Система питания дизеля на композитном топливе
DIESEL FUEL SYSTEM BASED ON COMPOSITE FUEL

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно двигателестроения.
Известна система питания дизеля для работы на смесевом биоминеральном топливе [Патент РФ №2580965. Система питания дизеля на смесевом биоминеральном топливе. // Зефиров И.В., Мартынов П.С., Чеглаков А.С.], содержащая бак биологического топлива, бак минерального топлива, линию забора биологического топлива, линию забора минерального топлива, смеситель биологического и минерального топлива с дозирующим устройством, имеющий два входных и один выходной каналы, линию слива смесевого биоминерального топлива, топливный насос высокого давления, форсунки и орган управления топливоподачей дизеля, при этом подача минерального и биологического топлива осуществляется двухсекционной подкачивающей помпой, приводимой в действие от эксцентрика кулачкового вала топливного насоса высокого давления, с установленным на входном патрубке биологического топлива подогревательным устройством, смеситель с дозирующим устройством установлен после двухсекционной подкачивающей помпы, а дозирование осуществляется в смесителе либо вручную водителем, либо автоматически, в зависимости от нагрузки.
Недостатками данной системы являются:
- низкая оперативность регулирования состава смеси топлива при изменении нагрузочного и скоростного режимов работы дизеля;
- низкая точность дозирования компонентов топлив;
- работа двигателя возможна только на двухкомпонентном смесевом топливе.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенной является двухтопливная система питания дизеля [Патент РФ №2465478. Двухтопливная система питания дизеля. // Уханов А.П., Уханов Д.А.., Крюков В.В., Шеменев Д.С.], содержащая бак минерального топлива, бак растительного топлива, топливные фильтры, топливоподкачивающий насос, электрический насос, топливный насос высокого давления, форсунки, топливопроводы и смеситель, имеющий два входных и один выходной каналы, с установлеными дозаторами с приводом от шаговых (или линейных) электродвигателей, электрически соединенных с электронным блоком управления и датчиками нагрузочного, скоростного и температурного режимов дизеля.
Недостатками данной системы являются:
- низкая оперативность регулирования состава смеси топлива при изменении нагрузочного и скоростного режимов работы дизеля;
- низкая точность дозирования компонентов топлив
- возможность работы двигателя только на двухкомпонентном смесевом топливе.
Существенным отличием предлагаемой системы питания от всех ранее известных решений является повышение точности дозирования компонентов топлив, однородности смеси и оперативности регулирования состава смеси композитного топлива при изменении нагрузочного и скоростного режимов работы дизеля.
Преимущества предлагаемой системы питания обуславливаются следующими обстоятельствами.
Компоненты топлив хранятся в двухполостных гидроаккумуляторах, что позволяет оперативно изменять рабочее давление в линиях питания каждого из топлив, а значит, оперативно изменять состав композитного топлива при изменении нагрузочного и скоростного режимов работы дизеля.
Установка электромагнитных клапанов управления непосредственно перед П-образным каналом топливного насоса высокого давления (ТНВД) позволяет существенно повысить точность и оперативность дозирования компонентов.
Смешивание исходных компонентов топлива происходит непосредственно в П-образном канале ТНВД за счет динамических явлений, сопровождающих его работу, что позволяет повысить однородность состава смеси.
Таким образом, предложена система питания дизеля на композитном топливе, включающая топливные емкости, линии низкого давления топлив, фильтры грубой и тонкой очистки исходных компонентов топлива, электрические подкачивающие насосы с электроприводом для подачи исходных компонентов топлива, топливный насос высокого давления, снабженный датчиком давления, датчиком положения рейки, датчиком частоты вращения, форсунки, линии слива топлива из форсунок, электронный блок управления. Система дополнительно содержит двухполостные гидроаккумуляторы с датчиками давления каждого из топлив, при этом электрические подкачивающие насосы посредством электронного блока управления по сигналам от датчиков давления поддерживают заданное давление в гидроаккумуляторах, дозирование компонентов осуществляется посредством электронного блока управления и электромагнитных клапанов управления, установленных непосредственно перед П-образным каналом топливного насоса высокого давления, а смешивание компонентов осуществляется в П-образном канале топливного насоса высокого давления за счет динамических явлений, сопровождающих его работу.
На фиг. 1 показана схема предлагаемой системы питания дизеля на композитном топливе.
Система питания состоит из топливных емкостей (1), (2), (3), фильтров грубой очистки исходных компонентов топлива (4), (5), (6), электрических подкачивающих насосов с электроприводом для подачи исходных компонентов топлива (7), (8), (9), фильтров тонкой очистки исходных компонентов топлива (10), (11), (12), обратных клапанов для исходных компонентов топлива (13), (14), (15), двухполостных гидроаккумуляторов для исходных компонентов топлива (16), (17), (18) с датчиками давления (19), (20), (21), электромагнитных клапанов управления (22), (23), (24), топливного насоса высокого давления - ТНВД (28), оборудованного датчиком давления (25), датчиком положения рейки ТНВД (26), датчиком частоты вращения (27), форсунок (29), линии слива топлива из форсунок (30) и электронного блока управления (31).
Система питания дизеля на композитном топливе работает следующим образом. Основной компонент топлива из емкости (1) по топливопроводу поступает в фильтр грубой очистки (4), откуда забирается насосом с электроприводом (7). Затем подается в фильтр тонкой очистки (10), далее через обратный клапан (13) в двухполостной гидроаккумулятор (16). При достижении заданного давления в гидроаккумуляторе датчик давления (19) формирует сигнал и блок управления (31) выключает электропривод насоса. Процесс доставки дополнительных компонентов топлива из емкостей (2) и (3) в гидроаккумуляторы (17) и (18) происходит аналогично вышеописанному. Соотношение компонентов в композитном топливе задается блоком управления (31) в соответствии с заданным алгоритмом исходя из нагрузочного и скоростного режимов работы дизеля, рассчитываемых по показаниям датчика давления (25), датчика частоты вращения (27), датчика положения рейки ТНВД (26). Электромагнитные клапаны управления (22, 23, 24) дозируют компоненты топлива в необходимом соотношении непосредственно перед ТНВД, а смешивание их осуществляется в П-образном канале ТНВД за счет динамических явлений, сопровождающих его работу.
Технико-экономическое обоснование предполагаемого изобретения заключается в возможности получения от дизеля дополнительной мощности, снижения токсичности отработавших газов и повышения экономичности за счет точного и оперативного регулирования состава смеси композитного топлива при изменении нагрузочного и скоростного режима работы дизеля.