Система подачі паливної суміші до двигуна газогенераторного автомобіля

Реферат: Винахід належить до двигунів автомобілів, які працюють на альтернативних видах палива. Двигун містить газогенератор, систему підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні автомобіля та систему автоматичного запалювання твердого палива в газогенераторі. Додатково містить пристрій створення підвищеного тиску повітря в зоні патрубка всмоктування синтез-газу до двигуна газогенераторного автомобіля. Цей пристрій виконаний у вигляді вакуумного насоса Рутса. Повітропровід пристрою створення підвищеного тиску повітря UA 115110 C2 (12) UA 115110 C2 виконаний з можливістю блокування потрапляння в нього синтез-газу та з можливістю підтримання тиску повітря, що не перевищує тиск синтез-газу в системі підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні. В зоні патрубка всмоктування синтез-газу встановлений клапан, що дозволяє регулювати рівень тиску повітря, що направляється від цього насоса до зони патрубка всмоктування синтез-газу. UA 115110 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується автомобілів, двигуни яких працюють на альтернативних видах палива, а саме на твердому паливі, яке перетворюють в генераторний газ для подальшого його використання як палива для двигуна автомобіля. Відома газогенераторна установка автомобіля, що містить газогенератор із корпусом, бункером, камерою газифікації. фурмами для підводу повітря, повітророзподільною коробкою зі зворотним клапаном, повітропідвідним патрубком, патрубком відводу синтез-газу, люком нагляду за реактором, люком зольника, колосниковими ґратками, повітродувку розпалу газогенератора, інерційний очищувач, охолоджувач, вертикальний очищувач, вентилятор розпалу, підігрівач двигуна та змішувач (див. Автомобиль газогенераторный УРАЛЗИС-352. Руководство по уходу и эксплуатации. МАШГИЗ. Москва. 1955. с.с. 60-73). Однак, така газогенераторна установка автомобіля не забезпечує водію комфортні умови запалення газогенератора. Крім того, необхідно забезпечити вільний доступ водія до місця розміщення факела при розпалі, що не завжди зручно. При кожному розпалі необхідно вручну розпалювати факел з ганчір'ям, повинна бути ємність з гасом, забезпечена її герметичність при русі і зручність при відкриванні, необхідно передбачити місце зберігання факела з ганчір'ям тощо. При цьому при русі автомобіля втрачається значна частина потужності двигуна. Відома газогенераторна установка автомобіля, що містить газогенератор із корпусом, бункером, камерою газифікації, фурмами для підводу повітря, повітророзподільною коробкою зі зворотним клапаном, повітропідвідним патрубком, патрубком відводу синтез-газу, люком нагляду за реактором, люком зольника, колосниковими ґратками, зв'язаний з повітропідвідним патрубком пристрій створення підвищеного тиску повітря, інерційний очищувач, охолоджувач, вертикальний очищувач, вентилятор розпалу, підігрівач двигуна та змішувач синтез-газу, змішувач рідкого палива, що встановлений між повітропідвідним патрубком і пристроєм підвищеного тиску повітря, форсунку з регулятором подачі рідкого палива, запалювальний пристрій з ниткою розжарення, що встановлені у змішувачі рідкого палива з можливістю взаємодії зі створюваним форсункою факелом рідкого палива, бак для рідкого палива та пульт керування процесом розпалу палива в газогенераторі, що виконаний з можливістю синхронізації подачі електрики на нитку розжарення запалювального пристрою та рідкого палива у форсунку (див. патент України на корисну модель № 98148, MПK С10.J 3/20. 2015 р.). Однак, така газогенераторна установка автомобіля забезпечує подачу паливної суміші до двигуна з параметрами, що не дозволяють зберегти технічні характеристики двигуна. Тому при русі автомобіль значною мірою втрачає динамічні характеристики та потужність, що досягаються при використанні рідкого палива (бензину). Задачею створення даного винаходу є створення системи подачі паливної суміші до двигуна газогенераторного автомобіля, за допомогою якої досягається можливість значною мірою зберегти технічні характеристики двигуна, а відповідно і динамічні характеристики та потужність автомобіля в цілому, що досягаються при використанні рідкого палива. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в системі подачі паливної суміші до двигуна газогенераторного автомобіля, яка містить газогенератор, систему підготовки синтезгазу до спалювання в двигуні автомобіля та систему автоматичного запалювання твердого палива в газогенераторі, відповідно до винаходу додатково містить пристрій створення підвищеного тиску повітря в зоні патрубка всмоктування синтез-газу до двигуна газогенераторного автомобіля, робочий орган якого безпосередньо зв'язаний з ведучим валом двигуна автомобіля, та зв'язаний з ним пристроєм повітропровід, що з'єднаний з системою підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні автомобіля в зоні патрубка всмоктування синтез-газу та з повітропідвідним патрубком газогенератора, причому повітропровід пристрою створення підвищеного тиску повітря в зоні патрубка всмоктування синтез-газу до двигуна газогенераторного автомобіля виконаний з можливістю блокування потрапляння в нього синтезгазу та з можливістю підтримання тиску повітря, що не перевищує тиск синтез-газу в системі підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні автомобіля в зоні патрубка всмоктування синтез-газу, крім того, повітропровід пристрою створення підвищеного тиску повітря в зоні патрубка всмоктування синтез-газу до двигуна газогенераторного автомобіля також забезпечений зворотним клапаном, що не допускає потрапляння в нього факела рідкого палива із системи автоматичного запалювання твердого палива в газогенераторі, що створюється при розпалі твердото палива в газогенераторі. При цьому пристрій створення підвищеного тиску повітря в зоні патрубка всмоктування синтез-газу до двигуна газогенераторного автомобіля може бути виконаний у вигляді вакуумного насоса Рутса, а в зоні патрубка всмоктування синтез-газу може бути встановлений клапан, що дозволяє регулювати рівень тиску повітря, що направляється від цього насоса до зони патрубка всмоктування синтез-газу. 1 UA 115110 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Розміщення в систем додаткового пристрою створення підвищеного тиску повітря в зоні патрубка всмоктування синтез-газу до двигуна газогенераторного автомобіля, робочий орган якого безпосередньо зв'язаний з ведучим валом двигуна автомобіля, та зв'язаного з цим пристроєм повітропроводу, що з'єднаний з системою підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні автомобіля в зоні патрубка всмоктування синтез-газу та з повітропідвідним патрубком газогенератора, причому виконання повітропроводу пристрою створення підвищеного тиску повітря в зоні патрубка всмоктування синтез-газу до двигуна газогенераторного автомобіля з можливістю блокування потрапляння в нього синтез-газу та з можливістю підтримання тиску повітря, що не перевищує тиск синтез-газу в системі підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні автомобіля в зоні патрубка всмоктування синтез-газу, крім того забезпечення повітропроводу пристрою створення підвищеного тиску повітря в зоні патрубка всмоктування синтез-газу до двигуна газогенераторного автомобіля також зворотним клапаном, що не допускає потрапляння в нього факелу рідкого палива із системи автоматичного запалювання твердого палива в газогенераторі, що створюється при розпалі твердого палива в газогенераторі, дозволяє забезпечити подачу до двигуна внутрішнього згоряння паливної суміші, що відповідає найбільш оптимальним параметрам для збереження значною мірою технічних характеристик двигуна, а відповідно і динамічних характеристик та потужності автомобіля в цілому, що досягаються при використанні рідкого палива. Використання пропонованої системи подачі паливної суміші до двигуна газогенераторного автомобіля дозволяє забезпечити наступний технічний результат: - забезпечується подача до двигуна внутрішнього згоряння паливної суміші, яка відповідає найбільш ефективній роботі останнього з оптимальними параметрами для збереження значною мірою технічних характеристик двигуна; - забезпечується подача повітря до фурм газогенератора (в режимі горіння), що підтримують в останньому ефективний процес створення синтез-газу, за рахунок пристрою створення підвищеного тиску повітря, що використовується для створення паливної суміші. Крім того: - забезпечуються динамічні характеристики та потужність автомобіля в цілому, то досягаються при використанні рідкого палива. На Фіг. 1 схематично зображена система подачі паливної суміші до двигуна газогенераторного автомобіля, що пропонується, на Фіг. 2 збільшене зображення вигляду А на Фіг. 1. Система подачі паливної суміші до двигуна газогенераторного автомобіля містить газогенератор, систему підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні автомобіля та систему автоматичного запалювання твердого палива в газогенераторі. Газогенератор в свою чергу містить корпус 1, бункер 2, камеру газифікації 3, фурми 4 для підводу повітря, повітророзподільну коробку 5 повітропідвідний патрубок 6 зі зворотним клапаном 7, патрубок 8 для відводу синтез-газу, люк 9 для нагляду за реактором, люк зольника 10, колосникові ґратки 11, завантажувальний люк 12. Система автоматичного запалювання твердого палива в газогенераторі містить зв'язаний з повітропідвідним патрубком 6 пристрій створення підвищеного тиску повітря 13, змішувач палива 14, запалювальний пристрій 15, форсунку 16 з регулятором подачі палива 17 і паливним баком 18 та пультом керування 19 процесом розпалу. Система підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні автомобіля містить інерційний очищувач 20, охолоджувач 21, вертикальний очищувач 22, вентилятор розжигу 23, підігрівач двигуна 24 та змішувач 25, повітропровід 26. Система подачі паливної суміші до двигуна газогенераторного автомобіля також додатково містить пристрій створення підвищеного тиску повітря в зоні патрубка всмоктування синтез-газу до двигуна газогенераторного автомобіля, робочий орган якого безпосередньо зв'язаний з ведучим валом двигуна автомобіля, у вигляді вакуумного насоса Рутса 27 та зв'язаний з цим пристроєм повітропровід 28. Останній з'єднаний з повітропроводом 26 системи підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні автомобіля за допомогою патрубка 29 всмоктування синтез-газу до двигуна 30 та з повітропідвідним патрубком 6 за допомогою повітропроводу 31. Патрубок 29 виконаний зі зворотним клапаном 32, що має можливість блокувати потрапляння в повітропровід 28 синтез-газу та можливість підтримання рівня тиску повітря, що не перевищує тиск синтез-газу в повітропроводі 26 системи підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні автомобіля. Патрубок 29 також виконаний зі зворотним клапаном 33, що призначений для забезпечення неможливості потрапляння відпрацьованих газів від двигуна 30 до патрубка 29. Крім того, повітропідвідний патрубок 6 забезпечений зворотним клапаном 34, що не допускає 2 UA 115110 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 потрапляння в повітропровід 28 факела рідкого палива із системи автоматичного запалювання твердого палива в газогенераторі, та зворотним клапаном 35. Система подачі паливної суміші до двигуна газогенераторного автомобіля працює наступним чином. Попередньо проводять розпал газогенератора. Протягом декількох секунд проводять продувку фурм 4 для підводу повітря камери газифікації 3 за допомогою пристрою створення підвищеного тиску повітря 13. Далі приводять в дію регулятор подачі палива 17. Паливо з паливного бака 18 потрапляє через форсунку 16 в змішувач палива 14, де змішується з повітрям, утворюється паливно-повітряна суміш. Одночасно приводиться в дію запалювальний пристрій 15 створюється газо-вогняна суміш, яка подається у вигляді факела під тиском в повітропідвідний патрубок 6 і через фурми 4 для підводу повітря впорскується на тверде паливо в камері газифікації 3. Починається процес розпалу газогенератора. Цей процес продовжується протягом 10-20 хвилин і контролюється пультом керування 19. Після розпалу газогенератора процес подачі газо-вогняної суміші припиняється, зворотний клапан 7 зачиняється. Далі синтез-газ через патрубок 8 потрапляє в систему підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні автомобіля, де за допомогою розрядження, що створюється вентилятором розпалу 23, проходить через інерційний очищувач 20, охолоджувач 21, вертикальний очищувач 22. Робота вентилятора розпалу 23 також сприяє реакції піролізу в газогенераторі (подача повітря для цього забезпечується за допомогою зворотних клапанів 34 та 35 патрубка 6) і підтримується до моменту витоку із підігрівача двигуна 24 синтез-газу за щільністю, то має можливість підтримувати горіння. Після остановки вентилятора розпалу 23 синтез-газ потрапляє в повітропровід 26 і рухається вздовж нього до патрубка 29. З запуском стартера двигуна 30 включається в роботу насос Рутса 27, створюється підвищений тиск в повітропроводі 28. Синтез-газ та повітря зустрічаються у патрубку 29, змішуються в ньому і вже наливна суміш потрапляє до двигуна 30. Рівень збагачення синтез-газу повітрям регулюється зворотним клапаном 32, що виконаний з можливістю блокування потрапляння в повітропровід 28 синтезгазу та з можливістю підтримання рівня тиску повітря, що не перевищує тиск синтез-газу в повітропроводі 26. Зворотний клапан 33 забезпечує неможливість потрапляння відпрацьованих газів від двигуна 30 до патрубка 29, а розрядження, що створюється зворотним ходом поршнів двигуна 30, забезпечує просування синтез-газу вздовж повітропроводу в напрямку патрубка 29. Крім того, повітря від насоса Рутса потрапляє також по повітропроводу 31 до патрубка 6 і далі (за участі зворотних клапанів 34 і 35) через фурми 4 до твердого палива, забезпечуючи реакцію піролізу в газогенераторі. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Система подачі паливної суміші до двигуна газогенераторного автомобіля, що містить газогенератор, систему підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні автомобіля та систему автоматичного запалювання твердого палива в газогенераторі, яка відрізняється тим, що додатково містить пристрій створення підвищеного тиску повітря в зоні патрубка всмоктування синтез-газу до двигуна газогенераторного автомобіля, робочий орган якого безпосередньо зв'язаний з ведучим валом двигуна автомобіля, та зв'язаний з цим пристроєм повітропровід, що з'єднаний з системою підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні автомобіля в зоні патрубка всмоктування синтез-газу та з повітропідвідним патрубком газогенератора, причому повітропровід пристрою створення підвищеного тиску повітря в зоні патрубка всмоктування синтез-газу до двигуна газогенераторного автомобіля виконаний з можливістю блокування потрапляння в нього синтез-газу та з можливістю підтримання тиску повітря, що не перевищує тиск синтез-газу в системі підготовки синтез-газу до спалювання в двигуні автомобіля в зоні патрубка всмоктування синтез-газу, крім того, повітропровід пристрою створення підвищеного тиску повітря в зоні патрубка всмоктування синтез-газу до двигуна газогенераторного автомобіля також забезпечений зворотним клапаном, що не допускає потрапляння в нього факела рідкого палива із системи автоматичного запалювання твердого палива в газогенераторі, що створюється при розпалі твердого палива в газогенераторі. 2. Система подачі паливної суміші до двигуна газогенераторного автомобіля за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій створення підвищеного тиску повітря в зоні патрубка всмоктування синтез-газу до двигуна газогенераторного автомобіля виконаний у вигляді вакуумного насоса Рутса, а в зоні патрубка всмоктування синтез-газу встановлений клапан, що дозволяє регулювати рівень тиску повітря, що направляється від цього насоса до зони патрубка всмоктування синтез-газу. 3 UA 115110 C2 Комп’ютерна верстка В. 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 4