Устройство для дозированной подачи активатора в дизель

Полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использована в дизелях, в которых подача топлива осуществляется в две стадии: в первой стадии - подача углеводородного активатора (бензина, керосина, спирта, смесевого растительно-минерального топлива и др.) во впускной трубопровод дизеля на такте впуска и образование активаторно-воздушной смеси; во второй стадии - впрыск дизельного топлива штатной топливной системой в цилиндр дизеля на такте сжатия в активаторно-воздушную смесь, образованную в первой стадии.
Известно устройство для дозированной подачи активатора в дизель [Патент 2273750 РФ, МПК F02D 19/12, F02M 43/00. Система автоматического управления подачей активатора в дизель / А.П. Уханов, В.А. Рачкин; Пенз. гос. с.-х. академия. - №2004135609/06; Заяв. 06.12.2004; Опубл. 10.04.2006; Бюл. №10], содержащее, наряду с узлами и агрегатами штатной топливной системы дизеля, электромагнитную форсунку, размещенную во впускном трубопроводе дизеля, электрический насос, электронный блок управления, источник питания, датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик нагрузочного режима дизеля, датчики температуры охлаждающей жидкости и допустимого снижения напряжения бортовой сети.
В качестве датчика нагрузочного режима используется датчик перемещения рейки (или дозатора) топливного насоса высокого давления. Количество подаваемого активатора зависит от продолжительности открытия иглы электромагнитной форсунки, управляемой электронным блоком на основании информативных сигналов, снимаемых с датчиков в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов дизеля.
Недостатком устройства является невозможность точного соблюдения процентного соотношения между массовой подачей углеводородного активатора и массовой подачей дизельного топлива на различных нагрузочно-скоростных режимах дизеля.
Известно устройство для дозированной подачи активатора в дизель [Патент 2392481 РФ, МПК F02M 25/00. Обогатитель воздушного заряда дизеля / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, В.А. Матвеев, М.В. Рыблов; Пенз. гос. с.-х. академия. - №2008151468/06; Заяв. 24.12.2008; Опубл. 20.06.2010, Бюл. №17], содержащее, наряду с узлами и агрегатами штатной топливной системы дизеля, электромагнитную форсунку, размещенную во впускном трубопроводе дизеля, электрический насос, электронный блок управления с регуляторами первоначальной настройки дозы активатора, источник питания, датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик нагрузочного режима дизеля, датчики температуры охлаждающей жидкости и допустимого снижения напряжения бортовой сети.
В качестве датчика нагрузочного режима используется датчик перемещения рейки (или дозатора) топливного насоса высокого давления. Количество подаваемого активатора зависит от продолжительности открытия иглы электромагнитной форсунки, управляемой электронным блоком на основании информативных сигналов, снимаемых с датчиков в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов дизеля, а также от первоначальной настройки регуляторов электронного блока на требуемое процентное соотношение топлива и активатора.
Недостатком устройства является невозможность точного соблюдения процентного соотношения между массовой подачей углеводородного активатора и массовой подачей дизельного топлива на различных нагрузочно-скоростных режимах дизеля.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для дозированной подачи активатора в дизель [Патент 2515586 РФ, МПК F02D 19/12, F02M 43/00. Устройство для форсирования дизеля обогащением воздушного заряда / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, М.В. Рыблов. - №2012151800/06; Заяв. 03.12.2012; Опубл. 10.05.2014; Бюл. №13], содержащее, наряду с узлами и агрегатами штатной топливной системы дизеля, электромагнитную форсунку, размещенную во впускном трубопроводе дизеля, электрический насос, электронный блок управления с регуляторами первоначальной настройки длительности и паузы импульсных сигналов, источник питания, датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик нагрузочного режима дизеля, датчики температуры охлаждающей жидкости и допустимого снижения напряжения бортовой сети.
В качестве датчика нагрузочного режима используется преобразователь угловых перемещений органа управления топливоподачей. Количество подаваемого активатора зависит от продолжительности открытия иглы электромагнитной форсунки, управляемой электронным блоком на основании информативных сигналов, снимаемых с датчиков в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов дизеля, а также от первоначальной настройки регуляторов электронного блока на требуемое процентное соотношение топлива и активатора.
Недостатком устройства является невозможность точного соблюдения процентного соотношения между массовой подачей углеводородного активатора и массовой подачей дизельного топлива на различных нагрузочно-скоростных режимах дизеля.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение указанного недостатка и от его применения получен следующий технический результат: возможность точного соблюдения процентного соотношения между массовой подачей углеводородного активатора и массовой подачей дизельного топлива на различных нагрузочно-скоростных режимах дизеля.
Указанный технический результат достигается тем, что в качестве датчика нагрузочного режима используется измеритель массового расхода топлива, установленный в линии низкого давления штатной топливной системы дизеля перед топливоподкачивающим насосом, при этом частота информативных импульсных сигналов измерителя пропорциональна массовому расходу топлива дизеля в единицу времени.
На чертеже представлена схема устройства для дозированной подачи активатора в дизель.
Устройство для дозированной подачи активатора в дизель содержит электромагнитную форсунку 1, размещенную во впускном трубопроводе 2 дизеля, электрический насос 3, электронный блок 4 управления с регуляторами 5, 6 первоначальной настройки длительности и паузы импульсных сигналов, источник питания 7, датчик 8 частоты вращения коленчатого вала, датчик 9 нагрузочного режима дизеля, датчики 10, 11 температуры охлаждающей жидкости и допустимого снижения напряжения бортовой сети, причем в качестве датчика 9 нагрузочного режима используется измеритель 12 массового расхода топлива, установленный в линии 13 низкого давления штатной топливной системы дизеля перед топливоподкачивающим насосом 14, при этом частота информативных импульсных сигналов измерителя 12 пропорциональна массовому расходу топлива дизеля в единицу времени.
Устройство для дозированной подачи активатора в дизель работает следующим образом.
Перед пуском дизеля оператор с помощью регуляторов 5 и 6 электронного блока 4 устанавливает требуемую дозу углеводородного активатора (в зависимости от вида активатора, она должна составлять 10-20% от основной дозы дизельного топлива, впрыскиваемого в цилиндры дизеля). После пуска и прогрева дизеля по сигналам датчиков 10 и 11 температуры охлаждающей жидкости и допустимого снижения напряжения бортовой сети происходит автоматическое подключение электронного блока 4 к источнику питания 7 и включение электрического насоса 3, который подает углеводородный активатор к электромагнитной форсунке 1.
При работе дизеля на определенном нагрузочно-скоростном режиме измеритель 12 массового расхода топлива вырабатывает импульсные сигналы определенной частоты, которые, поступая на вход электронного блока 4, создают информативный сигнал, соответствующий определенному массовому расходу топлива, проходящего через линию 13 низкого давления штатной топливной системы дизеля в единицу времени. В зависимости от информативных сигналов, поступающих с измерителя 12 и датчика 8 частоты вращения коленчатого вала, электронный блок 4 в соответствии с первоначальной настройкой регуляторов 5 и 6 формирует командный импульсный сигнал низкого или высокого уровня напряжения и посылает его в цепь электромагнитной форсунки 1. При подаче низкого уровня напряжения с электронного блока 4 в цепь электромагнитной форсунки 1 обмотка ее обесточится, игла перекроет канал форсунки 1 и подача активатора прекратится. При подаче высокого уровня напряжения в цепь электромагнитной форсунки 1 игла откроет канал и подача активатора возобновится.
С изменением нагрузочно-скоростного режима дизеля частота импульсных сигналов, вырабатываемых измерителем 12, изменяется пропорционально массовому расходу топлива в единицу времени. При этом происходит изменение информативного сигнала, поступающего на вход электронного блока 4, в результате чего параметры командных импульсных сигналов и пропускная способность электромагнитной форсунки 1 изменяются таким образом, что количество активатора, подаваемого во впускной трубопровод 2, изменяется пропорционально массовому расходу топлива дизеля в единицу времени. Таким образом, предварительно заданное оператором процентное соотношение между массовой подачей углеводородного активатора, подаваемого во впускной трубопровод дизеля, и массовой подачей дизельного топлива, впрыскиваемого в цилиндры, соблюдается во всем диапазоне нагрузочно-скоростных режимов дизеля.
Устройство технически реализуемо. В качестве датчика нагрузочного режима можно использовать, например, серийно выпускаемый промышленностью измеритель массового расхода топлива Технотон DFM90AP роторно-поршневого типа.