СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ПОДАЧИ ТОПЛИВНО-ВОДНОЙ СМЕСИ В ДВС

Полезная модель относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), в частности к устройствам для приготовления и подачи топливно-водной эмульсии в ДВС, оборудованные системами впрыска.
Использование воды в качестве компонента топлива позволяет улучшить экономические и экологические свойства двигателей при сохранении их мощностных показателей.
Известно устройство по патенту RU 2294448 МКИ7 F02M25/022 F02B47/02 опубл. 27.02.2007, которое включает емкость для чистого топлива, бензонасос, форсунки впрыска, регулятор давления, емкость для воды, подкачивающий насос для воды, смеситель, обратный топливопровод, которые являются признаками данного устройства, совпадающими с признаками заявляемой полезной модели, а также электромагнитный клапан, дозатор-распределитель, обратные клапаны, пусковую форсунку, дозатор воды, дозатор топлива, дозатор эмульсии, электрогидравлический клапан подачи воды, электрогидравлический клапан подачи эмульсии, датчик давления, топливопровод подачи эмульсии. Устройство позволяет получать топливно-водную смесь для ДВС, оборудованных системами впрыска, посредством эмульгирования воды и топлива в роторно-импульсном смесителе и подавать её в виде отдельного потока в топливовоздушную смесь. Недостатком этого устройства является значительное усложнение конструкции и невозможность оперативного изменения состава топливно-водной смеси в зависимости от режимов работы ДВС.
Наиболее близким по технической сущности является устройство по патенту RU 2382229 МПК F02M 25/022 (2006.01) опубл. 20.02.2010, которое принято в качестве прототипа заявленной разработки. Известная из прототипа система получения и подачи топливно-водной смеси также как и заявляемая полезная модель включает в себя топливоподающую ветвь и обратный топливопровод, емкость для чистого топлива, топливный насос, топливный фильтр, регулятор давления топлива, форсунки впрыска, расположенные на топливной рампе, водоподающую ветвь и обратный трубопровод, емкость для воды, насос подачи воды, фильтр для воды, регулятор давления воды, смеситель статического типа, а кроме того обратный топливный клапан и обратный клапан водоподающей ветви. При этом смеситель представляет собой топливную рампу с встроенным в нее каналом подачи воды, причем канал подачи воды располагается внутри топливной рампы, соединен с водоподающей ветвью и имеет отверстия напротив каждой форсунки, а внутренняя полость топливной рампы соединена с топливоподающей ветвью. Топливно-водная смесь подается через штатные форсунки впрыска системы топливоподачи ДВС, причем вода добавляется к топливу непосредственно на входе во впрыскивающую форсунку. Прототип позволяет улучшить экологические, экономические и мощностные показатели двигателей, оборудованных системами впрыска, без существенных изменений систем питания и без использования эмульгаторов. Недостатком прототипа является недостаточная в сравнении с электронно-управляемыми системами точность дозирования воды, а также возможность самопроизвольной остановки двигателя вследствие скопления воды в топливной рампе смесителя.
Технический результат полезной модели - повышение точности дозирования воды при получении топливно-водной смеси и исключение возможности скопления воды в топливной рампе смесителя при эксплуатации.
Сущность полезной модели заключается в том, что система для получения и подачи топливно-водной смеси в ДВС, состоит из бака для топлива, бака для воды, магистрали подачи топлива, включающей насос, фильтр, обратную линию и регулятор давления топлива, магистрали подачи воды, включающей насос, фильтр, обратную линию и регулятор давления воды, смесителя, включающего топливную рампу с форсунками впрыска топливно-водной смеси, причем внутренняя полость топливной рампы соединена с магистралью подачи топлива, в отличие от прототипа смеситель также включает в себя электромагнитные форсунки подачи воды, установленные таким образом, что сопло каждой форсунки подачи воды находится во внутренней полости топливной рампы и расположено напротив входа во всасывающую полость форсунки впрыска топливно-водной смеси, а всасывающие полости форсунок подачи воды соединены с магистралью подачи воды.
Данная конструкция позволяет получать топливно-водную смесь непосредственно перед впрыском и подавать ее в ДВС штатными форсунками, а также повысить точность дозирования воды при получении топливно-водной смеси и исключить возможность скопления воды в топливной рампе смесителя при эксплуатации.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом, на котором приведена схема системы для получения и подачи топливно-водной смеси в ДВС.
Предлагаемая система состоит из бака 1 для топлива, бака 2 для воды, магистрали 3 подачи топлива, включающей насос 4, фильтр 5, обратную линию 6 и регулятор 7 давления топлива, магистрали 8 подачи воды, включающей насос 9, фильтр 10, обратную линию 11 и регулятор 12 давления воды, смесителя, включающего топливную рампу 13 с форсунками 14 впрыска топливно-водной смеси, причем внутренняя полость 15 топливной рампы 13 соединена с магистралью 3 подачи топлива, смеситель также включает в себя электромагнитные форсунки 16 подачи воды, установленные таким образом, что сопло каждой форсунки 16 подачи воды находится во внутренней полости 15 топливной рампы 13 и расположено напротив входа во всасывающую полость форсунки 14 впрыска топливно-водной смеси, а всасывающие полости форсунок 16 подачи воды соединены с магистралью 8 подачи воды.
Предлагаемая система работает следующим образом. Топливо подается насосом 4 из бака 1 для топлива по магистрали 3 подачи топлива через фильтр 5 во внутреннюю полость 15 топливной рампы 13. Давление в магистрали 3 подачи топлива изменяется регулятором 7 давления топлива в зависимости от режимов работы двигателя или поддерживается постоянным, при этом излишки топлива возвращаются в бак 1 для топлива по обратной линии 6. Вода подается насосом 9 из бака 2 для воды по магистрали 8 подачи воды через фильтр 10 во всасывающие полости форсунок 16 подачи воды. Давление в магистрали 8 подачи воды изменяется регулятором 12 давления воды в зависимости от режимов работы двигателя или поддерживается постоянным, при этом излишки воды возвращаются в бак 2 для воды по обратной линии 11. При подаче управляющего импульса на электромагнитные форсунки 16 подачи воды происходит их открытие и за счет разности давлений вода из магистрали 8 подачи воды поступает через форсунки 16 подачи воды во всасывающие полости форсунок 14 впрыска топливно-водной смеси, механически смешивается с топливом, поступающим во всасывающие полости форсунок 14 впрыска топливно-водной смеси из внутренней полости 15 топливной рампы 13, образуя топливно-водную смесь, которая через форсунки 14 впрыска топливно-водной смеси впрыскивается в поток воздуха, поступающий в цилиндры ДВС. За счет применения электронно-управляемых элементов для подачи воды, расположенных таким образом, что топливно-водная смесь приготавливается непосредственно перед впрыском, достигается высокая точность дозирования компонентов топливно-водной смеси и исключается возможность скопления воды в топливной рампе смесителя при эксплуатации.
Таким образом, предлагаемая система позволяет улучшить экологические, экономические и мощностные показатели ДВС, обеспечить точное дозирование компонентов топливно-водной смеси по цилиндрам без значительного усложнения системы топливоподачи двигателя и без использования эмульгаторов путем получения топливно-водной смеси непосредственно перед впрыском и подачи ее в ДВС, а также исключить возможность самопроизвольной остановки двигателя вследствие скопления воды в топливной рампе смесителя.