АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ ВОДНО-ТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ ДИЗЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ

Автоматический регулятор для приготовлеийя и подачи водотопливной
эмульсии дизеля автомобиля
Полезная модель относится к области транснортного машиностроения, в частности, к системе питания дизеля и может быть использована при приготовлении воднотопливных эмульсий (ВТЭ) для рабочей смеси дизеля.
Известны 1 системы приготовления и подачи ВТЭ, в которых отсутствует автоматическое регулирующее устройство подачи ВТЭ. Такие стационарные установки позволяют получать ВТЭ постоянного заданного процентного состава воды и топлива, что приводит к снижению топливномощностных показателей двигателя на определенных режимах его работы, например, таких как запуск, режим полной нагрузки и т.д.
Известно 2, принимаемое за прототип автоматическое устройство системы приготовления ВТЭ на судовых дизелях. Оно представляет собой конечный выключатель, соединенный с рейкой топливного насоса высокого давления (ТНВД), электромагнитный клапан открытия и подачи водного компонента в диспергатор. Ирототип позволяет выключать подачу воды в топливную систему дизеля при запуске или остановке, а также включать подачу водного компонента ВТЭ неизменного состава при постоянной нагрузке. По своему конструктивному решению прототип служит для дизелей стационарного предназначения с постоянной нагрузкой.
Иедостатком прототипа является то, что он не обеспечивает оптимальную концентрацию водного компонента ВТЭ на некоторых режимах работы дизеля (при изменении нагрузочного и скоростного режимов работы дизеля автомобиля), и это негативно влияет на экономические и экологические показатели двигателя.
Технической задачей заявляемой полезной модели заключается в оптимизации концентрации воды в ВТЭ на всех режимах работы двигателя с целью одновременного улучшения экономических и экологических показателей дизелей автомобильного типа КамАЗ-740.
Поставленная задача решается за счет того, что автоматический регулятор дополнительно содержит каналы подачи и вывода воздуха, возвратные пружины, компенсируюш;ее устройство, элемент настройки, а также полости для воздушного и водного компонента ВТЭ, диафрагму; причём канал вывода воздуха сопряжён с полостью воздушного компонента, а диафрагма, установленная на штоке клапана, воздействует на пружину этого штока и приводит в движение клапан, открывающий прохождение воды в диспергатор.
Конструкция автоматического регулятора представлена на фиг.1, фиг.2. Она содержит два основных узла: регулятор (фиг.1) и электропневмоклапан (фиг.2).
Регулятор (фиг.1) состоит из следующих конструктивных элементов: 1 - канал подачи воздуха, связанный с тормозной системой автомобиля, 2 - канал подачи воздуха, сопрягаемый с электропневматическим клапаном (фиг.2), 3 - корпус, устанавливаемый на топливном насосе высокого давле200ТтеШ11
02М29/00
ния дизеля, 4 - возвратная пружина, 5 - элемент настройки, 6 - компенсирующее устройство, 7 - рейка ТНВД, 8 - впускной клапан.
Электропневмоклапан (фиг.2) состоит из следующих конструктивных элементов: 9 - электромагнит, 10 - возвратная пружина, 11 - диафрагма, 12 предохранительный клапан, 13 - клапан, 14 - канал подачи воды, 15 - корпус, 16 - шток, 17 - полость воздушного компонента, 18 - полость водного компонента.
Автоматический регулятор работает следующим образом. При запуске и остановке дизеля электропневматический клапан закрыт и идёт подача в двигатель чистого дизельного топлива. При повышении нагрузки дизеля перемещается рейка ТПВД 7. Она воздействует на компенсирующее устройство 6, которое в свою очередь воздействует на толкатель с впускным клапаном 8 подачи воздуха. При преодолении сопротивления возвратной пружины 4 клапан 8 открывается, и сжатый воздух поступает через канал 1 из тормозной системы в канал 2 для подачи в электропневматический клапан. Таким образом, сжатый воздух заполняет полость 17, и диафрагма 11, преодолевая сопротивление пружины 10, перемещает шток 16 и поднимает клапан 13. Одновременно вода, поступающая в полость 18, через приоткрытый клапан 13 поступает в диспергатор и далее в топливную систему дизеля.
При дальнейшем увеличении нагрузки, т.е. дальше перемещается рейка 7, всё больше открывается клапан 8. Давление сжатого воздуха, которое воздействует на диафрагму 11, увеличивается, заставляя больше открыться клапан 5, что в свою очередь увеличивает подачу водного компонента. Эффективность использования ВТЭ тем выше, чем больше нагрузка и число оборотов дизеля, т.е. количественное содержание воды в топливе переменно и зависит от нагрузки: чем больше нагрузка, тем больше воды в топливе. Это достигается данным конструктивным решением автоматического регулятора устройства приготовления и подачи ВТЭ дизеля автомобиля, где обеспечивается прямая связь между перемещением рейки ТНВД 7 и открытием клапана 13 подачи водного компонента.
При снижении нагрузки дизеля рейка ТПВД 7 возвращается в исходное положение и клапан 8 под действием возвратной пружины закрывается, прекращается доступ сжатого воздуха в Электропневмоклапан. Клапан 13 под действием пружины 10 закрывается, при этом прекращается подача воды в топливную систему дизеля.
За счет настройки элемента 5 (изменяя сопротивление возвратной пружины 4) можно подобрать любой режим работы дизеля на ВТЭ. Этот режим должен обеспечить преимущества ВТЭ как основного типа топлива.
Таким образом, воздействуя на клапан 13 подачи водного компонента за счёт сжатого воздуха с переменным давлением, зависящим от перемещения рейки ТПВД 7, мы получаем процесс автоматического регулирования процентного содержания водного компонента ВТЭ, что и обеспечивает решение поставленной задачи.
Такая конструкция может быть смонтирована непосредственно на двигателе, на топливном насосе высокого давления, например, на автомобиле КамАЗ-740 и может быть использована не только в стационарном, но и в мобильном варианте.
Любанский Б.П. «Разработка системподготовки ВТЭ.
Технический уровень ДВС. Тр. ЦНИДИ. Л., 1983. С. 177-180.
Гладков О.А., Лерман Е.Ю. «Создание малотоксичных дизелей речных
судов . Л.: «Судостроение. 1990.
Сафиуллин Р.Н. «Свидетельство на полезную модель.
Заявка №2000103781/20(003821). М., 2000.