SU1231246A1 - Система подготовки и подачи водотопливной эмульсии в двигатель внутреннего сгорани - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к двигателестрое- нию.

Цель изобретени  - повышение экономичности двигател  и снижение энергозатрат за счет оптимального дозировани  воды в зависимости от мощности двигател .

На фиг.1 показана схема системы подготовки и подачи водотопливной эмульсии в двигатель внутреннего сгорани ; на фиг.2 - мембранный дифференциальный клапан; на фиг.З - регулирующа  часть мембранного клапана; на фиг.4 - закон подачи воды в топливо.

Система подготовки и подачи водотопливной эмульсии содержит топливную 1 и вод ную 2 магистрали. Топливна  магистраль 1 соедин ет топливную цистерну 3с двигателем через установленные на ней гидродинамический диспергатор 4, дл  подвода воды и предварительного ее диспергировани  в потоке топлива, подкачивающий насос 5, выполн ющий вторичное диспергирование воды, подогреватель 6 с терморегул тором 7, фильтры 8 тонкой очистки, топливные насосы 9 высокого давлени  с трубками 10 высокого давлени . Дл  возврата отсечного топлива имеетс  трубопровод 11 с невозвратным клапаном 12 и трубопроводы 13 и 14. Вод на  магистраль 2 через установленный на ней модуль управлени  и автоматического дозировани  15 и электромагнитный клапан 16 управлени  соедин ет вод ную емкость 17 с гидродинамическим диспергатором 4. Модуль 15 управлени  и автоматического до- зировани  содержит регулирующий мембраной дифференциональный игольчатый клапан 18 дл  автоматического дозировани  воды в топливо и управлени  диспергатором 4 через электромагнитный клапан 16, снабженный электрокабёлем 19, электропитание к регулирующему клапану 18 подводитс  по кабелю 20. Дл  автоматического управлени  регулирующим клапаном 18 от источника наддувочного воздуха установлен пневмопровод 21. Дл  стабилизации давле- ни  воды, поступающей к регулирующему клапану 18, установлен редукционный клапан 22. Кроме этого, в модуль включены фильтр 23 воды и ротаметр 24 дл  контрол  количества поступающей воды в топливо .

Регулирующий мембранно-дифференци- альный клапан 18 состоит из вод ной 25 и воздущной 26 полостей, разделенных мембраной 27. Дл  дозировани  воды, поступающей по магистрали 2, установлена дози- рующа  щайба 28 и регулирующа  часть в виде-иглы 29, игольчатого клапана 18, дл  управлени  которой установлена мембрана 30 и регулируема  пружина 31. Подвод воздуха в полость 26 осуществлен по пневмо- проводу 21. Управление электромагнитным клапаном 16 осуществлено микровыключателем 32 по средствам устройства 33, уста

.

Ю

0 5 0

,

5

5

новленного на торцовой части 34 регулирующего игольчатого клапана 18.

Регулирующа  часть (игла 29) клапана 18 выполнена из трех участков различного профил : первого (А) - конического, второго (В) - цилиндрического, третьего (С) - параболического. Причем первый участок составл ет 40% общей длины регулирующей части клапана 18, второй - 20% и третий - 40%. Указанный профиль регулирующей части клапана 18 позвол ет обеспечить закон подачи воды в топливо (фиг.4), который выражает зависимость оптимальной концентрации воды в топливе, обеспечивающей максимальную экономию топлива на данной мощности, от мощности двигател . Первый профиль регулирующей части клапана 18 обеспечивает подачу воды в соответствии с А участком кривой (фиг.4), второй В - участком кривой; третий - С участком кривой .

Система работает следующим образом.

Вода из цистерны 17 по магистрали 2 поступает к модулю управлени  и автоматического дозировани  15, где, пройд  через фильтр 23 и редукционный клапан 22, под посто нным давлением поступает к регулирующему клапану 18 в полость 25. Одновременно к регулирующему клапану 18 от источника наддувочного воздуха подаетс  по пневмопроводу 21 в полость 26 воздух под давлением, который, воздейству  на мембрану 30, приводит в движение регулирующую часть 29 игольчатого клапана 18. При перемещении регулирующей части мен етс  проходное сечение в отверстии дозирующей щайбы 28 соответственно с законом подачи воды. Торцовой частью 35 игла 29 перемещает устройство 34 и по достижению положени , соответствующего минимальным оборотам, двигаетс  и включает микровыключателем 32 электромагнитный клапан 2. Из регулирующего клапана 18 вода по трубопроводу через ротаметр 24 и электрома- нитный клапан 16 поступает в гидродинамический диспергатор 4, котоый производит грубое диспергирование и равномерное распределение глобул воды в поток топлива, поступающий по магистрали 1 из цистерны 3. Водотопливна  смесь забираетс  подкачивающим насосом 5, который производит диспергирование глобул воды до требуемой дисперсности и подготовленную водотопливную эмульсию через подогреватель 6 и фильтры 8 подает к насосам 9 высокого давлени , которые по трубопроводам 10 высокого давлени  подают эмульсию через форсунки в цилиндр двигател . Отсечное топливо по трубопроводу 11 и 13 возвращаетс  в систему перед подкачивающим насосом 5. В случае работы двигател  не на водотопливной эмульсии отсечное топливо по трубопроводам 11 и 14 возвращаетс  в цистерну 3.

В системе подготовки и подачи водотопливной эмульсии в двигатель внутреннего сгорани  установленный автоматический регулирующий клапан, управл емый наддувочным воздухом, с иглой дифферен- ционального сечени  может иметь любую требуемую характеристику, обеспечивающую оптимальное дозирование воды в топливо в зависимости от мощности двигател , что обеспечивает получение максимальной экономии топлива. Использованные элементы системы топливоподготовки выполн ют новые дополнительные функции, что исключает при- менение различного рода эмульгаторов, насосов , емкостей дл  хранени  эмульсии и рециркул ционных контуров. Это упрощает конструкцию, снижает энергозатраты и металлоемкость устройства.

Испытание системы показали, что осуществление дозировани  воды в зависимости от мощности двигател  обеспечивает экономию топлива до 4%, снижение нагарообра- зовани  на 53% и температуры выхлопных газов на 30°С.

Таким образом, предлагаема  система обеспечивает повыщение экономичности путем оптимизации дозировани  воды.

23 га „

ЗЛШ

-3/ JV

фиг.З

0.25

ff.50

Фие.

гоо

вига/гге  

I ГО //г7Л/.

%

Claims (3)

1. СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ И ПОДАЧИ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ с источником наддувочного воздуха, содержащая магистраль воды с емкостью и регулирующим устройством, выполненным в виде мембранного дифференциального игольчатого клапана с регулирующей частью, и магистраль топлива с емкостью и подкачивающим насосом, соединенную с магистралью воды через электромагнитный клапан и гидродинамический диспергатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения эконо мичности путем оптимизации дозирования воды, регулирующая часть игольчатого клапана выполнена из трех последовательно соединенных между собой участков: первого участка (от основания клапана) — с коническим профилем, второго — с цилиндрическим профилем и третьего — с параболическим профилем, причем первый участок составляет 40% общей длины регулирующей части, второй — 20% и третий — 40%.

2. Система по π. 1, отличающаяся тем, что привод мембранного дифференциального и электромагнитного клапанов осуществлен от давления в источнике наддувочного воздуха. _β

3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся S тем, что магистраль воды соединена с магистралью топлива на входе последней в подкачивающий насос.

фиг.1