Система подготовки и подачи водотопливной эмульсии в двигатель внутреннего сгорания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1231246

1511 4 F 02 М 25 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

71

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3851046/25-06 (22) 25.12.84 (46) 15.05.86. Бюл. № 18 (71) Литовское морское пароходство (72) Ю. И. Воржев и К. К. Гимбутис (53) 621.43.038 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 937751, кл. F 02 М 25/02, 1981. (54) (57) 1. СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ И

ПОДАЧИ ВОДОТОПЛИВ НОЙ 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 экономичности 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—

40У

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

3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся Е тем, что магистраль воды соединена с магистралью топлива на входе последней в под- Ц ф качивающий насос.

1231246

1О

45

55

Изобретение относится к двигателестроению.

Цель изобретения — повышение экономичности двигателя и снижение энергозатрат за счет оптимального дозирования воды в зависимости от мощности двигателя.

На фиг.1 показана схема системы подготовки и подачи водотопливной эмульсии в двигатель внутреннего сгорания; на фиг.2— мембранный дифференциальный клапан; на фиг.3 — регулирующая часть мембранного клапана; на фиг.4 — закон подачи воды в топливо.

Система подготовки и подачи водотопливной эмульсии содержит топливную 1 и водяную 2 магистрали. Топливная магистраль 1 соединяет топливную цистерну 3 с двигателем через установленные на ней гидродинамический диспергатор 4, для подвода воды и предварительного ее диспергирования в потоке топлива, подкачивающий насос 5, выполняющий вторичное диспергирование воды, подогреватель 6 с терморегулятором 7, фильтры 8 тонкой очистки, топливные насосы

9 высокого давления с трубками 10 высокого давления. Для возврата отсечного топлива имеется трубопровод 11 с невозвратным клапаном 12 и трубопроводы 13 и 14. Водяная магистраль 2 через установленный на ней модуль управления и автоматического дозирования 15 и электромагнитный клапан 16 управления соединяет водяную емкость 17 с гидродинамическим диспергатором 4. Модуль !5 управления и автоматического дозирования содержит регулирующий мембраной дифференциональный игольчатый клапан 18 для автоматического дозирования воды в топливо и управления диспергатором 4 через электромагнитный клапан 16, снабженный электрокабелем 19, электропитание к регулирующему клапану 18 подводится по кабелю 20. Для автоматического управления регулирующим клапаном 18 от источника наддувочного воздуха установлен пневмопровод 21. Для стабилизации давления воды, поступающей к регулирующему клапану 18, установлен редукционный клапан 22. Кроме этого, в модуль включены фильтр 23 воды и ротаметр 24 для контроля количества поступающей воды в топливо.

Регулирующий мембран но-дифференциальный клапан 18 состоит из водяной 25 и воздушной 26 полостей, разделенных мембраной 27. Для дозирования воды, поступающей по магистрали 2, установлена дозирующая шайба 28 и регулирующая часть в виде- иглы 29, игольчатого клапана 18, для управления которой установлена мембрана

30 и регулируемая пружина 31. Подвод воздуха в полость 26 осуществлен по пневмопроводу 21. Управление электромагнитным клапаном 16 осуществлено микровыключателем 32 по средствам устройства 33, установленного на торцовой части 34 регулирующего игольчатого клапана 18.

Регулирующая часть (игла 29) клапана

l8 выполнена из трех участков различного профиля: первого (А) — конического, второго (В) — цилиндрического, третьего (С)— параболического. Причем первый участок составляет 40Я общей длины регулирующей части клапана 18, второй — 20Я и третий—

40О. Указанный профиль регулирующей части клапана 18 позволяет 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 двигателя. 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 управления и автоматического дозирования 15, где, пройдя через фильтр 23 и редукционный клапан 22, под постоянным давлением поступает к регулирующему клапану 18 в полость 25. Одновременно к регулирующему клапану 18 от источника наддувочного воздуха подается по пневмопроводу 21 в полость 26 воздух под давлением, который, воздействуя на мембрану 30, приводит в движение регулирующую часть 29 игольчатого клапана 18. При перемещении регулирующей части меняется проходное сечение в отверстии дозирующей шайбы 28 соответственно с законом подачи воды. Торцовой частью 35 игла 29 перемещает устройство 34 и по достижению положения, соответствующего минимальным оборотам, двигается и включает микровыключателем 32 электромагнитный клапан 2.

Из регулирующего клапана 18 вода по трубопроводу через ротаметр 24 и электроманитный 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.

Водотопливная смесь забирается 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 давления, которые по трубопроводам 10 высокого давления подают эмульсию через форсунки в цилиндр двигателя. Отсечное топливо по трубопроводу 11 и 13 возвращается в систему перед подкачивающим насосом 5. В случае работы двигателя не на водотопливной эмульсии отсечное топливо по трубопроводам

11 и 14 возвращается в цистерну 3.

В системе подготовки и подачи водотопливной эмульсии в двигатель внутрен123l246

31 него сгорания установленный автоматический регулирующий клапан, управляемый наддувочным воздухом, с иглой дифференционального сечения может иметь любую требуемую характеристику, обеспечивающую оптимальное дозирование воды в топливо в зависимости от мощности двигателя, что обеспечивает получение максимальной экономии топлива. Использованные элементы системы топливоподготовки выполняют новые дополнительные функции, что исключает применение различного рода эмульгаторов, насосов, емкостей для хранения эмульсии и рециркуляционных контуров. Это упрощает конструкцию, снижает энергозатраты и металлоемкость устройства.

Испытание системы показали, что осуществление дозирования воды в зависимости от мощности двигателя обеспечивает экономию топлива до 4%, снижение нагарообразования на 53% и температуры выхлопных газов на 30 С.

Таким образом, предлагаемая система обеспечивает повышение экономичности путем оптимизации дозирования воды.

1231246

%я

zu ь

1 % ъ

1, 4

Ь Ъ у

0, 07 7gg 7 70 сщноств ддигателя д, ц

Wu8 . 4.

Составитель В. Павлюков

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 2321/39 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4