Способ топливоподачи

Союз Советских Социалистических Республик(61) Зависимое от авт (22) Заявлено 30,11.73 тдетельст 1) М. Кл. Г 02 гп 31/00Г 02 гп 45/04 Р 02 Ь 49/00 973137/24-6 заявкирисоединение тосударственныи комитет Совета Министров СССР па делам изобретенийи открытий(088,8) 72) Авторы изобретен Н. А, Керимов, Р. И, Мехтиев и ф. А. Гусейнов 2 Изобретение предназначено для использования в системах со впрыском топлива в ци-линдры двигателя внутреннего сгорания, преимущественно дизеля, особенно транспортного типа. 5Известны способы топливоподачи дизельных двигателей путем впрыска одной частитоплива в цилиндр и испарения другой настенках выхлопного трубопровода теплом отходящих газов или дополнительным нагревателем с добавлением образовавшихся паровк всасываемому в цилиндры воздуху.Однако в известных способах не обеспечивается фракционное испарение подаваемоготоплива, которое позволяет увеличить коннентрацию предельных углеводородов в паре,ускоряющих предпламенные реакции окисления и последующее горение топлива в камересгорания дизеля. В известных способах требуется применение устройств для дозирования подаваемого топлива в зависимости отего плотности и режимов работы двигателя.Цель изобретения заключается в обеспечении фракционного испарения подаваемого навпуске топлива и его оптимального дозирования на переменных режимах работы двигателя независимо от плотности применяемого горючего,Задача для достижения поставленной целизаключается 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 поддерживают в пределах /зв - /4 в от величины внутреннего диаметра выхлопного трубопровода.Фиг. 1 и 2 иллюстрируют предлагаемый способ топливоподачи.Испаритель 1 с поплавковой камерой 2 закрепляется на фланце 3 выхлопного трубопровода 4 перед глушителем 5. Поплавковую камеру испарителя можно питать топливом нз двух источников.При работе на дизельном топливе последнее поступает в поплавковую камеру нз бака 6 при помощи подкачивающего насоса 7 через фильтр 8 прн соответствующем положении тройникового крана 9, сиклер 10 служит для 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 так, чтобы топливо поступало нз дополнительного бака 12 самотеком илн прн помощи подкачивающего насоса (на схеме не указан).Испаритель 1 имеет две камеры 13 и 14. Из поплавковой камеры 2 топливо через жиклер 15 при помощи трубки 16 поступает сначала в испарительную камеру 13. Толщина топливного слоя б, в испарительной камепе 13 должна составить /з, - /о части от внутреннего диаметра гУ, выхлопного трубопровода 4.При такой толщине, во-первых, обеспечивается фракционное испаренис 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,Ыо 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 подогревательпой камере 14 пары топлива, насыщенные предельными 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 также теплом системы охлаждения дизеля.Толщина стенки б, трубы 18, высота уровня Ь топлива в испарительной камере 13 и диаметр топливного жиклера 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% от номинального часового расхода двигателя при работе на бензине или 2 - 15% - при работе на дизельном топливе. Ое количество расходуемого дизелезг топлива впрыскивается в камеру сгорания в конце такта сжатия обычной топливной аппаратуры. Такихг ооразом осуществляется двойная подача топлива.При мере снижения нагрузки дизеля уменьшается температура выхлопных газов и интенсивность парообразования топлива в испарителе. В результате количество дополнительно подаваемых паров топлива автоматически уменьшается.При увеличении плотности топлива (например, смена типа топлива) уменьшается высота уровня топлива в испарительной камере 13, а также интенсивность парообразовапия из-за увеличения температуры кипения, При уменьшении хке плотности топлива, наоборот, происходит увеличение высоты уровня топлива и интенсивности парообразования,5 1 О 15 20 25 зо 35 о 15 50 55 60 65 Таким образом обеспечивается возможность поддержания оптимального количества паров топлива при изменении его плотности.Как показали проведенные испытания надвигателе КДМ, положительный эффект изобретения заключается в улучшении экономичности дизеля оа 2 - 5% в более широком диапазоне нагрузок по сравнению с известным аналогичным способом двойной топливо- подачи, а также в расширении на 20 - 25% топливного ресурса дизелей путем частичного использования легких топлив (бензина). При этом упрощается система двойной топливо- подачи 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 КДМпри подаче различных топлив. Путем анализа внешних показателей и рабочего цикла двигателя было установлено, что полученная закономерность Л 6=(Л,) 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=/(Лг,) 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 вводимого во впускную систему горючего должно снижаться для предотвращения преждевременной вспышки и обеспечения нормального протекания процесса сгорания. Оптимальное количество подаваемого на всасывании дизельного топлива при номиналной мощности дизеля должно быть около 12 - 15% от его общего расхода, тогда как оптимальная доля вводимого бензина составляет 20 - 25 О/ Такие соотношения оказываются оптимальными при одной 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 получаютсятолько при толщине топливного слоя бг в испарительной камере, равной /зз - /о дв, и в описываемом примере осуществления способа для дизеля КДМсоставляющей бг= = ("/зз - /ао) 70= 1,5 мм,На номинальном нагрузочном режиме притаком осуществлении двойной топливоподачи с присадкой бензина происходит снижение средней скорости нарастания давления от 2,70 до 1,2 кг/смз на градус поворота колен.чатого вала (55,5%), а период задержки самовоспламенения топлива уменьшается от,1 13,4 до 8,T, т. е. на 34/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 30,7/о Предмет изобретенияСпособ 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 обеспе чения фракционного испарения топлива и оптимизации дозирования, толщину испаряемого слоя топлива поддерживают равной /зь - /4 ю от величины внутреннего диаметра выхлопного трубопровода.,в Изд, Мо 928осударственного комитета по делам изобретений Москва, Ж, Раушская Тираж Совета открыт