RU2817902C1 - Способ и устройство регулирования температуры топлива танкового двигателя - Google Patents
Способ и устройство регулирования температуры топлива танкового двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817902C1 RU2817902C1 RU2023120703A RU2023120703A RU2817902C1 RU 2817902 C1 RU2817902 C1 RU 2817902C1 RU 2023120703 A RU2023120703 A RU 2023120703A RU 2023120703 A RU2023120703 A RU 2023120703A RU 2817902 C1 RU2817902 C1 RU 2817902C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- heat exchanger
- air
- engine
- cavity
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 138
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 11
- 230000037452 priming Effects 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011022 operating instruction Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение может быть использовано в системах питания топливом двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Технический результат - уменьшение сопутствующих затрат мощности ДВС на привод агрегатов, обеспечивающих регулирование температуры топлива. Регулирование температуры топлива осуществляется с помощью воздушно-жидкостного теплообменника, расположенного на магистрали 10 подачи топлива от топливного бака 9 к ДВС, состоящего из трех изолированных полостей 14-16 для прохождения воздуха, топлива и циркуляции нагретой жидкости системы охлаждения ДВС. Охлаждение топлива, проходящего через полость 15 теплообменника, осуществляется за счет теплообмена с холодным потоком воздуха, выходящим из вихревой трубы 3 и проходящим через полость 14 теплообменника. Нагрев топлива, проходящего через полость 15 теплообменника, осуществляется посредством теплообмена с нагретой жидкостью системы охлаждения ДВС, проходящей через полость 16 теплообменника. Магистраль 22 подачи нагретой жидкости системы охлаждения ДВС к внешней полости 16 воздушно-жидкостного теплообменника содержит дроссель 23 с электрическим шаговым двигателем 24, управляемый электронным блоком управления 2. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Предложение относится к области транспортного двигателестроения, а именно к системам питания двигателя топливом и может быть использовано для обеспечения требуемой температуры поступающего в двигатель внутреннего сгорания топлива, в зависимости от режимов его работы.
В настоящий момент существует множество способов и устройств, обеспечивающих подогрев (охлаждение) топлива поступающего в двигатель внутреннего сгорания, рассмотрим наиболее актуальные аналоги в проекции применимости к предлагаемому техническому решению.
В известной штатной системе питания двигателя топливом танкового двигателя, содержащей: дизель, топливные баки, топливный центробежный насос, топливные фильтры грубой и тонкой очистки, топливный насос высокого давления (Объект 172М. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Книга вторая. М., Воениздат, 1975, 584 с), отсутствует система терморегулирования подаваемого в двигатель топлива, что является недостатком известной конструкции, заключающимся в недостаточной эффективности протекания рабочего цикла и как следствие снижение эффективности работы двигателя внутреннего сгорания.
Известна система регулирования температуры топлива поршневого двигателя с жидкостным теплообменником и электромагнитным клапаном (Патент № 211170 МПК F02M 31/02, F02M 31/16, опубл. 24.05.2022), содержащая: форсунку, электронный блок управления, вихревую трубу со сливным трубопроводом, жидкостной теплообменник с электромагнитным клапаном, топливный бак, фильтр грубой очистки топлива, электрический топливоподкачивающий насос, фильтр тонкой очистки топлива, обводной канал, электрический клапан обводного канала, дроссель, электрический привод дросселя, датчик температуры топлива, датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик положения рейки топливного насоса высокого давления, топливный насос высокого давления, трубопровод охлаждающей жидкости.
Недостатками данной конструкции являются низкая эффективность работы вихревой трубы в случае, когда рабочим телом является жидкость и сложность конструкции канала перепуска охлажденного потока топлива из вихревой трубы обратно в бак через теплообменник системы охлаждения двигателя.
Так, проводимые автором экспериментальные исследования, а также данные, размещенные в открытой печати, свидетельствую о том, что эффективность работы вихревой трубы на жидких средах является весьма низкой, из-за меньшей сжимаемости жидкости и ее большей теплоёмкости. (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D1%85%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82).
Таким образом, аналогичного газам разделения температур на жидкостях добиться не удается. В ходе эксперимента топливо с обоих концов вихревой трубки выходило практически одной температуры.
Известна система регулирования температуры топлива поршневого двигателя с вихревым терморегулятором (Патент № 194780 МПК F02M 31/00, F02M 31/02, опубл. 23.12.2019), содержащая: форсунку, электронный блок управления, вихревую трубу, топливный бак, фильтр грубой очистки топлива, электрический топливоподкачивающий насос; фильтр тонкой очистки топлива, сливной трубопровод; обводной канал, электрический клапан обводного канала, дроссель, электрический привод дросселя, датчик температуры топлива, датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик положения рейки топливного насоса высокого давления и топливный насос высокого давления.
Недостатком данной конструкции также является низкая эффективность работы вихревой трубы, обусловленная использованием жидкости (топлива) в качестве рабочей среды.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявленному техническому решению является система автоматического регулирования температуры топлива танкового двигателя В-92С2 с вихревым терморегулятором и воздушно-жидкостным теплообменником (Патент № 214721 МПК F02M 31/06, F02M 31/068, опубл. 11.11.2022), содержащая: форсунку, электронный блок управления, вихревой терморегулятор, дроссель, электрический привод дросселя, трубопровод горячего потока воздуха, трубопровод холодного потока воздуха, трубопровод выхода горячего потока воздуха, трубопровод выхода холодного потока воздуха, регулировочная заслонка холодного потока воздуха, регулировочная заслонка горячего потока воздуха, термоизоляционный кожух, воздушный трубопровод, компрессор, топливный бак, топливопровод, топливный фильтр грубой очистки, электрический топливоподкачивающий насос, топливный фильтр тонкой очистки, воздушно-жидкостной теплообменник, датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик положения рейки топливного насоса высокого давления, топливный насос высокого давления, датчик температуры топлива, трубопровод с топливом, электромотор, патрубок выхода использованного теплоносителя, трубку с топливом.
Недостатком данной конструкции является значительные затраты мощности двигателя, необходимые для привода воздушного компрессора обеспечивающего работу вихревой трубы в режиме подогрева поступающего в цилиндры двигателя топлива.
Техническим результатом предложения является уменьшение затрат мощности двигателя на привод агрегатов обеспечивающих работу системы регулирования температуры топлива.
Технический результат достигается тем, что регулирование температуры поступающего топлива в двигатель внутреннего сгорания осуществляется посредством охлаждения его холодными потоком воздуха, выходящим из вихревой трубы, а нагрев – посредством теплоотдачи от нагретой охлаждающей жидкости из системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, согласно изобретению, реализация указанного способа осуществляется при помощи устройства регулирования температуры топлива танкового двигателя, состоящего из воздушно-жидкостного теплообменника, расположенного на магистрали топлива от топливного бака к двигателю, состоящего из трех изолированных полостей для прохождения по ним воздуха и топлива и циркуляции нагретой охлаждающей жидкости, при этом магистраль подачи нагретой жидкости к внешней полости воздушно-жидкостного теплообменника содержит дроссель с электрическим шаговым двигателем, управляемый электронным блоком управления.
Способ и устройство регулирования температуры топлива танкового двигателя поясняется чертежами, где изображены
на фиг. 1 - принципиальная схема устройства регулирования температуры топлива танкового двигателя;
на фиг. 2 - поперченное сечение воздушно-жидкостного теплообменника;
на фиг. 3 - работа устройства регулирования температуры топлива танкового двигателя, при работе на режимах малых нагрузок и холостого хода;
на фиг. 4 - работа устройства регулирования температуры топлива танкового двигателя, при работе на режиме максимальной мощности.
Устройство регулирования температуры топлива танкового двигателя, содержит: форсунку 1, электронный блок управления 2, вихревую трубу 3, дроссель 4, электрический привод 5 дросселя 4, полость отвода холодного потока воздуха 6, полость отвода горячего потока воздуха 7, компрессор 8, топливный бак 9, топливопровод 10, топливный фильтр грубой очистки 11, электрический топливоподкачивающий насос 12, топливный фильтр тонкой очистки 13, воздушно-жидкостной теплообменник термоизолированный специальным материалом 17 с тремя изолированными полостями для прохода и циркуляции воздуха 14, топлива 15 и нагретой жидкости 16, датчик 18 частоты вращения коленчатого вала, датчик 19 положения рейки топливного насоса высокого давления, топливный насос высокого давления 20, датчик 21 температуры топлива, при этом магистраль 22 подачи нагретой жидкости к внешней полости воздушно-жидкостного теплообменника 16 содержит дроссель 23 с электрическим шаговым двигателем 24, управляемый электронным блоком управления 2.
Регулирование температуры топлива танкового двигателя осуществляется следующим образом.
Известно, что охлаждение топлива, необходимо лишь на режимах, характеризуемых малыми нагрузками на двигатель, а подогрев топлива необходим на режимах близких к максимальной мощности. Поэтому заявленное техническое решение обеспечивает регулирование температуры топлива на режимах работы двигателя характеризуемых малыми нагрузками или режиме максимальной мощности.
На фиг. 3 представлен вариант работы двигателя на режиме малых нагрузок и холостого хода (охлаждение топлива) об изменении режима работы двигателя сигнализируют датчики частоты вращения коленчатого вала 18 и положения рейки топливного насоса высокого давления 19, которые, в свою очередь, соединены с электронным блоком управления 2. Топливо из топливного бака 9, подается по топливопроводу 10, который, в свою очередь, соединен с помощью пайки с одной стороны с нижней частью топливного бака 9, а с другой стороны - с топливным фильтром 11 грубой очистки, прокачка топлива из топливного бака 9 осуществляется под действием электрического топливоподкачивающего насоса 12, который установлен в топливопровод 10 и соединен с помощью пайки с одной стороны с топливным фильтром 11 грубой очистки, а с другой стороны - с электрическим топливоподкачивающим насосом 12, далее топливо поступает в топливный фильтр 13 тонкой очистки, который, в свою очередь, установлен в топливопроводе 10 и соединен с одной стороны с электрическим топливоподкачивающим насосом 12, с другой стороны - с топливным фильтром 13 тонкой очистки с помощью пайки, далее после прохождения топлива через фильтр 13 тонкой очистки поступает в топливопровод 10, который соединен с одной стороны с помощью пайки с топливным фильтром 13 тонкой очистки, с другой стороны - путем свинчивания с полостью пропуская топлива 15 воздушно-жидкостного теплообменника, для сохранения энергии теплоносителем на воздушно-жидкостной теплообменник путем склеивания установлен термоизоляционный кожух 17. Электронный блок управления 2 в соответствии с режимом работы двигателя принимает решение об оптимальном значении температуры топлива, подаваемого в цилиндр двигателя, по каналу связи отправляет сигнал на шаговый двигатель 24 управления дросселем 23, перекрывая магистраль подачи 22 нагретой охлаждающей жидкости к внешней полости 16, при этом электронный блок управления 2 по каналу связи отправляет сигнал на включение компрессора 8, воздух из компрессора 8 по воздушному трубопроводу поступает на вход в вихревую трубу 3. Поступивший в вихревую трубу воздух, реализует эффект «Ранка-Хилша» (Гупол А.Ф. Эффект Ранка / А.Ф. Гупол // Успехи физических наук. - Т. 167. - №8. - С. 665-687), разделяясь на потоки - горячий и холодный. Электронный блок управления 2 по каналу связи отправляет сигнал на электрический привод 5 дросселя 4, который переводит сам дроссель 4 верхнее положение для более глубокого охлаждения воздуха. Холодный воздух из вихревой трубы 3 устремляется в воздушную полость 14 воздушно-жидкостного теплообменника, где посредством теплообмена происходит охлаждение стенок полости для прохода топлива 15, при этом горячий поток воздуха из вихревой трубы 3 выходит в атмосферу. После прохождения топлива через полость 15 воздушно-жидкостного теплообменника и его охлаждения, топливо поступает в топливный насос высокого давления 20, датчик температуры топлива 21 по каналу связи передает информацию на электронный блок управления 2, который, в свою очередь, передает информацию по каналу связи на электрический привод 5 дросселя 4 для регулировки глубины охлаждения воздуха, поступающего из вихревой трубы 3. После прохождения топлива через топливный насос высокого давления 20 топливо поступает по трубопроводу к форсунке 1 и впрыскивается в цилиндр двигателя.
На фиг. 4 представлен вариант работы двигателя на режиме максимальной мощности (подогрев топлива) об изменении режима работы двигателя сигнализируют датчики частоты вращения коленчатого вала 18 и положения рейки топливного насоса высокого давления 19, которые, в свою очередь, соединены с электронным блоком управления 2. Топливо из топливного бака 9, подается по топливопроводу 10, который, в свою очередь, соединен с помощью пайки с одной стороны с нижней частью топливного бака 9, а с другой стороны - с топливным фильтром 11 грубой очистки, прокачка топлива из топливного бака 9 осуществляется под действием электрического топливоподкачивающего насоса 12, который установлен в топливопровод 10 и соединен с помощью пайки с одной стороны с топливным фильтром 11 грубой очистки, а с другой стороны - с электрическим топливоподкачивающим насосом 12, далее топливо поступает в топливный фильтр 13 тонкой очистки, который, в свою очередь, установлен в топливопроводе 10 и соединен с одной стороны с электрическим топливоподкачивающим насосом 12, с другой стороны - с топливным фильтром 13 тонкой очистки с помощью пайки, далее после прохождения топлива через фильтр 13 тонкой очистки поступает в топливопровод 10, который соединен с одной стороны с помощью пайки с топливным фильтром 13 тонкой очистки, с другой стороны - путем свинчивания с полостью пропуская топлива 15 воздушно-жидкостного теплообменника, для сохранения энергии теплоносителем на воздушно-жидкостной теплообменник путем склеивания установлен термоизоляционный кожух 17. Электронный блок управления 2 в соответствии с установленной работой двигателя принимает решение об оптимальном значении температуры топлива, подаваемого в цилиндр двигателя, электронный блок управления 2 по каналу связи отправляет сигнал на шаговый двигатель 24 управления дросселя 23, открывая магистраль подачи 22 нагретой жидкости к внешней полости циркуляции нагретой жидкости 16, при этом электронный блок управления 2 по каналу связи отправляет сигнал на выключение компрессора 8. Подогретая жидкость из магистрали 22 заполняет внешнюю полость 16 воздушно-жидкостного теплообменника где происходит подогрев стенок полости прохода топлива 15, при этом магистраль 22 закольцована с системой охлаждения двигателя и после прохождения воздушно-жидкостного теплообменника возвращается в рубашки охлаждения двигателя.
После прохождения топлива через полость прохода топлива 15 воздушно-жидкостного теплообменника и его подогрева, топливо поступает в топливный насос высокого давления 20, датчик температуры топлива 21 по каналу связи передает информацию на электронный блок управления 2, который, в свою очередь, передает информацию по каналу связи на шаговый двигатель 24 дросселя 23 для регулировки глубины подогрева топлива. После прохождения топлива через топливный насос высокого давления 20 топливо поступает по трубопроводу к форсунке 1 и впрыскивается в цилиндр двигателя.
Claims (2)
1. Способ регулирования температуры топлива танкового двигателя включающий циркуляцию топлива через воздушно-жидкостной теплообменник, в котором охлаждение осуществляется посредством холодного потока воздуха, выходящего из вихревой трубы, отличающийся тем, что нагрев проходящего через воздушно-жидкостной теплообменник топлива осуществляется посредством теплоотдачи от охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя, циркулирующей в полости теплообменника, при этом управление нагревом топлива осуществляется электронным блоком управления посредством дросселя с электрическим шаговым двигателем, установленного в магистрали подачи нагретой охлаждающей жидкости к воздушно-жидкостному теплообменнику.
2. Устройство регулирования температуры топлива танкового двигателя, содержащее форсунку, электронный блок управления, вихревую трубу, дроссель, электрический привод дросселя, компрессор, топливный бак, топливопровод, топливный фильтр грубой очистки, электрический топливоподкачивающий насос, топливный фильтр тонкой очистки, датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик положения рейки топливного насоса высокого давления, топливный насос высокого давления, датчик температуры топлива, трубопровод с топливом, воздушно-жидкостной теплообменник с термоизоляционным кожухом, отличающийся тем, что воздушно-жидкостной теплообменник состоит из трех изолированных полостей для прохождения воздуха, топлива и циркуляции нагретой охлаждающей жидкости двигателя и при этом магистраль подачи нагретой охлаждающей жидкости к внешней полости воздушно-жидкостного теплообменника содержит дроссель с электрическим шаговым двигателем, управляемый электронным блоком управления.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2817902C1 true RU2817902C1 (ru) | 2024-04-22 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55106353U (ru) * | 1979-01-22 | 1980-07-25 | ||
JPS59153963A (ja) * | 1983-02-22 | 1984-09-01 | Hoshino Hiroyuki | 冷却システムを具えたエンジン |
EP0215798A1 (en) * | 1985-03-21 | 1987-04-01 | MANOLIS, John | Heat transfer bracket device |
EP0302231A2 (de) * | 1987-08-05 | 1989-02-08 | Behr GmbH & Co. | Einrichtung zur Veränderung der Temperatur des einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zugeführten Kraftstoffs |
RU214721U1 (ru) * | 2022-08-02 | 2022-11-11 | Денис Викторович Шабалин | Система автоматического регулирования температуры топлива танкового двигателя в-92с2 с вихревым терморегулятором и воздушно-жидкостным теплообменником |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55106353U (ru) * | 1979-01-22 | 1980-07-25 | ||
JPS59153963A (ja) * | 1983-02-22 | 1984-09-01 | Hoshino Hiroyuki | 冷却システムを具えたエンジン |
EP0215798A1 (en) * | 1985-03-21 | 1987-04-01 | MANOLIS, John | Heat transfer bracket device |
EP0302231A2 (de) * | 1987-08-05 | 1989-02-08 | Behr GmbH & Co. | Einrichtung zur Veränderung der Temperatur des einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zugeführten Kraftstoffs |
RU214721U1 (ru) * | 2022-08-02 | 2022-11-11 | Денис Викторович Шабалин | Система автоматического регулирования температуры топлива танкового двигателя в-92с2 с вихревым терморегулятором и воздушно-жидкостным теплообменником |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101713742B1 (ko) | 냉각수 제어밸브유닛을 갖는 엔진시스템 | |
RU153006U1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания (варианты) | |
RU2607930C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением и способ работы такого двигателя | |
US9470138B2 (en) | Coolant circulation system for engine | |
CN105298613B (zh) | 发动机双回路冷却系统 | |
KR101394051B1 (ko) | 차량용 엔진 냉각 시스템 및 그 제어방법 | |
CA2833527C (en) | Split cooling method and apparatus | |
CN101451913A (zh) | 多缸柴油机试验室冷却水辅助系统 | |
KR20090009953A (ko) | 방향성 유동을 구비한 차량 냉각 시스템 | |
JP2013501878A (ja) | 廃熱利用装置 | |
RU2605493C2 (ru) | Контур охлаждающей жидкости | |
KR20110046089A (ko) | 배기열 회수 장치 | |
CN105422247A (zh) | 一种基于分体冷却及反向冷却的发动机智能冷却系统及控制方法 | |
JP2009002346A (ja) | エンジンの熱管理方法、及び、エンジン・システム | |
WO2019153494A1 (zh) | V型多缸柴油机的冷却系统 | |
KR102552019B1 (ko) | 엔진의 냉각장치 | |
RU2008121903A (ru) | Система двигателя, имеющая специальную систему управления тепловыми процессами | |
CN109139224A (zh) | 一种发动机双循环冷却系统 | |
RU2592155C2 (ru) | Способ работы разделенного контура охлаждающей жидкости | |
RU2817902C1 (ru) | Способ и устройство регулирования температуры топлива танкового двигателя | |
RU214721U1 (ru) | Система автоматического регулирования температуры топлива танкового двигателя в-92с2 с вихревым терморегулятором и воздушно-жидкостным теплообменником | |
RU2459093C1 (ru) | Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания | |
RU211170U1 (ru) | Система регулирования температуры топлива поршневого двигателя с жидкостным теплообменником и электромагнитным клапаном | |
RU2227214C2 (ru) | Терморегулируемая система смазки двс | |
WO2019153499A1 (zh) | V型多缸柴油机的机油供给系统 |