×
12.09.2019
219.017.ca02

Результат интеллектуальной деятельности: Устройство подачи воды в газодизельный двигатель

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложенное устройство подачи воды в газодизель содержит емкость с водой 1, трубопроводы подачи воды 2 и распылители 3 воды инжекторного типа. Устройство снабжено охладителем-смесителем 4, в который установлены распылители 3. Охладитель-смеситель имеет контур охлаждения 5, в котором циркулирует охлаждающая жидкость и контур рециркулируемых отработавших газов 6, который обеспечивает охлаждение перепускаемых из выпускного коллектора во впускной коллектор двигателя отработавших газов. Впрыск воды осуществляется в поток горячих (более 120°С) отработавших газов в конверсивной камере 7, где вода переходит из жидкого фазного состояния в парообразное, далее пар смешивается с отработавшими газами в каналах охладителя-смесителя 8, образуя парогазовую смесь, при этом вода дополнительно охлаждает отработавшие газы. Управление подачей воды и регулирование подачи парогазовой смеси осуществляется дозирующим устройством 9 по сигналам блока управления 10. Регулирование осуществляется по сигналам от датчиков двигателя в зависимости от скоростных и нагрузочных режимов работы двигателя. Устройство служит для улучшения топливной экономичности, обеспечения бездетонационной работы, снижения токсичности газодизельного двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания, а именно к системам выпуска отработавших газов, системам питания дизелей жидким и газообразным топливом, в частности сжиженным углеводородным газом и может использоваться в системах питания двигателей внутреннего сгорания работающих на газомоторных топливах, таких как сжиженные углеводородные топлива, природный газ и другие.

Известна система автоматического управления подачей активатора в дизель, содержащая устройство для подачи активатора и распылитель. Распылитель размещен во впускном трубопроводе дизеля и управляется электромагнитом, связанным с источником питания. Система содержит также электронный блок управления и датчики температуры охлаждающей жидкости и допустимого снижения напряжения, электрически соединенные с источником питания, а также датчик частоты вращения коленчатого вала и датчик положения рейки топливного насоса высокого давления. Информативные сигналы от датчиков поступают через электронный блок управления в электромагнит распылителя с периодичностью и продолжительностью, зависящими от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя. Устройство для подачи активатора выполнено в виде электрического насоса, соединенного с электронным блоком управления. Распылитель и электромагнит объединены в один узел и представляют собой электромагнитную форсунку. Подключение электронного блока управления и электрического насоса к источнику питания происходит автоматически по сигналам датчика температуры охлаждающей жидкости и датчика допустимого снижения напряжения соответственно при температуре 50+5°С и напряжении 9-14 В, а отключение - при температуре 95+5°С и напряжении ниже 9 В (патент РФ 2273750, МПК F 02 D 19/12, F 02 M 43/00, 2006).

Известная система не обеспечивает фазного перехода активатора - воды из жидкого состояния в парообразное, что не позволяет использовать в качестве активатора воду, при этом использование воды в качестве активатора, позволяет исключить детонацию на всех режимах работы газодизельных двигателей и снижает выбросы вредных веществ с отработавшими газами.

Известно устройство для подачи воды в двигатель внутреннего сгорания содержащее емкость с водой, поплавковую камеру, трубопроводы подачи воды и распылители воды, присоединенные к карбюратору. Распылители воды инжекторного типа содержат сопло Лаваля с боковыми воздушными отверстиями и подключены по одному к горловинам диффузоров первичной и вторичной смесительных камер и два распылителя за дроссельной заслонкой первичной смесительной камеры карбюратора, трубопроводы которых содержат электромагнитные клапаны воды. Один из клапанов электрически связан с топливным электромагнитным клапаном холостого хода, а другой - с концевым выключателем, приводимым в действие рычагом привода топливного ускорительного насоса карбюратора (патент РФ 2260144, МПК F 02 M 25/022, 2017).

Недостатком известного устройства является его применимость только в карбюраторных двигателях, отсутствие возможности фазного перехода состояния воды. Поступление водного раствора в карбюратор непосредственно через патрубок не производит качественного распыла и приводит к неустойчивой работе двигателя. Отсутствие автоматического регулирования соотношения воды в топливе.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ снижения содержания вредных ингредиентов в отработавших газах дизельного двигателя заключающийся в предварительном приготовлении жидкого активатора, подающегося через наконечник-дозатор во впускной трубопровод дизельного двигателя, при этом оптимизируется состав аэрозольной смеси активатора с воздухом. В качестве активатора используют следующий состав:

- перекись водорода - 23-53%

- алифатические спирты - 5-10%

- антикоррозионная присадка -0,1-0,3%

- стабилизирующее вещество - 0,1-0,2%

- остальное - дистиллированная вода.

При этом указанный активатор обрабатывают в устройстве в виде аэрозольного генератора, работающего в трех режимах: распылительном, комбинированном и барботажном, в зависимости от литража дизеля. В аэрозольном генераторе размещен картридж-поплавок, обеспечивающий оптимальный состав аэрозоли в зависимости режимов работы ДВС за счет постоянного уровня активатора в картридже. Генератор связан гибким трубопроводом с наконечником-дозатором, имеющим насадку-рассекатель, размещенную с зазором в сужающемся в направлении потока воздуха кожухе, закрепленном во впускном воздуховоде. Изменение характеристик турбулирования активатора осуществляется регулированием подачи воздуха через барботажную трубку и электромагнитный клапан и изменением пропускной способности нижнего патрубка трехходового крана. Используя варианты формы насадки-рассекателя, повышают дисперсность аэрозоли в зависимости от типа ДВС. (патент РФ 2510469, МПК F02M43/00,F02M25/00,F02D19/12. 2014)

Недостатком известного способа является сложность подготовки и высокая стоимость активатора, необходимость установки устройства обработки активатора, отсутствие возможности фазного перехода состояния активатора.

Технической задачей изобретения является улучшение топливной экономичности, исключение явления детонации на всех режимах работы двигателя в газодизельном режиме, упрощение конструкции, повышение надежности, снижение токсичности отработавших газов двигателя.

Поставленная техническая задача достигается тем, что устройство подачи воды в газодизель содержащее емкость с водой, трубопроводы подачи воды и распылители воды инжекторного типа, согласно изобретению, снабжено охладителем-смесителем, с жидкостным контуром охлаждения и контуром рециркулируемых отработавших газов, конверсивной камерой, выпускными впускным коллекторами двигателя, дозирующим устройством регулирования подачи парогазовой смеси и блоком управления.

Изобретение объясняется чертежом, на котором представлено устройство подачи воды в газодизель.

Устройство подачи воды в газодизель содержит емкость 1 с водой, трубопроводы 2 подачи воды и распылители 3 воды инжекторного типа установленные в охладитель-смеситель 4, имеющий контур 5 охлаждения, в котором циркулирует охлаждающая жидкость и контур 6 рециркулируемых отработавших газов, который обеспечивает охлаждение перепускаемых из выпускного коллектора во впускной коллектор двигателя отработавших газов. Впрыск воды осуществляется в поток горячих отработавших газов по ходу движения газов в конверсивной камере 7, где вода переходит из жидкого фазного состояния в парообразное. Далее пар смешивается с отработавшими газами в каналах 8 охладителя-смесителя 4,образуя паро-газовую смесь, при этом вода дополнительно охлаждает отработавшие газы, а управление подачей воды для достижения необходимой концентрации парогазовой смеси (2-7% содержания пара) и регулирование подачи парогазовой смеси дозирующим устройством 9 во впускной коллектор двигателя (до 50% воздуха), обеспечивается блоком управления 10,который может быть выполнен в качестве отдельного устройства или интегрирован в блок управления двигателем. Регулирование осуществляется по сигналам от датчиков двигателя в зависимости от скоростных и нагрузочных режимов работы двигателя.

Устройство позволяет улучшить топливную экономичность, обеспечивает бездетонационную работу газодизельного двигателя, повысить надежность системы на всех скоростных и нагрузочных режимах работы тепловых поршневых двигателях работающих на газе.

Устройство подачи воды в газодизель работает следующим образом.

Добавление паров воды в рабочую смесь в количестве 2...7% на данных режимах снижает теплонапряженность цилиндро-поршневой группы и скорость распространения пламени, что позволяет исключить детонацию на режимах от 82% до номинальной мощности, а так же на корректорной ветви. Система подачи воды интегрирована в систему рециркуляции, вода впрыскивается в струю горячих отработавших газов, температура которых составляет 200...800оС, где испаряется и далее пар с отработавшими газами поступает во впускной коллектор.

Отбор отработавших газов производится в выпускном трубопроводе, на минимальном расстоянии от выпускного коллектора двигателя, далее отработавшие газы поступают в соответствующий контур охладителя-смесителя 4, где в конверсивную камеру 7 в струю раскаленных газов распылителями 3 впрыскивается 2...7% воды от количества отработавших газов. Количество впрыскиваемой воды определяется блоком управления 10 подачи топлива, пропорционально расходу топлива и величине нагрузки на двигатель увеличивая подачу воды при увеличении нагрузки. В конверсивной камере 7охладителя-смесителя 4 вода испаряется и далее в каналах 8 смесителя-охладителя 4 пар смешивается с отработавшими газами, одновременно охлаждая его. Подготовленная парогазовая смесь через регулируемый блоком управления 10 запорный элемент (не показан) поступает во впускной трубопровод двигателя внутреннего сгорания. Охладитель-смеситель 4 имеет контур 5 охлаждения, в котором циркулирует охлаждающая жидкость, и который может быть выполнен независимым или включен в систему охлаждения двигателя, обеспечивающую снижение температуры отработавших газов ниже 100 С. Вода поступает в распылители 3 из отдельной емкости для воды оснащенной насосом с регулятором давления по водяным трубопроводам 2. Регулировка количества рециркулируемых газов осуществляется регулируемым запорным элементом под управлением блока управления 10 подачи топлива двигателя.

Сгорание пропан-бутановых смесей в цилиндре двигателя на режимах работы более 50% от максимальной мощности и на корректорной ветви сопровождается детонацией. Использование системы рециркуляции отработавших газов позволяет повысить порог возникновения детонации и обеспечить без детонационное сгорание пропан-бутановой смеси на режимах 50%...82% от максимальной мощности, при запальной дозе 30%. Обеспечение перепуска 40...50% отработавших газов на режимах 82...95% мощности позволяет исключить детонацию при запальной дозе 40%, дальнейшее увеличение мощности до номинальной влечет за собой существенное увеличение запальной дозы до 45..60%. Применение изобретения, с для снижения объема запальной дозы до 30 %, обеспечивает испарение водяного заряда за счет тепловой энергии отработавших газов и перепуск отработавших газов до 50%, с паровым зарядом во впускной коллектор, что обеспечивает без детонационное сгорание пропан-бутановой смеси на всех скоростных и нагрузочных режимах работы двигателя, при запальной дозе 30%.

В лаборатории «Двигателей и применения альтернативных топлив» ФГБНУ ФНАЦ ВИМ изготовлен и испытан опытный образец устройства подачи воды в газодизель.

Результаты испытаний показали, что предложенное устройство подачи воды в газодизель обеспечивает исключение явления детонации на всех режимах работы двигателя в газодизельном режиме, имеет более простую конструкцию, высокую надежность, улучшает топливную экономичность двигателя и снижает токсичность отработавших газов двигателя.

Устройство подачи воды в газодизельный двигатель, содержащее емкость с водой, трубопроводы подачи воды и распылители воды инжекторного типа, отличающееся тем, что устройство снабжено охладителем-смесителем с жидкостным контуром охлаждения и контуром рециркулируемых отработавших газов, конверсивной камерой, выпускным и впускным коллекторами двигателя, дозирующим устройством регулирования подачи парогазовой смеси и блоком управления.
Устройство подачи воды в газодизельный двигатель
Устройство подачи воды в газодизельный двигатель
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 121-130 из 272.
17.08.2019
№219.017.c16f

Взрывобезопасный газогенератор обращённого процесса газификации

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию, а именно к устройствам термической переработки твердого топлива в горючий газ, и может быть использовано для производства генераторного газа из древесных чурок. Взрывобезопасный газогенератор обращенного процесса газификации содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697599
Дата охранного документа: 15.08.2019
27.08.2019
№219.017.c3d7

Способ механизации и автоматизации сбора урожая на базе индивидуальных мобильных экзоскелетов

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ состоит в отборе плодов по визуально различимым критериям, таким как цвет, размер и качество, сборе урожая в мешки, выгрузке плодов из мешков по мере заполнения в корзины для последующей транспортировки в упаковочный или обрабатывающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698260
Дата охранного документа: 23.08.2019
27.08.2019
№219.017.c41f

Теплохолодильная гибридная установка для охлаждения сельскохозяйственной продукции

Изобретение относится к области охлаждения и хранения сельскохозяйственных продуктов, в том числе молока, йогуртов, соков и т.п., и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности и в быту. В устройстве герметизированный резервуар выполнен теплоизолированным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698262
Дата охранного документа: 23.08.2019
02.09.2019
№219.017.c654

Способ определения эксергии теплоты среды как возобновляемого источника энергии

Определение предельного значения энергии, которое может быть полезным образом использовано в термодинамическом процессе, и оптимальных значений термического и энергетического КПД монотермических установок при одновременной работе теплового насоса и теплового двигателя осуществляют на стадии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698900
Дата охранного документа: 30.08.2019
05.09.2019
№219.017.c722

Установка для получения электрической энергии из сине-зеленых водорослей

Изобретение относится к биоэнергетике и может быть использовано для извлечения электрической энергии из сине-зеленых водорослей. Установка для получения электрической энергии из сине-зеленых водорослей включает трубопровод 3, биовегетарий, источник света 23, гидротаранный механизм 1 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699123
Дата охранного документа: 03.09.2019
02.10.2019
№219.017.caee

Роботизированный гусеничный опрыскиватель для обработки сельскохозяйственных культур

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к транспортно-технологическим средствам с оборудованием для химической обработки сельскохозяйственных культур. Роботизированный гусеничный опрыскиватель включает систему опрыскивания с емкостью для рабочего раствора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701663
Дата охранного документа: 30.09.2019
02.10.2019
№219.017.caf5

Способ производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способу получения искусственного снега. Способ включает обработку СВЧ-энергией турбулентного потока воздуха, поляризацию химических элементов воздуха и капель воды из его влаги, смешивание воздуха, воды и двуокиси углерода и струйный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701666
Дата охранного документа: 30.09.2019
02.10.2019
№219.017.cb70

Линия производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, а именно к оборудованию получения искусственного снега. Линия содержит осевой канал, сообщающий последовательно средства подачи воздуха под давлением, сопло Лаваля, СВЧ-камеру с генератором СВЧ-энергии, средство подачи воды и жидкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701303
Дата охранного документа: 25.09.2019
02.10.2019
№219.017.cb98

Способ прогнозирования уровня сохранности азота при утилизации отходов животноводства на всем технологическом цикле

Изобретение относится к области сельского хозяйства (агроинженерная экология) и предназначено для прогнозирования уровня сохранности азота при утилизации отходов животноводства, что необходимо для оценивания уровня экологической безопасности функционирования животноводческих предприятий, оценки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701501
Дата охранного документа: 26.09.2019
02.10.2019
№219.017.cbe6

Роликовое решето

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к устройствам, предназначенным для выделения зерна (семян) из соломистого вороха. Роликовое решето состоит из набора вращающихся цилиндрических роликов со смещением относительно друг друга. На смежных валах расположены ролики разного размера...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002701251
Дата охранного документа: 25.09.2019
Показаны записи 91-92 из 92.
27.05.2023
№223.018.70dc

Энергосберегающая холодильная установка для охлаждения молока на фермах

Изобретение относится к молочной промышленности. Энергосберегающая холодильная установка для охлаждения молока на фермах содержит аккумулирующий резервуар с гофрированными полостями внутри него, соединенными с приемником природного холода, насосы воды, хладоносителя и молока, аккумулятор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002777088
Дата охранного документа: 01.08.2022
05.06.2023
№223.018.7754

Устройство для бесконтактной тепловизионной видеоцифровой диагностики заболеваний животных

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности животноводству, а именно для идентификации и диагностики заболеваний коров. Устройство для бесконтактной тепловизионной видеоцифровой диагностики заболеваний животных содержит тепловизионное устройство, манипулятор, селекционные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002761651
Дата охранного документа: 13.12.2021
+ добавить свой РИД