Система регулирования смесевого топлива дизеля
DIESEL MIXED FUEL CONTROL SYSTEM

Система регулирования смесевого топлива дизеля относится к области машиностроения преимущественно двигателестроения, в частности к топливным системам двигателей внутреннего сгорания. Изобретение может быть использовано для одновременного регулирования количества и состава смесевого топлива в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов работы дизеля.
Известны системы регулирования дизеля, содержащие центробежный датчик с подвижной муфтой, главный рычаг, установленный с возможностью взаимодействия с подвижной муфтой, рычаг управления, связанный через пружину с главным рычагом, орган дозирования топлива [Белявцев А.В., Процеров А.С. Топливная аппаратура автотракторных дизелей. М.: Росагропромиздат, 1988. - 224 с., ил.].
Недостатком указанных систем является отсутствие возможности сохранения установленного заводом-изготовителем закона ввода теплоты в цилиндры дизеля на всех его скоростных и нагрузочных режимах при работе на смесевых топливах и топливах с иной, чем у дизельного топлива теплотой сгорания и, следовательно, ухудшение мощностных, экономических и показателей долговечности дизеля.
Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является система регулирования многотопливного дизеля [Патент на изобретение RU 2044908 C1. Система регулирования многотопливного дизеля // Болотов А.К., Плотников С.А. МПК F02D 1/04, F02D 1/10. Заявка № 93003805/06 от 25.01.1993, опубл.: 27.09.1995], содержащая центробежный датчик с подвижной муфтой, главный рычаг, установленный с возможностью взаимодействия с подвижной муфтой, рычаг управления, связанный через пружину с главным рычагом, орган дозирования топлива, соединенный с главным рычагом через вильчатый рычаг, и промежуточные тяги, смеситель-дозатор основного и дополнительного топлива, включающий корпус, каналы подвода основного и дополнительного топлив, смесительную камеру с каналом отвода смесевого топлива, стенку с отверстиями, смеситель лопастного типа с валом в камере отвода смесевого топлива, рабочий вал, установленный с возможностью поворота, на внутреннем конце которого со стороны камеры отвода смесевого топлива жестко закреплен диск с прорезями прижатый к стенке, выполненный по окружности, причем их ширина изменяется в радиальном сечении, а на внешнем конце также жестко закреплен рычаг привода, конец которого двуплечим рычагом связан со свободным концом главного рычага.
Недостатком указанной системы является невозможность одновременного регулирования количества и состава смесевого топлива, подаваемого в цилиндры дизеля в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов работы и, следовательно, снижения мощностных, экономических и показателей долговечности дизеля.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является обеспечение сохранения установленного заводом-изготовителем закона ввода теплоты в цилиндры при одновременном регулировании состава и количества смесевого топлива в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов работы дизеля и, следовательно, сохранение заданных показателей: мощности и долговечности дизеля.
Технический результат достигается тем, что в системе регулирования смесевого топлива дизеля, содержащей центробежный датчик с подвижной муфтой, главный рычаг, установленный с возможностью взаимодействия с подвижной муфтой, рычаг управления, связанный через пружину с главным рычагом, орган дозирования топлива, соединенный с главным рычагом через вильчатый рычаг, и промежуточные тяги, смеситель-дозатор основного и дополнительного топлива, включающий корпус, каналы подвода основного и дополнительного топлив, смесительную камеру с каналом отвода смесевого топлива, стенку с отверстиями, смеситель лопастного типа с валом в камере отвода смесевого топлива, рабочий вал, установленный с возможностью поворота, на внутреннем конце которого со стороны камеры отвода смесевого топлива жестко закреплен диск с прорезями прижатый к стенке, выполненный по окружности, причем их ширина изменяется в радиальном сечении, а на внешнем конце также жестко закреплен рычаг привода, конец которого двуплечим рычагом связан со свободным концом главного рычага,
на вильчатом рычаге выполнен паз для возможности свободного перемещения по нему шарнирного конца промежуточной тяги, который при помощи дополнительной пружины соединён с шарнирным концом главного рычага, причём рычаг привода через двуплечий рычаг связан с шарнирным концом главного рычага.
Преимущества предлагаемой системы регулирования обуславливаются следующими обстоятельствами. Дело в том, что для нормальной работы дизеля желательно различное соотношение основного и дополнительного топлива в смесевом топливе при больших подачах (в режиме перегрузки) и малых подачах (в режиме холостого хода), а также в зависимости от состава различное его количество, подаваемое в цилиндры дизеля с целью компенсации снижения количества вносимой с этим топливом теплоты [Плотников С.А. Модернизация элементов и систем регулирования дизеля для работы с применением метанола. /Инженерное обеспечение биоагротехнических систем. Вып. 6. - Плоцк, 2007. - С. 101-111]. Указанное обстоятельство объясняется различными значениями удельной низшей расчётной теплоты сгорания основного и дополнительного топлив.
В случае пониженных значений удельной расчётной теплоты сгорания дополнительного топлива, что наиболее вероятно, работа дизеля при больших подачах (в режиме перегрузки) во всём скоростном диапазоне (по внешней скоростной характеристике) на том же самом соотношении основного и дополнительного топлив, что и при других нагрузочных и скоростных режимах работы будет сопровождаться снижением мощности, экономичности и долговечности дизеля. Работа же дизеля при малых подачах, с малой нагрузкой (в режиме минимального или максимального холостого хода) по частичным скоростным характеристикам будет приводить к значительной экономии основного топлива, что в свою очередь, является несомненным преимуществом.
В итоге при возможности одновременного регулирования как количества, так и состава смесевого топлива, подаваемого в цилиндры дизеля в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов работы, позволит обеспечить сохранение установленного заводом-изготовителем закона ввода теплоты в цилиндры и, следовательно, сохранить заданные мощностные, экономические и показатели долговечности дизеля.
На фигуре 1 показана схема предлагаемой системы регулирования многотопливного дизеля, на фигуре 2 отдельно приведена смесительная камера 13.
Система регулирования смесевого топлива дизеля содержит центробежный датчик 1 с подвижной муфтой 2, главный рычаг 3, рычаг управления 4, связанный через пружину 5 с главным рычагом, орган дозирования топлива 6, соединенный с главным рычагом через вильчатый рычаг 7 с пазом и промежуточные тяги 8, смеситель-дозатор основного и дополнительного топлива 9, включающий корпус 10, каналы подвода основного 11 и дополнительного 12 топлив, смесительную камеру 13 с каналом отвода смесевого топлива 14, стенку 15 с отверстиями, смеситель лопастного типа 16 с валом, рабочий вал 17, на внутреннем конце которого закреплен диск 18 с прорезями, а на внешнем конце закреплен рычаг привода 19, двуплечим рычагом 20 связанный с шарнирным концом рычага управления 4, а также дополнительной пружины 21 соединяющей вильчатый рычаг 7 с шарнирным концом рычага управления 4.
Система регулирования многотопливного дизеля работает следующим образом.
В зависимости от скоростного и нагрузочного режима работы дизеля и положения рычага управления 4 центробежный датчик 1 с подвижной муфтой 2 устанавливают главный рычаг 3 в положение динамического равновесия усилия пружины 5 и усилия центробежного датчика 1. Главный рычаг 3 через вильчатый рычаг с пазом 7 и промежуточную тягу 8 в зависимости от положения рычага управления 4 при помощи дополнительной пружины 21 динамически устанавливают кинематическое соотношение между промежуточными тягами 8 в зависимости от положения рычага управления тем самым обеспечивая автоматическую коррекцию величину подачи смесевого топлива органом дозирования 6. При этом рычаг управления 4 через шарнирный конец при помощи двуплечего рычага 20 перемещает рычаг привода 19 в смесителе-дозаторе 9, заставляя поворачиваться рабочий вал 17 с закрепленным на нем диском 18 с прорезями. Диск 18 с прорезями, поворачиваясь, изменяет проходные сечения отверстий в стенке 15 корпуса, тем самым изменяется объемное количество поступающего в смеситель-дозатор через каналы 11 и 12 основного и дополнительного топлива. В результате перемещение главного рычага 3 в зависимости от положения рычага управления 4 осуществляется одновременное регулирование и количества и состава смесевого топлива на всех скоростных и нагрузочных режимах работы дизеля.
Промышленная применимость данной системы заключается в возможности обеспечения одновременного регулирования состава и количества смесевого топлива подаваемого в цилиндры дизеля при помощи вильчатого рычага, в котором выполнен паз для возможности свободного перемещения по нему шарнирного конца промежуточной тяги, и дополнительной пружины, соединённой с шарнирным концом главного рычага, а также двуплечего рычага, связанного с шарнирным концом главного рычага. Дизельный двигатель, в котором применена данная система регулирования смесевого топлива конструктивно значительно не отличается от серийных дизельных двигателей, поэтому при конструктивных доработках, связанных с установкой дополнительной пружины и двуплечего рычага связанных с шарнирным концом главного рычага, может быть промышленно применена во всех конструкциях дизельных двигателей с использованием любых углеводородных топлив.