RU2516047C2 - Установка получения водотопливной эмульсии - Google Patents
Установка получения водотопливной эмульсии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516047C2 RU2516047C2 RU2012116210/06A RU2012116210A RU2516047C2 RU 2516047 C2 RU2516047 C2 RU 2516047C2 RU 2012116210/06 A RU2012116210/06 A RU 2012116210/06A RU 2012116210 A RU2012116210 A RU 2012116210A RU 2516047 C2 RU2516047 C2 RU 2516047C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- fuel
- water
- tank
- pressure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системе топливоподачи дизельного двигателя и может быть широко использовано на моторных заводах, автотранспортных и других предприятиях для приготовления и подачи в цилиндр двигателя водотопливной эмульсии (ВТЭ). Изобретение позволяет создать установку получения ВТЭ дизельного двигателя, работающую в автоматическом режиме независимо от режима работы двигателя и от температуры окружающего воздуха. Установка для получения водотопливной эмульсии содержит систему подачи топлива в виде подкачивающего насоса и магистрали подачи топлива к системе впрыска в виде топливного насоса высокого давления и выполненную с подогревом систему подачи воды на вход подкачивающего насоса в виде последовательно установленных бака, насоса, магистрали возврата воды после насоса в бак и электромагнитного клапана. Система впрыска включает топливный бак с установленным после бака датчиком расхода топлива, магистраль возврата топлива на вход подкачивающего насоса, магистраль высокого давления, регулятор поддержания постоянного давления и форсунку, система подачи воды дополнительно включает устройство регулирования производительности насоса, датчик давления и калиброванную дюзу после насоса. На магистрали возврата воды после насоса в бак установлена калиброванная дюза, система подачи воды выполнена с термоизоляцией, в баке дополнительно установлены датчики уровня и температуры. Кроме того, установка снабжена управляющим контроллером, к которому подключены датчик расхода топлива, устройство регулирования производительности насоса, электромагнитный клапан, датчики температуры и уровня. 1 ил.
Description
Изобретение относится к системе топливоподачи дизельного двигателя и может быть широко использовано на моторных заводах, автотранспортных и других предприятиях для приготовления и подачи в цилиндр двигателя водотопливной эмульсии (ВТЭ).
Известна установка получения ВТЭ, содержащая топливный бак и бак с водой шестеренчатый насос высокого давления, диспергатор эжекторного типа, сепаратор ВТЭ в виде гидроциклона (см. патент RU 2002092). Основными недостатками названной установки являются:
- необходимость создания специального оборудования, как для получения ВТЭ, так и последующего разделения ВТЭ на воду и топливо;
- сложность технологического режима работы;
- громоздкость и невысокая надежность установки.
Известна водотопливная система двигателя внутреннего сгорания в виде установки для приготовления ВТЭ, содержащая емкости для воды и топлива, циркуляционный насос, диспергатор в виде лазерного устройства и устройство для измерения плотности эмульсии (см. патент RU 2173210). Несмотря на то, что установка в водотопливной системе ДВС позволяет обеспечить приготовление высокодисперсной ВТЭ и осуществить автоматически регулируемый подвод воды с получением ВТЭ любого требуемого состава, приведенная водотопливная система обладает следующими существенными недостатками:
- необходимость разработки и применения специальной установки с использованием сложного и дорогостоящего оборудования для получения ВТЭ и контроля ее плотности;
- длительный период выхода системы на расчетный режим после каждой остановки двигателя или отказа в работе оборудования установки получения ВТЭ.
Наиболее близкой по технической сущности является установка получения ВТЭ дизельного двигателя, содержащая систему подачи топлива в виде подкачивающего насоса и магистрали подачи топлива к системе впрыска в виде топливного насоса высокого давления и выполненную с подогревом систему подачи воды на вход подкачивающего насоса в виде последовательно установленных бака, насоса, магистрали возврата воды в бак и электромагнитного клапана.
(Лебедев О.Н., Сомов В.А. Водотопливные эмульсии в судовых дизелях Л.: Судостроение, 1988, стр.67-68 рис.3.4).
Основными недостатками указанной системы являются:
- возможность работы и регулирования состава ВТЭ только в ручном режиме из-за отсутствия средств контроля нагрузки двигателя;
- невозможность работы при низких температурах;
Технической задачей является создание автоматической водотопливной установки для дизельного двигателя, обеспечивающей получение оптимального состава ВТЭ на всех режимах работы двигателя и способной работать в условиях низких температур.
Поставленная цель достигается тем, что в установке получения ВТЭ содержащей систему подачи топлива в виде подкачивающего насоса и магистрали подачи топлива к системе впрыска в виде топливного насоса высокого давления и выполненную с подогревом систему подачи воды на вход подкачивающего насоса в виде последовательно установленных бака, насоса, магистрали возврата воды в бак и электромагнитного клапана, система подачи топлива включает топливный бак с установленным после бака датчиком расхода топлива, регулятор поддержания постоянного давления, установленный на магистрали подачи топлива к системе впрыска, и магистраль возврата топлива на вход подкачивающего насоса, система впрыска дополнительно включает магистраль высокого давления и форсунку, а система подачи воды дополнительно включает устройство регулирования производительности насоса, датчик давления и калиброванную дюзу после насоса, причем на магистрали возврата воды после насоса в бак установлена калиброванная дюза, система подачи воды выполнена с термоизоляцией, в баке дополнительно установлены датчики уровня и температуры, а кроме того, установка снабжена управляющим контроллером, к которому подключены датчик расхода топлива, устройство регулирования производительности насоса, электромагнитный клапан, датчики температуры и уровня
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся совокупными признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, следовательно, оно соответствует критерию «новизна».
На чертеже показана принципиальная схема установки получения ВТЭ, которая состоит из системы подачи топлива в виде: топливного бака 1, датчика расхода топлива 2, установленного после топливного бака 1, подкачивающего насоса 3, магистрали 4 подачи топлива с регулятором 5 поддержания постоянного давления к системе впрыска и магистрали 6 возврата топлива на вход подкачивающего насоса 3, системы впрыска в виде: топливного насоса высокого давления 7, магистрали высокого давления 8 и форсунки 9, а также системы подачи воды на вход подкачивающего насоса 3 в виде: бака 10, насоса 11, устройства 12 регулирования производительности насоса 11, датчика давления 13, калиброванной дюзы 14, электромагнитного клапана 15 и магистрали 16 возврата воды в бак 10 после насоса 11 с калиброванной дюзой 17. Система подачи воды выполнена с термоизоляцией 18, а подогрев воды производится, например, посредством электронагревателя 19, установленного в баке 10 вместе с датчиками уровня 20 и температуры 21. Для осуществления автоматической работы на всех режимах двигателя установка снабжена управляющим контроллером 22, который подключен к датчику расхода топлива 2, устройству 12 регулирования производительности насоса 11, датчику давления 13, электромагнитному клапану 15, датчикам уровня 20 и температуры 21.
Для осуществления автоматической работы на всех режимах двигателя установка снабжена управляющим контроллером 22, который подключен к датчику расхода топлива 2, устройству 12 регулирования производительности насоса 11, датчику давления 13, электромагнитному клапану 15, датчикам уровня 20 и температуры 21.
Работа установки получения ВТЭ происходит следующим образом. В зависимости от режима работы двигателя расход ВТЭ может изменяться в широком диапазоне, при этом особенность работы установки заключается в том, что она должна получить и поддерживать оптимальный состав ВТЭ в соответствии с режимом работы двигателя.
В предлагаемой установке режим работы двигателя, зависящий от нагрузки, контролируется по расходу топлива, постоянно измеряемому с помощью датчика 2 расхода топлива, а регулирование количества воды в зависимости от расхода топлива для получения оптимального состава ВТЭ осуществляется за счет изменения давления воды перед калиброванными дюзами 14 и 17, контролируемого с помощью датчика давления 13, и оно достигается изменением числа оборотов насоса 11, которое происходит с помощью устройства 12 регулирования производительности насоса 11. Таким образом, каждому значению расхода топлива будет соответствовать конкретное значение давления воды после насоса 11.
Изложенный алгоритм автоматической работы реализуется с помощью управляющего контроллера 22, в котором происходит обработка сигналов, поступающих от датчика расхода топлива 2, от датчика давления воды 13, а также от датчиков уровня 20 и температуры 21, с выдачей соответствующих исполнительных команд на устройство 12 регулирования производительности насоса 11 и электромагнитный клапан 15 от контроллера 22.
Пуск и первоначальная работа двигателя происходит на топливе без подачи воды. Переход на ВТЭ осуществляется водителем и происходит в автоматическом режиме в следующей последовательности. Если сигнал от датчиков уровня 20 и температуры воды 21, установленных в баке 10 соответствуют норме, то производится пуск насоса 11. После пуска насоса 11 по сигналу от датчика 2 расхода топлива, поступающего в управляющий контроллер 22, насос 11 переводится в режим работы, при котором за насосом устанавливается давление перед калиброванными дюзами 14 и 17, обеспечивающее требуемый расход воды через дюзу 14 для получения ВТЭ, а часть расхода через дюзу 17 по магистрали 16 возвращается в бак 10, что обеспечивает устойчивый режим работы насоса 11 и его охлаждение. Регулирование насоса производится по сигналу, поступающему из контроллера 22 на устройство 12 регулирования производительности насоса 11, в частности, например, на регулятор напряжения, сопровождающееся изменением числа оборотов насоса 11. Это воздействие на устройство 12 регулирования производительности насоса 11 продолжается до тех пор, пока не установится требуемое давление воды за насосом 11, контролируемое с помощью датчика давления 13, обеспечивающего обратную связь с контроллером 22. В том случае, когда величина сигнала, поступающего от датчика 13 в контроллер 22, достигнет необходимого значения, контроллер 22 выдаст команду на прекращение работы устройства 12 регулирования производительности насоса 11. При достижении стабильного режима работы от контроллера 22 поступает команда на открытие электромагнитного клапана 15, и вода начинает поступать на вход подкачивающего насоса 3, который выполняет функцию механического диспергатора, где производится первоначальное смешение воды и топлива. После насоса 3 поток ВТЭ направляется по магистрали 4 подачи топлива к системе впрыска, где часть потока отбирается насосом высокого давления 7, а другая часть через регулятор 5 поддержания постоянного давления по магистрали 6 возврата топлива поступает на вход подкачивающего насоса 3. В системе впрыска насосом 7 ВТЭ под давлением по магистрали высокого давления 8 подается на форсунку 9. В момент открытия форсунки 9 в магистрали высокого давления 8 возникают ударные волны, под действием которых ВТЭ превращается в мелкодисперсную смесь и впрыскивается в цилиндр двигателя, что обеспечивает в конечном итоге полноту сгорания топлива.
Стабильный режим работы установки будет продолжаться до тех пор, пока будет сохраняться неизменной нагрузка на двигатель. Изменение нагрузки сопровождается изменением режима работы двигателя и обеспечивается перестройкой работы установки получения ВТЭ. Так, например, рост нагрузки на двигатель будет сопровождаться увеличением отбора расхода ВТЭ из магистрали 4 насосом высокого давления 7 и снижением расхода ВТЭ, обусловленное работой регулятора 5 поддержания постоянного давления, возвращаемого по магистрали 6 на вход подкачивающего насоса. Это автоматически приведет к увеличению расхода топлива и будет сопровождаться передачей соответствующего сигнала от датчика 2 расхода топлива в управляющий контроллер 22, который выдаст команду на устройство 12 регулирования производительности, что приведет к росту производительности насоса 11 и, следовательно, повышению давления перед калиброванными дюзами 14 и 17 и расходу воды. В тот момент, когда давление воды достигнет требуемого значения, обеспечивающего расход воды через дюзу 14 для получения оптимального состава ВТЭ, сигнал, постоянно поступающий в контроллер 22 от датчика давления 13, достигает требуемого значения и контроллер 22 выдает команду в устройство 12 регулирования производительности на остановку процесса регулирования производительности насоса 11. Достигнутое состояние режима установки будет сохраняться до следующего момента изменения нагрузки на двигатель.
Переход двигателя на топливо без подачи воды может быть выполнен по команде водителя или автоматически, например, по команде от датчика уровня 20 в случае достижения его минимального значения. В этом случае производится автоматическое закрытие электромагнитного клапана 15.
Таким образом, предполагаемое техническое решение позволяет осуществить автоматическую работу установки получения ВТЭ в широком диапазоне изменения режима работы двигателя с получением и поддержанием оптимального состава ВТЭ, обеспечить работу установки в условиях низких температур. Кроме того, предполагаемая установка получения ВТЭ по принципу, схеме и алгоритму автоматической работы может быть встроена в любую систему впрыска современного дизельного двигателя, как с рядным топливным насосом высокого давления, так и в системах, использующих насос-форсунки, либо в аккумуляторных системах впрыска.
Сравнение существенных признаков предложенного и известных решений дает основание считать, что предложенное решение отвечает критериям «изобретательский уровень и промышленная применяемость
Claims (1)
- Установка для получения водотопливной эмульсии, содержащая систему подачи топлива в виде подкачивающего насоса и магистрали подачи топлива к системе впрыска в виде топливного насоса высокого давления и выполненную с подогревом систему подачи воды на вход подкачивающего насоса в виде последовательно установленных бака, насоса, магистрали возврата воды после насоса в бак и электромагнитного клапана, отличающаяся тем, что система впрыска включает топливный бак с установленным после бака датчиком расхода топлива, магистраль возврата топлива на вход подкачивающего насоса, магистраль высокого давления, регулятор поддержания постоянного давления и форсунку, система подачи воды дополнительно включает устройство регулирования производительности насоса, датчик давления и калиброванную дюзу после насоса, причем на магистрали возврата воды после насоса в бак установлена калиброванная дюза, система подачи воды выполнена с термоизоляцией, в баке дополнительно установлены датчики уровня и температуры, а кроме того, установка снабжена управляющим контроллером, к которому подключены датчик расхода топлива, устройство регулирования производительности насоса, электромагнитный клапан, датчики температуры и уровня.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116210/06A RU2516047C2 (ru) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | Установка получения водотопливной эмульсии |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012116210/06A RU2516047C2 (ru) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | Установка получения водотопливной эмульсии |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012116210A RU2012116210A (ru) | 2013-10-27 |
| RU2516047C2 true RU2516047C2 (ru) | 2014-05-20 |
Family
ID=49446368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012116210/06A RU2516047C2 (ru) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | Установка получения водотопливной эмульсии |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2516047C2 (ru) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4107052A (en) * | 1976-08-10 | 1978-08-15 | Caterpillar Mitsubishi Ltd. | Fuel tank water separator assembly |
| US4374784A (en) * | 1980-12-08 | 1983-02-22 | Calvin Kalishman | Air and moisture induction system |
| US4595030A (en) * | 1984-03-02 | 1986-06-17 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Fuel tank for a water craft |
| RU2002092C1 (ru) * | 1991-05-24 | 1993-10-30 | Новосибирский институт инженеров водного транспорта | Устройство дл получени водотопливной эмульсии |
| RU2135897C1 (ru) * | 1996-11-26 | 1999-08-27 | Дальневосточная государственная морская академия им.адм.Г.И.Невельского | Система подготовки и подачи водотопливной эмульсии энергетической установки |
| RU2143581C1 (ru) * | 1997-02-04 | 1999-12-27 | Высшее военно-морское инженерное училище имени В.И.Ленина | Устройство приготовления водотопливной эмульсии |
| JP2001261043A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-09-26 | Nikkan Create Kk | 車両用水、燃料タンク |
| RU2174864C1 (ru) * | 2000-03-06 | 2001-10-20 | Хабаровский государственный технический университет | Установка для приготовления водотопливной эмульсии |
| JP2004074991A (ja) * | 2002-08-21 | 2004-03-11 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | 建設機械の燃料タンク |
| RU2319537C2 (ru) * | 2003-01-08 | 2008-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (ГОУ ВПО "ТОГУ") | Установка для приготовления водотопливной эмульсии непрерывного действия |
| RU2390649C2 (ru) * | 2007-10-30 | 2010-05-27 | Александр Егорович Ломовских | Система для приготовления и подачи водно-топливной эмульсии в двигатель внутреннего сгорания |
-
2012
- 2012-04-23 RU RU2012116210/06A patent/RU2516047C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4107052A (en) * | 1976-08-10 | 1978-08-15 | Caterpillar Mitsubishi Ltd. | Fuel tank water separator assembly |
| US4374784A (en) * | 1980-12-08 | 1983-02-22 | Calvin Kalishman | Air and moisture induction system |
| US4595030A (en) * | 1984-03-02 | 1986-06-17 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Fuel tank for a water craft |
| RU2002092C1 (ru) * | 1991-05-24 | 1993-10-30 | Новосибирский институт инженеров водного транспорта | Устройство дл получени водотопливной эмульсии |
| RU2135897C1 (ru) * | 1996-11-26 | 1999-08-27 | Дальневосточная государственная морская академия им.адм.Г.И.Невельского | Система подготовки и подачи водотопливной эмульсии энергетической установки |
| RU2143581C1 (ru) * | 1997-02-04 | 1999-12-27 | Высшее военно-морское инженерное училище имени В.И.Ленина | Устройство приготовления водотопливной эмульсии |
| RU2174864C1 (ru) * | 2000-03-06 | 2001-10-20 | Хабаровский государственный технический университет | Установка для приготовления водотопливной эмульсии |
| JP2001261043A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-09-26 | Nikkan Create Kk | 車両用水、燃料タンク |
| JP2004074991A (ja) * | 2002-08-21 | 2004-03-11 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | 建設機械の燃料タンク |
| RU2319537C2 (ru) * | 2003-01-08 | 2008-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (ГОУ ВПО "ТОГУ") | Установка для приготовления водотопливной эмульсии непрерывного действия |
| RU2390649C2 (ru) * | 2007-10-30 | 2010-05-27 | Александр Егорович Ломовских | Система для приготовления и подачи водно-топливной эмульсии в двигатель внутреннего сгорания |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЛЕБЕДЕВ О.Н., СОМОВ В.А. ВОДОТОПЛИВНЫЕ ЭМУЛЬСИИ В СУДОВЫХ ДИЗЕЛЯХ Л.: СУДОСТРОЕНИЕ, 1988, стр.67-68, рис 3.4 . * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012116210A (ru) | 2013-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9964046B2 (en) | Fuel System | |
| CN104121115B (zh) | 电控随动调压式天然气发动机空燃比控制系统及控制方法 | |
| CN100560960C (zh) | 内燃机及其控制方法 | |
| CN102518531B (zh) | 一种进气道喷射氢内燃机的燃料供应装置及其控制方法 | |
| CN104094060A (zh) | 船舶、燃料供给装置、及向推进用主机供给液化燃料气体的方法 | |
| WO1992008888A1 (en) | A dual fuel injection system and a method of controlling such a system | |
| US9441561B2 (en) | System and method for increasing tolerance to fuel variation | |
| US9599040B2 (en) | Fuel apportionment for multi fuel engine system | |
| CN103899424A (zh) | 一种船舶双燃料发动机调速系统及调速方法 | |
| US9784206B2 (en) | Method for managing the amount of fuel injected into an engine | |
| KR102114527B1 (ko) | 엔진 장치 | |
| CN103375286A (zh) | 自适应气体燃料控制系统 | |
| CN103180585A (zh) | 多燃料共用轨道发动机的控制 | |
| RU2640801C2 (ru) | Способ и устройство для превращения спирта в топливную смесь | |
| KR102202003B1 (ko) | 내연 기관용 연료 공급 시스템 | |
| RU2516047C2 (ru) | Установка получения водотопливной эмульсии | |
| US6004098A (en) | Propulsion unit for an aircraft and its control procedure | |
| RU2323364C1 (ru) | Регулируемый ракетный двигатель твердого топлива | |
| RU2580965C2 (ru) | Система питания дизеля на смесевом биоминеральном топливе | |
| JP2020531725A (ja) | 内燃機関を気相の気体燃料によって、そして液相の気体燃料によって駆動するように適応させるシステム | |
| RU2605870C1 (ru) | Система питания двигателя внутреннего сгорания генераторным газом | |
| Kochev et al. | Improving the technical and environmental performance of piston engines by upgrading the fuel system | |
| RU2397348C2 (ru) | Автоматическая комбинированная микропроцессорная система регулирования температуры топлива тепловой машины | |
| KR101836630B1 (ko) | 차량의 연료압밸브 제어방법 및 그 제어시스템 | |
| RU2651021C1 (ru) | Система питания дизеля дополнительным топливом |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160424 |