СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕННОГО ЭЖЕКЦИОННОГО ВПРЫСКА ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА

Область техники, к которой относится полезная модель.
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам подачи газа в двигатель внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить мощность и управляемость двигателя, и может быть использовано для энергонасыщенных двигателей, с целью организации работы данных двигателей в газодизельном цикле.
Уровень техники
Известно устройство подачи природного газа с внешнем смесеобразованием в двигатель (см. пат. РФ №2291316, кл. F02M 21/02, опубл. 10.01.2007 г.).
Основным недостатком данного устройства является отсутствие возможности контроля за процессом подачи газообразного и дизельного топлива, а следовательно нестабильная работа при изменении нагрузок на двигатель.
Известна двухтопливная газовая система питания двигателя внутреннего сгорания транспортного средства (см. пат. на полезную модель РФ №6582, кл. F02D 19/06, опубл. 16.05.1998 г.).
Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности контроля за процессом подачи дизельного топлива, а следовательно нестабильная работа при изменении нагрузок на двигатель. Также к недостатку данной системы можно отнести отсутствие возможности передачи энергии газообразного топлива к образующейся газовоздушной смеси, что говорит о не полной эффективности использования газообразного топлива.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятой автором за прототип является газодизельная система трактора, содержащая воздушный фильтр с рукавом подачи воздуха, соединенным со смесителем, к последнему подсоединен рукав подачи смеси, который соединен с помощью впускной трубы с двигателем, газобаллонную установку, состоящую из газовых баллонов, укрепленных на задней полураме трактора, при этом к газовым баллонам последовательно присоединены с помощью трубопроводов: расходный вентиль, фильтр газовый, газовый редуктор высокого давления, электромагнитный газовый клапан, газовый редуктор низкого давления, газовый жиклер, шланг подачи газа, соединенный с дозатором газа, шланг подачи газа, соединенный со смесителем, электрическую цепь, соединенную с щитком предохранителей трактора, к которой присоединен включатель с цепью подачи напряжения питания, механизм ограничителя запальной дозы. Система снабжена блоком переключения режимов, генератором и электронным блоком электромеханического регулятора, при этом блок переключения режимов состоит из триггера, преобразователя частоты импульсов в напряжение, порогового детектора, логического устройства, контролирующего устройства и модуля питания, подключенного к цепи подачи напряжения питания и соединенного с "массой" трактора, на двигателе установлены датчик температуры, топливный насос высокого давления и генератор, на последнем установлен датчик оборотов, датчик температуры соединен с триггером, триггер - с логическим устройством, датчик оборотов - с упомянутым преобразователем и с "массой" трактора, преобразователь - с пороговым детектором, а пороговый детектор - с логическим устройством, которое с помощью цепи управления и питания соединено с электромагнитом механизма ограничителя запальной дозы, последний соединен с топливным насосом высокого давления, механизм ограничителя запальной дозы состоит из электромагнита ограничителя, планки и датчика положения, соединенного с контролирующим устройством, к которому подключена цепь управления электромагнитным газовым клапаном, электронный блок электромеханического регулятора состоит из генератора импульсов, широтно-импульсного модулятора, усилителя и модуля питания, подключенного к упомянутой цепи управления и питания и соединенного с "массой" трактора, на топливном насосе высокого давления установлены механический регулятор, рычаг регулятора, механизм ограничителя запальной дозы и датчик положения рычага регулятора, соединенный с широтно-импульсным модулятором, усилитель и дозатор газа соединены между собой посредством жгута управления, а наполнительный вентиль соединен с газобаллонной установкой и заправочным устройством, (см. пат. РФ №2308604, кл. F02B 43/00, опубл. 20.10.2007 г.)
Недостатком данной газодизельной системы является отсутствие возможности автоматического перевода циклов работы двигателя с дизельного на газодизельный и обратно и отсутствие возможности передачи энергии газообразного топлива к образующейся газовоздушной смеси, что говорит о не полной эффективности использования газообразного топлива.
Раскрытие полезной модели.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемой системы, сводится к полной автоматизации работы системы и наибольшей эффективности использования газообразного топлива. Для увеличения степени автоматизации в систему управления вводят устройство управления топливным насосом для работы при различных циклах, таких как газодизельный и дизельный цикл. Т.к. газодизельный цикл нашел широкое применение в связи с возможностью его использования на двигателе совместно с дизельным циклом то возможность автоматического переключения, например в случае нехватки газообразного топлива, между двумя видами циклов работы является актуальной задачей. Устройство управления топливным насосом крепится непосредственно на рейку топливного насоса высокого давления, и при помощи воздействия на эту рейку имеет возможность ограничивать подачу дизельного топлива, по сигналу из электронного блока управления, для перевода режима работы по газодизельному циклу. Для эффективности использования газообразного топлива на впускной коллектор двигателя устанавливаются устройства эжекционной подачи газообразного топлива, которые по сигналу из электронного блока управления имеют возможность управлять количеством подаваемого в цилиндры двигателя газообразного топлива, поступаемое в устройства эжекционной подачи из газового коллектора. Для улучшения качества газовоздушной смеси подаваемой в цилиндр двигателя, применен эффект эжекции, который позволяет передачу энергии от одного газообразного потока другому, в результате их турбулентного смешения. Применение данного эффекта позволяет повысить энергию потока газовоздушной смеси, что положительно скажется на наполнении цилиндра рабочей смесью, а следовательно на мощности и экономичности двигателя. Газовый коллектор, для обеспечения стабильности работы системы и сглаживания скачков давления выполнен в виде пневмоаккумулятора.
Осуществление полезной модели
Описание поясняется чертежом (Фиг.1). Система размещается на двигателе 1, который оснащен стандартным топливным насосом высокого давления 2, который имеет возможность подавать топливо в стандартные дизельные форсунки 3. Топливный насос высокого давления 2 оснащен стандартной топливной рейкой 4, которая позволяет изменять количество топлива подаваемого в двигатель 1. В топливный насос высокого давления 2 включено устройство управления циклами 5 и соединено с топливной рейкой насоса 4. Рядом с топливной рейкой насоса 4 расположен датчик положения 6 топливной рейки 4 насоса высокого давления 2 имеющий возможность вести контроль за работой двигателя 1 по дизельному или газодизельному циклу. Двигатель 1 оснащен датчиком частоты вращения коленчатого вала 7, расположенным на его корпусе. Для подачи газообразного топлива, на двигатель смонтирована система, состоящая из устройств эжекционной подачи газообразного топлива в двигатель 8, соединенных при помощи газовых рукавов 9, с газовым коллектором 10, с размещенными на нем датчиком температуры 11 и датчиком давления 12 газа. В газовый коллектор 10 имеет возможность поступать газ из газового баллона 13, для этого давление газа способно корректироваться в газовом редукторе 14. Для осуществления возможности обслуживания системы, она оборудована вентильной группой 15. Для необходимости контроля за подачей газообразного топлива система оборудована электронным блоком управления 16, который позволяет обрабатывать сигналы, получаемые с датчиков положения 6 топливной рейки 4, частоты вращения коленчатого вала 7, температуры 11 и давления 12 газа и формировать сигналы для устройства управления циклами 5 и устройств эжекционной подачи газообразного топлива в двигатель 8.