Способ топливоподачи
Иллюстрации
Реферат
пп 476370
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 30.11.73 (21) 1973137/24-6 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 05.07.75. Бюллетень № 25
Дата опубликования описания 09.12.75 (51) М. Кл. F 02m 31/00
F 02m 45/04
F 02b 49/00 тосударственный комитет
Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 621.436.038 (088.8) (72) Авторы изобретения
Н. А. Керимов, P. И. Мехтиев и Ф. А. Гусейнов
Изобретение предназначено для использования в системах со впрыском топлива в ци- линдры двигателя внутреннего сгорания, преимущественно дизеля, особенно транспортного типа.
Известны способы топливоподачи дизельных двигателей путем впрыска одной части топлива в цилиндр и испарения другой на стенках выхлопного трубопровода теплом отходящих газов или дополнительным нагревателем с добавлением образовавшихся паров к всасываемому в цилиндры воздуху.
Однако в известных способах не обеспечивается фракционное испарение подаваемого топлива, которое позволяет увеличить концентрацию предельных углеводородов в паре, ускоряющих предпламенные реакции окисления и последующее горение топлива в камере сгорания дизеля. В известных способах требуется применение устройств для дозирования подаваемого топлива в зависимости от его плотности и режимов работы двигателя.
Цель изобретения заключается в обеспечении фракционного испарения подаваемого на впуске топлива и его оптимального дозирования на переменных режимах работы двигателя независимо от плотности применяемого горючегоо.
Задача для достижения поставленной цели заключается в использовании тепловой энергии выхлопных газов двигателя, воздействующих на слой топлива определенных размеров.
Средства для решения указанной задачи состоят в том, что на выхлопном трубопроводе испаряют слой топлива, толщину которого
5 поддерживают в предела:. /35 1/4p от величины внутреннего диаметра выхлопного трубопровода.
Фиг. 1 и 2 иллюстрируют предлагаемый способ топливоподачи.
1о Испаритель 1 с поплавковой камерой 2 закрепляется на фланце 3 выхлопного трубопровода 4 перед глушителем 5. Поплавковую камеру испарителя можно питать топливом из двух источников.
15 При работе на дизельном топливе последнее поступает в поплавковую камеру из бака
6 при помощи подкачивающего насоса 7 через фильтр 8 прп соответствующем положении тройникового крана 9. сиклер 10 служит для
20 понижения давления топлива с целью нормальной работы поплавкового механизма 11.
Когда в поплавковую камеру нужно подавать другой вид топлива (например, бензин), изменяют положение трошшкового крана 9
25 так, чтобы топливо поступало пз дополнительного бака 12 самотеком илп прп помощи подкачивающего насоса (на схеме не указан).
Испаритель 1 имеет две камеры 13 и 14. Из поплавковой камеры 2 топливо через жиклер
33 15 при помощи трубки 16 поступает сначала в испарительную камеру 13. Толщина топлив
476370 ного слоя 61 в испарительной камепе 13 должна составить /» — / 11 части от внутреннего диаметра d, выхлопного трубопровода 4.
При такой толщине, во-первых, обеспечивается фракционное испарение топлива; во-вторых, обуславливается оптимальная и гибкая дозировка количества подаваемых паров топлива на переменных режимах работы двигателя; в-третьих, обеспечивается испарение жидкого топлива без отложения смолистых и твердых веществ вследствие отсутствия деструктивных процессов.
Уровень топлива в испарительной камере
13 поддерживается при помощи поплавкового механизма 11. Между поплавковой 2 и подогревательной 14 камерами имеется перепускной канал 17, необходимый для сохранения постоянного напора в испарительной камере 13.
Но время работы двигателя в испарительной камере 13 от соприкосновения топлива с горячей поверхностью трубы 18, через которую проходят отработавшие газы двигателя
19, происходит интенсивное парообразование топлива; скопившиеся в подогрев ательиой камере 14 пары топлива, насыщенные Ilpeдельными углеводородами, при помощи паропроводов 20 и патрубков впускного коллектора 21 подаются в зону впускного клапана каждого цилиндра, где перемешиваются со свежим воздухом, и затем поступают в цилиндры двигателя. С целью предотвращения конденсации паров топлива паропроводы 20 подогреваются теплом выхлопного трубопровода 4. Их подогрев можно осуществлять та кже теплом системы охлаждения дизеля.
Толщина стенки б> трубы 18, высота уровня
h топлива в испарительной камере 13 и диаметр топливного >киклера 15 подбираются с таким расчетом, чтобы во время полной нагрузки двигателя в испарителе 1 собиралось достаточное количество паров топлива для обеспечения их подачи во впускной воздух около 20 — 25 /о от номинального часового расхода двигателя при работе на бензине или !
2 — 15% — при работе на дизельном топливе.
Остальное количество расходуемого дизелем топлива впрыскивается в камеру сгорания в конце такта сжатия обычной топливной annapBTgpbl. Таких1 образом ocglllecTD. 1яетс 1 двойная подача топлива.
При мере снижения нагрузки дизеля уменьшается температура выхлопных газов и интенсивность парообразования топлива в испарителе. В результате количество;Ioïîëнительно подаваемых паров топлива автоматически уменьшается.
При увеличении плотности топлива (например, смена типа топлива) уменьшается высота уровня топлива в испарительной камере
13, а также интенсивность парообразования из-за увеличения температуры кипения. При уменьшении же плотности топлива, наоборот, происходит увеличение высоты уровня топлива и интенсивности парообразования.
1О
25 зо
35 о
6О
Таким образом обеспечивается возможность подд ржания оптимального количества
Ъ паров топлива при изменении его плотности.
Как показали проведенные испытания на двигателе К 1М-100, положительный эффект изобретения заключается B улучшении экономичности дизеля на 2 — 5 /о в более широком диапазоне нагрузок по сравнению с известным аналогичным способом двойной топливоподачи, а также в расширении на 20 — 25 /о топливного ресурса дизелей путем частичного использования легких топлив (бензина). При этом упрощается система двойной топливоподачи дизельных двигателей.
На фиг. 2 показаны кривые изменения часового расхода топлива Лб, подготавливаемого в испарителе, и высоты уровня топлива г в испарительной камере от эффективной мощности Л, дизеля КДМ-100 при подаче различных топлив. Путем анализа внешних показателей и рабочего цикла двигателя было установлено, что полученная закономерность AG=f(Ne) является оптимальной. Максимальное количество паров дополнительно подаваемого бензина на номинальной нагрузке составляет 24 /о от номинального часового расхода дизеля.
Закономерность изменения часового расхода дополнительного топлива Лб при работе испарителя на дизельном топливе имеет почти такой же характер, как на бензине, но кривая Лб=/(Л1,) располагается несколько ниже. Таким образом, при одинаковой мощности двигателя количество паров дополнительного топлива оказывается различным в зависимости от его испаряемости. С увеличением плотности топлива количество вводимогo во впускную систему горючего должно снижаться для предотвращения преждевременной вспышки и обеспечения нормального протекания процесса сгорания. Оптимальное количество подаваемого на всасывании дизельного TDIIJIHBB IIPII номинальной jlloUIHocTH дизеля должно быть около 12 — 15 /о от его общего расхода, тогда как оптимальная доля вводимого бензина составляет 20 — 25О/,. Такие соотношения оказываются оптимальными при одlloil и той же регулировке поплавкового механизма испарителя, поскольку при переходе с бензина на дизельное топливо автоматически снижается уровень топлива в поплавковой камере на 4 мм.
Все указанные закономерности получаются только при толщине топливного слоя 61 в испарительной камере, равной /» — /„d„H в описываемом примере осуществления способа для дизеля КДМ-100 составляющей 61 ——
= ("/» — /ж) 70=1,5 мм.
На номинальном нагрузочном режиме при таком осуществлении двойной топливоподачи с присадкой бензина происходит снижение средней скорости нарастания давления от
2,70,10 1,2 кг/см на градус поворота коленчатого вала (55,5 /о), а период задержки самовоспламенения топлива уменьшается OT
476370
13,4 до 8,7, т. е. íà 34О/о. При добавлении в воздух паров дизельного топлива эти параметры изменяются от 2,70 до 1,35 кг/см на градус (50%), а период задержки от 13,4 до 9,3, т е на 307О/о.
Предмет изобретения
Способ топливоподачи дизельного двигателя путем впрыска одной части топлива в цилиндр и испарения другой на стенках выхлопного трубопровода теплом отходящих газов с добавлением паров к всасываемому воздуху. отличающийся тем, что, с целью обеспе5 чения фракционного испарения топлива и оптимизации дозирования, толщину испаряемого слоя топлива поддерживают равной />q— /4О от величины внутреннего диаметра выхлопного трубопровода.
476370
Z0 е,0
5;0 г,Р
/Оп ИЕл.с
Фиг. 2
Корректор А. Галахова
Редактор Н. Вирко
Заказ 3173/1 Изд. № 928 Тираж б48 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 аС кг)час
7,0
Составитель Г. Левин
Техред М. Семенов