тонкой очистки топлива и ультразвуковой фильтр 13 в ТНВД 14. Далее дизельное топливо через электрические подогреватели 16 поступает в форсунки 15. Во время прогрева двигателя и при работе на дизельном топливе ультразвуковой фильтр 13 и электрические подогреватели 16 отключены. Излишки дизельного топлива из форсунок 15 и ТНВД 14 по линииям слива 17 и 18 подаются в фильтр тонкой очистки 12.
При подогреве и во время работы двигателя охлаждающая жидкость из его системы циркулирует через теплообменник 6. По достижении температуры растительного, масла 20…30°C в баке 2 ЭБУ 19, воспринимающий данный параметр посредством датчика температуры 21, переключает электрогидрораспределитель 11 в положение подачи растительного масла и одновременно включает в работу подогреватели 10 и 16, а также ультразвуковой фильтр 13. Основное назначение ультразвукового фильтра 13 - дополнительное снижение кинематической вязкости растительного масла.
После переключения электрогидрораспределителя 11 в положение подачи растительного масла подача дизельного топлива прекращается, поскольку ЭБУ 19 отключает электрический подкачивающий насос 5 (золотник электрогидрораспределителя по сигналу ЭБУ 19 перекрывает доступ дизельного топлива в систему), топливоподкачивающий насос 9 штатной системы питания, подает подогретое до 20…30°C растительное масло из бака 2 через фильтр 8 грубой очистки в позисторный подогреватель 10, где оно нагревается до 60…70°C. Далее масло направляется электрогидрораспределителем 11 через фильтр тонкой очистки топлива 12 в ультразвуковой фильтр 13. Здесь растительное масло подвергается кавитационной обработке, в результате чего его вязкость дополнительно снижается, и оно подается в ТНВД 14, а оттуда в электрические подогреватели 16, где подогревается до 80…90°C и впрыскивается форсунками 15 в камеры сгорания. Излишки растительного масла из форсунок 15 и ТНВД 14 по линиям 17 и 18 слива направляются в фильтр 12 тонкой очистки топлива.
Благодаря применению позисторов в подогревателях 10 и 16, последние автоматически поддерживают температуру растительного масла в топливной системе. В позисторном подогревателе 10 они выполняют две функции: являются нагревательными элементами и в тоже время поддерживают температуру растительного масла в пределах 60…70°C. Нагревательными элементами в электрических нагревателях 16 являются спирали, а позисторы
выполняют роль элементов, поддерживающих температурный режим в пределах 80…90°C.
На установившихся режимах минимально устойчивых оборотов и режимах неполной загрузки двигателя (до 35%), последний работает на дизельном топливе. При работе на вышеуказанных режимах датчик положения рейки ТНВД 20 подает сигнал на ЭБУ 19, который переводит систему на дизельное топливо. ЭБУ 19, применяемый в данной двухтопливной системе, позволяет переходить с одного вида топлива на другой в ручном режиме.
Перед остановкой двигателя топливную систему переводят на чистое дизельное топливо и дают двигателю поработать около 5 минут (в зависимости от режима работы).
Использование предлагаемой двухтопливной системы тракторного двигателя позволяет применять в качестве топлива в холодное время года растительное масло и в целом повысить эффективность работы двигателя на данном виде топлива.