Устройство приготовления топлива для сжигания его в двигателе внутреннего сгорания

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в системах питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с прямой подачей жидкого топлива в камеру сгорания и предназначено для подготовки топлива и подачи его в камеру сгорания в нужный временной промежуток. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы двигателя, достижение более полного сгорания подаваемого топлива и снижение объема выброса вредных примесей при сокращении габаритов устройства, также обеспечивает минимальные конструктивные доработки ДВС, удобство и легкость монтажа и управления. Устройство приготовления топлива для сжигания его в двигателе внутреннего сгорания содержит корпус. Внутри корпуса размещен испаритель, снабженный выходным патрубком для подачи топлива в ДВС и соединенный с каналом подачи топлива через впускное отверстие, выполненное в стенке испарителя на его входном конце. Токоподводящий элемент закреплен на стенке испарителя. Выходной патрубок выполнен в виде капиллярной трубки, расположенной на выходном конце испарителя. Во впускном отверстии испарителя установлен клапан, корпус снабжен соединительным элементом для крепления в отверстии, расположенном в стенке головки цилиндра ДВС. Выходной патрубок закреплен в сквозном канале, выполненном в соединительном элементе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в системах питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с прямой подачей жидкого топлива в камеру сгорания и предназначено для подготовки топлива и подачи его в камеру сгорания в нужный временной промежуток.

Известно выбранное в качестве ближайшего аналога устройство подготовки топлива, содержащее нагревательную камеру, нагреватель, устройство поддержания остаточного высокого давления, систему контроля температуры нагрева топлива (патент РФ №2141054, опубл. 10.11.1999).

Однако известное решение не обеспечивает полного сгорания топлива, имеет большой объем выброса вредных примесей при сложности конструкции устройства.

Технической задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего повышение эффективности работы двигателя, достижение более полного сгорания подаваемого топлива и снижение объема выброса вредных примесей при сокращении габаритов устройства, обеспечение минимальных конструктивных доработок ДВС, удобство и легкость монтажа и управления.

Поставленная задача решается в устройстве приготовления топлива для сжигания его в двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус, внутри которого размещен испаритель, снабженный выходным патрубком для подачи топлива в ДВС и соединенный с каналом подачи топлива через впускное отверстие, выполненное в стенке испарителя на его входном конце, и токоподводящий элемент, закрепленный на стенке испарителя, при этом выходной патрубок выполнен в виде капиллярной трубки, расположенной на выходном конце испарителя, во впускном отверстии испарителя установлен клапан, корпус снабжен соединительным элементом для крепления в отверстии, расположенном в стенке головки цилиндра ДВС, а выходной патрубок закреплен в сквозном канале, выполненном в соединительном элементе.

Устройство может быть снабжено блоком управления, который состоит из задатчика числа оборотов вала ДВС, связанного с педалью управления ДВС, и схемы сравнения, один вход которой соединен с выходом задатчика числа оборотов вала ДВС, другой вход схемы сравнения является входом сигнала с датчика числа оборотов вала ДВС, а ее выход является выходом блока управления и соединен с токоподводящим элементом.

Нагрев топлива до состояния перегретого пара осуществляется в компактном устройстве, которое крепится в корпусе двигателя вместо свечи зажигания. Подача топлива в зависимости от частоты вращения вала ДВС, нагрузки ДВС и других внешних факторов, влияющих на работу двигателя, задается блоком управления, который вырабатывает командные сигналы с целью обеспечения необходимой в данный момент мощности двигателя.

На чертеже приведен пример конструкции устройства приготовления топлива для сжигания его в двигателе внутреннего сгорания.

Устройство приготовления топлива для сжигания его в двигателе внутреннего сгорания содержит корпус 1, который с помощью соединительного элемента 2, например втулки с резьбой, закрепляется в отверстии, расположенном в стенке головки цилиндра 3 ДВС вместо свечи зажигания. Внутри корпуса 1 размещен испаритель 4, представляющий собой емкость, в которой осуществляется предварительный нагрев топлива. Испаритель 4 отделен от стенок корпуса 1 с помощью изолятора 5. Пространство между стенками корпуса 1 и испарителя 4 образует камеру 6 для охлаждения испарителя 4. Охлаждение испарителя 4 осуществляется путем подачи топлива в камеру 6 через отверстия 7, 8, выполненные соответственно в стенке 9, отделяющей канал 10 подачи топлива от испарителя 4 и камеры 6 охлаждения, и соответствующие отверстия в изоляторе 5. На боковой стенке испарителя 4 вблизи его входного конца установлен токоподводящий элемент в виде электрода 11, к которому от источника питания (на чертеже не показан) подводится электрический ток через токоввод 12, размещенный в изоляторе 5. С помощью этого тока осуществляется нагрев топлива, находящегося в испарителе 4, до необходимой температуры.

Время действия тока задается блоком 13 управления, содержащим задатчик 14 числа оборотов вала ДВС, связанный с педалью 15 управления ДВС, и схему сравнения 16, второй вход которой связан с датчиком числа 17 оборотов вала ДВС.

Схема сравнения 16 вырабатывает управляющий сигнал, обеспечивающий необходимое время действия тока для обеспечения подачи топлива в необходимом объеме для работы ДВС. Выход схемы сравнения 16 соединен с электродом 11. Подача нагретого топлива в камеру сгорания ДВС осуществляется через патрубок 18, представляющий собой капиллярную трубку. Патрубок 18 расположен на выходном конце испарителя 4 и закреплен в сквозном канале, выполненном в соединительном элементе 2. На входном конце испарителя 4 установлен клапан 19, размещенный во впускном отверстии 20.

Приготовление топливной смеси для сжигания ее в двигателе внутреннего сгорания реализуется следующим образом.

Находящееся в испарителе 4 топливо нагревается за счет импульса тока, подводимого с помощью электрода 11 к стенкам испарителя 4. Величина управляющего сигнала (время действия тока) задается блоком управления 13, в котором с помощью схемы сравнения 16 осуществляется сравнение сигналов от задатчика числа оборотов 14 вала ДВС, связанного с педалью управления 15, и от датчика числа оборотов 17 вала ДВС и определяется их разность. Разность этих сигналов и определяет величину управляющего сигнала (время действия тока), подаваемого на электрод 11, и соответственно температуру, до которой нагревается топливо в испарителе 4. Объем испарителя 4 определяется необходимым расходом топлива при максимальной нагрузке, т.е. он является дозатором топлива.

В результате нагрева топлива в испарителе 4 оно расширяется и поступает в патрубок 18 - капиллярную трубку, где происходит дополнительный нагрев топлива, приводящий к его перегреву и переходу в фазу перегретого пара с температурой, выше температуры самовоспламенения в камере сгорания ДВС. При поступлении топлива в камеру сгорания ДВС и контакте с находящимся там воздухом происходит самовоспламенение топлива. При сгорании расширяющиеся газы придают ускоренное движение поршню ДВС, что приводит к совершению рабочего хода ДВС.

Таким образом, в заявляемом техническом решении топливо поступает в камеру сгорания в состоянии перегретого пара с температурой, превышающей температуру его самовоспламенения, смешивается там с воздухом, находящимся в камере сгорания, в результате чего происходит его самовозгорание, причем процесс горения топлива происходит при постоянном давлении в цилиндре двигателя во время рабочего хода, т.е. фактически реализуется цикл Дизеля в обычном бензиновом двигателе, благодаря чему реализуются все преимущества дизельного двигателя.

1. Устройство приготовления топлива для сжигания его в двигателе внутреннего сгорания, содержащее корпус, внутри которого размещен испаритель, снабженный выходным патрубком для подачи топлива в ДВС и соединенный с каналом подачи топлива через впускное отверстие, выполненное в стенке испарителя на его входном конце, и токоподводящий элемент, закрепленный на стенке испарителя, при этом выходной патрубок выполнен в виде капиллярной трубки, расположенной на выходном конце испарителя, во впускном отверстии испарителя установлен клапан, корпус снабжен соединительным элементом для крепления в отверстии, расположенном в стенке головки цилиндра ДВС, а выходной патрубок закреплен в сквозном канале, выполненном в соединительном элементе.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком управления, который состоит из задатчика числа оборотов вала ДВС, связанного с педалью управления ДВС, и схемы сравнения, один вход которой соединен с выходом задатчика числа оборотов вала ДВС, другой вход схемы сравнения является входом сигнала с датчика числа оборотов вала ДВС, а ее выход является выходом блока управления и соединен с токоподводящим элементом.