RU2452866C1 - Diesel engine fuel system - Google Patents
Diesel engine fuel system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2452866C1 RU2452866C1 RU2011107327/06A RU2011107327A RU2452866C1 RU 2452866 C1 RU2452866 C1 RU 2452866C1 RU 2011107327/06 A RU2011107327/06 A RU 2011107327/06A RU 2011107327 A RU2011107327 A RU 2011107327A RU 2452866 C1 RU2452866 C1 RU 2452866C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- bellows
- nozzle
- injector
- diesel
- 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
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автомобильной промышленности и может быть использовано в различных отраслях, использующих дизельные двигатели.The invention relates to the automotive industry and can be used in various industries using diesel engines.
Известна топливная система, включающая раздельную подачу дизельного топлива с целью достижения минимальных давлений сгорания и жесткости работы, для чего используется плунжерная пара двухфазного впрыска, при применении которой объем первой фазы составляет примерно 15% от объема впрыскиваемого топлива (Дизели. Справочник, изд. третье, переработанное и дополненное /Б.П.Байков, В.А.Вайншейдт, И.П.Воронов/ Под общей редакцией В.А.Ваншейдта, Н.Н.Иванченко, Л.К.Коллерова/ Ленинград «Машиностроение» Лен-кое отделение, 1977 г. - 480 с.).A well-known fuel system, including a separate supply of diesel fuel in order to achieve minimum combustion pressures and operating stiffness, for which a two-phase injection plunger pair is used, when using which the volume of the first phase is about 15% of the volume of injected fuel (Diesels. Reference, third edition, revised and expanded / B.P. Baykov, V.A. Vainshaydt, I.P. Voronov / Under the general editorship of V.A. Vansheydt, N.N. Ivanchenko, L.K. Kollerova / Leningrad "Engineering" Len-ko Department, 1977 - 480 p.).
Недостатком данного технического решения является отсутствие возможности форсирования работы дизельного двигателя при производственной необходимости, например при длительном подъеме в гору.The disadvantage of this technical solution is the lack of the possibility of forcing the operation of the diesel engine in case of industrial need, for example, with a long climb uphill.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является топливная система дизельного двигателя, содержащая топливный бак, фильтр, насос, предпусковой подогреватель двигателя, форсунку, которая закреплена на головке блока цилиндров, активаторы дизельного топлива, топлипровод 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 (патент РФ на изобретение №2291979, МПК F02M 25/12, F02N 17/00).Closest to the claimed technical solution is a diesel engine fuel system containing a fuel tank, a filter, a pump, an engine pre-heater, an injector that is mounted on the cylinder head, diesel activators, a fuel pipe with a bypass line, an additional bypass line with an insert having an internal geometry in the form of a paraboloid of revolution containing high-voltage electrodes, and a control valve in the area in front of the nozzle. An additional bypass line includes a metering valve, made in conjunction with an insert that is mounted on the head of the unit, and on the outside of the valve there is a device made in the form of a sealed shell, divided by a partition into two sections, metal hydride is placed in one section, and in another section - a pump for supplying hydrogen to the injection zone, while the partition has a window of palladium alloy. In the first section, the metal hydride and the window in the partition are equipped with heaters, in the second there is a pump equipped with a hydrogen supply pipe ending in the metering valve injection zone and sealed in pauses between diesel fuel injections by a needle that is kinematically connected to the hydrogen pump injection zone (RF patent for the invention No. 2291979, IPC F02M 25/12, F02N 17/00).
Недостатками данного технического решения являются использование водорода только при запуске двигателя, а также генерирование водорода на каждый блок цилиндров отдельно, что требует установки устройства генерирования водорода на каждый блок и повышает себестоимость изготовления топливной системы. Кроме того, отсутствие электрического управления подачи водородного топлива не позволяет водителю контролировать расход и подачу водородного топлива в процессе работы двигателя.The disadvantages of this technical solution are the use of hydrogen only when starting the engine, as well as the generation of hydrogen for each cylinder block separately, which requires the installation of a hydrogen generation device for each block and increases the cost of manufacturing the fuel system. In addition, the lack of electrical control of the supply of hydrogen fuel does not allow the driver to control the flow and supply of hydrogen fuel during engine operation.
Задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей дизельного двигателя, достижение оптимальной эксплуатации при форсированных режимах работы за счет дозированной и своевременной подачи водородного топлива.The objective of the present invention is to expand the technological capabilities of a diesel engine, achieving optimal operation during forced operation due to the metered and timely supply of hydrogen fuel.
Поставленная задача достигается тем, что топливная система дизельного двигателя, содержащая топливный бак, фильтр, предпусковой подогреватель двигателя, активаторы дизельного топлива, форсунку, закрепленную на головке блока цилиндров и снабженную иглой, расположенной по центральной оси форсунки, насос высокого давления, связанный с рабочей камерой форсунки посредством топливопровода подачи дизельного топлива, снабженного клапаном, согласно предлагаемому решению содержит устройство подачи водорода, соединенное через топливопровод подачи водорода с рабочей камерой форсунки, сильфон с уплотнительной вставкой, установленный в верхней части форсунки и заполненный рабочей жидкостью, электроды, расположенные в полости сильфона, при этом сильфон снабжен поршнем, шток которого является продолжением иглы форсунки, а топливопровод подачи водорода снабжен дозирующим клапаном, при этом электроды сильфона и дозирующий клапан электрически связаны с датчиком угла поворота коленчатого вала двигателя.This object is achieved in that the diesel engine fuel system comprising a fuel tank, a filter, an engine pre-heater, diesel activators, a nozzle fixed to the cylinder head and equipped with a needle located on the central axis of the nozzle, a high pressure pump connected to the working chamber nozzles by means of a diesel fuel supply pipe provided with a valve, according to the proposed solution, comprises a hydrogen supply device connected via a fuel pipe hydrogen supply with the nozzle working chamber, a bellows with a sealing insert installed in the upper part of the nozzle and filled with working fluid, electrodes located in the bellows cavity, the bellows being equipped with a piston, the stem of which is a continuation of the nozzle needle, and the hydrogen fuel supply pipe is equipped with a metering valve, while the bellows electrodes and the metering valve are electrically connected to the engine angle sensor.
При этом устройство подачи водорода может быть выполнено в виде баллона с водородом.In this case, the hydrogen supply device can be made in the form of a cylinder with hydrogen.
Дозирующий клапан выполнен электромеханическим.The metering valve is electromechanical.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на Фиг.1 представлена общая схема топливной системы, на Фиг.2 - продольный разрез электрогидравлической форсунки.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a general diagram of a fuel system, and Fig. 2 is a longitudinal section of an electro-hydraulic nozzle.
Предлагаемая топливная система дизельного двигателя содержит топливный бак, фильтр, предпусковой подогреватель двигателя, активаторы дизельного топлива (на фиг.1 и 2 не показаны). Кроме того, система содержит установленную на головке блока цилиндров 1 электрогидравлическую форсунку 2 с иглой 3, установленной по центру форсунки 2. Форсунка 2 соединена с устройством подачи водорода 14 через топливопровод 4, в котором установлен дозирующий клапан 5, являющийся, например, электромеханическим обратным клапаном, предотвращающий попадание дизельного топлива из рабочей камеры 16 форсунки 2 в топливопровод 4 и электрически связанный с датчиком угла поворота 19 коленчатого вала двигателя. Топливопровод 6, по которому дизельное топливо от насоса высокого давления 7 подается в рабочую камеру форсунки 2, имеет механический клапан 15, предотвращающий попадание водородного топлива из рабочей камеры 16 форсунки 2 в топливопровод 6. На форсунке 2 установлен сильфон 8, снабженный металлической крышкой 10. Внутри сильфона 8 расположена уплотнительная резиновая вставка 9, внутренняя поверхность которой выполнена параболической формы. Внутри полости сильфона 8 установлен поршень 11, шток которого является продолжением иглы 3, а в его верхней части установлена металлическая цилиндрическая втулка, внутри которой перемещается поршень 11. Полость сильфона 8 заполнена рабочей жидкостью 12, обеспечивающей при электрическом взрыве перемещение поршней 11, 17 и иглы 3 форсунки 2 для впрыска водорода. В качестве рабочей жидкости могут быть использованы различные виды топлива, в т.ч. бензин, керосин, имеющие низкую температуру замерзания. Внутри полости сильфона 8 установлены электроды 13 (диоды Ганна), связанные с датчиком угла поворота 19 коленчатого вала двигателя через блок электроники.The proposed diesel engine fuel system comprises a fuel tank, a filter, an engine pre-heater, diesel activators (not shown in FIGS. 1 and 2). In addition, the system includes an electro-
Пример работы системы рассмотрим на одном цилиндре.An example of the system will be considered on one cylinder.
При работе двигателя дизельное топливо подается от насоса высокого давления 7 по топливопроводу 6 в электрогидравлическую форсунку 2, электромеханический клапан 5 при этом закрыт и не пропускает дизельное топливо в топливопровод 4. После впрыска дизельного топлива в рабочую камеру цилиндра 1 происходит его взрыв в полости цилиндра, при этом давление и сила, действующие на поршень 17 рабочей камеры форсунки 2, падают и поршень 17 идет вниз. В следующий момент времени форсунка, с опережением в 10..14 угловых градуса, срабатывает от сигнала, поданного с датчика угла поворота 19 коленчатого вала на электроды 13; при этом игла 3 и поршень 17 поднимаются вверх и закрывается механический клапан 15, после чего происходит впрыск водорода в рабочую камеру цилиндра 1, что обеспечивает дополнительное сгорание дизельного топлива и дополнительное силовое действие на поршень головки блока цилиндра 1. В качестве датчика угла поворота 19 коленчатого вала двигателя может быть использован, например, бесконтактный полнооборотный датчик угла поворота, разработанный в ООО «Вист Групп» (Датчик угла поворота, ООО «Вист Групп», сайт www.vistgroup.ru), имеющий разрешающую способность 5 угл. мин и предназначенный для военной и космической техники, авиационных и автотракторных систем управления и контроля.When the engine is running, diesel fuel is supplied from the
Работа электрогидравлической форсунки 2 основана на электрогидравлическом эффекте Юткина (Юткин А.А. Электрогидравлический эффект. М.-Л., Машгиз, Ленин-кое отделение, 1955 г.). При подаче на электроды 13-кратковременного импульсного разряда по сигналу от датчика угла поворота коленчатого вала 19 в полости с рабочей жидкостью 12 возникает гидродинамический импульс, который создает два удара: гидравлический и кавитационный. Вектор сил ударов направляется с помощью резиновой вставки 9 и определенного, параллельного игле 3, расположения электродов 13 внутри полости и направлен вдоль хода поршня 11. Перемещаясь вверх, поршень 11 поднимает иглу 3 и открывает отверстие 18 для впрыска водородного топлива, производится впрыск. Количество впрыскиваемого водорода определяется временным промежутком впрыска, то есть соответственной величиной напряжения, подаваемого на электроды с блока электроники.The operation of the electro-
При форсированном режиме работы двигателя водитель с панели приборов может контролировать время подачи водородного топлива в камеру сгорания.In forced operation of the engine, the driver from the instrument panel can control the time of supply of hydrogen fuel to the combustion chamber.
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 и согласующих сигнал, поступающий с датчика угла поворота на коленчатом вале.The electronics unit in figure 1 is conditionally not shown and can be made, for example, in the form of various standard electronic devices that convert a constant voltage of the required size and shape at the time of engine start and match the signal from the angle sensor on the crankshaft.
Использование водорода в качестве дополнительного топлива улучшает процесс сгорания дизельного топлива и делает топливную смесь более мелкодисперсной.The use of hydrogen as an additional fuel improves the combustion process of diesel fuel and makes the fuel mixture finer.
Преимущества предлагаемого изобретения:The advantages of the invention:
- бесперебойная работа двигателя при длительных подъемах в гору за счет дополнительного включения подачи водорода;- uninterrupted operation of the engine during long climbs uphill due to the additional inclusion of hydrogen supply;
- возможность управления подачей водородного топлива с панели приборов автомобиля;- the ability to control the supply of hydrogen fuel from the instrument panel of the car;
- возможность использования одной форсунки для раздельной подачи дизельного и водородного топлива;- the possibility of using one nozzle for separate supply of diesel and hydrogen fuel;
- использование водорода снижает токсичность выброса угарного газа, что значительно снижает пагубное воздействие на окружающую среду.- the use of hydrogen reduces the toxicity of carbon monoxide emissions, which significantly reduces the harmful effects on the environment.
Таким образом, заявляемое техническое решение расширяет технологические возможности устройства путем развязки во времени момента впрыска для полного сгорания дизельного топлива и повышения мощности двигателя, при этом в качестве дополнительного топлива используется водород.Thus, the claimed technical solution extends the technological capabilities of the device by decoupling the injection time in time for complete combustion of diesel fuel and increasing engine power, while hydrogen is used as additional fuel.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011107327/06A RU2452866C1 (en) | 2011-02-25 | 2011-02-25 | Diesel engine fuel system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011107327/06A RU2452866C1 (en) | 2011-02-25 | 2011-02-25 | Diesel engine fuel system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2452866C1 true RU2452866C1 (en) | 2012-06-10 |
Family
ID=46680047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011107327/06A RU2452866C1 (en) | 2011-02-25 | 2011-02-25 | Diesel engine fuel system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2452866C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2795075C1 (en) * | 2023-02-01 | 2023-04-28 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭвоКарго" | Vehicle power supply system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1006791A1 (en) * | 1981-06-22 | 1983-03-23 | Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта | Diesel engine operation method |
SU1703843A1 (en) * | 1990-01-25 | 1992-01-07 | Николаевский кораблестроительный институт им.С.О.Макарова | Device for aiding internal-combustion engine start |
RU2168649C1 (en) * | 1999-09-29 | 2001-06-10 | Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова | Device for admission of hydrogen into fuel of internal combustion engine |
RU2216643C2 (en) * | 2002-01-28 | 2003-11-20 | Саратовский государственный технический университет | Diesel engine fuel system |
RU2239719C1 (en) * | 2003-01-14 | 2004-11-10 | Саратовский государственный технический университет | Diesel engine fuel system |
RU2291979C1 (en) * | 2005-08-09 | 2007-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (СГТУ) | Fuel system of diesel engine |
-
2011
- 2011-02-25 RU RU2011107327/06A patent/RU2452866C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1006791A1 (en) * | 1981-06-22 | 1983-03-23 | Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта | Diesel engine operation method |
SU1703843A1 (en) * | 1990-01-25 | 1992-01-07 | Николаевский кораблестроительный институт им.С.О.Макарова | Device for aiding internal-combustion engine start |
RU2168649C1 (en) * | 1999-09-29 | 2001-06-10 | Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова | Device for admission of hydrogen into fuel of internal combustion engine |
RU2216643C2 (en) * | 2002-01-28 | 2003-11-20 | Саратовский государственный технический университет | Diesel engine fuel system |
RU2239719C1 (en) * | 2003-01-14 | 2004-11-10 | Саратовский государственный технический университет | Diesel engine fuel system |
RU2291979C1 (en) * | 2005-08-09 | 2007-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (СГТУ) | Fuel system of diesel engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2795075C1 (en) * | 2023-02-01 | 2023-04-28 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭвоКарго" | Vehicle power supply system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2554824B1 (en) | Fuel supply control device and fuel supply system | |
JP6148306B2 (en) | Fuel valve and method for injecting gaseous fuel into the fuel chamber of a self-igniting internal combustion engine | |
CN105986944B (en) | The fuel valve in combustion chamber for low-flash fuel to be sprayed into internal combustion engine | |
JP5283115B2 (en) | Fuel injection device that can handle various types of fuel | |
CN104755744A (en) | Fuel injection pump arrangement and method for operating an internal combustion engine | |
KR20140010966A (en) | Injection device | |
CN103038495A (en) | Low leakage cam assisted common rail fuel system, fuel injector and operating method therefor | |
RU2452866C1 (en) | Diesel engine fuel system | |
CN205260189U (en) | Plunger pump and high -pressure fuel pump | |
CN104047783B (en) | A kind of piezo-electric crystal fuel injector and its ejection control method | |
JP6932278B1 (en) | Fuel pump with improved encapsulation characteristics | |
KR102033173B1 (en) | A fuel valve for injecting gaseous fuel into a combustion chamber of a large two-stroke turbocharged compression-ignition internal combustion engine and method | |
JP5783506B2 (en) | Fuel injector capable of handling various fuels and internal combustion engine for land and marine industry | |
CN109909090B (en) | High-pressure environment single-droplet generating device | |
CN1242821A (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
KR20190080409A (en) | Common rail structure | |
CN102182543A (en) | Special HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) engine and realization method thereof | |
US2958289A (en) | Injection pump | |
RU2270356C1 (en) | Method to create high pressure of fuel injected into combustion chambers of diesel engines and fuel system to implement the method | |
KR101705607B1 (en) | Internal combustion engine and a water-in-fuel emulsion creation and injection pump for it | |
RU150877U1 (en) | GAS STORAGE SYSTEM FOR GAS FUEL | |
RU2253027C1 (en) | Internal combustion engine | |
Leonhard et al. | 2000 bar Diesel Common Rail by Bosch for passenger cars | |
RU2723260C1 (en) | Device for mixture formation in internal combustion engines | |
RU2299352C1 (en) | System for supplying fuel to engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130226 |