RU2291979C1 - Fuel system of diesel engine - Google Patents
Fuel system of diesel engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2291979C1 RU2291979C1 RU2005125381/06A RU2005125381A RU2291979C1 RU 2291979 C1 RU2291979 C1 RU 2291979C1 RU 2005125381/06 A RU2005125381/06 A RU 2005125381/06A RU 2005125381 A RU2005125381 A RU 2005125381A RU 2291979 C1 RU2291979 C1 RU 2291979C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- fuel
- diesel
- engine
- insert
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в производстве дизельных двигателей и подготовке водотопливных смесей.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the production of diesel engines and the preparation of water-fuel mixtures.
Известен двигатель внутреннего сгорания с топливной системой, которая дополнительно содержит предпусковой подогреватель [1]. Недостатком известного устройства является неполное сгорание топлива при больших расходах и форсированных режимах, а также трудности запуска двигателя при низких температурах.Known internal combustion engine with a fuel system, which further comprises a pre-heater [1]. A disadvantage of the known device is the incomplete combustion of fuel at high costs and forced modes, as well as the difficulty of starting the engine at low temperatures.
Наиболее близким к заявленному решению является известная топливная система дизельного двигателя [2], содержащая топливный бак, фильтр, насос, трубопровод, предпусковой подогреватель двигателя, форсунку, которая закреплена на головке блока цилиндров, и активаторы дизельного топлива, топливопровод с байпасной линией, регулирующим клапаном на участке перед форсункой, с дополнительной байпасной линией, содержащей обратный клапан и вставку с высоковольтными электродами, причем внутренняя геометрия вставки спрофилирована в виде параболоида вращения.Closest to the claimed solution is the known diesel engine fuel system [2], comprising a fuel tank, a filter, a pump, a pipeline, an engine pre-heater, an injector that is mounted on the cylinder head, and diesel activators, a fuel line with a bypass line, and a control valve in the area in front of the nozzle, with an additional bypass line containing a check valve and an insert with high-voltage electrodes, and the internal geometry of the insert is shaped as a parabola and rotation.
Недостатком известного устройства является малая эффективность нагрева топливной смеси при запуске дизельного двигателя.A disadvantage of the known device is the low efficiency of heating the fuel mixture when starting a diesel engine.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение гарантированного запуска дизельного двигателя при низких температурах окружающей среды за счет эффективного нагрева топливной смеси при впрыске в момент запуска.The objective of the present invention is to ensure guaranteed starting of a diesel engine at low ambient temperatures due to the effective heating of the fuel mixture during injection at the time of starting.
Поставленная задача решается следующим образом: в топливную систему дизельного двигателя, которая содержит топливный бак, фильтр, насос, предпусковой подогреватель двигателя, форсунку, которая закреплена на головке блока цилиндров, активаторы дизельного топлива топлипровода с байпасной линией, дополнительную байпасную линию с вставкой, имеющей внутреннюю геометрию в виде параболоида вращения, содержащей высоковольтные электроды, и регулирующим клапаном на участке перед форсункой, в дополнительную байпасную линию входят дозирующий клапан, выполненный совместно с вставкой, которая закреплена на головке блока, причем на внешней стороне клапана размещено устройство, выполненное в виде герметичной оболочки, разделенной перегородкой на две секции, в одной секции размещен гидрид металла, а в другой секции - насос для подачи водорода в зону впрыска, при этом перегородка имеет окно из палладиевого сплава, в первой секции у гидрида металла и окна в перегородке размещены нагреватели, во второй - установлен насос, снабженный трубопроводом для подачи водорода, оканчивающимся в зоне впрыска дозирующего клапана и герметизируемым в паузах между впрысками дизельного топлива иглой, имеющей кинематическую связь с насосом для подачи водорода в зону впрыска.The problem is solved as follows: in the fuel system of a diesel engine, which contains a fuel tank, filter, pump, engine pre-heater, nozzle, which is mounted on the cylinder head, diesel fuel activators of the fuel line with a bypass line, an additional bypass line with an insert having an internal geometry in the form of a rotation paraboloid containing high-voltage electrodes, and a control valve in the area in front of the nozzle, the metering unit enters the additional bypass line a valve, made in conjunction with an insert that is mounted on the head of the block, and on the outside of the valve there is a device made in the form of a hermetic shell divided by a partition into two sections, metal hydride is placed in one section and a pump for supplying hydrogen to the other section the injection zone, while the partition has a palladium alloy window, heaters are placed in the first section of the metal hydride and the window in the partition, and a pump is installed in the second section, equipped with a pipeline for supplying hydrogen ending in no injection metering valve and the sealed during the pauses between injections of diesel fuel with a needle having a kinematic connection with the pump for feeding hydrogen into the injection zone.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в гарантированном запуске дизельного двигателя при низких температурах окружающей среды за счет образования при электрическом взрыве в топливной смеси атомарного водорода, который при рекомбинации и образовании молекулярного водорода обеспечивает эффективный разогрев паров дизельного топлива по всем рабочем объеме цилиндра по уравнению:The technical result achieved by the implementation of the invention is to guarantee the start of a diesel engine at low ambient temperatures due to the formation of atomic hydrogen in the fuel mixture during electric explosion, which, when recombined and the formation of molecular hydrogen, provides effective heating of diesel fuel vapor over the entire working volume of the cylinder equation:
2Н→Н2+22×105 кДж/кг.2H → H 2 + 22 × 10 5 kJ / kg.
При рекомбинации атомарного водорода выделяется в 17 раз больше тепла, чем при сжигании молекулярного водорода [3, стр.88]The recombination of atomic hydrogen generates 17 times more heat than the combustion of molecular hydrogen [3, p. 88]
На фиг.1 представлена топливная система дизельного двигателя, на фиг.2 представлен дозирующий клапан.Figure 1 presents the fuel system of a diesel engine, figure 2 presents the metering valve.
Предлагаемая топливная система дизельного двигателя содержит топливный бак, фильтр, насос, предпусковой подогреватель двигателя, активаторы дизельного топлива, которые на фиг.1 и 2 не показаны. Кроме этого, система содержит форсунку 1, которая закреплена на головке блока 2 цилиндров, активатор 3, топливопровод 4, который снабжен на участке перед форсункой основной байпасной линией 5 и дополнительной байпасной линией 6, в месте включения которых в топливопровод 4 установлен регулирующий клапан 7. В дополнительную байпасную линию 6 включена вставка с высоковольтными электродами 19, которая закреплена на головке блоке 2 цилиндров и примыкает к камере сгорания 9, в дополнительную байпасную линию встроен дозирующий клапан 10, соединенный с вставкой 8 последовательно. На внешней стороне дозирующего клапана 10 размещают устройство, которое выполнено в виде герметичной оболочки 11, разделенной перегородкой 12 на две секции, в первой секции размещен гидрид металла 13, а во второй секции - насос 14 для подачи водорода в зону впрыска, причем перегородка 12 имеет окно 15, закрытое пластиной из палладиевого сплава, для функционирования устройства в оболочке 11 размещаются нагреватели 16, один - в зоне у гидрида металла 13, другой - в зоне пластины окна 15. Во второй секции размещен насос 14 с трубопроводом 17 для подачи водорода, оканчивающимся в зоне впрыска дозирующего клапана 10 и герметизируемым иглой 18 в паузах между впрысками дизельного топлива. Игла 18 имеет кинематическую связь с насосом 14 для подачи водорода в зону впрыска. Вставка 8 снабжена высоковольтными электродами 19 (фиг.1).The proposed diesel engine fuel system comprises a fuel tank, a filter, a pump, an engine pre-heater, diesel activators, which are not shown in FIGS. 1 and 2. In addition, the system contains a nozzle 1, which is mounted on the head of the cylinder block 2, an activator 3, a fuel line 4, which is provided on the site in front of the nozzle with a main bypass line 5 and an additional bypass line 6, at the point of inclusion of which a control valve 7 is installed in the fuel pipe 4. An additional bypass line 6 includes an insert with high-voltage electrodes 19, which is mounted on the cylinder head 2 and adjoins the combustion chamber 9, a
Топливная система дизельного двигателя работает следующим образом. В месте включения дополнительной байпасной линии 6 к основному топливопроводу 4 находится регулирующий клапан 7, который устанавливают в положение "открыто" для дополнительной байпасной линии 6 и "закрыто" для всех остальных магистралей (топливопровода 4 и основной байпасной линии 5). Затем нагревателем 16 герметичный объем с гидридом металла 13 и окно 15 с пластиной из палладиевого сплава нагревают до температуры 400-420°С, при которой происходит эффективное выделение водорода и транспортировка его из герметичного объема 11 с гидридом металла 13 (из первой секции) в герметичную оболочку (во вторую секцию) с насосом 14 для подачи водорода в зону впрыска. При этом разность давлений водорода в них должна составить не менее 0,13 МПа для осуществления эффективной диффузии водорода сквозь пластину из палладиевого сплава [3, стр.505]. До запуска дизельного двигателя давление в секции с насосом 14 для подачи водорода должно составлять около 0,15 МПа, так как при меньшем давлении при расходе водорода при запуске происходит диффузионное насыщение герметичной оболочки (секция 2) парами дизельного топлива. Через трубопровод 17, оканчивающийся в зоне впрыска дозирующего клапана 10, осуществляется подача водорода при открытой игле 18 дозирующего клапана 10 в зону впрыска, что также снимает диффузионное насыщение герметичной оболочки (секция 2) парами дизельного топлива. При этом при достижении рабочего давления в дизельном топливе игла 18 дозирующего клапана 10 разгерметизирует зону впрыска, обеспечивая при этом впрыск дизельного топлива, его перемешивание с водородом и подачу горючей смеси на вставку с высоковольтными электродами 8. Далее подают постоянное высокое напряжение на высоковольтные электроды 19 вставки 8 синхронно с впрыском дизельного топлива. Согласно устройству вставки 8 на основе (при электрическом взрыве) эффекта Юткина, в месте соединения топливопровода 4 с байпасными линиями 5 и 6 непосредственно перед форсункой создается регулируемый электрогидравлический удар, резко повышающий давление в топливе. На этом участке топливопровода формируется кумулятивная струя за счет внутренней геометрии вставки 8 (параболоид вращения), обеспечивающая эффективное распыление дизельного топлива. Для эффективной работы вставки 8 функцию обратного клапана выполняет дозирующий клапан 10, обеспечивающий эффективную подачу дизельного топлива и герметизацию внутренней полости вставки 8 при электрогидравлическом ударе. После запуска двигателя регулирующий клапан 7 ставится в положение "открыто" для топливопровода 4 и "закрыто" для байпасных линий 5 и 6.The fuel system of a diesel engine operates as follows. At the point where the additional bypass line 6 is connected to the main fuel line 4, there is a control valve 7, which is set to the “open” position for the additional bypass line 6 and “closed” for all other lines (fuel line 4 and the main bypass line 5). Then, with the heater 16, the sealed volume with metal hydride 13 and the
Величина электрогидравлического удара может быть регулирована и зависит, в частности, от площади электродов, расстояния между ними, величины длительности и формы импульса подаваемого на них напряжения и т.д. В реальной конструкции целесообразно варьировать величиной длительности и формой импульса подаваемого на них напряжения. Блок электроники на фиг.1 условно не показан и может быть выполнен, например, в виде различных типовых электронных устройств, преобразующих в момент запуска двигателя постоянное напряжение требуемой величины и формы.The magnitude of the electro-hydraulic shock can be adjusted and depends, in particular, on the area of the electrodes, the distance between them, the magnitude of the duration and pulse shape of the voltage applied to them, etc. In a real design, it is advisable to vary the duration and the shape of the pulse of the voltage supplied to them. The electronics unit in figure 1 is conditionally not shown and can be made, for example, in the form of various typical electronic devices that convert a DC voltage of the required size and shape at the time of engine start.
Согласно предлагаемому устройству гарантированный запуск дизельного двигателя при низких температурах окружающей среды осуществляют за счет образования при электрическом взрыве в топливной смеси атомарного водорода при диссоциации молекулярного водорода в атомарный, и разогрев продуктов впрыска при рекомбинации атомарного водорода в молекулярный по уравнениюAccording to the proposed device, the guaranteed start of the diesel engine at low ambient temperatures is carried out due to the formation of atomic hydrogen during the electric explosion in the fuel mixture during dissociation of molecular hydrogen into atomic hydrogen and heating of the injection products during the recombination of atomic hydrogen into molecular hydrogen by the equation
2H→H2+22×105 кДж/кг.2H → H 2 + 22 × 10 5 kJ / kg.
Это позволяет сделать вывод о том, что заявленное устройство соответствует критерию новизны и изобретательскому уровню.This allows us to conclude that the claimed device meets the criterion of novelty and inventive step.
Отметим, что гидриды металлов являются эффективными аккумуляторами водорода. В частности, гидрид лития, 1 см которого содержит 6100 см3 водорода [3], что позволяет использовать его при запуске дизельных двигателей с возможностью периодической замены используемых объемов гидрида металла на новые.Note that metal hydrides are effective hydrogen accumulators. In particular, lithium hydride, 1 cm of which contains 6100 cm 3 of hydrogen [3], which allows its use when starting diesel engines with the possibility of periodically replacing the used volumes of metal hydride with new ones.
Существенным преимуществом заявленного устройства является наличие окна, закрытого пластиной из палладиевого сплава, расположенного на перегородке между первой и второй секциями герметичного объема. Пластина из палладиевого сплава обеспечивает подачу водорода из первой секции во вторую секцию герметичного объема без посторонних примесей (например, кислорода), одновременно повышая пожаробезопасность всего устройства и препятствуя диффузионному насыщению парами дизельного топлива гидрида металла.A significant advantage of the claimed device is the presence of a window closed by a plate of palladium alloy located on the partition between the first and second sections of the sealed volume. A palladium alloy plate provides hydrogen from the first section to the second section of the sealed volume without impurities (for example, oxygen), while simultaneously increasing the fire safety of the entire device and preventing the diffusion saturation of metal hydride with diesel fuel vapors.
Техническая возможность применения гидрида металла в качестве источника водорода как топлива для двигателей внутреннего сгорания известна [3, стр.536]. Недостатком однако является утяжеление конструкции автомашины примерно на 200 кг. В заявленном техническом решении предлагается использовать водород только при запуске двигателя, для этого достаточно использовать 200-250 г гидрида лития для запуска дизельного двигателя при отрицательных температурах окружающей среды.The technical feasibility of using metal hydride as a source of hydrogen as a fuel for internal combustion engines is known [3, p. 536]. The disadvantage, however, is the weighting of the design of the car by about 200 kg. The claimed technical solution proposes to use hydrogen only when starting the engine, for this it is enough to use 200-250 g of lithium hydride to start the diesel engine at negative ambient temperatures.
Источники информацииInformation sources
Патент РФ №2172424. Топливная система дизельного двигателя, RF patent No. 2172424. Diesel engine fuel system,
по заявке №990127841, дата поступления 30.12.1999 г., приоритет от 30.12.1999 г., зарегистрирован в гос. реестре изобретений РФ г. Москва, 20 августа 2001 г. Авторы: А.А.Скрипкин, В.П.Шумарин, А.И.Коблов.by application No. 990127841,
Патент РФ №2216643. Топливная система дизельного двигателя, по заявке №2002102517, дата поступления 28.01.2002 г., приоритет от 28.01.2002 г., зарегистрирован в гос. реестре изобретений РФ г.Москва, 20 ноября 2003 г. Авторы: А.А.Скрипкин, В.П.Шумарин, А.И.Коблов.RF patent No. 2216643. The fuel system of a diesel engine, according to the application No. 2002102517, date of receipt January 28, 2002, priority date January 28, 2002, registered in state. The register of inventions of the Russian Federation, Moscow, November 20, 2003. Authors: A.A. Skripkin, V.P. Shumarin, A.I. Koblov.
Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение: Справ. Изд. / Д.Ю.Гамбурга, к.т.н., Н.Ф.Дубовкина и др; Под редакцией Д.Ю.Гамбурга, к.т.н., Н.Ф.Дубовкина - М.: Химия, 1989.Hydrogen. Properties, receipt, storage, transportation, application: Ref. Ed. / D.Yu. Hamburg, Ph.D., N.F.Dubovkina and others; Edited by D.Yu. Hamburg, Ph.D., N.F.Dubovkina - M .: Chemistry, 1989.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125381/06A RU2291979C1 (en) | 2005-08-09 | 2005-08-09 | Fuel system of diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125381/06A RU2291979C1 (en) | 2005-08-09 | 2005-08-09 | Fuel system of diesel engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2291979C1 true RU2291979C1 (en) | 2007-01-20 |
Family
ID=37774734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005125381/06A RU2291979C1 (en) | 2005-08-09 | 2005-08-09 | Fuel system of diesel engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2291979C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452866C1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | Diesel engine fuel system |
-
2005
- 2005-08-09 RU RU2005125381/06A patent/RU2291979C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452866C1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) | Diesel engine fuel system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8505516B2 (en) | Fuel injector for injection ignition engines | |
US8511287B2 (en) | Supercritical-state fuel injection system and method | |
EP0153116A2 (en) | Method of obtaining mechanical energy utilizing H2O-plasma generated in multiple steps | |
JP2020073794A (en) | Internal combustion engine, method of generating power by using non-fossil fuel-type internal combustion engine, and vehicle | |
US4722303A (en) | Method for operating an internal combustion engine | |
JP2009532606A (en) | Injection-ignition injector for internal combustion engines | |
JP2009533584A (en) | Combustion control by uniform combustion radical ignition (HCRI) or partial uniform combustion radical ignition in a circulating internal combustion engine | |
CN109630314B (en) | Cold start system and cold start method for air-breathing engine | |
EP2690280B1 (en) | Injection device | |
RU2446294C2 (en) | Ice fuel system and method of its operation | |
US2937634A (en) | Prime mover and a fuel-power function of operation thereof | |
US4651703A (en) | Method and apparatus for achieving hypergolic combustion by partial catalytic combustion | |
RU2291979C1 (en) | Fuel system of diesel engine | |
CN116988896A (en) | Liquid ammonia supply module, ammonia-hydrogen fusion supply device, internal combustion engine and power system | |
Pitt et al. | An ignition system for ultra lean mixtures | |
RU199249U1 (en) | Diesel intake air heater fuel supply system | |
US20150361926A1 (en) | Increased diesel engine efficiency by using nitrous oxide as a fuel additive | |
US4112878A (en) | Internal combustion engine with a main combustion chamber and an auxiliary combustion chamber | |
KR20030044602A (en) | Fuel supply apparatus and Brown gas engine | |
KR101794536B1 (en) | Combustion control via homogeneous combustion radical ignition (HCRI) or partial HCRI in cyclic IC engines | |
JP5410148B2 (en) | Fuel heating supply method and apparatus | |
CA2307927A1 (en) | Self-igniting gaseous fuel injector for internal combustion engine | |
CN111086973B (en) | Hydrogen production process and application thereof | |
RU75699U1 (en) | DEVICE FOR HEATING OF ABSORBED AIR IN INTERNAL COMBUSTION ENGINES | |
RU2310770C1 (en) | Method of ignition of working mixture in internal combustion engine and ignition charge injection nozzle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130810 |