Спосіб подачі в циліндри дизельного двигуна рідкого біопалива

Реферат: Назва винаходу: Спосіб подачі в циліндри дизельного двигуна рідкого біопалива. Галузь застосування: сільськогосподарське машинобудування. Суть винаходу: перед змішуванням повітря з біопаливом для подальшої подачі даної суміші в циліндри двигуна біопаливо підігрівається у поплавцевій камері карбюратора до температури 50-60 ºC. Технічний результат - підвищення ефективності використання рідкого біопалива у дизельних двигунах внутрішнього згоряння та поліпшення техніко-економічних показників їх роботи. UA 107537 C2 (12) UA 107537 C2 UA 107537 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі машинобудування і може бути використаний у системах живлення двигунів внутрішнього згоряння, переважно дизелів. Відомий спосіб подачі біопалива в циліндри двигуна, який включає змішування біопалива з традиційним дизельним пальним і одержану суміш подають в циліндри двигуна його системою живлення (A.M. Огурлиев, З.А. Огурлиев. Использование биотоплива в сельскохозяйственной энергетике. // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2001. - № 2. - С. 22). Попередньо змішані складові (біопаливо та дизельне пальне) заправляють в паливний бак, звідки через систему живлення таку суміш форсункою впорскують у циліндри двигуна, яка, змішуючись з повітрям, утворює робочу суміш, яка самозагоряється. Недоліком такого способу подачі біопалива в циліндри двигуна є недостатньо повне змішування його з дизельним пальним, а, також, при відносно нетривалому зберіганні складові такої суміші розмежовуються і утворюються шари дизельного пального і біопалива. Особливо це характерно для сільськогосподарської техніки, яка працює з періодичними простоями. Робота двигуна на такому паливі супроводжується перебоями та зниженням його потужності. Відомий спосіб подачі в циліндри двигуна біопалива (соняшникового метилового ефіру) в суміші з дизельним пальним, змішування яких починають у підкачувальному паливному насосі і в подальшому в змішаному, таким чином, вигляді цю суміш через елементи системи живлення (паливний насос високого тиску, форсунки) спрямовують в циліндри двигуна (В. Надійко, В. Дідур. Вплив біодизеля на експлуатаційні показники роботи МТА. // Техніка АПК. - 2008. - № 1. С. 27). Головним недоліком цього способу, як і попереднього, є низька якість змішування як біопалива з дизельним пальним, так і їх суміші з повітрям, що надходить в циліндри двигуна і, як наслідок, неповне згоряння утвореної робочої суміші і зниження коефіцієнта корисної дії двигуна. Крім того, біопаливо має в своєму складі залишки компонентів, що використовуються за технологією його виготовлення, які негативно впливають на надійність складнів і деталей системи живлення двигуна, з якими контактує біопаливо, особливо це стосується паливних фільтрів, паливопроводів, паливних насосів та форсунок. Тому виникають часті відмови двигуна внаслідок забивання фільтрів, зависання плунжерних пар та закоксовування форсунок. Відомий також спосіб подачі в циліндри двигуна біопалива, який включає приготування в карбюраторі суміші біопалива з повітрям і подачу його в циліндри двигуна через повітряну систему (патент № 101749, Україна, МПК F02 49/00). Цей спосіб є найбільш близьким аналогом і прийнятий за прототип. Завдяки тому, що носієм біопалива за цим способом є повітря, що надходить в циліндри двигуна, а не дизельне пальне, недоліки попередніх способів щодо негативного впливу на надійність складових системи живлення двигуна виключені. Крім того, поліпшується якість змішування біопалива з повітрям і, як наслідок, підвищується повнота його згоряння. Недоліком цього способу є залежність якості змішування біопалива з повітрям від температури навколишнього середовища. Причина в тому, що біопаливо при зниженні температури загусає, тобто його в'язкість підвищується і тому якість його змішування з повітрям суттєво погіршується, що негативно впливає на повноту його згоряння. Задачею запропонованого винаходу є спосіб подачі в циліндри дизельного двигуна рідкого біопалива, в якому шляхом його підігріву покращується змішування біопалива з повітрям, і, як наслідок, підвищується повнота його згоряння, в результаті чого поліпшуються технікоекономічні показники роботи двигуна. Указана задача вирішується завдяки тому, що під час підготовки суміші у карбюраторі з рідкого біопалива і повітря, яку подають в циліндри двигуна, а потім паливним насосом в ці циліндри впорскують дизельне пальне, відповідно до винаходу, перед змішуванням з повітрям біопаливо підігрівають в поплавцевій камері карбюратора до температури 50-60 ºC. Завдяки цьому біопаливо, підігріте в поплавцевій камері карбюратора, якісно розпилюється, інтенсивно змішуючись з повітрям, засмоктується у вигляді суміші в циліндри двигуна частково випаровуючись, а під час стискання цієї суміші в циліндрах двигуна вона швидко нагрівається і біопаливо інтенсивно довипаровується. Тому в момент впорскування дизельного пального в циліндрах знаходиться якісна суміш біопалива з повітрям, яка повністю згоряє разом з дизельним пальним, впорскнутим форсункою. На кресленнях показана схема пристрою для реалізації даного способу, де: фіг 1 - схема системи живлення двигуна, яка дозволяє реалізувати запропонований даним винаходом спосіб 1 UA 107537 C2 5 10 15 20 25 подачі в циліндри біопалива; на фіг. 2 наведена схема карбюратора для підігрівання і змішування біопалива з повітрям. Для подачі в циліндри двигуна дизельного пального використовується традиційна система живлення, до складу якої входять паливний бак 1, фільтри грубого 2 та тонкого 3 очищення пального, паливопідкачувальний насос 4, паливний насос високого тиску 5, перепускний клапан 6, форсунки 7, повітропровід 8, повітроочисник 9, паливопроводи високого тиску 10, трубка зливання палива 11 із форсунок та паливопроводи низького тиску 12, 13, 14, 15. Для подачі біопалива в циліндри двигуна встановлений додатковий бак 16 для біопалива, який патрубком 17 з'єднаний з карбюратором 18, встановленим біля повітропроводу 8. Карбюратор 18 містить поплавцеву камеру 19, в якій розміщений поплавок 20 з запірною голкою 21, кінець якої входить в гніздо 22, з котрим з'єднаний патрубок 17, що дає можливість підтримувати заданий рівень біопалива 23 в камері 19. В повітропроводі встановлений конфузор 24, в якому розміщений розпилювач 25, котрий патрубком 26 через жиклер 27 сполучений з поплавцевою камерою 19. Для підтримання в камері 19 такого ж тиску, як в повітропроводі 8, вона через патрубок 28 з'єднана з повітропроводом 8. Для нагріву біопалива в поплавцевій камері карбюратора встановлений елемент нагріву біопалива 29, який має живлення від бортової електромережі енергетичного засобу (трактора чи сільськогосподарської машини) через контакти 30. Приклад реалізації способу подачі в циліндри дизельного двигуна рідкого біопалива. При реалізації способу подачі в циліндри дизельного двигуна рідкого біопалива в поплавцеву камеру карбюратора подають біопаливо і електричним нагрівачем підігрівають його до температури 50-60 ºC, а підігріте біопаливо в конфузові карбюратора змішують з повітрям і повітробіопаливну суміш подають в циліндри двигуна, а потім паливним насосом в ці ж циліндри впорскують дизельне пальне. Завдяки нагріву біопалива підвищується якість його змішування з повітрям в холодну пору року і, як наслідок, покращується згоряння суміші та поліпшуються техніко-економічні показники роботи двигуна. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 Спосіб подачі в циліндри дизельного двигуна рідкого біопалива, при якому в карбюраторі готують суміш рідкого біопалива і повітря, яку подають в циліндри двигуна, а потім паливним насосом в ці циліндри впорскують дизельне пальне, який відрізняється тим, що перед змішуванням з повітрям біопаливо підігрівають в поплавцевій камері карбюратора до температури 50-60 °C. 2 UA 107537 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3