PL199054B1 - Sposób uzyskiwania emulsji paliwowo-wodnej do zasilania silników spalinowych o zapłonie samoczynnym - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób uzy ­ skiwania emulsji paliwowo-wodnej do zasilania silnika spalinowego zapłonie samoczynnym. Woda czysta technicznie lub domieszkowana jest wtryskiwana (2) do strumienia paliwa prze ­ pływającego przewodem paliwowym, przed pompą wysokiego ciśnienia (3). Ilość wody oraz jej parametry energetyczne są optymalizowane. Sposób znajduje zastosowanie zarówno do silników klasycznej konstrukcji jak również do silników z systemem Common Rail.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób uzyskiwania emulsji paliwowo-wodnej do zasilania silników spalinowych o zapłonie samoczynnym, zwłaszcza okrętowych i trakcyjnych, mający zastosowanie w dziedzinie budowy i eksploatacji silników spalinowych o zapłonie samoczynnym.

Obecnie znane są zarówno sposoby jak i układy oraz urządzenia, wtryskujące wodę do cylindra silnika lub do kolektora dolotowego, oddzielnym wtryskiwaczem lub tym samym, lecz z oddzielną dyszą na wodę. Znane są także sposoby zasilania silników spalinowych o zapłonie samoczynnym emulsją paliwowo-wodną przygotowywaną w oddzielnym procesie.

Sposoby te prowadzą co prawda do poprawy ekonomiczności eksploatacji poprzez zmniejszenie zużycia paliwa, ale skutki ekologiczne są niezadawalające i niewspółmierne do oczekiwań, głównie z powodu braku sterowania kryterialnego wtryskiem wody.

Brak optymalizacji i stabilności emulsji paliwowo-wodnej powoduje ograniczony spadek emisji tlenków azotu w spalinach wydalanych do atmosfery, a także, podobnie jak w przypadku rozwiązań z wtryskiem bezpoś rednim wody, korozyjne oddział ywanie wody, co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia żywotności silnika i obniżenia jego wskaźników niezawodnościowych.

Istotą wynalazku jest uzyskiwanie emulsji paliwowo-wodnej w przewodzie paliwowym zasilającym, przed pompą wytwarzającą wysokie ciśnienie do wtrysku, korzystnie, pomiędzy pompą podającą paliwo a pompą wtryskową poprzez wtryśnięcie wody czystej lub wody domieszkiwanej, do strumienia paliwa przepływającego przez przewód zasilający. Parametry wtryskiwanej wody czystej lub wody domieszkiwanej są dobierane w zależności do parametrów paliwa płynącego w przewodzie, zaś jej ilość optymalizowana według kryterium minimalnej ilości tlenków azotu bądź innych istotnych parametrów ilościowych składników spalin wylotowych i stanu energetycznego silnika.

Sposób według wynalazku umożliwia uzyskanie emulsji paliwowo-wodnej bezpośrednio przed jej podaniem do procesu wytwarzania energii cieplnej, zaś jej skład jest w pełni zoptymalizowany pod kątem zarówno aktualnego obciążenia silnika jak również procesu spalania i związanej z nim, emisją produktów spalania.

Sposób według wynalazku przedstawiony jest na rysunku na którym fig. 1 przedstawia schematycznie obszar realizacji sposobu w silniku klasycznym, zaś fig. 2 w silniku pracującym w systemie Common Rail.

W przykł adach wykonania na rysunku fig. 1, tworzenie emulsji paliwowo-wodnej jest realizowane poprzez wtrysk czystej technicznie wody do przewodu podającego paliwo 2, na odcinku pomiędzy pompą podającą paliwo 1 a pompą wtryskową 3.

W odmianie sposobu według wynalazku na rysunku fig. 2 dla silników z systemem Common Rail, uzyskiwanie emulsji paliwowo-wodnej realizowane jest poprzez wtrysk czystej technicznie wody do przewodu paliwowego 2 przed pompą wysokiego ciśnienia 3 podającą emulsję do wtryskiwaczy 4. W obu odmianach sposobu wedł ug wynalazku, parametry iloś ciowe i energetyczne wtryskiwanej wody, dobiera się według kryterium aktualnego obciążenia silnika i minimum emisji szkodliwych produktów spalania w spalinach wylotowych a także w odniesieniu do aktualnych parametrów paliwa płynącego w przewodzie.

Sposób według wynalazku znajduje zastosowanie zarówno w konstrukcjach nowo powstających silników, jak również obecnie eksploatowanych, po przeprowadzeniu stosownej modernizacji.

Można go stosować zarówno w silnikach o klasycznej konstrukcji, w układzie z wydzieloną pompą wtryskową i oddzielnymi wtryskiwaczami oraz w układzie paliwowym z pompowtryskiwaczami. Można go także stosować z powodzeniem w silnikach nowoczesnej konstrukcji z systemem Common Rail, w którym pracą wtryskiwaczy już steruje układ elektroniczny realizujący funkcję minimum zużycia paliwa i minimum emisji związków toksycznych w produktach spalania.

Claims (2)

1. Sposób uzyskiwania emulsji paliwowo-wodnej do zasilania silnika o zapłonie samoczynnym polegający na mieszaniu paliwa z wodą, znamienny tym, że emulsję paliwowo-wodną uzyskuje się poprzez wtrysk wody (2) do przewodu paliwowego przed pompą (3) podnoszącą ciśnienie do poziomu wymaganego do zadziałania wtryskiwaczy (4).

PL 199 054 B1

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że czynnikiem wtryskiwanym (2) do przewodu paliwowego jest korzystnie woda domieszkiwana, zaś parametry ilościowe i energetyczne wtryskiwanego do paliwa czynnika, są optymalizowane według kryterium minimalnej zawartości związków szkodliwych zawartych w produktach spalania, przy czym wartość energetyczna emulsji nie odbiega znacząco od wartości energetycznej czystego paliwa, dla aktualnego stanu obciążenia silnika.