Система подачи воды в двигатель внутреннего сгорания и бак для хранения воды

 

Изобретение относится к транспортному двигателестроению и может быть использовано в системах питания дизелей и газовых двигателей. Изобретение позволяет при отрицательной температуре окружающей среды значительно сократить время растапливания льда, имеющегося в баке, поддерживать требуемую температуру воды во время работы двигателя и исключить обмерзание трубопроводов при длительном безгаражном хранении двигателя, причем форма бака является оптимальной с точки зрения обеспечения его прочности при замерзании воды, а наличие наружного слоя теплоизоляции позволяет уменьшить тепловые потери в системе. Система содержит бак для хранения воды, устройство для распыления воды в двигателе, трубопроводы и трубопроводную арматуру и отличается тем, что она выполнена с возможностью заполнения топливом трубопровода подачи воды в двигатель при разобщении данного трубопровода с баком перед длительным безгаражным хранением двигателя, а бак выполнен подогреваемым с полостью для протекания теплоносителя двигателя между стенками. В качестве теплоносителя используют жидкость, циркулирующую в системе охлаждения двигателя или подаваемую от пускового подогревателя. Бак для хранения воды снабжен наружным слоем теплоизоляции и в нижней части имеет криволинейную выпуклую поверхность. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к транспортному двигателестроению и может быть использовано в системах питания дизелей и газовых двигателей.

Известно, что за счет снижения температуры горения рабочей смеси может быть значительно уменьшено содержание в выхлопных газах двигателей самой токсичной составляющей - оксидов азота. Одним из путей снижения температуры горения является впрыск воды в цилиндры или во впускной трубопровод.

Для впрыска воды в двигатель может быть использована система, содержащая бак для хранения воды, устройство для ее подачи к двигателю, трубопроводы и форсунку (см. например, SU 1006791, МПК F 02 М 25/022, 1983). Общим недостатком таких систем при их зимней эксплуатации является замерзание воды, находящейся в баке и остающейся в трубопроводах после выключения двигателя. Последующее использование системы невозможно до прогрева бака и трубопроводов за счет повышения температуры в подкапотном пространстве транспортного средства. Кроме того, замерзание воды может привести к механическому повреждению бака и образованию в трубопроводах ледяных пробок.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационных характеристик системы.

Поставленная задача решается путем того, что система подачи воды в двигатель внутреннего сгорания, содержащая бак для хранения воды, устройства для распыления воды в двигателе, трубопроводы и трубопроводную арматуру, выполнена с возможностью заполнения топливом трубопровода подачи воды в двигатель при разобщении данного трубопровода с баком, а последний выполнен подогреваемым с полостью для протекания теплоносителя двигателя между стенками.

Система может быть снабжена топливопроводом с запорным органом и обратными клапанами, через которые в трубопровод подачи воды в двигатель поступает вода из бака или топливо.

Трубопровод подачи воды в двигатель целесообразно выполнять подогреваемым с кожухом, образующим полость для протекания теплоносителя двигателя.

Система может быть выполнена с возможностью использования в качестве теплоносителя жидкости, циркулирующей в системе охлаждения двигателя. Жидкость может поступать от подогревателя, используемого для пуска двигателя.

Отличительные признаки изобретения позволяют при отрицательной температуре окружающей среды значительно сократить время растапливания льда, имеющегося в баке, поддерживать заданную температуру воды во время работы двигателя, а также заполнять топливом трубопровод подачи воды из бака перед длительной стоянкой при безгаражном хранении двигателя.

Поставленная задача решается также путем того, что бак для хранения воды, подаваемой в двигатель внутреннего сгорания на распыление, содержащий заливное отверстие и выходной канал, выполнен с полостью для протекания теплоносителя двигателя между стенками, снабжен наружным слоем теплоизоляции и в нижней части имеет криволинейную выпуклую поверхность. В сечении бак может иметь вид кругового сегмента. Указанная форма бака обеспечивает минимизацию возникающих при замерзании воды напряжений, а наличие наружного слоя теплоизоляции позволяет уменьшить тепловые потери в системе.

С конструктивной точки зрения целесообразно снабжать бак клапанным узлом, в котором выполнены выходной канал, канал для подвода теплоносителя двигателя и дополнительный канал для соединения с топливопроводом, и размещены обратные клапаны, через которые в выходной канал поступает вода или топливо.

На чертеже представлена система подачи воды в газовый двигатель внутреннего сгорания.

Система содержит бак 1 для хранения воды с двойными стенками, между которыми выполнена полость 2 для протекания теплоносителя двигателя. Бак содержит наружный слой теплоизоляции 3, горловину 4 с заливным отверстием, клапанный узел 5, в котором выполнен выходной канал 6, канал 7 для подвода жидкости из системы охлаждения двигателя и дополнительный канал для подачи топлива, в котором размещен первый обратный клапан 8. Второй обратный клапан 9 размещен в отверстии, через которое вода из бака 1 поступает в выходной канал 6. Теплоноситель отводится из бака 1 через патрубок 10.

В состав системы входит трубопровод 11 подачи воды в двигатель с кожухом, образующим полость 12 для протекания теплоносителя, поступающего через канал 7 клапанного узла бака. Теплоноситель отводится из полости 12 через патрубок 13. Вода из бака подается насосом 14 к форсунке 15, которая установлена во впускном трубопроводе двигателя. На дизелях форсунки устанавливаются в цилиндрах. Для очистки воды, поступающей в двигатель, предназначен фильтр 16.

К клапанному узлу 5 бака подключен топливопровод (газопровод) 17 с запорным органом, выполненным в виде электромагнитного клапана 18.

Газопровод 17 подключен к газовому редуктору 19 системы питания двигателя.

Система работает следующим образом.

После запуска и прогрева двигателя открывают клапан (на чертеже не показан), через который жидкость из системы охлаждения двигателя поступает в полость 2 бака 1 и полость 12 трубопровода 11. По данным теплового расчета для плавления льда в баке 1 и поддержания в нем положительной температуры достаточно лишь части тепла, отдаваемого двигателем в систему охлаждения. Соответственно в канал 7 отводится часть потока охлаждающей жидкости, циркулирующей в двигателе. Необходимый расход охлаждающей жидкости, используемой в качестве теплоносителя, может быть задан подбором сечения подающего трубопровода, дроссельной шайбой или применением регулируемого вентиля (на чертеже не показаны). После того, как вода нагреется до заданной температуры включают насос 14. Обратный клапан 9 при этом открывается и вода через выходной канал 6, трубопровод 11 и фильтр 16 поступает к форсунке 15. При остановке двигателя насос 14 выключают, и обратный клапан 9 закрывается. Затем открывают электромагнитный клапан 18, и газ из редуктора 19 по газопроводу 17 через обратный клапан 8 поступает в трубопровод 11, вытесняя оставшуюся в нем воду.

При использовании описанной системы на дизеле в трубопровод 11 поступает топливо, нагнетаемое подкачивающим насосом.

Формула изобретения

1. Система подачи воды в двигатель внутреннего сгорания, содержащая бак для хранения воды, устройства для распыления воды в двигателе, трубопроводы и трубопроводную арматуру, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью заполнения топливом трубопровода подачи воды в двигатель при разобщении данного трубопровода с баком, а последний выполнен подогреваемым с полостью для протекания теплоносителя двигателя между стенками.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена топливопроводом с запорным органом и обратными клапанами, через которые в трубопровод подачи воды в двигатель поступает вода из бака или топливо из системы питания двигателя.

3. Система по одному из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что трубопровод подачи воды в двигатель выполнен подогреваемым, с кожухом, образующим полость для протекания теплоносителя двигателя.

4. Система по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью использования в качестве теплоносителя жидкости, циркулирующей в системе охлаждения двигателя.

5. Бак для хранения воды, подаваемой в двигатель внутреннего сгорания на распыление, содержащий заливное отверстие и выходной канал, отличающийся тем, что он выполнен с полостью для протекания теплоносителя двигателя между стенками, снабжен наружным слоем теплоизоляции и в нижней части имеет криволинейную выпуклую поверхность.

6. Бак по п.1, отличающийся тем, что в сечении он имеет вид кругового сегмента.

7. Бак по п.6, отличающийся тем, что он снабжен клапанным узлом, в котором выполнены выходной канал, канал для подвода теплоносителя, дополнительный канал для соединения с топливопроводом и размещены обратные клапаны, через которые в выходной канал поступает вода или топливо.

РИСУНКИ

Рисунок 1