СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
INTERNAL COMBUSTION ENGINE POWER SYSTEM

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к системам питания двигателей внутреннего сгорания автотракторных средств, работающих на двух топливах или на их смеси.
Известна система питания двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливный бак, фильтр очистки топлива, топливный насос низкого давления, теплообменный аппарат, подключенный к системе жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, топливный насос высокого давления, форсунку [Пат. РФ 2305791, МПК F02M 31/16. Опубл. 10.09.2007].
Недостатком системы является низкая эффективность при отрицательной температуре топлива (смеси двух топлив) в период прогрева двигателя.
Также известна система подачи жидкого и газообразного топлива в газодизель, содержащая топливный насос высокого давления, двухканальную форсунку, источники дизельного топлива и сжиженного газа с линиями подвода, дозатор дизельного и газообразного топлива, включающий основной плунжер с упором и дополнительный [Пат. РФ 2338920, F02M 43/00. Опубл. 20.11.2008, прототип].
Недостатком системы является то, что она эффективно работает на топливах с низкой вязкостью (сжиженном газообразном топливе), при использовании топлив с большой вязкостью (например, альтернативных на основе рапсового масла) эффективность снижается.
Технический результат изобретения - повышение эффективности системы питания двигателя внутреннего сгорания, работающего на двух видах топлива, путем адаптации системы питания.
Указанный технический результат достигается тем, что в отличие от прототипа система питания двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливный насос высокого давления, двухканальную форсунку, источники дизельного и альтернативного топлива с линиями подвода, дозатор дизельного и альтернативного топлива, включающий основной и дополнительный плунжеры, образующие три полости, канал, соединяющий топливный насос высокого давления с верхней полостью дозатора, снабжен нагнетательным клапаном двойного действия, каналы, соединяющие среднюю и нижнюю полости дозатора с двухканальной форсункой, снабжены обратными клапанами объемного действия, средняя и нижняя полости соединены соответственно с линиями подвода альтернативного и дизельного топлива, притом на линии между источником альтернативного топлива и дозатором установлен теплообменник, а плунжеры дозатора подпружинены и установлены с возможностью перемещения как относительно корпуса, так и относительно друг друга.
На фиг.1 представлена система подачи основного и альтернативного топлива в двигатель. На фиг.2 показано положение плунжеров дозатора при работе двигателя на дизельном топливе (когда вязкость альтернативного топлива высокая). На фиг.3 показано положение плунжеров дозатора при работе прогретого двигателя (когда вязкости дизельного и альтернативного топлив примерно одинаковы).
Система питания двигателя внутреннего сгорания содержит (фиг.1) линию низкого давления, топливный бак 1 дизельного топлива, подкачивающий насос 2, фильтр 3 и секцию топливного насоса высокого давления (ТНВД) 5 с плунжером 4. На выходе из секции ТНВД 5 установлен нагнетательный клапан двойного действия 6 с клапанами 8 и 10, прижатыми друг к другу пружинами 7 и 9. Топливный бак с альтернативным топливом 20 соединен трубопроводом через насос 21, фильтр 22 и теплообменник 23 с дозатором 12. На линиях между двухканальной форсункой 24 с полостью 26, секцией ТНВД 5 и теплообменником 23 установлен дозатор 12 дизельного и альтернативного топлива. Дозатор 12 включает основной плунжер 14 и дополнительный 13. Плунжеры 13 и 14 удерживаются в верхнем положении пружинами 15 и 25 соответственно. Корпус дозатора с плунжерами образуют три полости A, B и C, канал 11, соединяющий ТНВД с верхней полостью A дозатора, снабжен нагнетательным клапаном двойного действия 6, каналы, соединяющие среднюю B и нижнюю C полости дозатора 12 с двухканальной форсункой 24, снабжены обратными клапанами объемного действия 17 и 18, средняя B и нижняя C полости соединены соответственно с линиями подвода альтернативного топлива 19 и дизельного топлива 16.
Система работает следующим образом.
При работе двигателя внутреннего сгорания с низкой температурой топлив в период прогрева, когда вязкость альтернативного топлива (например, на основе рапсового масла) значительно выше, чем дизельного топлива, подкачивающий насос 2 нагнетает топливо в секцию ТНВД 5 и в полость C дозатора 12. Плунжер 4 ТНВД подает порцию дизельного топлива через нагнетательный клапан 6 двойного действия, при этом оба клапана 8 и 10, прижатые друг к другу пружинами 7 и 9, поднимаются и пропускают топливо в полость A дозатора. Под давлением плунжер 14 дозатора 12 перемещается вниз (фиг.2), сжимая пружину 25, плунжер 13 удерживается пружиной 15 и противодавлением со стороны полости B, заполненной более вязким альтернативным топливом, а дизельное топливо из полости C под давлением поступает в полость 26 двухканальной форсунки 24, отрывает иглу от седла распылителя и впрыскивается в камеру сгорания.
После отсечки и посадки клапанов 17 и 10 на седла обратный клапан 8 под давлением топлива в полости A открывается и перепускает часть топлива в надплунжерную полость D. Это обеспечивает устранение возможных подвпрыскиваний и заданное остаточное давление в полости A и линии высокого давления. При этом плунжеры 13 и 14 под действием пружины 15 поднимаются вверх.
При прогреве двигателя внутреннего сгорания доля подачи альтернативного топлива увеличивается по мере прогрева топлива и замещает дизельное топливо. Это достигается тем, что давление, развиваемое секцией ТНВД 5, воздействует на плунжеры 13 и 14, перемещая их вниз (фиг.3), при этом, по мере снижения вязкости альтернативного топлива, увеличивается ход плунжера 13 и уменьшается ход плунжера 14 за счет изменения противодавления. Величина и продолжительность впрыска зависят от порции топлива, поданной ТНВД в полость A.
Таким образом, описанный вариант системы питания позволяет обеспечить работу двигателя на дизельном и альтернативном топливе, обеспечивает благоприятную последовательность ввода разных топлив в камеру сгорания при прогреве, автоматически согласовывает количество подаваемого топлива с режимом работы двигателя за счет штатного регулятора частоты вращения, в результате чего повышается эффективность работы системы питания двигателя внутреннего сгорания.
Система питания двигателя внутреннего сгорания служит для обеспечения оптимальных вязкостных свойств топлива, улучшения пусковых качеств двигателя и может быть легко реализована в машиностроении.