Система живлення багатопаливного двигуна

Реферат: Винахід належить до систем живлення багатопаливних двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ) з запаленням палива від теплоти стиснутого повітря. Система живлення містить паливний бак, фільтр грубої очистки палива, фільтр тонкої очистки палива, паливопідкачувальний насос низького тиску, паливний насос високого тиску, форсунки, паливопроводи низького та високого тиску. У впускний канал подачі палива в паливний насос встановлено робочий елемент диференціального датчика температури палива, яке подається в надплунжерний простір, вільний елемент якого розміщений в паливному баку. Також містить робочий елемент диференціального датчика температури електрично зв'язаний з електронним блоком керування, виконавчий механізм (кроковий двигун) електрично зв'язаний з підсилювачем, механічно зв'язаний з краном. Кран керує відкриттям каналів подачі підігрітої охолоджуючої рідини із системи охолодження двигуна у підігрівач палива, яке подається в паливний насос високого тиску. Кроковий двигун електрично з'єднаний з перемикачем виду використовуваного палива, який у свою чергу, електрично зв'язаний з регулятором подачі напруги в кроковий двигун. UA 114871 C2 (12) UA 114871 C2 UA 114871 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до двигунобудування, зокрема до систем живлення багатопаливних двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ) з запаленням палива від теплоти стиснутого повітря, в якому можуть застосовуватися штатні дизельні палива, біодизельне паливо, та їх суміші. Кожне із вищевказаних палив має різні фізико-хімічні характеристики (кінематичну в'язкість, густину, поверхневий натяг та інше), від яких залежить якість розпилювання палива та ефективність його згорання. Відомі системи живлення, що забезпечують роботу дизелів на штатному та легких паливах, включаючи бензин та етанол, які використовують на багатопаливних двигунах спеціального призначення. Відмінність фізико-хімічних (в'язкісно-температурних) властивостей різних палив для багатопаливних двигунів призводить до зменшення циклової подачі менш в'язких палив і як наслідок до зниження потужності двигуна. Робота аналога багатопаливної системи живлення відбувається аналогічно роботи звичайної штатної системи живлення дизеля, яка дозволяє використання легких палив, зокрема бензину та етанолу. Для компенсації зміни циклової подачі та потужності багатопаливного дизеля при переході на легкі палива в паливний насос високого тиску встановлюють багатопозиційний упор рейки номінальної подачі палива з механічним чи автоматичним перемикачем в залежності від виду використовуваного палива, які забезпечують підтримання приблизно сталої потужності двигуна при роботі на різних видах палива [1]. Недоліками таких систем є те, що вони використовуються в багатопаливних двигунах спеціального призначення у випадках виникнення нештатних (аварійних) ситуацій. Довготривала робота не на штатному паливі знижує його моторесурс майже в 10 разів. За найближчий аналог прийнято систему живлення багатопаливних судових двигунів, в яких передбачено використання штатних та важких палив. В цьому випадку суттєву зміну в процес паливоподачі вносить висока в'язкість важких палив. Для зменшення впливу в'язкості палива на показники якості розпилювання, прокачування, та інші показники, використовують підігрів палива [1, 2]. Система живлення багатопаливного двигуна внутрішнього згорання складається з паливного баку, фільтра грубої очистки палива, фільтра тонкої очистки палива, паливопідкачувального насосу низького тиску, паливного насосу високого тиску, форсунок, паливопроводів низького тиску та паливопроводів високого тиску. Недоліком найближчого аналога є те, що система підігріву палива енергозатратна, крім того, робота такої системи живлення орієнтована на штатне дизельне чи важке паливо (мазут). Задачею винаходу є розширення меж використання біопалив з різними фізико-хімічними властивостями (штатне, біодизельне та їх суміші) з мінімально можливими відхиленнями потужнісних, паливно-економічних та екологічних показників двигуна, шляхом оптимізації в'язкісно-температурних показників палив. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що в систему живлення багатопаливного двигуна внутрішнього згорання, а саме - у впускний канал подачі палива паливного насосу встановлено робочий елемент диференціального датчика температури палива, яке подається в надплунжерний простір, вільний елемент якого розміщений в паливному баку. Робочий елемент диференціального датчика температури електрично зв'язаний з електронним блоком керування, виконавчий механізм (кроковий двигун) електрично зв'язаний з підсилювачем, механічно зв'язаний краном, що керує відкриттям каналів подачі підігрітої охолоджуючої рідини із системи охолодження двигуна (на кресленні не показано) у підігрівач палива, яке подається в паливний насос високого тиску. Кроковий двигун електрично з'єднаний з перемикачем виду використовуваного палива, який, у свою чергу, електрично зв'язаний з регулятором подачі напруги в кроковий двигун. Система живлення (креслення) складається з паливного баку 1, фільтра грубої очистки палива 2, фільтра тонкої очистки палива 3, паливопідкачувального насоса низького тиску 4, паливного насоса високого тиску 5, форсунок 6, диференціального датчика температури палива 7, підігрівача палива (теплообмінника, який складається з паливної порожнини та порожнини крізь яку проходить підігріта охолоджуюча рідина) 8, паливопроводів низького тиску 9 та паливопроводів високого тиску 10, регульованого крану 11, який подає охолоджену рідину в підігрівач 8, та золотника 12, який регулює кількість підігрітої охолодженої рідини, шаговий двигун 13, валу 14, який жорстко закріплений до золотника 12, кроковий двигун 13, який електрично зв'язаний через підсилювач напруги 15 з електронним блоком 16 регулятора напруги, перемикача типу використовуваного палива 17, який електрично зв'язаний з електронним блоком 16 регулятора напруги. 1 UA 114871 C2 5 10 15 20 Система живлення працює наступним чином. Перед пуском двигуна водій встановлює перемикач типу використовуваного палива 17 на відповідне паливо. Паливо із паливного бака 1 за допомогою підкачуючого насоса 4 через фільтр грубої очистки палива 2 і фільтр тонкої очистки палива З і підігрівач палива 8 надходить до головки паливного насосу високого тиску 5. Температура палива, що поступає в головку паливного високого тиску, 5 контролюється диференціальним датчиком температури палива 7. Відомо, що чим більше в сумішевих паливах метилових ефірів жирних кислот, тим вища кінематична в'язкість сумішевих палив, тому необхідний регульований підігрів палива, яке надходить в паливний насос високого тиску (ПНВТ). Зменшення кінематичної в'язкості використовуваного палива досягається збільшенням величини додаткового підігріву палива. Зміну величини підігріву палива, яке надходить до паливного насосу високого тиску, 5 відбувається зміною кількості надходження підігрітої охолоджуючої рідини з блоку охолодження двигуна за допомогою регулювального крану 11 золотникового елементу 12, який жорстко з'єднаний з валом 14 крокового двигуна 13, від положення яких залежить кількість підігрітої рідини, яка надходить до підігрівача палива 8. Диференціальний датчик температури палива 7 корегує величину додаткового регульованого підігріву палива в залежності від температури навколишнього середовища, тобто від температури палива, яке знаходиться в паливному баку 1. Перемикач типу використовуваного палива 17 визначає режим роботи підігрівача 8 за допомогою крокового двигуна 13 в залежності від виду використовуваних палив та їх в'язкісно-температурних показників. Таким чином, удосконалення сумішоутворення та процесу згорання системи живлення багатопаливного двигуна дає можливість розширити використання біопалив з різними фізико-хімічними властивостями (штатне, біодизельне та їх суміші) з мінімально можливими відхиленнями потужнісних, паливно-економічних та екологічних показників двигуна шляхом оптимізації в'язкісно-температурних показників палив. 25 30 35 40 45 Джерела інформації: 1. Вырубов Д.Н. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей. Уч. для вузов по специальности "Двигатели внутреннего сгорания" / Д.Н. Вырубов, Н.А. Иващенко, В.И. Ивин и др.; Под ред. А.С. Орлина и М.Г. Круглова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М: Машиностроение, 1983 г. - 372 с. 2. Забарний Г.М. "Термодинамічна ефективність та ресурси рідкого біопалива України" / Г.М. Забарний, СО. Кудря, Г.Г. Кондратюк, Г.О. Четверик // - К: Інститут відновлюваної енергетики HAH України, 2006 p. -226 с. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Система живлення багатопаливного двигуна внутрішнього згорання, яка складається з паливного бака, фільтра грубої очистки палива, фільтра тонкої очистки палива, паливопідкачувального насоса низького тиску, паливного насоса високого тиску, форсунок, паливопроводів низького та високого тиску, яка відрізняється тим, що у впускний канал подачі палива в паливний насос встановлено робочий елемент диференціального датчика температури палива, яке подається в надплунжерний простір, вільний елемент якого розміщений в паливному баку, робочий елемент диференціального датчика температури електрично зв'язаний з електронним блоком керування, виконавчий механізм (кроковий двигун) електрично зв'язаний з підсилювачем, механічно зв'язаний з краном, який керує відкриттям каналів подачі підігрітої охолоджуючої рідини із системи охолодження двигуна у підігрівач палива, яке подається в паливний насос високого тиску, кроковий двигун електрично з'єднаний з перемикачем виду використовуваного палива, який, у свою чергу, електрично зв'язаний з регулятором подачі напруги в кроковий двигун. 2 UA 114871 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3