RU190880U1 - Устройство для получения топлива в газовой фазе - Google Patents

Устройство для получения топлива в газовой фазе Download PDF

Info

Publication number
RU190880U1
RU190880U1 RU2019111519U RU2019111519U RU190880U1 RU 190880 U1 RU190880 U1 RU 190880U1 RU 2019111519 U RU2019111519 U RU 2019111519U RU 2019111519 U RU2019111519 U RU 2019111519U RU 190880 U1 RU190880 U1 RU 190880U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
engine
gas
gasoline
gas phase
Prior art date
Application number
RU2019111519U
Other languages
English (en)
Inventor
Иван Сергеевич Задорожный
Original Assignee
Иван Сергеевич Задорожный
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иван Сергеевич Задорожный filed Critical Иван Сергеевич Задорожный
Priority to RU2019111519U priority Critical patent/RU190880U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU190880U1 publication Critical patent/RU190880U1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/16Other apparatus for heating fuel
    • F02M31/18Other apparatus for heating fuel to vaporise fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области двигателестроения. Устройство для получения топлива в газовой фазе содержит последовательно соединенные электромагнитный клапан 2, испаритель 4 с датчиками температуры 3, 6 на входе и выходе, ресивер-радиатор 8 с датчиками давления 7, 10 на входе и выходе, редуктор давления 9, а также электронный контроллер 5, соединенный с электромагнитным клапаном 2, датчиками температуры 3, 6 и давления 7, 10, причем испаритель 4 дополнительно соединен с выхлопным коллектором и с глушителем. Технический результат – упрощение устройства, а также повышение экономичности и экологичности его работы за счет использования тепловой энергии выхлопных газов.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к системам подачи топлива в бензиновые двухтактные или четырехтактные двигатели внутреннего сгорания. Устройство также может быть использовано на дизельных двигателях.
Уровень техники
Известны способы питания бензиновых двигателей с применением карбюратора. Достоинством карбюратора является простота конструкции и технологии изготовления. Карбюраторная схема питания бензинового двигателя внутреннего сгорания имеет и ряд недостатков:
- низкая экономичность;
- более высокая концентрация вредных веществ в выхлопных газах;
- высокие требования к качеству топлива;
- низкие динамические качества двигателя при переменных режимах работы;
- трудный запуск в холодное время;
- нестабильная работа двигателя в жару;
- зависимость работы системы питания от положения двигателя и автомобиля.
Существенным недостатком карбюраторных двигателей является относительно высокое сопротивление в диффузоре карбюратора, которое препятствует быстрому заполнению цилиндра горючей смесью. Избавиться от этого недостатка в значительной степени позволяют системы питания двигателя с впрыском бензина (инжекторные).
Известны способы питания бензиновых двигателей внутреннего сгорания с применением инжектора. Достоинством инжекторной схемы питания бензинового двигателя внутреннего сгорания является контроль подачи необходимого количества топлива для подготовки оптимальной топливно-воздушной смеси. Инжекторная схема питания бензинового двигателя внутреннего сгорания имеет и ряд недостатков:
- сложность и относительно высокая стоимость;
- низкая ремонтопригодность узлов системы подачи топлива — некоторые детали проще выбросить, чем ремонтировать;
- повышенные требования к качеству и составу топлива;
- обслуживание и ремонт может проводиться только специалистами с применением специальных инструментов и приборов;
- зависимость от напряжения питания бортовой сети (в ряде систем отключение аккумулятора и вовсе делает работу двигателя невозможной).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявленному устройству - прототип - является бензогазовая система питания двигателя внутреннего сгорания (патент РФ на полезную модель №52115, кл. МПК F02M 13/06, опубл. 10.03.2006), содержащая контур подачи жидкого углеводородного топлива (бензина), включающий бензобак, сообщенный через топливную магистраль и ряд установленных в ней топливных агрегатов с задроссельным пространством всасывающего коллектора двигателя, и контур подачи газового топлива, включающий горизонтально расположенный газовый баллон, оснащенный заправочно-расходным вентилем для жидкой фазы газа, к выходу которого подключен газопровод и расположенные по ходу газопровода: первый фильтр предварительной очистки жидкой фазы газа, испаритель, соединенный трубопроводом с системой охлаждения двигателя, одноступенчатый редуктор, запорный электромагнитный клапан для отключения газа, причем в систему дополнительно введены: трехпозиционный ("Бензин", "Бензин + Газ", "Газ") переключатель режимов работы двигателя, второй фильтр-отстойник вихревого типа из прозрачного материала, подсоединенный к выходу одноступенчатого редуктора, двухканальный пневмораспределитель газового потока с электроприводом, подсоединенный к выходу второго фильтра-отстойника, двухканальное дозирующее устройство, с одной стороны подсоединенное к выходу пневмораспределителя, а с другой стороны сообщенное со всасывающим коллектором двигателя и состоящее из двух дозаторов игольчатого типа - первого для регулировки подачи газа в режиме работы двигателя на чистом газе и второго - для регулировки подачи газа в режиме работы двигателя на смеси бензина с газом.
Недостатком известного устройства является его конструктивная сложность, а также недостаточная экономичность и относительно невысокая экологичность.
Раскрытие полезной модели
Задача полезной модели - создание простого и надежного устройства для получения топлива в газовой фазе, позволяющего получить однородную топливовоздушную смесь для сжигания в цилиндрах двигателя.
Техническим результатом является упрощение устройства, а также повышение экономичности и экологичности его работы за счет использования тепловой энергии выхлопных газов для испарения жидкого углеводородного топлива (бензина), что уменьшает общее выделение тепла двигателем в атмосферу. Дополнительным преимуществом является экономия на дополнительных, дорогостоящих элементах – катализаторах, так как полное сгорание топлива в газовой фазе не требует установки в выхлопную систему ДВС устройств, обеспечивающих устранение несгоревших остатков топлива.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для получения топлива в газовой фазе содержит последовательно соединенные электромагнитный клапан, испаритель с датчиками температуры на входе и выходе, ресивер-радиатор с датчиками давления на входе и выходе, редуктор давления; а также электронный контроллер, соединенный с электромагнитным клапаном, датчиками температуры и давления, причем испаритель дополнительно соединен с выхлопным коллектором и с глушителем.
Предлагаемое техническое решение отличается от прототипа тем, что:
1) Для испарения жидкого углеводородного топлива (бензина) используется тепловая энергия выхлопных газов, а не тепловая энергия системы охлаждения ДВС.
2) Не требуется установка дополнительных баллонов для хранения криогенного газа и соответственно сохраняется полезный объем багажного отделения автомобиля.
3) Испаритель - полая трубка с датчиком температуры, размещенная непосредственно на выхлопном коллекторе ДВС с обеспечением максимального теплового контакта.
4) От компоновки ДВС зависят варианты исполнения испарителя. Трубка может быть намотана на выхлопном коллекторе ДВС, закреплена с помощью переходной пластины или даже быть вмонтированной в выхлопную систему.
5) Редуктор совмещен с ресивером-радиатором.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлены схемы питания двигателя внутреннего сгорания жидким углеводородным топливом (бензином): а) по стандартной схеме; б) с использованием устройства для получения топлива в газовой фазе.
На фиг. 2 представлена схема устройства для получения топлива в газовой фазе.
На фигурах приняты следующие обозначения: ТБ – топливный бак с бензонасосом, ДВС – двигатель внутреннего сгорания, УИ – устройство для получения топлива в газовой фазе; 1 – вход – подача жидкого топлива от бензонасоса («бензин жидкая фаза»), 2 – электромагнитный клапан, 3 и 6 – датчики температуры на входе и выходе соответственно испарителя 4; 5 – электронный контроллер, 7 и 10 – датчики давления на входе и выходе соответственно ресивера-радиатора 8; 9 – редуктор давления, 11 – выход – испаренное топливо в систему питания ДВС («бензин в газовой фазе»).
Осуществление полезной модели
Устройство для получения топлива в газовой фазе состоит из (см. фиг. 2):
- испарителя 4, который устанавливается в разрыв между выпускным коллектором и выхлопной трубой двигателя или непосредственно на выпускной коллектор. Конкретные параметры испарителя 4 рассчитываются под конкретный двигатель;
- ресивера-радиатора 8, который представляет собой баллон для обеспечения хранения необходимого объема подготовленного топлива с заданным давлением и температурой;
- редуктора давления 9, который предназначен для поддержания постоянного давления в магистрали форсунок;
- датчиков давления 7 и 10 на входе и выходе ресивера-радиатора 8;
- датчиков температуры 3 и 6 на входе и выходе испарителя 4;
- электромагнитного клапана 2;
- электронного контроллера 5.
Устройство для получения топлива в газовой фазе позволяет получить газообразное топливо из жидкого углеводородного топлива (бензина), что в свою очередь позволяет получить однородную топливовоздушную смесь для сжигания в цилиндрах двигателя.
Условием образования однородной топливовоздушной смеси является равномерное распределение топлива в воздухе, т.е. одинаковое соотношение между числом молекул топлива и числом окружающих их молекул кислорода воздуха во всем объеме камеры сгорания. Такое условие может быть соблюдено, если топливо и воздух образуют гомогенную смесь.
Трудность образования бензовоздушной однородной смеси заключается в том, что соотношение объемов компонентов (полностью испаренного бензина и воздуха) составляет 1:50.
Карбюраторные, инжекторные и современные схемы питания ДВС (топливные насосы высокого давления ТНВД и топливные форсунки, установленные в камере сгорания), использующие топливо в жидкой фазе не позволяют получить гомогенную смесь во всем интервале мощности двигателя и при эксплуатации двигателя в разных режимах.
Таким образом предпочтительно использовать для питания двигателя топливо в газовой фазе.
Преимущества питания двигателя топливом в газовой фазе:
- повышение надежности и долговечности двигателя;
- исключение нагарообразования;
- простая интеграция в существующие системы питания любого двигателя (двухтактного или четырехтактного, бензинового или дизельного);
- снижение расхода топлива;
- организация объемно-пленочного смесеобразования;
- снижение выброса окислов СО, NOx и СН на малых и средних нагрузках, составляющих около 80% рабочего режима двигателя при эксплуатации.
Устройство для получения топлива в газовой фазе работает следующим образом.
После включения «ЗАЖИГАНИЯ» электронный контроллер 5 опрашивает датчик температуры 3 и сравнивает значение температуры со значением, записанным в программе. Если двигатель ранее не работал и был холодным, то электронный контроллер 5 не выдает сигнал для открытия «нормально закрытого» электромагнитного клапана 2 и жидкое углеводородное топливо (бензин) из бензобака в систему питания ДВС не поступает. Далее электронный контроллер 5 выдает сигнал запустить двигатель. ДВС будет работать на испаренном ранее топливе, которое хранится в небольшом ресивере-радиаторе 8. После прогрева двигателя и нагрева выхлопного коллектора изменится сигнал с датчика температуры 3, электронный контролер 5 зафиксирует изменение температуры и выдаст сигнал на открытие электромагнитного клапана 2. Жидкое углеводородное топливо (бензин) из бензобака с помощью бензонасоса начнет поступать в испаритель 4. Испаренное углеводородное топливо (бензин) в газовой фазе (далее газ) попадает в ресивер-радиатор 6. Чтобы газ не поступал обратно в бензобак, перед электромагнитным клапаном 2 установлен обратный клапан двухфазного состояния (на фиг. не показан). Давление в ресивере-радиаторе 8 начинает расти, электронный контроллер 5 опрашивает датчик давления 7, в случае превышения значения, записанного в программе, закроет электромагнитный клапан 2. Газ из ресивера-радиатора 8 поступает к форсункам двигателя через понижающий редуктор давления 7. В зависимости от потребления газа двигателем, электронный контроллер 5 управляет электромагнитным клапаном 2 по сигналам, поступающим от датчиков давления 7, 10 и температуры 3, 6. После выключения «ЗАЖИГАНИЯ» ДВС будет остановлен. Электронный контроллер 5 закроет электромагнитный клапан 2, а в ресивере-радиаторе 8 будет обеспечен необходимый запас газа для следующего запуска ДВС, в том числе, когда двигатель холодный.
Преимущества предлагаемого технического решения:
1) Питание ДВС во всех режимах работы происходит только топливом в газовой фазе, однако штатные функции работы ДВС на жидком углеводородном топливе (бензине) сохраняются, достаточно переключить режим «бензин» или «испаренный бензин».
2) Для запуска «холодного» ДВС предусмотрен запас топлива в газовой фазе, достаточный для прогрева ДВС и дальнейшей эксплуатации. Нет необходимости в переключении режима «бензин» или «испаренный бензин» при ежедневной эксплуатации ДВС.
3) Электронный контроллер обеспечивает автоматическую работу оборудования без необходимости вмешательства в работу и управление процессом питания ДВС.
4) Полное сгорание газа не требует установки в выхлопную систему ДВС дополнительных, дорогостоящих элементов – катализаторов, для устранения несгоревших остатков топлива.
5) Полное сгорание газа обеспечивает высокий экологический класс ДВС и существенно сокращает затраты на жидкое углеводородное топливо (бензин).
6) Использование тепловой энергии выхлопных газов для испарения жидкого углеводородного топлива (бензина) уменьшает общее выделение тепла двигателем в атмосферу.
7) Мощность ДВС не зависит от колебаний октанового числа жидкого углеводородного топлива (бензина).
8) Повышение моторесурса ДВС за счет уменьшения детонационных процессов в ДВС. Полное сгорание газа исключает нагарообразование.
9) Возможен перевод любого ранее выпущенного ДВС на питание топливом в газовой фазе.
Таким образом, заявленная конструкция устройства для получения топлива в газовой фазе обеспечивает повышение экономичности и экологичности его работы за счет использования тепловой энергии выхлопных газов.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели показал, что совокупность существенных признаков заявленного устройства не известна из уровня техники и значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного устройства в области двигателестроения, может быть использована в системах подачи топлива в двигатели внутреннего сгорания, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».

Claims (1)

  1. Устройство для получения топлива в газовой фазе, содержащее последовательно соединенные электромагнитный клапан, испаритель с датчиками температуры на входе и выходе, ресивер-радиатор с датчиками давления на входе и выходе, редуктор давления; а также электронный контроллер, соединенный с электромагнитным клапаном, датчиками температуры и давления, причем испаритель дополнительно соединен с выхлопным коллектором и с глушителем.
RU2019111519U 2019-04-17 2019-04-17 Устройство для получения топлива в газовой фазе RU190880U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019111519U RU190880U1 (ru) 2019-04-17 2019-04-17 Устройство для получения топлива в газовой фазе

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019111519U RU190880U1 (ru) 2019-04-17 2019-04-17 Устройство для получения топлива в газовой фазе

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU190880U1 true RU190880U1 (ru) 2019-07-16

Family

ID=67309701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019111519U RU190880U1 (ru) 2019-04-17 2019-04-17 Устройство для получения топлива в газовой фазе

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU190880U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210291U1 (ru) * 2021-12-01 2022-04-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Испаритель жидкого мономера

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6955160B1 (en) * 2003-07-02 2005-10-18 Brunswick Corporation Gaseous fuel pressure regulator for electronically controlling an outlet pressure
RU52115U1 (ru) * 2005-10-26 2006-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Нижегородская инновационная компания "Мудрые инженерные решения" Бензогазовая система питания двигателя внутреннего сгорания
US20060249129A1 (en) * 2005-05-04 2006-11-09 Ozdemir Phillip N Fuel Delivery System
RU2405961C2 (ru) * 2008-06-16 2010-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" Способ формирования топливовоздушной смеси и устройство для его реализации (варианты)
US20130125867A1 (en) * 2010-04-20 2013-05-23 Dgc Industries Pty Ltd Dual Fuel Supply System for a Direct-Injection System of a Diesel Engine with On-Board Mixing
CN204646473U (zh) * 2014-07-10 2015-09-16 文志林 一种用于汽油发动机的节油装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6955160B1 (en) * 2003-07-02 2005-10-18 Brunswick Corporation Gaseous fuel pressure regulator for electronically controlling an outlet pressure
US20060249129A1 (en) * 2005-05-04 2006-11-09 Ozdemir Phillip N Fuel Delivery System
RU52115U1 (ru) * 2005-10-26 2006-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Нижегородская инновационная компания "Мудрые инженерные решения" Бензогазовая система питания двигателя внутреннего сгорания
RU2405961C2 (ru) * 2008-06-16 2010-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" Способ формирования топливовоздушной смеси и устройство для его реализации (варианты)
US20130125867A1 (en) * 2010-04-20 2013-05-23 Dgc Industries Pty Ltd Dual Fuel Supply System for a Direct-Injection System of a Diesel Engine with On-Board Mixing
CN204646473U (zh) * 2014-07-10 2015-09-16 文志林 一种用于汽油发动机的节油装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210291U1 (ru) * 2021-12-01 2022-04-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Испаритель жидкого мономера

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU150748U1 (ru) Система двигателя
RU153202U1 (ru) Система двигателя
US20130220270A1 (en) Retrofit gas fuel supply kit retrofittable to internal combustion engine using liquid fuel
RU2292477C1 (ru) Способ подачи топлива в многотопливный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием и система подачи топлива в многотопливный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием (варианты)
Bro et al. Alternative diesel engine fuels: An experimental investigation of methanol, ethanol, methane and ammonia in a DI diesel engine with pilot injection
CN101131126A (zh) 一种压缩比可变的灵活燃料发动机及其控制方法
CN110318892B (zh) 一种乙醇熏蒸/柴油双燃料发动机多模式燃烧组织方法
Patil et al. Development of HCNG blended fuel engine with control of NOx emissions
RU190880U1 (ru) Устройство для получения топлива в газовой фазе
CN205154394U (zh) 基于egr系统的稀燃气体双燃料点燃式内燃机
RU128665U1 (ru) Система питания теплового двигателя (варианты)
JP2017008900A (ja) 天然ガスエンジン及び天然ガスエンジンの運転方法
CN101865020A (zh) 一种在线制氢、局部富氢的点燃式内燃机系统及控制方法
Saravanan et al. An experimental investigation on optimized manifold injection in a direct-injection diesel engine with various hydrogen flowrates
CN201334953Y (zh) 液化石油气汽车发动机电控多点顺序喷射系统
Daingade et al. Electronically operated fuel supply system to control air fuel ratio of biogas engine
Tuan et al. HC emission stable and power optimation of the motorcycle lpg engine by heat transfer to the injector
CN112709633A (zh) 氢气与甲醇混合燃烧的动力系统及燃烧方法
Krepec et al. Fuel control systems for hydrogen-fueled automotive combustion engines—a prognosis
CN200943539Y (zh) 内燃机油水混合燃烧装置
CN219262534U (zh) 甲醇发动机供给系统及机动车
Saravanan et al. Experimental investigation on performance and emission characteristics of DI diesel engine with hydrogen fuel
KR100846426B1 (ko) 엘피지 믹서 및 인젝터 분사방식으로 선택적 운전이 가능한연료 공급 장치
Borborean et al. Test bench for studying the effects of water injection inside an internal combustion engine
CA2307927A1 (en) Self-igniting gaseous fuel injector for internal combustion engine