Система питания водородом двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно с системам питания водородом двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик путем повышения точности дозирования водорода. Система питания содержит источник 1 водорода высокого давления, электромагнитный клапан 4 с блоком 5 управления, свечу 6 зажигания с каналом для подачи водорода в зону искрового разряда, систему 7 зажигания, генератор 9 запускающих импульсов и элемент 8 их задержки, а также датчики 10, 11 и 12. Между источником 1 водорода и электромагнитным клапаном установлен регулятор 2 давления с блоком 3 управления, связанным с датчиком 10. 2 ил. 1

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к системам подачи водорода в двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик путем повышения точности дозирования водорода. На фиг.1 изображена функциональная схема предложенной системы; на фиг.2 функциональная схема блока управления. Система содержит следующие элементы (фиг.1): последовательно сообщенные друг с другом трубопроводом источник 1 водорода высокого давления, регулятор 2 давления с блоком 3 управления ЭМК 4 с блоком 5 управления и искровую свечу 6 зажигания, установленную в камере сгорания ДВС и имеющую канал для подачи водорода в межэлектродный зазор (на чертеже не показаны), систему 7 зажигания для подачи импульсов высокого напряжения на высоковольтный электрод свечи 6, элемент 8 задержки электрических импульсов, выход которого соединен со входом системы 7 зажигания, генератор 9 запускающих импульсов, выход которого подключен одновременно ко входу блока 5 управления и ко входу элемента 8 задержки, установленные на двигателе датчики 10 и 11 нагрузки и частоты вращения коленчатого вала, связанные с блоком 5 управления, генератором 9 запускающих импульсов и элементом 8 задержки, причем датчик 10 нагрузки дополнительно подключен ко входу блока 3 управления, а также установленный на ДВС датчик 12 положения коленчатого вала, связанный с генератором 9 запускающих импульсов и предназначенный для синхронизации работы генератора 9 с вращением коленчатого вала ДВС. Блок 3 управления (фиг.2) состоит из последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя 13, преобразующего аналоговый сигнал от датчика 10 нагрузки в цифровую форму, микропроцессора 14, который по входной информации от датчика 10 в соответствии с заданной программой вырабатывает необходимый сигнал для управления регулятором 3 давления, и цифроаналогового преобразователя 15, преобразующего сигнал от микропроцессора 14 из цифровой формы в аналоговую для подачи его на регулятор 3 давления. Система работает следующим образом. Блок 3 управления на основании информации о нагрузке ДВС от датчика 10 подает сигнал на исполнительный орган (не показан) регулятора 2 давления, который устанавливает на входе в ЭМК 4 давление водорода, на 5-10% превышающее давление в камере сгорания в момент создания искрового разряда. При подходе поршня к верхней мертвой точке такта сжатия генератор 9 запускающих импульсов на основании информации о нагрузке и оборотах ДВС от датчиков 10 и 11 и о положении коленчатого вала от датчика 12 в необходимый момент времени синхронно подает сигналы на блок 5 управления ЭМК и на элемент 8 задержки. Блок 5 управления на основании информации о режиме работы ДВС от датчиков 10 и 11 вырабатывает и подает на ЭМК 4 импульс напряжения, продолжительность которого больше полного времени срабатывания клапана 4 и в сочетании с соотношением давления водорода на входе в клапан и давления в камере сгорания определяет минимальную цикловую подачу водорода, необходимую для надежного воспламенения смеси. Запорный элемент (не показан) ЭМК совершает перелет из одного крайнего положения в другое, освобождая канал для подачи водорода, и через заданный регулируемый промежуток времени возвращается в первоначальное положение; порция водорода строго определенной величины под давлением поступает через подводящий канал в свече 6 в область межэлектродного зазора. Элемент 8 задержки с учетом информации о режиме работы ДВС от датчиков 10 и 11 формирует период задержки между поступлением сигнала от генератора 9 и подачей управляющего сигнала на систему 7 зажигания такой длительности, чтобы к моменту пробоя искрового промежутка водород достиг межэлектродного зазора свечи 6 и, продиффундировав, образовал в окрестности электродов смесь, которую легко можно воспламенить искрой. По истечении указанного интервала времени управляющий сигнал с элемента 8 задержки поступает на систему 7 зажигания, которая создает между электродами свечи 6 искровой разряд. Наличие в зоне разряда повышенной концентрации водорода способствует быстрому и стабильному воспламенению смеси. Предлагаемая система, в отличие от прототипа, позволяет на каждом нагрузочном режиме работы ДВС обеспечить такое соотношение давлений заряда в камере сгорания и водорода в момент его подачи, чтобы требуемое количество газа можно было подать в зону электродов свечи импульсом регулируемой длительности и тем самым сократить расход водорода за счет обеспечения возможности точного дозирования его малых цикловых подач.

Формула изобретения

СИСТЕМА ПИТАНИЯ ВОДОРОДОМ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая источник высокого давления, электромагнитный клапан с блоком управления, искровую свечу зажигания, систему зажигания, генератор запускающих импульсов и элемент их задержки, датчики нагрузки и частоты вращения, отличающаяся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик путем повышения точности дозирования водорода, она дополнительно снабжена регулятором давления с блоком управления, установленным между источником водорода и электромагнитным клапаном, при этом блок управления регулятора соединен с датчиком нагрузки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2