RU2703893C1 - Fuel supply control system to diesel internal combustion engine - Google Patents

Fuel supply control system to diesel internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2703893C1
RU2703893C1 RU2019112873A RU2019112873A RU2703893C1 RU 2703893 C1 RU2703893 C1 RU 2703893C1 RU 2019112873 A RU2019112873 A RU 2019112873A RU 2019112873 A RU2019112873 A RU 2019112873A RU 2703893 C1 RU2703893 C1 RU 2703893C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
engine
dose
gas
cylinders
Prior art date
Application number
RU2019112873A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Валентинович Пасечник
Original Assignee
Дмитрий Валентинович Пасечник
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 Дмитрий Валентинович Пасечник filed Critical Дмитрий Валентинович Пасечник
Priority to RU2019112873A priority Critical patent/RU2703893C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2703893C1 publication Critical patent/RU2703893C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/10—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M39/00—Arrangements of fuel-injection apparatus with respect to engines; Pump drives adapted to such arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

FIELD: engine building.
SUBSTANCE: invention relates to the field of engine building and considers the design of the control system for supply of mixed fuel to the diesel internal combustion engine for implementation of the gas-diesel operating mode. Fuel supply control system to diesel internal combustion engine 1 with at least two cylinders comprises device for generating cyclic dose of high-pressure liquid fuel 3 with possibility to control fuel supply depending on value of engine operation cycles, with dispensing fuel dose into high pressure pipeline 4, connected to high pressure nozzle 2, supplying a dose of liquid fuel into combustion chamber of engine, engine operation cycles sensor 5 made with possibility to receive from engine cycles cyclically moving parts signals about operation cycles and engine crankshaft rotation rpm and generation of signal for transmission to microprocessor module 8, electrically controlled gas dispenser 10 connected to microprocessor module 8 and made with the gas fuel dose dispensing function and mixing with the high pressure feed nozzle 2 by the liquid fuel dose in the engine combustion chamber, wherein on high pressure pipeline 4 there is an electrically controlled high pressure valve 14, which is connected to microprocessor module 8, and microprocessor module 8 is configured to synchronously shut off supply of liquid and gaseous fuel to part of cylinders of engine with implementation of fuel supply in the remaining part of the cylinders according to the liquid fuel dose minimization algorithm due to corresponding compensation of the gas fuel dose with simultaneous preservation of the required energy for the engine operation under the specified mode.
EFFECT: improved operational efficiency of fuel supply control system in internal combustion engine at modes of low cyclic loads, including idling, due to provision of better distribution of ignition dose of diesel fuel in cylinders, reduced value of average air excess coefficient and, consequently, better combustion of gas fuel.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения и рассматривает конструктивное исполнение системы управления подачей смесевого топлива в дизельный двигатель внутреннего сгорания для реализации газодизельного режима работы.The invention relates to the field of engine building and considers the design of a control system for the supply of mixed fuel to a diesel internal combustion engine to implement a gas-diesel operating mode.

Известно устройство управления подачей смесевого топлива в дизельный двигатель внутреннего сгорания для реализации газодизельного режима работы. (Патент на полезную модель RU 154478 U1, F02D 41/38, F02D 19/08, 2014 г.)A device for controlling the supply of mixed fuel to a diesel internal combustion engine for implementing a gas-diesel operating mode is known. (Utility Model Patent RU 154478 U1, F02D 41/38, F02D 19/08, 2014)

Недостатками известного устройства управления подачей смесевого топлива является следующее:The disadvantages of the known device for controlling the supply of mixed fuel is the following:

Первый недостаток определяется свойствами штатной жидкостной топливной аппаратуры, которая при малых цикловых подачах не может обеспечить равномерного распределения запальной дозы жидкого топлива по цилиндрам в широком диапазоне частот вращения. Соответствующими регулировками топливного насоса можно достичь удовлетворительной равномерности запальной дозы при ее величине, не менее 10-15% от значения на номинальном режиме, но при этом равномерность распределения жидкого топлива по цилиндрам в номинальном режиме дизеля будет нарушена.The first drawback is determined by the properties of standard liquid fuel equipment, which at small cyclic feeds cannot ensure uniform distribution of the ignition dose of liquid fuel over the cylinders in a wide range of rotational speeds. By appropriate adjustments of the fuel pump, it is possible to achieve satisfactory uniformity of the ignition dose at its value, at least 10-15% of the value in the nominal mode, but the uniformity of the distribution of liquid fuel across the cylinders in the nominal mode of the diesel engine will be violated.

Второй недостаток определяется рабочим процессом, протекающим в камере сгорания дизельного двигателя, характеризующимся высоким значением среднего показателя коэффициента избытка воздуха, обусловленным особенностями протекания рабочего процесса на режиме малой цикловой нагрузки (например, на холостом ходу).The second drawback is determined by the working process that takes place in the combustion chamber of a diesel engine, characterized by a high average value of the coefficient of excess air, due to the features of the flow of the working process at low cyclic load (for example, at idle).

Указанные недостатки, а именно неравномерность подачи запальной дозы жидкого топлива и высокое значение среднего показателя коэффициента избытка воздуха на режимах малых цикловых нагрузок (в том числе на режиме работы на холостом ходу) в режиме газодизеля приводит к не качественному сгоранию газового топлива и как следствие к его перерасходу. По мере увеличения цикловой нагрузки на ДВС увеличивается равномерность распределения запальной дозы по цилиндрам, а значение среднего показателя коэффициента избытка воздуха уменьшается, и как следствие, эффект перерасхода газового топлива нивелируется.These shortcomings, namely, the non-uniformity of the supply of the ignition dose of liquid fuel and the high value of the average index of the coefficient of excess air at low cycle load modes (including idling) in the diesel mode, leads to poor-quality combustion of gas fuel and, as a result, to its overspending. As the cyclic load on the engine increases, the uniformity of the distribution of the ignition dose over the cylinders increases, and the average value of the coefficient of excess air decreases, and as a result, the effect of excessive consumption of gas fuel is leveled.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационной эффективности работы системы управления подачей топлива в ДВС на режимах малых цикловых нагрузок, включая холостой ход, за счет обеспечения лучшего распределения запальной дозы дизельного топлива по цилиндрам, уменьшения значения среднего показателя коэффициента избытка воздуха, и как следствия, лучшего сгорания газового топлива.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the operational efficiency of the control system for supplying fuel to the internal combustion engine at low cyclic load modes, including idling, by providing a better distribution of the ignition dose of diesel fuel in the cylinders, reducing the average value of the coefficient of excess air, and as a result, better combustion of gas fuel.

Указанный технический результат достигается тем, что система управления подачей топлива в дизельный двигатель внутреннего сгорания, как минимум с двумя цилиндрами, содержащая устройство формирования цикловой дозы жидкого топлива высокого давления с возможностью управления подачей топлива в зависимости от значения циклов работы двигателя, с выдачей дозы топлива в трубопровод высокого давления, соединенный с форсункой высокого давления, подающей дозу жидкого топлива в камеру сгорания двигателя, датчиком циклов работы двигателя, выполненным с возможностью получения от циклически движущихся частей двигателя сигналов о циклах работы и оборотах вращения коленчатого вала двигателя и формирования сигнала для передачи микропроцессорному модулю, электроуправляемым дозатором газа, связанным с микропроцессорным модулем и выполненным с функцией выдачи дозы газового топлива и смешения с поданной форсункой высокого давления дозой жидкого топлива в камере сгорания двигателя, причем на трубопроводе высокого давления размещен электроуправляемый клапан высокого давления, который связан с микропроцессорным модулем, а микропроцессорный модуль выполнен с возможностью синхронизированного отключения подачи жидкого и газового топлива в часть цилиндров двигателя с реализацией подачи топлива в оставшуюся часть цилиндров по алгоритму минимизации дозы жидкого топлива, за счет соответствующей компенсации дозой газового топлива, при одновременном сохранения требуемой энергии для работы двигателя на заданном режиме.The specified technical result is achieved in that the control system for supplying fuel to a diesel internal combustion engine with at least two cylinders, comprising a device for generating a cyclic dose of high pressure liquid fuel with the ability to control the supply of fuel depending on the value of the engine’s cycles, with the delivery of a dose of fuel in high-pressure pipeline connected to a high-pressure nozzle supplying a dose of liquid fuel to the engine combustion chamber, an engine cycle sensor, with the possibility of receiving signals from the cyclically moving parts of the engine about the cycles of operation and revolutions of the engine crankshaft and generating a signal for transmission to the microprocessor module, an electrically controlled gas meter connected to the microprocessor module and configured to issue a dose of gas fuel and mix with a high-pressure nozzle dose of liquid fuel in the combustion chamber of the engine, and an electrically controlled high pressure valve placed on the high pressure pipeline The second one is connected to the microprocessor module, and the microprocessor module is configured to synchronously shut off the supply of liquid and gas fuel to a part of the engine cylinders by realizing the supply of fuel to the remaining part of the cylinders according to the algorithm for minimizing the dose of liquid fuel, due to the corresponding compensation by the dose of gas fuel, while maintaining the required energy for the engine to work in a given mode.

Преимущественно, электроуправляемый клапан высокого давления на трубопроводе высокого давления может быть выполнен в одном корпусе с форсункой высокого давления соответствующего цилиндра.Advantageously, the electrically controlled high pressure valve in the high pressure pipe can be made in one housing with the high pressure nozzle of the corresponding cylinder.

Преимущественно, электроуправляемый клапан высокого давления на трубопроводе высокого давления может быть выполнен в одном корпусе с устройством формирования цикловой дозы жидкого топлива соответствующего цилиндра.Advantageously, the electrically controlled high-pressure valve in the high-pressure pipeline can be made in one housing with a device for generating a cyclic dose of liquid fuel of the corresponding cylinder.

В результате исследований по использованию природного газа в качестве топлива в дизельных двигателях внутреннего сгорания установлено следующее:As a result of research on the use of natural gas as a fuel in diesel internal combustion engines, the following was established:

- природный газ (метан) в отличие от дизельного топлива обладает малым цетановым числом (10 ед.) и, следовательно, плохой воспламеняемостью от теплоты сжатия;- natural gas (methane), unlike diesel fuel, has a low cetane number (10 units) and, therefore, poor flammability from the heat of compression;

- осуществить воспламенение газа в дизеле со степенью сжатия менее 25 без постороннего источника зажигания смеси невозможно, так как температура воспламенения метана (680°С) существенно выше температуры воспламенения дизельного топлива (280°С);- it is impossible to ignite the gas in a diesel engine with a compression ratio of less than 25 without an extraneous source of ignition of the mixture, since the ignition temperature of methane (680 ° C) is significantly higher than the ignition temperature of diesel fuel (280 ° C);

- для природного газа наиболее приемлемым процессом организации воспламенения рабочей смеси является газодизельный, при котором газовоздушная смесь воспламеняется от небольшой запальной дозы дизельного топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания в конце такта сжатия;- for natural gas, the most acceptable process for organizing the ignition of the working mixture is gas-diesel, in which the gas-air mixture is ignited by a small ignition dose of diesel fuel injected into the combustion chamber at the end of the compression stroke;

- газодизельный процесс является наиболее экономически оправданным, так как при этом не требуется переделка двигателя и его систем, а только дооборудование двигателя газовой системой подачи (ГСП) и перерегулировка топливной аппаратуры, которая выполняется автоматически с помощью специальных устройств;- the gas-diesel process is the most economically viable, since it does not require alteration of the engine and its systems, but only the retrofitting of the engine with a gas supply system (GSP) and the re-adjustment of the fuel equipment, which is performed automatically using special devices;

- при прекращении подачи газа газодизель может полноценно работать как обычный дизель. В отличие от бензиновых ГСП газодизельный процесс ДВС не только не ухудшает технико-экономические показатели работы автомобиля, но даже несколько увеличивает КПД двигателя (на 1…2%) по сравнению с дизельным циклом;- when the gas supply is cut off, the gas diesel engine can fully function as a regular diesel engine. Unlike gasoline gas-powered gasoline engines, the ICE gas-diesel process not only does not worsen the technical and economic performance of the car, but even slightly increases the engine efficiency (by 1 ... 2%) compared to the diesel cycle;

- эксплуатационный расход дизельного топлива при работе в газодизельном режиме снижается на 75…80%.- operational diesel fuel consumption when working in gas-diesel mode is reduced by 75 ... 80%.

Стоимость смесевого топлива для газодизеля определяется стоимостью дизельного топлива и газа с учетом соотношения их расходов. Для уменьшения общей стоимости смесевого топлива стараются уменьшить величину запальной дозы жидкого топлива, которое существенно дороже эквивалентного количества газа.The cost of mixed fuel for a gas diesel is determined by the cost of diesel fuel and gas, taking into account the ratio of their costs. To reduce the total cost of mixed fuel, they try to reduce the ignition dose of liquid fuel, which is significantly more expensive than the equivalent amount of gas.

Например, отключение подачи топлива в одном цилиндре на двух цилиндровом двигателе приведет к необходимости увеличить подачу топлива в другом цилиндре в два раза для компенсации в недостатке цикловой дозы в отключенном цилиндре при условии сохранения требуемого режима работы. Отключение подачи топлива в восьми цилиндрах на двенадцати цилиндровом двигателе приведет к необходимости увеличить цикловую подачу топлива в оставшихся четырех цилиндрах в три раза. Увеличение цикловой нагрузки в цилиндре будет способствовать улучшению качества сгорания газового топлива в газодизеле. В общем виде можно выразить зависимость увеличения цикловой нагрузки в двигателе внутреннего сгорания при отключении подачи топлива в части цилиндров следующей формулой:For example, turning off the fuel supply in one cylinder on a two cylinder engine will lead to the need to double the fuel supply in the other cylinder to compensate for the lack of cyclic dose in the shut off cylinder, provided that the required operating mode is maintained. Turning off the fuel supply in eight cylinders on a twelve-cylinder engine will lead to the need to increase the cyclic fuel supply in the remaining four cylinders three times. An increase in the cyclic load in the cylinder will contribute to improving the quality of combustion of gas fuel in a gas diesel engine. In general terms, one can express the dependence of the increase in the cyclic load in the internal combustion engine when the fuel supply is cut off in part of the cylinders by the following formula:

K=N/n, где:K = N / n, where:

К - коэффициент, показывающий во сколько раз увеличивается цикловая доза подачи топлива в двигателе внутреннего сгорания в работающих цилиндрах при отключении подачи топлива в части цилиндров;K is a coefficient showing how many times the cyclic dose of fuel in the internal combustion engine in the working cylinders increases when the fuel supply is cut off in part of the cylinders;

N - общее количество цилиндров в двигателе;N is the total number of cylinders in the engine;

n - количество цилиндров, которые остаются в работе (с подачей топлива), разность N-n определяет количество цилиндров, в которых подача топлива отключается.n is the number of cylinders that remain in operation (with fuel supply), the difference N-n determines the number of cylinders in which the fuel supply is turned off.

Для сохранения балансировки двигателя отключение подачи топлива, как правило, осуществляют симметрично в соответствии с последовательностью работы системы газораспределения на конкретном двигателе. Например, в шести цилиндровом двигателе с последовательностью работы цилиндров 1-3-5-6-4-2 отключают цилиндры так, чтобы последовательность работающих цилиндров была 1-6, или 3-4, или 5-2. Для двигателей с большим количеством цилиндров применяется аналогичный алгоритм с сохранением симметрии отключаемых цилиндров для обеспечения балансировки.To maintain engine balancing, the fuel cut-off is usually carried out symmetrically in accordance with the sequence of the gas distribution system on a particular engine. For example, in a six cylinder engine with a sequence of cylinders 1-3-5-6-4-2, the cylinders are turned off so that the sequence of working cylinders is 1-6, or 3-4, or 5-2. For engines with a large number of cylinders, a similar algorithm is applied with maintaining the symmetry of the cylinders to be switched off to ensure balancing.

На фиг. 1 представлена базовая функциональная схема системы управления подачей топлива в дизельный двигатель внутреннего сгорания, согласно прототипу;In FIG. 1 presents a basic functional diagram of a control system for supplying fuel to a diesel internal combustion engine, according to the prototype;

на фиг. 2 - представлена функциональная схема системы управления подачей топлива в дизельный двигатель внутреннего сгорания согласно п. 1 формулы настоящего изобретения;in FIG. 2 is a functional diagram of a control system for supplying fuel to a diesel internal combustion engine according to claim 1 of the claims of the present invention;

на фиг. 3 - представлена функциональная схема системы управления подачей топлива в дизельный двигатель внутреннего сгорания согласно п. 2 формулы настоящего изобретения;in FIG. 3 is a functional diagram of a control system for supplying fuel to a diesel internal combustion engine according to claim 2 of the claims of the present invention;

на фиг. 4 - представлена функциональная схема системы управления подачей топлива в дизельный двигатель внутреннего сгорания согласно п. 3 формулы настоящего изобретения.in FIG. 4 is a functional diagram of a control system for supplying fuel to a diesel internal combustion engine according to claim 3 of the claims of the present invention.

Как показано на фиг. 1, устройство управления подачей смесевого топлива в дизельный двигатель внутреннего сгорания по прототипу следующими позициями обозначены элементы и узлы устройства управления, описание позиций которых для разъяснения функционирования представлено в таблице 1.As shown in FIG. 1, the control device for the supply of mixed fuel to a diesel internal combustion engine according to the prototype, the following positions indicate the elements and nodes of the control device, a description of the positions of which to explain the operation are presented in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Устройство управления используется на дизельном двигателе внутреннего сгорания 1, в каждой из головок которого установлена форсунка 2 высокого давления подачи дизельного топлива в камеру сгорания двигателя. Двигатель оборудован устройством 3 формирования цикловой дозы жидкого дизельного топлива. В качестве устройства формирования цикловой дозы может использоваться топливный насос высокого давления (ТНВД) со встроенным регулятором частоты вращения. Выданная устройством 3 доза жидкого топлива по трубопроводу высокого давления 4 в соответствии с циклами работы двигателя через форсунку 2 высокого давления подается в камеру сгорания двигателя 1. Дизельный двигатель 1 оборудован датчиком 5 циклов работы, который получает от циклически движущихся частей двигателя по каналу 6 передачи информацию о циклах и оборотах вращения коленчатого вала двигателя, и далее по проводной шине 7 сигнал от датчика 5 передается на микропроцессорный модуль управления 8.The control device is used on a diesel internal combustion engine 1, in each of the heads of which a high pressure nozzle 2 for supplying diesel fuel to the combustion chamber of the engine is installed. The engine is equipped with a device 3 forming a cyclic dose of liquid diesel fuel. As a device for generating a cyclic dose, a high-pressure fuel pump (TNVD) with an integrated speed controller can be used. Issued by the device 3, the dose of liquid fuel through the high pressure pipe 4 in accordance with the engine’s cycles through the high pressure nozzle 2 is supplied to the combustion chamber of the engine 1. The diesel engine 1 is equipped with a sensor 5 operation cycles, which receives information from cyclically moving parts of the engine through the transmission channel 6 about cycles and revolutions of rotation of the crankshaft of the engine, and then along the wire bus 7, the signal from the sensor 5 is transmitted to the microprocessor control module 8.

Во впускном трубопроводе 9 двигателя установлен электроуправляемый дозатор 10 подачи газового топлива (вход газового топлива на дозатор для простоты не показан), который по проводной шине 7 управляется микропроцессорным модулем 8. Дозированная порция газового топлива, выходя из электроуправляемого дозатора 10, попадает во впускной трубопровод 9, смешивается с потоком воздуха для горения 11 и газовоздушная смесь в соответствии с циклами работы двигателя поступает в камеру сгорания, где в заданный момент смешивается с поданной форсункой 2 запальной дозой жидкого дизельного топлива и, воспламенившись от теплоты сжатия, сгорает, совершая полезную работу. Отработавшие газы 12 отводятся от цилиндра в соответствии с циклами работы двигателя через выпускной трубопровод 13. При некотором, правильно настроенном значении коэффициента топливоподачи газового топлива достигается контролируемое замещение штатного дизельного топлива, новым газообразным топливом.An electrically controlled gas fuel metering device 10 is installed in the engine intake pipe 9 (gas fuel input to the metering unit is not shown for simplicity), which is controlled by the microprocessor module 8 through the wire bus 7. A metered portion of gas fuel leaving the electrically controlled metering device 10 enters the intake pipe 9 is mixed with the flow of combustion air 11 and the gas-air mixture in accordance with the engine operation cycles enters the combustion chamber, where at a given moment it is mixed with the injected nozzle 2 the total dose of liquid diesel fuel and, ignited by the heat of compression, burns up, doing useful work. The exhaust gases 12 are discharged from the cylinder in accordance with the engine cycles through the exhaust pipe 13. With a certain, correctly adjusted value of the fuel supply coefficient of gas fuel, a controlled replacement of the regular diesel fuel with new gaseous fuel is achieved.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.The present invention is illustrated by a specific example of execution, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the desired technical result.

Согласно настоящему изобретению рассматривается конструктивное исполнение системы управления подачей смесевого топлива в дизельный двигатель внутреннего сгорания (газодизель) для реализации газодизельного режима работы на режимах малых цикловых нагрузок, включая холостой ход.According to the present invention, a design of a control system for supplying mixed fuel to a diesel internal combustion engine (gas diesel) is considered for realizing a gas-diesel mode of operation at low cyclic load conditions, including idling.

В рамках рассматриваемой заявки следующими позициями обозначены следующие элементы и узлы системы управления подачей смесевого топлива в дизельный двигатель внутреннего сгорания для реализации газодизельного режима работы, описание позиций которых представлено в таблице 2 (позиции, общие с позициями по таблице 1, оставлены без изменений)In the framework of the application under consideration, the following positions designate the following elements and components of the control system for supplying mixed fuel to a diesel internal combustion engine for the implementation of a gas-diesel operating mode, the positions of which are presented in Table 2 (the positions common with those in Table 1 were left unchanged)

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Согласно настоящему изобретению, система управления подачей топлива в дизельный двигатель внутреннего сгорания для реализации газодизельного режима работы функционирует следующим образом:According to the present invention, a control system for supplying fuel to a diesel internal combustion engine for implementing a gas-diesel operating mode operates as follows:

Система управления используется на дизельном двигателе внутреннего сгорания 1, как минимум с двумя цилиндрами, в каждом из головок которого установлена форсунка 2 высокого давления подачи дизельного топлива в камеру сгорания двигателя. Двигатель оборудован устройством 3 формирования цикловой дозы жидкого дизельного топлива. В качестве устройства формирования цикловой дозы может использоваться топливный насос высокого давления (ТНВД) со встроенным регулятором частоты вращения. Выданная устройством 3 доза жидкого топлива по трубопроводу высокого давления 4 в соответствии с циклами работы двигателя через форсунку высокого давления 2 подается в камеру сгорания двигателя 1. Дизельный двигатель 1 оборудован датчиком 5 циклов работы, который получает от циклически движущихся частей двигателя по каналу 6 передачи информацию о циклах и оборотах вращения коленчатого вала двигателя, и далее по проводной шине 7 сигнал от датчика 5 передается на микропроцессорный модуль управления 8.The control system is used on a diesel internal combustion engine 1 with at least two cylinders, in each of the heads of which a high-pressure nozzle 2 for supplying diesel fuel to the combustion chamber of the engine is installed. The engine is equipped with a device 3 forming a cyclic dose of liquid diesel fuel. As a device for generating a cyclic dose, a high-pressure fuel pump (TNVD) with an integrated speed controller can be used. Issued by the device 3, the dose of liquid fuel through the high pressure pipe 4 in accordance with the engine operation cycles through the high pressure nozzle 2 is supplied to the combustion chamber of the engine 1. Diesel engine 1 is equipped with a sensor 5 operation cycles, which receives information from cyclically moving parts of the engine through the transmission channel 6 about cycles and revolutions of rotation of the crankshaft of the engine, and then along the wire bus 7, the signal from the sensor 5 is transmitted to the microprocessor control module 8.

Во впускном трубопроводе 9 двигателя установлен электроуправляемый дозатор 10 подачи газового топлива (вход газового топлива на дозатор для простоты не показан), который по проводной шине 7 управляется микропроцессорным модулем 8. Дозированная порция газового топлива, выходя из электроуправляемого дозатора 10, попадает во впускной трубопровод 9, смешивается с потоком воздуха для горения 11 и газовоздушная смесь в соответствии с циклами работы двигателя поступает в камеру сгорания, где в заданный момент смешивается с поданной форсункой 2 запальной дозой жидкого дизельного топлива и, воспламенившись от теплоты сжатия, сгорает, совершая полезную работу. Отработавшие газы 12 отводятся от цилиндра в соответствии с циклами работы двигателя через выпускной трубопровод 13.An electrically controlled gas fuel metering device 10 is installed in the engine intake pipe 9 (gas fuel input to the metering unit is not shown for simplicity), which is controlled by the microprocessor module 8 through the wire bus 7. A metered portion of gas fuel leaving the electrically controlled metering device 10 enters the intake pipe 9 is mixed with the flow of combustion air 11 and the gas-air mixture in accordance with the engine operation cycles enters the combustion chamber, where at a given moment it is mixed with the injected nozzle 2 the total dose of liquid diesel fuel and, ignited by the heat of compression, burns up, doing useful work. Exhaust gases 12 are discharged from the cylinder in accordance with the engine operation cycles through the exhaust pipe 13.

Для осуществления работы двигателя на смеси жидкого и газового топлив на режиме малых цикловых нагрузок (в том числе на режиме холостого хода) система управления снабжена исполнительным устройством в виде электроуправляемого клапана высокого давления 14, расположенного на трубопроводе высокого давления 4. При работе двигателя на режимах малых цикловых нагрузок, микропроцессорный модуль 8 использует специальный алгоритм, по которому осуществляется синхронизированное одновременное отключение подачи запального жидкого и газового топлива, посредством отключения клапана 14 и дозатора 10, в одну часть цилиндров двигателя. В оставшуюся вторую часть цилиндров двигателя поступает смесевое топливо через открытый клапан 14 и работающий дозатор 10, при этом микропроцессорный модуль 8 настраивается так, чтобы обеспечивалась минимальная устойчивая запальная доза жидкого топлива, а недостающая для сохранения заданного режима работы двигателя энергия компенсируются за счет соответствующего увеличения цикловой дозы газового топлива. В этом случае выполняется искусственное увеличение цикловой нагрузки на работающие цилиндры, обеспечивается улучшение распределения подачи запального жидкого топлива, уменьшение коэффициента избытка воздуха и как следствие достигается улучшение качества сгорания газового топлива.To implement the engine on a mixture of liquid and gas fuels at low cyclic loads (including idling), the control system is equipped with an actuator in the form of an electrically controlled high pressure valve 14 located on the high pressure pipe 4. When the engine is operating at low cyclic loads, microprocessor module 8 uses a special algorithm according to which synchronized simultaneous shutdown of the supply of ignition liquid and gas fuel is carried out and by shutoff valve 14 and the dispenser 10 in one of the engine cylinders. The remaining second part of the engine cylinders receives mixed fuel through an open valve 14 and an operating dispenser 10, while the microprocessor module 8 is configured so that a minimum stable ignition dose of liquid fuel is provided, and the energy that is insufficient to maintain a given engine operating mode is compensated by a corresponding increase in cyclic doses of gas fuel. In this case, an artificial increase in the cyclic load on the working cylinders is performed, the distribution of the ignition liquid fuel is improved, the coefficient of excess air is reduced, and as a result, the quality of combustion of gas fuel is improved.

Возможен частный случай, по п. 2 формулы изобретения, реализации функционирования описанной системы управления путем объединения в одном корпусе электроуправляемого клапана высокого давления 14 с форсункой высокого давления 2 соответствующего цилиндра. В качестве форсунки высокого давления с электроуправляемым клапаном может служить стандартная электроуправляемая форсунка Common Rail соответствующей производительности. При этом микропроцессорный модуль 8 должен иметь выходной каскад управления форсункой Common Rail соответствующих параметров.A special case is possible, according to claim 2, of the implementation of the described control system by combining in one housing an electrically controlled high-pressure valve 14 with a high-pressure nozzle 2 of the corresponding cylinder. As a high-pressure nozzle with an electrically controlled valve, a standard common-rail electrically controlled nozzle of appropriate capacity can serve. In this case, the microprocessor module 8 must have an output stage for controlling the Common Rail nozzle of the corresponding parameters.

Кроме того, возможен частный случай, по п. 3 формулы изобретения, реализации функционирования описанной системы управления путем объединения в одном корпусе электроуправляемого клапана высокого давления 14 с индивидуальным плунжерным насосом высокого давления соответствующего цилиндра. В качестве плунжерного насоса высокого давления с электроуправляемым клапаном может служить индивидуальный плунжерный насос с электромагнитным клапаном (например, согласно патенту RU 2253031C1, F02M 51/04, 2003 г.) При этом микропроцессорный модуль 8 должен иметь выходной каскад управления электромагнитным клапаном насоса соответствующих параметров.In addition, a special case is possible, according to claim 3, of the implementation of the described control system by combining in one housing an electrically controlled high-pressure valve 14 with an individual high-pressure plunger pump of the corresponding cylinder. An individual plunger pump with an electromagnetic valve (for example, according to patent RU 2253031C1, F02M 51/04, 2003) can serve as a high-pressure plunger pump with an electrically controlled valve. In this case, the microprocessor module 8 must have an output stage for controlling the electromagnetic valve of the pump of the corresponding parameters.

По мере увеличения цикловой нагрузки на двигатель алгоритм работы микропроцессорного модуля предусматривает возобновление подачи запального жидкого топлива и газового топлива во все цилиндры синхронизировано с циклами работы.As the cyclic load on the engine increases, the algorithm of the microprocessor module provides for the resumption of the supply of pilot liquid fuel and gas fuel to all cylinders in synchronization with the operation cycles.

Указанные выше признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.The above signs are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что в настоящем изобретении возможны разнообразные модификации и изменения. Соответственно, предполагается, что настоящее изобретение охватывает указанные модификации и изменения, а также их эквиваленты, без отступления от сущности и объема изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.It will be apparent to one skilled in the art that various modifications and changes are possible in the present invention. Accordingly, it is intended that the present invention covers the modifications and variations as well as their equivalents without departing from the spirit and scope of the invention disclosed in the appended claims.

Claims (3)

1. Система управления подачей топлива в дизельный двигатель внутреннего сгорания как минимум с двумя цилиндрами, содержащая устройство формирования цикловой дозы жидкого топлива высокого давления с возможностью управления подачей топлива в зависимости от значения циклов работы двигателя, с выдачей дозы топлива в трубопровод высокого давления, соединенный с форсункой высокого давления, подающей дозу жидкого топлива в камеру сгорания двигателя, датчиком циклов работы двигателя, выполненным с возможностью получения от циклически движущихся частей двигателя сигналов о циклах работы и оборотах вращения коленчатого вала двигателя и формирования сигнала для передачи микропроцессорному модулю, электроуправляемым дозатором газа, связанным с микропроцессорным модулем и выполненным с функцией выдачи дозы газового топлива и смешения с поданной форсункой высокого давления дозой жидкого топлива в камере сгорания двигателя, отличающаяся тем, что на трубопроводе высокого давления размещен электроуправляемый клапан высокого давления, который связан с микропроцессорным модулем, а микропроцессорный модуль выполнен с возможностью синхронизированного отключения подачи жидкого и газового топлива в часть цилиндров двигателя с реализацией подачи топлива в оставшуюся часть цилиндров по алгоритму минимизации дозы жидкого топлива за счет соответствующей компенсации дозой газового топлива при одновременном сохранении требуемой энергии для работы двигателя на заданном режиме.1. A control system for supplying fuel to a diesel engine with at least two cylinders, comprising a device for generating a cyclic dose of high pressure liquid fuel with the ability to control the supply of fuel depending on the value of the engine’s cycles, with the delivery of a dose of fuel to the high pressure pipe connected to a high-pressure nozzle supplying a dose of liquid fuel to the combustion chamber of the engine, an engine cycle sensor configured to receive from cyclically moving their parts of the engine signals about the operation cycles and revolutions of the engine crankshaft and signal generation for transmission to the microprocessor module, an electrically controlled gas meter connected to the microprocessor module and configured to issue a dose of gas fuel and mix with a high-pressure nozzle a dose of liquid fuel in the combustion chamber an engine, characterized in that an electrically controlled high-pressure valve is placed on the high-pressure pipeline, which is connected to the microprocessor mode Ie, and the microprocessor module is configured to synchronously shut off the supply of liquid and gas fuel to part of the engine cylinders with the implementation of fuel supply to the remaining part of the cylinders according to the algorithm for minimizing the dose of liquid fuel due to appropriate compensation by the dose of gas fuel while maintaining the required energy for the engine to operate at a given mode. 2. Система управления по п. 1, отличающаяся тем, что электроуправляемый клапан высокого давления на трубопроводе высокого давления выполнен в одном корпусе с форсункой высокого давления соответствующего цилиндра.2. The control system according to claim 1, characterized in that the electrically-controlled high-pressure valve on the high-pressure pipe is made in one housing with the high-pressure nozzle of the corresponding cylinder. 3. Система управления по п. 1, отличающаяся тем, что электроуправляемый клапан высокого давления на трубопроводе высокого давления выполнен в одном корпусе с устройством формирования цикловой дозы жидкого топлива соответствующего цилиндра.3. The control system according to claim 1, characterized in that the electrically controlled high pressure valve on the high pressure pipeline is made in one housing with a device for generating a cyclic dose of liquid fuel of the corresponding cylinder.
RU2019112873A 2019-04-26 2019-04-26 Fuel supply control system to diesel internal combustion engine RU2703893C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112873A RU2703893C1 (en) 2019-04-26 2019-04-26 Fuel supply control system to diesel internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112873A RU2703893C1 (en) 2019-04-26 2019-04-26 Fuel supply control system to diesel internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2703893C1 true RU2703893C1 (en) 2019-10-22

Family

ID=68318429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019112873A RU2703893C1 (en) 2019-04-26 2019-04-26 Fuel supply control system to diesel internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703893C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2076225C1 (en) * 1994-05-12 1997-03-27 Давыдов Владимир Борисович Method of control of gas-liquid internal combustion engine
US6651677B2 (en) * 2001-09-26 2003-11-25 Hitachi, Ltd. Method of controlling ignition timing of compression ignition engine of premixed mixture type
US6748919B2 (en) * 2001-01-10 2004-06-15 Hitachi, Ltd. Internal combustion engine and fuel injection control device therefor
US7032581B2 (en) * 2004-03-19 2006-04-25 Ford Global Technologies, Llc Engine air-fuel control for an engine with valves that may be deactivated
RU2574784C2 (en) * 2011-10-20 2016-02-10 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Control process over engine with turbocompressor and engine system (versions)
RU2641784C2 (en) * 2013-05-29 2018-01-22 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Method for blowing condensate from boost air cooler
RU179689U1 (en) * 2017-09-19 2018-05-22 Филюс Раисович Сафин FUEL INJECTION CONTROL DEVICE

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2076225C1 (en) * 1994-05-12 1997-03-27 Давыдов Владимир Борисович Method of control of gas-liquid internal combustion engine
US6748919B2 (en) * 2001-01-10 2004-06-15 Hitachi, Ltd. Internal combustion engine and fuel injection control device therefor
US6651677B2 (en) * 2001-09-26 2003-11-25 Hitachi, Ltd. Method of controlling ignition timing of compression ignition engine of premixed mixture type
US7032581B2 (en) * 2004-03-19 2006-04-25 Ford Global Technologies, Llc Engine air-fuel control for an engine with valves that may be deactivated
RU2574784C2 (en) * 2011-10-20 2016-02-10 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Control process over engine with turbocompressor and engine system (versions)
RU2641784C2 (en) * 2013-05-29 2018-01-22 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Method for blowing condensate from boost air cooler
RU179689U1 (en) * 2017-09-19 2018-05-22 Филюс Раисович Сафин FUEL INJECTION CONTROL DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2292477C1 (en) Method of feed of fuel to multi-fuel internal combustion engine with spark-plug ignition system and fuel-feed system for such engine (versions)
US10711723B2 (en) Fuel control for dual fuel engines
Shatrov et al. Method of conversion of high-and middle-speed diesel engines into gas diesel engines
US7913673B2 (en) Method and apparatus for controlling liquid fuel delivery during transition between modes in a multimode engine
US20090277432A1 (en) Multi-fuel multi-injection system for an internal combustion engine
CN203978644U (en) Automatically controlled servo pressure-regulating formula natural gas engine auxiliary fuel supply-system
WO2006079172A1 (en) Fuel injection system for internal combustion engine
CN104121115A (en) System and method for controlling air-fuel ratio of electronic control servo pressure regulating type natural gas engine
JP2012057470A (en) Internal combustion engine
EP3036427B1 (en) Fuel injection system and method for operating a multi-fuel piston engine
EP2855904A1 (en) Method and apparatus for sequential control of air intake components of a gas-fueled compression ignition engine
US20100275891A1 (en) Internal combustion engine
JP2008274905A (en) Combustion control device for multi-fuel internal combustion engine
US6305363B1 (en) Air-assisted fuel injector with ozone enrichment
GB2539906A (en) Fuel injection system for internal combustion engines
CN110080915A (en) A kind of gas/liquid double fuel low pressure direct injection system
Yuvenda et al. Characterization of engine performance, combustion process and emission of diesel/CNG dual fuel engines with pilot injection timing variation at low load
RU2703893C1 (en) Fuel supply control system to diesel internal combustion engine
RU142898U1 (en) FUEL SUPPLY SYSTEM OF THE GAS DIESEL WITH INTERNAL MIXING
Ismail et al. CNG-diesel dual fuel controlling concept for common rail diesel
FI20185370A1 (en) Dual-fuel engine and method for operating the same
US20230417201A1 (en) Internal combustion engine and a method for operating such an internal combustion
JP2011508140A (en) Internal combustion engine and method for modifying an internal combustion engine
KR102201716B1 (en) Fuel economy and emission reduction system of internal combustion engine
RU57832U1 (en) GAS DIESEL FUEL SUPPLY SYSTEM WITH INTERNAL MIXING

Legal Events

Date Code Title Description
QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200109

Effective date: 20220128