PL217069B1 - Sposób dwupaliwowego zasilania bezpośrednim wtryskiem sprężonego gazu ziemnego do silników o zapłonie samoczynnym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób dwupaliwowego zasilania bezpośrednim wtryskiem sprężonego gazu ziemnego do silników o zapłonie samoczynnym.

Dotychczas znane gazowe systemy dwupaliwowego zasilania silników o zapłonie samoczynnym najczęściej jako nośnik energii wykorzystują ciekłą mieszaninę propanu-butanu LPG, z języka angielskiego Liquefied Petroleum Gas oraz sprężony gaz ziemny CNG, z języka angielskiego Compressed Natural Gas.

Z amerykańskiego opisu patentowego numer 00 6 427 660 B1 znana jest metoda dwupaliwowego systemu zasilania silnika o zapłonie samoczynnym. W głowicy, w miejscu oryginalnego wtryskiwacza oleju napędowego zainstalowano wielopaliwowy zintegrowany wtryskiwacz. Integracja polega na połączeniu oryginalnego sytemu zasilania w olej napędowy oraz gazowego systemu zasilania sprężonym gazem ziemnym. Tak wykonany wtryskiwacz umożliwia zasilanie silnika w tym samym czasie dwoma różnymi paliwami - metanem i olejem napędowym. Zastosowanie dwupaliwowego układu zasilania redukuje emisję toksycznych związków zawartych w gazach spalinach. Wzrost zapotrzebowania silnika na paliwo wymusza zwiększenie ciśnienia zasilania lub zwiększenie przelotu we wtryskiwaczu, a co za tym idzie zwiększenie jego gabarytu. Nowoczesne silniki o zapłonie samoczynnym posiadają trzy, cztery, a nawet pięć zaworów na cylinder, co powoduje niemalże w pełni wykorzystanie miejsca głowicy. Dlatego też stosowanie dużych wtryskiwaczy, bez przewodów oddalających od komory spalania, jest trudne, a często nawet niemożliwe.

Istotą sposobu dwupaliwowego zasilania bezpośrednim wtryskiem sprężonego gazu ziemnego do silników o zapłonie samoczynnym jest to, że do komory spalania silnika dostarcza się sprężony gaz ziemny za pomocą wtryskiwacza gazu przez przewód oddalenia od komory spalania, który pełni także funkcję układu przepłukania sprężonym powietrzem, które kompresuje się na pokładzie pojazdu, zaś pracą sprężarki i wtryskiwacza gazu i powietrza steruje elektroniczna jednostka w oparciu o aktualny stan pracy jednostki napędowej, na podstawie impulsu napięciowego pochodzącego od oryginalnego wtryskiwacza oleju napędowego, zaś wtrysk sprężonego powietrza odbywa się bezpośrednio po zamknięciu się zaworu wtryskiwacza gazu, w suwie dolotu. Oddalenie od komory spalania może być wykonane w głowicy silnika w postaci otworu, do którego za pomocą połączenia klejowego, śrubowego bądź skurczowego wprowadzany jest przewód o odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej i termicznej, a także może być wykonane w postaci dodatkowego kanału w świecy żarowej lub płomieniowej.

Zastosowanie sposobu dwupaliwowego zasilania bezpośrednim wtryskiem sprężonego gazu ziemnego do silników o zapłonie samoczynnym skutkuje zmniejszeniem zużycia oleju napędowego nawet do 80%, z jednoczesnym zachowaniem pełnej funkcjonalności oryginalnego układu zasilania. Mniejsze zużywanie przez silnik oleju napędowego przyczynia się do zmniejszenia emisji toksycznych składników spalin emitowanych przez pojazdy, zwłaszcza cząstek stałych, dwutlenku węgla oraz tlenków azotu. Ponadto, działanie to determinuje obniżenie kosztów eksploatacji pojazdu, kosztów ponoszonych na zakup paliwa nawet do 50%, poprzez zastąpienie gazem ziemnym do 80% oryginalnego paliwa.

Sposób według wynalazku został bliżej objaśniony na podstawie przykładu realizacji przedstawionej na rysunku schematycznym.

Zastosowanie dwupaliwowego układu w silniku o zapłonie samoczynnym nie wymaga modyfikacji oryginalnego systemu zasilania w paliwo. Gaz ziemny dozowany jest wtryskiwaczem 7 gazu do oddalenia 3 od komory spalania, a następnie do przestrzeni 5 roboczej jednostki napędowej. Oddalenie 3 od komory spalania wyposażone jest w klapę 4 zabezpieczającą, minimalizującą zjawisko cofania się płomienia do układu zasilania, jak również w układ przepłukania sprężonym powietrzem. W celu usunięcia reszty gazu z przewodu oddalenia 3 - po wyłączeniu wtryskiwacza 7 gazu, przewód zostaje wypełniany sprężonym powietrzem. Gaz ziemny podawany jest w czasie suwu dolotu, przed zamknięciem zaworu dolotowego, natomiast bezpośrednio po zamknięciu zaworu wtryskiwacza 7 gazu, następuje inicjacja pracy wtryskiwacza 6 powietrza. Kompresor 9 spręża powietrze akumulując je w zbiorniku 10, natomiast regulator 11 utrzymuje ciśnienie na stałym, założonym poziomie. Elektroniczna jednostka sterująca 1 zasilana jest z pokładowego układu 2 generowania energii elektrycznej steruje pracą wtryskiwaczy 6 i 7 na podstawie impulsu napięciowego pochodzącego z oryginalnego wtryskiwacza 8 oleju napędowego. Jednostka sterująca wyposażona jest w przyłącza 12 zewnętrznych czujników.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób dwupaliwowego zasilania bezpośrednim wtryskiem sprężonego gazu ziemnego do silników o zapłonie samoczynnym, znamienny tym, że do komory (5) spalania silnika dostarcza się sprężony gaz ziemny za pomocą wtryskiwacza (7) gazu przez przewód oddalenia (3) od komory spalania, który pełni także funkcję układu przepłukania sprężonym powietrzem, które kompresuje się na pokładzie pojazdu, zaś pracą sprężarki (9), wtryskiwacza (7) gazu i wtryskiwacza (6) powietrza steruje elektroniczna jednostka (1) w oparciu o aktualny stan pracy jednostki napędowej, na podstawie impulsu napięciowego pochodzącego od oryginalnego wtryskiwacza (8) oleju napędowego, natomiast wtrysk sprężonego powietrza odbywa się bezpośrednio po zamknięciu się zaworu wtryskiwacza (6) gazu, w suwie dolotu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oddalenie (3) od komory (5) spalania może być wykonane w głowicy silnika w postaci otworu, do którego za pomocą połączenia klejowego, śrubowego bądź skurczowego wprowadzany jest przewód o odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej i termicznej, a także może być wykonane w postaci dodatkowego kanału w świecy żarowej lub płomieniowej.