ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ РАБОТАЮЩИЙ НА ГАЗООБРАЗНОМ ТОПЛИВЕ

Полезная модель относится к двигателестроению и может работать на двух видах топлива.
Известен дизельный двигатель с воспламенением от сжатия, включающий систему питания дизельным топливом и систему питания воздухом, состоящую из воздушного фильтра, воздухопроводов и впускного тракта. Дизельный двигатель работает по газодизельному циклу, когда газ с низким цетановым числом, не способный к самостоятельному воспламенению, подается вместе с запальной дозой дизельного топлива [Мамедова М.Д, Васильев Ю.Н, Транспортные двигатели на газе. - М, Машиностроение, 1994. - 224 с.
Недостатком известной конструкции является необходимость иметь постоянно два вида топлива, жидкое и газообразное. При этом если закончится жидкое топливо, на одном газообразном топливе двигатель работать не сможет, следует также отнести сложность конструкции топливной системы и сложность алгоритмов управления (на разных режимах работы необходимы разные соотношения жидкость/газ) и наличии больших концентраций токсичных веществ в отработавших газах двигателя.
Известен дизельный двигатель, включающий системы питания дизельным топливом, газом с регуляторами их количества и систему питания воздухом, состоящую из воздушного фильтра, воздухопроводов и впускного тракта, после воздушного фильтра в воздухопровод установлена смесительная камера с тремя входами и одним выходом, один из входов смесительной камеры содержит скруббер Вентури и сообщен с воздушным фильтром, а два других соединены с источниками газообразного топлива с низким цетановым числом (например метан) и с высоким цетановым числом (например диметилэфир) соответственно и содержат устройства для регулировки количества газообразных топлив, подаваемых в смесительную камеру, причем выходной конец скруббера Вентури расположен за двумя входами предназначенными для подачи газообразного топлива в смесительную камеру, при этом выход смесительной камеры сообщен с впускным трактом двигателя [РФ патент №2413854 МПК F02B 69/04, F02D 19/08, F02M 21/04, опуб. 10.03.2011 Бюл. №7, авторов Ерофеева М.Н., м др., Дизельный двигатель, работающий на газообразном топливе]
Недостатком данной конструкции является недостаточное управление подачей топлива на различных режимах работы и питания воздухом.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Технический результат достигается тем, что в дизельный двигатель дополнительно введены три дроссельных расходомера, которые установлены, первый - на воздухопроводе после воздушного фильтра, второй - после запорного клапана перед устройством для регулировки количества газообразного топлива с высоким цетановым числом, третий -после запорного клапана перед устройством для регулировки количества газообразного топлива с низким цетановым числом; три датчика давления, которые установлены, первый - на воздухопроводе после дроссельного расходомера, второй - после дроссельного расходомера перед устройством для регулировки количества газообразного топлива с высоким цетановым числом, третий - после дроссельного расходомера перед устройством для регулировки количества газообразного топлива с низким цетановым числом; три датчика температуры, которые установлены, первый - на воздухопроводе после дроссельного расходомера и датчика давления, второй - после дроссельного расходомера и датчика давления перед устройством для регулировки количества газообразного топлива с высоким цетановым числом, третий - после дроссельного расходомера и датчика давления перед устройством для регулировки количества газообразного топлива с низким цетановым числом; два запорных клапана, которые установлены, первый -после баллона с газом (например диметилэфир) с высоким цетановым числом, второй - после баллона с газом (например метан) с низким цетановым числом, и электронная система управления, последовательно соединенная и состоящая из микроконтроллера, блока управления, блока измерения и дисплейного модуля, причем все датчики измерения соединены с блоком измерения, а запорные клапаны и устройства для регулировки количества газообразных топлив соединены с блоком управления.
Дополнительное введение дроссельных расходомеров, датчиков давления, температуры, запорных клапанов и электронной системы управления, состоящая из микроконтроллера, блока управления, блока измерения и дисплейного модуля позволяет достичь оптимизации управления дизельным двигателем на различных режимах работы.
На фиг представлена принципиальная схема дизельного двигателя работающего на газообразном топливе.
Дизельный двигатель состоит: из воздушного фильтра 1; устройства для регулировки количества газообразных топлив 2; устройства для регулировки количества газообразных топлив 3; скруббера Вентури 4; баллона газа с высоким цетановым числом (диметилэфир) 5; баллона газа с низким цетановым числом (метан) 6; дизельного двигателя 7; смесительной камеры 8; впускного тракта 9; воздухопровода 10; дроссельного расходомера 11; датчика давления 12; датчика температуры 13; дроссельного расходомера 14; датчика давления 15; датчика температуры 16; дроссельного расходомера 17; датчика давления 18; датчика температуры 19; запорного клапана 20; запорного клапана 21; микроконтроллера 22; блока управления 23; блока измерения 24; дисплейного модуля 25.
Дизельный двигатель работает следующим образом.
От микроконтроллера 22 подается сигнал в блок управления 23, который подает команду на открытие запорного клапана 20 и устройства 2 для регулировки количества газообразных топлив, газ с высоким цетановым числом (например диметилэфир) из баллона 5, проходя через дроссельный расходомер 14, поступает в смесительную камеру 8, происходит запуск дизельного двигателя 7 и его работа на холостом ходу. Для перехода на нагрузочные режимы работы, микроконтроллер 22, подает сигнал в блок управления 23, который подает команду на открытие запорного клапана 21 и устройства 3 для регулировки количества газообразных топлив, газ (метан) с низким цетановым числом из баллона 6, проходя через дроссельный расходомер 17, поступает в смесительную камеру 8, где достигается оптимальное цетановое число смеси газов, при этом очищенный в воздушном фильтре 1 воздух проходя по воздухопроводу 10, дроссельному расходомеру 11 попадает в смесительную камеру 8 через скуббер Вентури 4, что обеспечивает турбулизацию и хорошее перемешивание газов с воздухом в смесительной камере 8 которая соединена с впускным трактом 9 на различных режимах работы дизельного двигателя 7. Для регулирования режимов работы дизельного двигателя 7, от микроконтроллера 22 подаются команды в блок управления 23, а для диагностики и контроля параметров режимов работы сигналы от дроссельных расходомеров 11, 14, 17, датчиков давления 12, 15, 18 и датчиков температуры 13, 16, 19 поступают в блок измерения 24, который их обрабатывает и выдает на дисплейный модуль 25. Предлагаемое техническое решение оптимизации двигателя позволяет:
повысить точность управления дизельным двигателем на 2-5%;
повысить экологичность на 15-20%, т.к. при работе на газообразном топливе снижается эмиссия оксидов азота на 5-7% и на 7-12% исключается эмиссия твердых частиц.