Результат интеллектуальной деятельности: Система питания тракторного дизеля с ручным управлением подачей смесевого топлива

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системах питания поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Известна система питания тракторного дизеля с ручным управлением подачей смесевого топлива [Патент 2452864 РФ, МПК F02D 19/06, F02M 43/00. Система питания дизеля для работы на смесевом биоминеральном топливе / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, Р.К. Сафаров, Д.С. Шеменев, В.В. Крюков; ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА». - №2010142007/06; Заявл. 13.10.2010; Опубл. 10.06.2012, Бюл. №16], содержащая бак растительного масла, бак минерального топлива, линию забора растительного масла, состоящую из фильтра-отстойника и электронасоса с обратным клапаном, линию забора минерального топлива, состоящую из фильтров грубой и тонкой очистки и топливоподкачивающего насоса, смеситель растительного масла и минерального топлива, имеющий два входных канала с размещенными в них дроссельными заслонками, закрепленными на поворотных осях, и один выходной канал, линию слива смесевого топлива, топливный насос высокого давления, форсунки и орган управления подачей минерального топлива, выполненный в виде наружного рычага центробежного регулятора частоты вращения коленчатого вала дизеля.

При работе дизеля на режимах полных нагрузок орган управления подачей минерального топлива, выполненный в виде наружного рычага центробежного регулятора частоты вращения коленчатого вала дизеля, всегда установлен в положение «Подача минерального топлива максимальная». Это приводит к тому, что дроссельная заслонка, регулирующая подачу растительного масла, полностью закрыта, а дроссельная заслонка, регулирующая подачу минерального топлива, полностью открыта. При этом дизель работает только на минеральном топливе, независимо от того, включен или выключен электронасос подачи растительного масла.

На смесевом топливе дизель может работать только на режимах частичных нагрузок, когда рычаг регулятора частоты вращения будет находиться в промежуточных положениях между максимальной и минимальной подачами минерального топлива. При этом дроссельная заслонка, регулирующая подачу растительного масла, открывается на такой же угол, на какой закрывается дроссельная заслонка, регулирующая подачу минерального топлива. В смесителе оба компонента смешиваются и полученное смесевое топливо топливным насосом высокого давления и форсунками впрыскивается в цилиндры дизеля.

Недостатком данной системы питания является невозможность точного обеспечения требуемых углов поворота дроссельных заслонок при их синхронном управлении из-за отсутствия рекомендаций по количественному соотношению длин рычагов, тяг и звеньев механизма управления поворотом дроссельных заслонок.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является система питания тракторного дизеля с ручным управлением подачей смесевого топлива [Патент 2548334 РФ, МПК F02D 19/06, F02M 43/00. Система питания тракторного дизеля с ручным управлением подачей смесевого топлива / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, И.Ф. Адгамов; ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА». - №2014112925/06; Заявл. 02.04.2014; Опубл. 20.04.2015, Бюл. №11], содержащая бак растительного масла, бак минерального топлива, линию забора растительного масла, состоящую из фильтра-отстойника и электронасоса с обратным клапаном, линию забора минерального топлива, состоящую из фильтра грубой очистки топлива, смеситель растительного масла и минерального топлива, имеющего два входных канала с размещенными в них дроссельными заслонками, закрепленными на поворотных осях, и один выходной канал, топливоподкачивающий насос, фильтр тонкой очистки топлива, линию слива смесевого топлива, топливный насос высокого давления, форсунки и орган управления подачей минерального топлива, выполненный в виде наружного рычага центробежного регулятора частоты вращения коленчатого вала дизеля, причем на осях дроссельных заслонок закреплены рычаги управления, которые совместно с поперечной тягой образуют шарнирный параллелограммный механизм, кинематически соединенный продольной тягой и компенсирующим звеном с органом управления ручной подачей смесевого топлива, выполненного в виде поворотного двуплечего рычага, установленного шарнирно на жестко закрепленной оси, нижний конец поворотного двуплечего рычага шарнирно соединен с компенсирующим звеном, а верхний конец поворотного двуплечего рычага имеет возможность под действием внешне прилагаемого усилия перемещаться в пазах жестко закрепленного сектора, имеющего указатель с нанесенными делениями, соответствующими числовым значениям объемного соотношения растительного масла и минерального топлива в смесевом топливе.

Пуск, прогрев и останов дизеля осуществляется на минеральном топливе. При этом электронасос подачи минерального топлива отключен, а поворотный двуплечий рычаг ручного управления подачей смесевого топлива находится в положении, при котором дроссельная заслонка, регулирующая подачу минерального топлива в смеситель, полностью открыта, а дроссельная заслонка, регулирующая подачу растительного масла, полностью закрыта. Минеральное топливо за счет разряжения, создаваемого топливоподкачивающим насосом, из бака минерального топлива через фильтр грубой очистки и смеситель подается в фильтр тонкой очистки, и далее топливным насосом высокого давления и форсунками впрыскивается в цилиндры дизеля.

После прогрева дизеля на минеральном топливе включают электронасос, обеспечивающий подачу растительного масла через фильтр-отстойник в смеситель.

Независимо от режима работы дизеля и положения рычага регулятора частоты вращения оператор вручную, путем перемещения поворотного двуплечего рычага по сектору, устанавливает необходимое объемное соотношение растительного масла и минерального топлива в зависимости от величины внешних сопротивлений движению трактора. В смесителе растительное масло и минеральное топливо смешиваются. Полученное смесевое топливо через выходной канал смесителя, фильтр тонкой очистки подается в топливный насос высокого давления и далее форсунками впрыскивается в цилиндры дизеля.

При перемещении поворотного двуплечего рычага ручного управления подачей смесевого топлива по пазам сектора усилие с рычага через компенсирующее звено, продольную тягу и параллелограммный механизм, состоящим из рычагов управления дроссельными заслонками и поперечной тяги, передается на дроссельные заслонки, причем таким образом, что при открытии на определенный угол дроссельной заслонки, регулирующей подачу минерального топлива, дроссельная заслонка, регулирующая подачу растительного масла, закрывается на такой же угол.

Перед остановом дизеля поворотный двуплечий рычаг перемещают в одно из крайних положений, при котором дроссельная заслонка, регулирующая подачу растительного масла, полностью закрыта. Останов двигателя осуществляют традиционным способом, перемещая наружный рычаг регулятора частоты вращения в положение «Подача топлива выключена».

Недостатком данной системы питания является невозможность точного обеспечения требуемых углов поворота дроссельных заслонок при их синхронном управлении и, как следствие, точного соотношения минерального топлива и растительного масла в смесевом топливе из-за отсутствия рекомендаций по количественному соотношению длин рычагов, тяг и звеньев механизма управления поворотом заслонок.

Предлагаемое изобретение направлено устранение отмеченного недостатка и от его применения получен следующий технический результат: обеспечение требуемых углов поворота дроссельных заслонок при их синхронном управлении и, как следствие, более точного соотношения минерального топлива и растительного масла, содержащихся в смесевом топливе.

Указанный технический результат достигается тем, что система питания тракторного дизеля с ручным управлением подачей смесевого топлива, содержащая бак растительного масла, бак минерального топлива, линию забора растительного масла, состоящую из фильтра-отстойника и электронасоса с обратным клапаном, линию забора минерального топлива, состоящую из фильтра грубой очистки топлива, топливоподкачивающий насос, фильтр тонкой очистки топлива, линию слива смесевого топлива, топливный насос высокого давления, форсунки, наружный рычаг регулятора частоты вращения коленчатого вала дизеля, смеситель растительного масла и минерального топлива, имеющего один выходной канал и два входных канала с размещенными в них дроссельными заслонками, закрепленными на поворотных осях, на которых в свою очередь закреплены рычаги управления, образующие совместно с поперечной тягой шарнирный параллелограмный механизм, кинематически соединенный продольной тягой и компенсирующим звеном с органом управления ручной подачей смесевого топлива, выполненным в виде поворотного двуплечего рычага, установленного шарнирно на жестко закрепленной оси, нижний конец поворотного двуплечего рычага шарнирно соединен с компенсирующим звеном, а его верхний конец под действием внешне прилагаемого усилия имеет возможность перемещаться в пазах жестко закрепленного сектора, имеющего указатель с нанесенными делениями, соответствующими числовым значениям объемного соотношения растительного масла и минерального топлива в смесевом топливе, причем для поворота дроссельной заслонки, регулирующей подачу растительного масла, на определенный угол при ее открытии и соответствующего синхронного поворота дроссельной заслонки, регулирующей подачу минерального топлива, точно на такой же угол при ее закрытии, соотношение длин рычагов управления поворотом дроссельных заслонок, продольной тяги и компенсирующего звена должно быть равным соответственно 1:10:2.

На фиг. 1 изображена функциональная схема системы питания тракторного дизеля с ручным управлением подачей смесевого топлива.

На фиг. 2 изображена кинематическая схема ручного управления подачей смесевого топлива.

Система питания тракторного дизеля с ручным управлением подачей смесевого топлива, содержащая бак растительного масла 1, бак минерального топлива 2, линию забора растительного масла 3, состоящую из фильтра-отстойника 4 и электронасоса 5 с обратным клапаном 6, линию забора минерального топлива 7, состоящую из фильтра грубой очистки топлива 8, топливоподкачивающий насос 9, фильтр тонкой очистки топлива 10, линию слива смесевого топлива 11, топливный насос высокого давления 12, форсунки 13, наружный рычаг регулятора частоты вращения 14 коленчатого вала дизеля, смеситель 15 растительного масла и минерального топлива, имеющего один выходной канал 16 и два входных канала 17, 18 с размещенными в них дроссельными заслонками 19, 20, закрепленными на поворотных осях 21, 22, на которых в свою очередь закреплены рычаги управления 23, 24, образующие совместно с поперечной тягой 25 шарнирный параллелограммный механизм 23, 24, 25, кинематически соединенный продольной тягой 26 и компенсирующим звеном 27 с органом управления подачей смесевого топлива, выполненного в виде поворотного двуплечего рычага 28, установленного шарнирно на жестко закрепленной оси 29, нижний конец поворотного двуплечего рычага 28 шарнирно соединен с компенсирующим звеном 27, а его верхний под действием внешне прилагаемого усилия имеет возможность перемещаться в пазах жестко закрепленного сектора 30, имеющего указатель 31 с нанесенными делениями, соответствующими числовым значениям объемного соотношения растительного масла и минерального топлива в смесевом топливе, причем для поворота дроссельной заслонки 19, регулирующей подачу растительного масла, на определенный угол при ее открытии и соответствующего синхронного поворота дроссельной заслонки 20, регулирующей подачу минерального топлива, точно на такой же угол при ее закрытии, соотношение длин рычагов управления 23, 24 поворотом дроссельных заслонок 19, 20, продольной тяги 26 и компенсирующего звена 27 должно быть равным соответственно 1:10:2.

Работает система питания дизеля следующим образом.

Пуск, прогрев и останов дизеля осуществляется на минеральном топливе. При этом электронасос 5 отключен, а поворотный двуплечий рычаг 28 ручного управления подачей смесевого топлива находится в положении, при котором дроссельная заслонка 19, регулирующая подачу минерального топлива в смеситель 15, полностью открыта, а дроссельная заслонка 20, регулирующая подачу растительного масла, полностью закрыта. Минеральное топливо за счет разряжения, создаваемого топливоподкачивающим насосом 9, из бака 2 через фильтр грубой очистки 8 и смеситель 15 подается в фильтр тонкой очистки 10, и далее топливным насосом высокого давления 12 и форсунками 13 впрыскивается в цилиндры дизеля.

После прогрева дизеля на минеральном топливе включают электронасос 5, обеспечивающий подачу растительного масла через фильтр-отстойник 4 в смеситель 15.

При работе дизеля на режимах полных нагрузок наружный рычаг 22 центробежного регулятора частоты вращения коленчатого вала дизеля, всегда установлен в положение «Подача минерального топлива максимальная». При работе дизеля на режимах частичных нагрузок наружный рычаг 22 регулятора частоты вращения будет находиться в промежуточном положении между максимальной и минимальной подачами минерального топлива.

Оператор перемещая поворотный двуплечий рычаг 28 по сектору 30, устанавливает необходимое объемное соотношение растительного масла и минерального топлива в зависимости от величины внешних сопротивлений движению трактора. В смесителе 15 растительное масло и минеральное топливо смешиваются. Полученное смесевое топливо через выходной канал 16 смесителя 15, фильтр тонкой очистки 10 подается в топливный насос высокого давления 12 и далее форсунками 13 впрыскивается в цилиндры дизеля.

При перемещении поворотного двуплечего рычага 28 ручного управления подачей смесевого топлива по пазам сектора 30 усилие с рычага 28 через компенсирующее звено 27, продольную тягу 26 и параллелограммный механизм 23, 24, 25, состоящим из рычагов управления 23, 24 дроссельными заслонками 19, 20 и поперечной тяги 25, передается на дроссельные заслонки 19, 20, причем таким образом, что при открытии на определенный угол дроссельной заслонки 19, регулирующей подачу минерального топлива, дроссельная заслонка 20, регулирующая подачу растительного масла, закрывается точно на такой же угол.

Перед остановом дизеля поворотный двуплечий рычаг 28 перемещают в одно из крайних положений, при котором дроссельная заслонка 19, регулирующая подачу растительного масла, полностью закрыта. По истечении 10-15 минут, после полной выработки из узлов и агрегатов системы питания смесевого топлива и когда система заполнится минеральным топливом, двигатель останавливают. Останов двигателя осуществляют перемещением наружного рычага 22 регулятора частоты вращения в положение «Подача топлива выключена (минимальная)». Последующий пуск дизеля будет осуществляться на минеральном топливе.

Заявляемая система питания дизеля технически реализуема.

На фиг. 3 показана система питания тракторного дизеля с ручным управлением подачей смесевого топлива, содержащая дополнительный бак растительного масла 1, линию забора растительного масла 3, линию забора минерального масла 7, смеситель 15, рычаги управления 23, 24 дроссельных заслонок, поперечную и продольную тяги 25 и 26.

На фиг. 4 показан орган управления ручной подачей смесевого топлива, установленный в кабине трактора и выполненный в виде поворотного двуплечего рычага 28, установленного на оси 29, нижний конец которого шарнирно соединен с компенсирующим звеном 27, соединенным с продольной тягой 26. Рычаг 28 имеет возможность перемещаться в пазах сектора 30 и фиксироваться в требуемых положениях, отмеченных на указателе 31 в виде делений, соответствующих вполне определенным объемным соотношениям растительного и минерального компонента 25:75, 50:50, 75:25, 90:10. Одно крайнее положение рычага 28 соответствует на указателе 31 делению 90:10, другое - переходу работы дизеля на минеральное топливо.