СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
SUPPLY SYSTEM OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINE

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системе питания двигателей внутреннего сгорания.
Из известных систем наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является система питания двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливный бак, топливный насос низкого давления, фильтр тонкой очитки топлива, топливный насос высокого давления, форсунки, топливопроводы, между топливным насосом низкого давления и фильтром тонкой очистки установлен теплообменный аппарат, подключенный к системе жидкостного охлаждения, а топливные насосы высокого и низкого давления соединены между собой дренажным трубопроводом (патент РФ №2305791, заявл. 10.04.2006, опубл. 10.04.2007, бюл. 25).
Недостатком этой системы питания является низкая эффективность работы системы при отрицательных температурах воздуха. В транспортных средствах топливный бак и фильтр-отстойник находятся на значительном расстоянии от двигателя, что не позволяет обеспечить подогрев элементов системы питания теплотой охлаждающего воздуха системы охлаждения. При движении транспортного средства обдув холодным воздухом элементов системы питания усугубляет данное обстоятельство. Вязкость топлива повышается, а при определенных обстоятельствах отмечается кристаллизация топлива. Это приводит к снижению качества очистки топлива в фильтре-отстойнике, прекращению подачи топлива и остановке двигателя. Данная система питания не обеспечивает пуск двигателя после длительной остановки при низкой температуре в случае значительного повышения вязкости топлива.
К недостаткам данной системы питания можно отнести и то, что при высокой вязкости топлива в месте забора из топливного бака затруднено движение топлива в заборном топливопроводе.
Использование в дизелях смеси, состоящей из двух видов топлива, одно из которых дизельное топливо, а второе - биотопливо (рапсовое, пальмовое, растительное и другие масла), приводит к повышению вязкости смеси и требует повышения температуры для снижения вязкости.
Задачей изобретения является повышение эффективности эксплуатации двигателя внутреннего сгорания при низких температурах окружающего воздуха и при работе двигателя на смесевых составах различных топлив, а также улучшение пусковых качеств двигателя.
Задача решается за счет того, что в системе питания двигателя внутреннего сгорания, содержащей топливный бак, топливный насос низкого давления, фильтр тонкой очистки топлива, топливный насос высокого давления, форсунки, топливопроводы, теплообменный аппарат, подключенный к системе жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания топливным насосом низкого давления и фильтром тонкой очитки, согласно изобретению теплообменный аппарат снабжен фильтром-отстойником, теплообменный аппарат включен в систему питания между топливным баком и топливным насосом низкого давления, система питания снабжена двухходовым краном, включенным между насосом низкого давления и фильтром тонкой очистки, при этом двухходовой кран соединен дополнительным топливопроводом с топливным насосом высокого давления; топливный насос высокого давления соединен с топливным баком дренажным топливопроводом, проходящим через теплообменный аппарат и выходящим в топливный бак в месте расположения заборной трубки; система питания снабжена дополнительным топливным баком с краном и топливопроводом, соединяющим дополнительный бак с всасывающей полостью топливного насоса низкого давления.
На фиг.1 изображена система питания двигателя внутреннего сгорания.
Система питания двигателя внутреннего сгорания содержит топливный бак 1, теплообменный аппарат 2, подключенный к системе жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, топливный насос низкого давления 3, помпу ручной прокачки топлива 4, фильтр тонкой очистки топлива 5, топливный насос высокого давления 6, топливопроводы высокого давления 7, форсунки 8, дренажный топливопровод 9 от форсунок 8, дренажный топливопровод 10 от насоса высокого давления 6, проходящий через теплообменный аппарат 2 в топливный бак 1, дополнительный топливный бак 11, перекрываемый краном 12, топливопровод 13, соединяющий кран 12 со всасывающей полостью топливного насоса низкого давления 3, двухходовой кран 14, топливопровод 15, соединяющий двухходовой кран 14 и топливный насос высокого давления 6, фильтр-отстойник 16, расположенный в теплообменном аппарате 2.
Заявленная схема системы питания работает следующим образом.
Топливо из топливного бака 1 по топливопроводу проходит через теплообменный аппарат 2 и фильтр-отстойник 16, поступает в топливный насос низкого давления 3. Проходя через теплообменный аппарат, топливо нагревается до температуры 50-60°C. В качестве теплоносителя в теплообменном аппарате используется теплоноситель системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Нагретое топливо в фильтре-отстойнике 16 очищается от крупных механических примесей и воды. За счет уменьшения плотности топлива осуществляется более качественное отделение этих примесей от топлива. Далее топливо топливным насосом низкого давления 3 перемещается через фильтр тонкой очистки 5, очищается от более мелких механических примесей и поступает в насос высокого давления 6. Затем по топливопроводам высокого давления 7 через форсунки 8 впрыскивается в цилиндры двигателя. Утечки топлива из форсунок 8 по дренажному топливопроводу 9 подаются в топливный бак 1 к месту расположения заборной трубки топливного бака системы питания, обеспечивая локальный подогрев топлива.
Излишки подогретого топлива из головки топливного насоса высокого давления 6 по дренажному топливопроводу 10 проходят через теплообменный аппарат 2, где дополнительно нагреваются и подаются в топливный бак к месту расположения заборной трубки топливного бака системы питания, обеспечивая дополнительный локальный подогрев топлива.
Такая организация движения подогретого топлива исключает охлаждение топлива в месте забора из бака и решает проблему истечения топлива из бака при низких температурах. Данная система питания обеспечивает понижение вязкости смесевого топлива в случае использования топлива, состоящего из смеси дизельного топлива и биотоплива.
При низких температурах воздуха и длительной стоянке транспортного средства, когда отмечается значительное повышение вязкости топлива в топливном баке и становится невозможным его течение по топливопроводу, особенно через фильтр тонкой очистки, пуск двигателя становится невозможным.
Предлагаемая система питания позволяет решить данную проблему следующим образом.
Для пуска двигателя в данных условиях в дополнительный топливный бак 11 заливается предварительно подогретое топливо, открывается кран 12, а двухходовой кран 14 устанавливается в положение, обеспечивающее движение топлива по топливопроводу 15, минуя фильтр тонкой очистки 5, в головку топливного насоса высокого давления 6. При помощи помпы ручной прокачки 4 подогретое топливо нагнетают в головку топливного насоса высокого давления 6. Подогретое топливо обеспечивает быстрый пуск двигателя. Двигатель может работать на запасе топлива в дополнительном топливном баке до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости в системе охлаждения не достигнет 40-50°C и обеспечит эффективную работу теплообменного аппарата.
После запуска двигателя при помощи крана 12 перекрывается поступление топлива из дополнительного бака, а двухходовой кран 14 устанавливают в положение, обеспечивающее прохождение топлива через фильтр тонкой очистки 5, и система питания продолжает работать в исходном положении.
При положительной температуре воздуха или когда отпадет необходимость в подогреве топлива, достаточно отключить поступление теплоносителя в теплообменник и система питания может работать по серийному варианту.
Таким образом, система питания обеспечивает оптимальную вязкость топлив при различных климатических условиях и обеспечивает быстрый пуск двигателя при низких температурах окружающего воздуха.