Двухтопливный дизель с газотурбинным наддувом и комбинированным смесеобразованием и способ его работы

Двухтопливный дизель с газотурбинным наддувом и комбинированным смесеобразованием и способ его работы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двухтопливным дизелям с газотурбинным наддувом и комбинированным смесеобразованием и способу его работы. Целью изобретения является снижение тепломеханической нагруженности, дымности и токсичности отработанных газов. Двухтопливный дизель 1 снабжен дополнительным топливопроводом 6, соединяющим топливоподкзчивающий насос низкого давления 5 с топливоподающей форсункой непрерывного воздействия 8, имеющей дозирующий клапан 7 и установленной во впускном коллекторе 9 перед впускными органами 10 дизеля , а емкость спиртового топлива 12 соединена воздуховодом 16 с выходным патрубком турбокомпрессора. Способ работы двухтопливного дизеля с газотурбинным наддувом и комбинированным смесеобразованием , отличается тем, что дизельное топливо дополнительно подают на впуске в спиртовоздушную смесь в количестве (0,2- 0,25) суммарной цикловой подачи используемых топлив. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

COlO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ОО фь ()

О () (21) 4943989/23 (22) 26,03,91 (46) 07,05,93. Бюл, М 17 (71) Челябинский государственный технический университет (73) Е.А, Лазарев, Д,К. Алексеев и A.Н. Лаврик (56) Бухгалтер Э.Б, Метанол и его использование в газовой промышленности. M.: Недра, 1986, с, 238, Лиханов В.А,, Попов В.M. Опыт подачи метанола на впуске дизеля. — Двигателестроение, 1986, М 4, с. 47-51, {54) ДВУХТОПЛИВНЫЙ ДИЗЕЛЬ С ГАЗОТУРБИННЫМ НАДДУВОМ И КОМБИНИРОВАННЫМ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕМ И

СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ

{57) Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двухтопливным дизелям с газотурбинным наддувом и комбинированным смесеобразованием и

„„Я „„1814696 АЗ (я>л F 02 M 25/ОО, F 02 0 33/00 способу его работы. Целью изобретения является снижение тепломеханической нагруЖЕННОСТИ, ДЫМНОСТИ И ТОКСИЧНОСТИ отработанных газов. Двухтопливный дизель

1 снабжен дополнительным топливопроводом 6, соединяющим топливоподкачивающий насос низкого давления 5 с топливоподающей форсункой непрерывного воздействия 8, имеющей дозирующий клапан 7 и установленной во впускноМ коллекторе 9 перед впускными органами 10 дизеля, а емкость спиртового топлива 12 соединена воэдуховодом 16 с выходным патрубком турбокомпрессора. Способ работы двухтопливнога дизеля с газотурбинным Б наддувом и комбинированным смесеобразованием, отличается тем, что дизельное топливо дополнительно подают нэ впуске в спиртовоздушную смесь в количестве (0,2—

0,25) суммарной цикловой подачи используемых топлив, 2 с.п, ф-лы, 1 ил.

1814696

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двухтопливным дизелям с газотурбинным наддувом и комбинированным смесеобразованием, использующим одновременно с дизельным топливом спиртовые топлива, например метанол, этанол и другие.

Для повышения срока службы двухтопливного дизеля с газотурбинным наддувом и комбинированным смесеобразованием, снижения вибраций и шума его работы и экономии дизельного топлива за счет замещения его спиртовым топливом, необходимо улучшить условия самовоспламенения дизельного топлива в спиртовоздушной смеси.

Предлагаемый двухтопливный дизель с газотурбинным наддувом и комбинированным смесеобразованием, содержащий турбокомпрессор с выходным патрубком, впускной коллектор с устройством внешнего смесеобразования и впускными органами, соединенный с турбокомпрессором, топливоподкачивающий насос низкого давления, систему питания дизельным топливом, систему питания спиртовым топливом снабжен дополнительным топливопроводом, соединяющим топливоподкачивающий насос низкого давления системы питания дизельным топливом с топливоподающей форсункой непрерывного действия, установленной во впускном коллекторе перед впускными органами и снабженной дозирующим клапаном, а система питания дизельным топливом соединена воздуховодом с выходным патрубком турбокомпрессора.

Топливоподающая форсунка с дозирующим клапаном подает запальную порцию дизельного топлива от топливоподкачивающего насвса низкого давления в спиртовоздушную смесь, образующуюся в устройстве внешнего смесеобразования и поступающую по впускному коллектору к впускным органам дизеля.

Подача предварительно выделенной части дизельного топлива (запальной порции) в спиртовоэдушную смесь на впуске позволит осуществить двойное тепловое.воздействие на нее в цилиндре дизеля отработавшими газами предыдущего цикла и теплотой процесса сжатия. Таким образом достигается улучшение условий самовоспламенения запальной порции дизельного топлива в спиртовоздушной смеси. Вследствие этого сначала воспламеняется относительно малая запальная порция дизельного топлива и за ней спиртовоздушная смесь, а затем остальная часть (основная порция) дизельного топлива, Такая органиэация процесса воспламенения по. зволяет обеспечить постепенный ввод в процесс сгорания компонентов топливовоздушной смеси и уменьшить как период задержки воспламенения, так и долю топлива, 5 выгорающего в течение этого периода.

Следствием этого является снижение максимальной скорости сгорания топлива в начальном периоде процесса сгорания, а следовательно, и снижение максимальной

10 скорости нарастания давления и максимального давления цикла, т.е. тепломеханической нагруженности дизеля, а также вибрации и шумности его работы.

Улучшение условий самовоспламене"5 ния дизельного топлива в спиртовоздушной смеси, позволяющее снизить тепломеханическую нагруженность деталей дизеля и жесткость его работы, дает возможность расширить пределы по замещению дизель20 ного топлива спиртовым топливом, т,е. повысить экономию дизельного топлива.

Целью предлагаемого способа работы двухтопливного дизеля с газотурбинным наддувом и комбинированным смесеобра25 эованием является снижение тепломеханической нагруженности, дымности и токсичности отработавших газов и экономия дизельного топлива, Указанная цель достигается тем, что в 0 способе работы двухтопливного дизеля с газотурбинным наддувом и комбинированным смесеобразованием, включающем подачу спиртового топлива на впуске с образованием спиртовоздушной смеси, под-: 5 ачу дизельного топлива и внутреннее смесеобразование, согласно предложению дизельное топливо дополнительно подают на впуске в спиртовоздушную смесь в количестве 0,2 — 0,25 суммарной цикловой подачи

40 используемых топлив, Улучшение условий самовоспламенения дизельного топлива в спиртовоздушной смеси позволяет увеличить скорость сгорания топлива в заключительных стадиях про45 цесса. Это обеспечивает сокращение продолжительности процесса сгорания топлива. Уменьшение дымности и токсичности отработавших газов достигается вследствие

:ограничения максимальной скорости выго50 рания топлива в начальном периоде и сокращение продолжительности процесса сгорания в целом.

На чертеже изображен двухтопливный дизель с газотурбинным наддувом и комби55 нированным смесеобразованием, Он состоит иэ дизеля 1, топливоподающей форсунки

2 для основной порции дизельного топлива; топливного насоса высокого давления 3, . топливных фильтров 4, топливоподкачивающего насоса высокого давления 5, дополни1814696 тельного топливопровода 6, топливной форсунки непрерывного действия 8 с дозирующим клапаном 7 для запальной порции дизельного топлива, впускного коллектора 5

9, впускного органа (клапана) 10, емкости дизельного топлива 11, емкости спиртового топлива 12, устройства внешнего смесеобразования (карбюратора) 13, компрессора

14 турбокомпрессора, турбины 15 турбо- 10 компрессора, воздуховода 16 и выходного, патрубка 17 компрессора.

Дизель работает следующим образом.

Воздух поступает в компрессор 14, приводимый в движение турбиной 15 турбоком- 15 прессора, работающей на отработавших газах дизеля 1, После сжатия в компрессоре давление воздуха повышается и он поступает в устройство внешнего смесеобразования (карбюратор) 13. Одновременно в 20 устройстве внешнего смесеобразования 13 поступает спиртовое топливо из емкости 12.

В смесительной камере карбюратора 13 образуется спиртовоэдушная смесь заданного состава, которая поступает во впускной 25 коллектор 9 дизеля 1. В спиртовоздушную смесь, находящуюся во впускном коллекторе 9, топливоподающей форсункой 8 непрерывного действия подается запальная .. порция дизельного топлива. Количество ди- 30 эельного топлива запальной порции определяется дозирующим клапаном 7.

Запальная порция дизельного топлива к топливоподающей форсунке 8 с доэирующим клапаном 7 подается через допол- 35 нительный топливопровод 6 от

° топливоподкачивающего насоса низкого давления 5 иэ емкости дизельного топлива

11. Образованная во впускном коллекторе 9 топливовоздушная смесь определенного 40. состава, состоящая иэ трех компонентов: дизельного топлива, спиртового топлива и воздуха, поступает через впускные органы

10 в цилиндр дизеля 1. Поступившая в ци. линдр горючая смесь сложного состава под- 4 вергается двойному тепловому воздействию: теплотой отработавших газов предыдущего цикла и теплотой сжатия текущего цикла. В конце процесса сжатия после . воспламенения запальной порции дизель- Я ного топлива в спиртовоздуш ной смеси топ- . ливоподающей форсункой 2 в цилиндр " впрыскивается основная порция дизельно-. го топлива. После выгорания топливовоэдушной смеси сложного состава и совершения полезной работы в цилиндре дизеля рабочий цикл повторяется.

Таким образом, предлагаемые двухтопливный дизель с газотурбинным наддувом и комбинированным смесеобразованием и способ его работы позволяют облегчить воспламенение спиртового топлива в топливовоздушной смеси и, как следствие, снизить тепломеханическую нагруженность, дымность и токсичность отработавших газов и обеспечить экономию дизельного топлива.

Формула изобретения

1. Двухтопливный дизель с газотурбинным наддувом и комбинированным смесеоб разо ванием, содержащий турбокомпрессор с выходным патрубком, впускной коллектор с устройством внешнего смесеобразования и впускными органами, соединенный с турбокомпрессором, топливоподкачивающий насос низкого давления, систему питания дизельным топливом, систему питания спиртовым топливом, о т л и- ч а ю шийся тем, что, с целью снижения тепломеханической нагруженности, дымности и токсичности отработанных газов дизеля, экономии дизельного топлива, в нем топливоподкачивающий насос низкого давления системы питания дизельным топливом соединен дополнительным топливопроводом с топливоподающей форсункой непрерывного действия, установленной во впускном коллекторе перед впускными органами и снабженной дозирующим клапаном, а система питания спиртовым топливом соединена воздуховодом с выходным патрубком турбокомпрессора..

2. Способ работы двухтопливного дизеля с газотурбинным наддувом и комбинированным смесеобразованием, включающий подачу спиртового топлива на впуске с образованием спиртовоздушной смеси, подачу дизельного топлива и внутреннее смесеобразование, отличающийся тем, что, с целью снижения тепломеханической нагруженности, дымности и токсичности отработанных газов дизеля и экономии дизельного топлива, в нем дизельное топливо дополнительно подают на впуске в спиртовоздуш ную смесь в количестве 0,2-0,25 суммарной цикловой подачи используемых топлив.