PL219744B1 - Sposób wodorowego wspomagania spalania w tłokowym silniku spalinowym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wodorowego wspomagania spalania w tłokowym silniku spalinowym. Pod pojęciem „sposobu wodorowego wspomagania spalania” należy rozumieć układ generowania mieszaniny wodorotlenowej na pokładzie pojazdu samochodowego wraz z układem dozującym wyprodukowany gaz do kolektora dolotowego silnika oraz system sterowania.

Dotychczas znane systemy wytwarzania mieszaniny wodorotlenowej na pokładzie pojazdu samochodowego wyposażone są w generator, w którym następuje rozkład wody na cząsteczkowy wodór i tlen w oparciu o zjawisko elektrolizy. Generator zasilany jest z pokładowego źródła generowania energii elektrycznej, a wyprodukowana mieszanina gazowa bezpośrednio dostarczana jest do kolektora dolotowego silnika. Sterowanie ilością mieszaniny gazowej dostarczanej do silnika odbywa się poprzez regulację mocy elektrycznej (wydajności) generatora przy wykorzystaniu modulatora szerokości impulsu PWM z języka angielskiego Pulse Width Modulation. Silniki o zapłonie Pulse Width Modulation. Silniki o zapłonie iskrowym dodatkowo wyposażane są w emulator sondy lambda EFIE z języka angielskiego Electronic Fuel Injection Enhancer, który wprowadza korektę wartości sygnału współczynnika nadmiaru powietrza, co przyczynia się do zmiany wielkości dawki oryginalnego paliwa. Generatory w silnikach o zapłonie samoczynnym konfigurowane są na stałą moc elektryczną czyli na stałą wydajność. Tego typu rozwiązania zasilania silnika w mieszaninę wodorotlenową charakteryzują się brakiem możliwości dynamicznej regulacji wydajności elektrolizera np. w zależności od aktualnego stanu pracy jednostki napędowej oraz ciągłym - bez możliwości sterowania, podawaniem czynnika do kolektora dolotowego.

Istotą sposobu wspomagania spalania wodorowego w tłokowym silniku spalinowym jest to, że z chwilą zwiększania prędkości pojazdu elektroniczna jednostka sterująca stopniowo uruchamia generator, po czym generuje się mieszaninę wodorotlenową, która przekazywana jest do dozownika, który dozuje odpowiednią dawkę gazu do kolektora dolotowego silnika, po czym mieszanina spala się w przestrzeni roboczej silnika, natomiast w przypadku jazdy równomiernej w generatorze produkuje się mieszaninę z maksymalną jego wydajnością, po czym mieszaninę przekazuje się przy pomocy dozownika, dozując odpowiednią dawkę do kolektora dolotowego i komory spalania silnika, po czym następuje jej spalenia, przy czym przy zmniejszaniu prędkości pojazdu elektroniczna jednostka sterująca samoczynnie wyłącza generator i dozownik, z tym, że zainicjowanie się pracy elektronicznej jednostki sterującej następuje po przekroczeniu wartości minimalnej prędkości obrotowej silnika i minimalnego napięcia w układzie pokładowego generowania energii elektrycznej, minimalnej wartości zapisanej w pamięci jednostki, bądź wprowadzanej ręcznie za pomocą specjalizowanego oprogramowania, natomiast prędkość obrotową silnika wyznacza się na podstawie impulsu napięciowego na wtryskiwaczu paliwa, niezależnie od typu i rodzaju systemu zasilania silnika w paliwo, zaś czujnik ciśnienia umiejscowiony w przewodach gazowych, monitoruje ciśnienie w generatorze, zapobiegając nadmiernemu jego wzrostowi.

Korzystnymi skutkami sposobu wspomagania spalania wodorowego w tłokowym silniku spalinowym jest wygenerowanie mieszaniny wodorotlenowej na pokładzie pojazdu i jej spalanie, co poprawia przebieg procesu spalania. Wzrost efektywności procesu spalania powoduje wzrost sprawności procesu spalania, a tym samym zmniejszenie zużycia paliwa przez silnik.

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

Elektroniczna jednostka sterująca 1 sposobu wspomagania spalania wodorowego, zasilana z pokładowego źródła generowania energii elektrycznej 3, uruchamiana jest za pomocą włącznika aktywującego 2 który wyposażony jest w sygnalizację świetlną stanu pracy. Jednostka sterująca 1 w przypadku zwiększania prędkości pojazdu stopniowo uruchamia generator mieszaniny wodorotlenowej 4. Wytworzony gaz za pomocą przewodów 6 transportuje się do dozownika 7, który dozuje odpowiednią dawkę paliwa do kolektora dolotowego silnika, a następnie do komory spalania 9 silnika, gdzie następuje jego spalanie. Dla jazdy z równomierną prędkością jednostka sterująca 1 reguluje wydajność elektrolizera na maksymalnym jego poziomie, z kolei w przypadku hamowania jednostka 1 wyłącza generator 4 i dozownik 7. Czujnik ciśnienia 5 monitoruje ciśnienie wewnątrz generatora 4 nie dopuszczając do jego nadmiernego wzrostu. Elektroniczna jednostka sterująca 1 wyposażona jest złącze uniwersalnej magistrali szeregowej 10, które umożliwia komunikację z komputerem oraz podgląd aktualnych parametrów pracy i wprowadzanie zmian algorytmu sterowania. Algorytm jednostki 1 umożliwia, działanie sytemu dopiero po uzyskaniu minimalnego napięcia w instalacji generowania energii elektrycznej 3 oraz minimalnej prędkości obrotowej silnika, wyznaczonej przez jednostkę na podstawie impulsu napięciowego na wtryskiwaczu paliwa 8.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wodorowego wspomagania spalania w tłokowym silniku spalinowym, znamienny tym, że z chwilą zwiększania prędkości pojazdu elektroniczna jednostka sterująca (1) stopniowo uruchamia generator (4), po czym generuje się mieszaninę wodorotlenową, która przekazywana jest do dozownika (7), który dozuje odpowiednią dawkę gazu do kolektora dolotowego silnika, po czym mieszanina spala się w przestrzeni roboczej silnika (9), natomiast w przypadku jazdy równomiernej w generatorze (4) produkuje się mieszaninę z maksymalną jego wydajnością, po czym mieszaninę przekazuje się przy pomocy dozownika (2), dozując odpowiednią dawkę do kolektora dolotowego i komory spalania silnika (9), po czym następuje jej spalenie, przy czym przy zmniejszaniu prędkości pojazdu elektroniczna jednostka sterująca samoczynnie wyłącza generator (4) i dozownik (7), z tym, że zainicjowanie się pracy elektronicznej jednostki sterującej (1) następuje po przekroczeniu wartości minimalnej prędkości obrotowej silnika i minimalnego napięcia w układzie pokładowego generowania energii elektrycznej, minimalnej wartości zapisanej w pamięci jednostki, bądź wprowadzanej ręcznie za pomocą specjalizowanego oprogramowania, natomiast prędkość obrotową silnika wyznacza się na podstawie impulsu napięciowego na wtryskiwaczu paliwa (8), niezależnie od typu i rodzaju systemu zasilania silnika w paliwo, zaś czujnik ciśnienia (5) umiejscowiony w przewodach gazowych (4) monitoruje ciśnienie w generatorze (4), zapobiegając nadmiernemu jego wzrostowi.