RU57832U1

RU57832U1 - GAS DIESEL FUEL SUPPLY SYSTEM WITH INTERNAL MIXING

Info

Publication number: RU57832U1
Application number: RU2006120686/22U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Яковлевич Носырев; Алексей Владимирович Муратов
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2006-10-27

Abstract

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к системам питания двигателей внутреннего сгорания и, прежде всего дизелей, использующих газовые топлива. Изобретение позволяет повысить эксплуатационные качества за счет предварительного смешивания топлива и сжиженного нефтяного газа или смеси пропана и бутана до подачи в цилиндры дизеля. Топливоподающая система газодизеля с внешним смесеобразованием содержит топливный насос высокого давления, линию высокого давления смешенного топлива, форсунку закрытого типа с подыгольной полостью и распылителем, бак жидкого дизельного топлива, баллоны для хранения и питания системы сжиженным газом (СНГ и пропана), линию низкого давления дизельного топлива, линию питания газом, питающий трубопровод подачи сжиженного газа с электроприводом. Линия высокого давления смешанного топлива связывает топливный насос высокого давления с распылителем форсунки. Для предварительного смешения топлива и сжиженного газа в системе установлен центробежный смеситель, количество подводимого сжиженного газа к нему регулируется за счет дозатора. Предложенная система позволяет использовать сжиженный газ совместно с дизельным топливом, причем предварительное смешивание до поступления в цилиндры дизеля позволяет улучшить процесс воспламенения, что приводит к устойчивой работе двигателя, повышению его КПД и мощности. Предложенная система подачи топлива позволяет повысить экономичность за счет снижения расходов на топливо 20-30%, одновременно снижаются выбросы вредных веществ в окружающую среду.The utility model relates to engine building, in particular to power systems for internal combustion engines, and especially diesel engines using gas fuels. EFFECT: invention improves operational qualities due to preliminary mixing of fuel and liquefied petroleum gas or a mixture of propane and butane before being fed into diesel cylinders. An external mixture-forming gas-diesel fuel supply system contains a high-pressure fuel pump, a mixed fuel high-pressure line, a closed-type nozzle with a needle room and a spray, a liquid diesel tank, cylinders for storing and supplying the system with liquefied gas (LPG and propane), a diesel low-pressure line fuel, a gas supply line, an electric liquefied gas supply piping. The mixed fuel high pressure line connects the high pressure fuel pump to the nozzle atomizer. For preliminary mixing of fuel and liquefied gas, a centrifugal mixer is installed in the system, the amount of liquefied gas supplied to it is regulated by a metering unit. The proposed system allows the use of liquefied gas in conjunction with diesel fuel, and pre-mixing before entering the diesel cylinders can improve the ignition process, which leads to stable operation of the engine, increasing its efficiency and power. The proposed fuel supply system allows you to increase efficiency by reducing fuel costs by 20-30%, while reducing emissions of harmful substances into the environment.

Description

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к системам питания двигателей внутреннего сгорания и, прежде всего дизелей, использующих газовые топлива.The utility model relates to engine building, in particular to power systems for internal combustion engines, and especially diesel engines using gas fuels.

Известна топливоподающая система газодизеля с внутренним смесеобразованием, содержащая топливный насос высокого давления, линию высокого давления дизельного топлива, форсунку закрытого типа с подыгольной полостью и распылителем, бак жидкого дизельного топлива, баллоны для хранения и питания газом, линию низкого давления дизельного топлива, линию питания газом, питающий трубопровод, компрессор для сжатия газа и блок гидравлического управления, причем компрессор включен между баллонами хранения газа и баллоном питания газом, питающий трубопровод включен между баллоном питания газом и блоком гидравлического управления, а линия высокого давления дизельного топлива связывает топливный насос высокого давления с распылителем форсунки. (Патент РФ на полезную модель №50258, МПК F 02 М 43/00, дата публикации 27. 12. 2005. авторы Носырев Д.Я., Бочаров А.А., Муратов А.В., «Топливоподающая система газодизеля с внутренним смесеобразованием»).Known fuel supply system of a gas diesel engine with internal mixture formation, comprising a high pressure fuel pump, a diesel high pressure line, a closed type nozzle with a needle cavity and a spray, a liquid diesel tank, gas storage and supply cylinders, a diesel low pressure line, a gas supply line a supply pipe, a compressor for compressing gas and a hydraulic control unit, the compressor being connected between gas storage cylinders and a gas supply cylinder, a pipeline is connected between the gas supply cylinder and the hydraulic control unit, and a high-pressure line of diesel fuel connects the high-pressure fuel pump to the nozzle atomizer. (RF patent for utility model No. 50258, IPC F 02 M 43/00, publication date 27. 12. 2005. authors Nosyrev D.Ya., Bocharov A.A., Muratov A.V., “Fuel-supplying system of a gas diesel engine with internal mixture formation ”).

Недостатком такой системы является ее сложность, связанная с наличием дополнительного специального узла - привода блока гидравлического управления от источника давления газа. Такая система не применима при использовании сжиженного нефтяного газа или смеси пропана и бутана.The disadvantage of such a system is its complexity associated with the presence of an additional special unit - the drive of the hydraulic control unit from a gas pressure source. Such a system is not applicable when using liquefied petroleum gas or a mixture of propane and butane.

Известна система топливоподачи газодизеля с внутренним смесеобразованием, содержащая топливный насос высокого давления с нагнетательным клапаном, трубопровод высокого давления, форсунку закрытого типа с надыгольной и подыгольной полостями, источники дизельного топлива и нефтяного сжиженного газа, линии подвода и отсечки подачи дизельного топлива, трубопровод подачи нефтяного сжиженного газа и обратный клапан, причем с подыгольной полостью форсунки связан топливный насос высокого давления и трубопроводом подачи нефтяного сжиженного газа через обратный клапан - источник нефтяного сжиженного газа, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для регулирования давления, источник нефтяного сжиженного газа трубопроводом подачи газа связан с подыгольной полостью форсунки через ее надыгольную полость, выполненную герметически замкнутой и содержащую вход трубопровода подачи нефтяного сжиженного газа и его выход к обратному клапану (Патент РФ на изобретение №2126908, МПК F 02 М 43/00, дата публикации 27.02.1999, авторы Патрахальцев Н.Н.; Поликер Б.Е.; Аникин С.А.; Поцелуев А.Н.; Бакиров Ю.А.; Горбунов В.В.; Виноградов Л.В.; Михальский Л.Л.; Леонов И.В.; Крылов А.В.).A known fuel system for a gas-diesel engine with internal mixture formation, comprising a high-pressure fuel pump with a discharge valve, a high-pressure pipe, a closed nozzle with needle-and-needle cavities, sources of diesel fuel and oil liquefied gas, a supply line and a cut-off for the supply of diesel fuel, a pipeline for supplying oil liquefied gas and a check valve, moreover, a high pressure fuel pump and a liquefied petroleum feed pipe are connected to the nozzle cavity of the nozzle about gas through a non-return valve - a source of petroleum liquefied gas, characterized in that it is equipped with a device for regulating pressure, a source of petroleum liquefied gas by a gas supply pipe is connected to the nozzle cavity of the nozzle through its needle chamber made hermetically closed and containing an inlet of a pipeline of petroleum liquefied gas and its output to the check valve (RF Patent for the invention No. 2126908, IPC F 02 M 43/00, publication date 02/27/1999, authors N. Patrahaltsev; Poliker B.E .; Anikin S.A .; Kisses A.N .; Bakirov Yu.A.; Gorbunov V.V .; Vinogradov L.V .; Mikhalsky L.L .; Leonov I.V .; Krylov A.V.).

Данное техническое решение принято в качестве прототипа. Недостатком такой системы является то, что смешивание двух углеводородных топлив, одно из которых имеет сравнительно низкое цетановое число, происходит непосредственно в цилиндре дизеля, что приводит к снижению воспламеняемости смеси, что и ограничивает количество сжиженного газа, которое можно применять с помощью этой системы. Подача сжиженного газа с помощью такой системы принципиально возможна, но лишь в малых количествах, которые можно рассматривать как присадку к топливу, но не как основное топливо, This technical solution was made as a prototype. The disadvantage of this system is that the mixing of two hydrocarbon fuels, one of which has a relatively low cetane number, occurs directly in the diesel cylinder, which leads to a decrease in the flammability of the mixture, which limits the amount of liquefied gas that can be used with this system. The supply of liquefied gas using such a system is fundamentally possible, but only in small quantities, which can be considered as an additive to the fuel, but not as the main fuel,

замещающее дизельное. Все это приводит к снижению эффективности применения таких систем на двигателях тепловозной размерности.replacement diesel. All this leads to a decrease in the efficiency of the use of such systems on diesel locomotive engines.

Техническим результатом является повышение экологичности за счет снижения выбросов вредных углеводородов и снижение расхода дизельного топлива.The technical result is to increase environmental friendliness by reducing emissions of harmful hydrocarbons and reducing diesel consumption.

Технический результат достигается тем, что в топливоподающую систему дизеля с внутренним смесеобразованием, содержащую топливный насос высокого давления с трубопроводом высокого давления, линию низкого давления дизельного топлива с фильтром грубой и тонкой очистки соединенную с топливным коллектором, топливоподкачивающий насос с параллельно подключенным к нему редукционным клапаном, источник дизельного топлива и источник нефтяного сжиженного газа, на выходе которого установлен фильтр грубой очистки и подкачивающий насос, параллельно которому подключен редукционный клапан дополнительно введен циркуляционный контур, который образован с выхода топливного коллектора на его вход, на линии выхода из коллектора в циркуляционном контуре установлен первый нормально закрытый электромагнитный клапан и насос циркуляции, а второй нормально закрытый электромагнитный клапан установлен на входе в коллектор, причем за линией входа циркуляционного контура в коллектор после фильтра тонкой очистки установлен третий нормально открытый электромагнитный клапан, в циркуляционном контуре после циркуляционного насоса подключен смеситель, на вход которого подведены трубопровод подпитки дизельным топливом, соединяющий вход смесителя через расходомер, четвертый нормально закрытый электромагнитный клапан и линию низкого давления дизельного топлива и трубопровод нефтяного сжиженного газа на котором установлен фильтр тонкой очистки и дозатор, причем трубопровод сжиженного газа соединен с выходом подкачивающего насоса сжиженного газа, кроме того к выходу топливного The technical result is achieved in that in a fuel supply system of a diesel engine with internal mixture formation, comprising a high pressure fuel pump with a high pressure pipe, a diesel low pressure line with a coarse and fine filter connected to the fuel manifold, a fuel feed pump with a pressure reducing valve connected in parallel to it, a diesel fuel source and a source of petroleum liquefied gas, the output of which is equipped with a coarse filter and a booster pump, parallel To which the pressure reducing valve is connected, a circulation circuit is additionally introduced, which is formed from the output of the fuel collector to its input, the first normally closed solenoid valve and circulation pump are installed on the outlet line of the collector in the circulation circuit, and the second normally closed solenoid valve is installed at the inlet to the collector and beyond the line of entry of the circulation circuit into the collector after the fine filter, a third normally open solenoid valve is installed, in the circulation m circuit after the circulation pump is connected to the mixer, the input of which is supplied with a diesel fuel recharge pipe connecting the mixer inlet through a flow meter, a fourth normally closed solenoid valve and a diesel fuel low pressure line and an oil liquefied gas pipeline on which a fine filter and a dispenser are installed, and the pipeline liquefied gas is connected to the outlet of the liquefied gas booster pump, in addition to the fuel outlet

коллектора через пятый нормально открытый электромагнитный клапан подсоединен сливной трубопровод в бак дизельного топлива с первым перепускным вентилем, подпорным клапаном и нагревателем дизельного топлива, а параллельно первому перепускному вентилю и нагревателю топлива установлен второй перепускной вентиль.the collector through the fifth normally open solenoid valve, a drain pipe is connected to the diesel tank with a first bypass valve, a backup valve and a diesel heater, and a second bypass valve is installed in parallel with the first bypass valve and the fuel heater.

Сопоставительный анализ показал, что предложенное техническое решение отличается от известных аналогов тем, что топливо и сжиженный газ смешиваются до поступления в топливный насос высокого давления системы, а процесс смешивания организовано в смесителе. Это позволяет использовать данное техническое решение без изменения топливной системы (ТНВД, форсунки). Предварительное смешивание дизельного топлива и сжиженного газа улучшить процесс подготовки топливовоздушной смеси, улучшить процесс воспламенения и горения топлива в цилиндрах дизеля. Предложенное техническое решение предназначено для подачи дизельного топлива и сжиженного газа в цилиндры газодизеля и может быть реализовано на эксплуатируемых и вновь создаваемых дизелях.Comparative analysis showed that the proposed technical solution differs from the known analogues in that the fuel and liquefied gas are mixed before the system gets a high pressure fuel pump, and the mixing process is organized in the mixer. This allows you to use this technical solution without changing the fuel system (fuel injection pump, nozzle). Pre-mixing of diesel fuel and liquefied gas improve the process of preparing the air-fuel mixture, improve the process of ignition and combustion of fuel in the cylinders of the diesel engine. The proposed technical solution is designed to supply diesel fuel and liquefied gas to the cylinders of a gas diesel engine and can be implemented on operating and newly created diesel engines.

На фиг.1 приведена общая принципиальная схема дизеля с системой подачи топлив.Figure 1 shows a General schematic diagram of a diesel engine with a fuel supply system.

Топливная система дизеля содержит топливные насосы высокого давления 1, топливные форсунки 2, топливный бак 3, топливоподкачивающий насос 4, фильтр грубой очистки 5, фильтр тонкой очистки 6, бак с сжиженным нефтяным газом 7, фильтр грубой очистки газа 8, подкачивающий насос газа 9, редукционные клапаны 10, 11, линия отсечки дизельного топлива 12, дизель 13. фильтр тонкой очистки газа 14, дозатор 15. смеситель 16, электромагнитные клапаны 17 18, 19, 20, 21, вентили перепуска топлива 22, 23, заправочный вентиль 24, топливный подогреватель 25, топливный коллектор 26, подпорный клапан 27, подкачивающий насос смеси 28, расходомер 29.The diesel fuel system contains high pressure fuel pumps 1, fuel injectors 2, a fuel tank 3, a fuel priming pump 4, a coarse filter 5, a fine filter 6, a tank with liquefied petroleum gas 7, a crude gas filter 8, a gas booster pump 9, pressure reducing valves 10, 11, diesel fuel cut-off line 12, diesel 13. gas fine filter 14, dispenser 15. mixer 16, solenoid valves 17 18, 19, 20, 21, fuel bypass valves 22, 23, fuel filling valve 24, fuel heater 25, fuel manifold 26, sub valve 27, a booster pump of the mixture 28, a flow meter 29.

Дизель работает следующим образом.Diesel works as follows.

При работе дизеля на дизельном топливе нормально закрытые электромагнитные клапаны 20,21 открыты, а нормально открытые электромагнитные клапаны 17.18, 19 закрыты. Излишки топлива из топливного коллектора 26 возвращаются снова в топливный бак 3, проходя по линии оснащенной подогревателем 25, вентилями перепуска 22, 23 и подпорным клапаном 27. В таком положении система работает только на дизельном топливе. При переходе на двухтопливную смесь открывают электромагнитные клапаны 17, 18, 19 закрывают электромагнитные клапаны 20, 21. Для подачи сжиженного газа из бака сжиженного нефтяного газа 7. оснащенного заправочным вентилем 24, включают насос сжиженного газа 9 и дозатором газа 15 подают необходимое количество газа, проходящего через фильтр грубой 8 и тонкой 14 очистки, в процентах по отношению к расходу дизельного топлива, поступающего в циркуляционный контур через электроуправляемый клапан 17. Расход дизельного топлива измеряется расходомером 29.When a diesel engine runs on diesel fuel, normally closed solenoid valves 20,21 are open, and normally open solenoid valves 17.18, 19 are closed. Excess fuel from the fuel manifold 26 is returned again to the fuel tank 3, passing through a line equipped with a heater 25, bypass valves 22, 23 and a check valve 27. In this position, the system operates only on diesel fuel. When switching to a dual-fuel mixture, the electromagnetic valves 17, 18, 19 are opened, the electromagnetic valves 20, 21 are closed. To supply the liquefied gas from the liquefied petroleum gas tank 7. equipped with a filling valve 24, the liquefied gas pump 9 is turned on and the gas quantity is supplied 15, passing through the filter of coarse 8 and fine 14 cleaning, in percentage with respect to the flow of diesel fuel entering the circulation circuit through an electrically controlled valve 17. The flow of diesel fuel is measured by the flow meter 29.

Газотопливная смесь из топливного коллектора 26 подается в топливный насос высокого давления 1 через форсунки 2, частично подается в цилиндры дизеля 13, с помощью насоса 28 частично возвращается на выход смесителя 16, где подмешивается к газотопливной смеси, поступающей из смесителя. Далее процесс повторяется. При переходе с газотопливной смеси на дизельное топливо отключают насос сжиженного газа 9, соединенного с редукционным клапаном 10, закрывают дозатор газа 15. Для очистки топливной системы от газотопливной смеси дизель некоторое время работает с таким положением элементов. Затем открывают электроуправляемые клапаны 20, 21 отключают насос 28, закрывают электроуправляемые клапаны 17, The gas-fuel mixture from the fuel manifold 26 is supplied to the high-pressure fuel pump 1 through the nozzles 2, partially fed into the cylinders of the diesel engine 13, with the help of the pump 28 partially returned to the outlet of the mixer 16, where it is mixed with the gas-fuel mixture coming from the mixer. The process is then repeated. When switching from a gas-fuel mixture to diesel fuel, turn off the liquefied gas pump 9 connected to the pressure reducing valve 10, close the gas metering unit 15. To clean the fuel system of the gas-fuel mixture, the diesel engine works for some time with this position of the elements. Then open the solenoid valves 20, 21 turn off the pump 28, close the solenoid valves 17,

18, 19, Топливная система приводится в исходное состояние, дизель работает на дизельном топливе.18, 19, The fuel system is restored to its original state, the diesel engine runs on diesel fuel.

Изменение режимов работы системы обеспечивается автоматической системой управления с помощью электроуправляемых клапанов.Changing the operating modes of the system is provided by an automatic control system using electrically controlled valves.

Предложенная система позволяет использовать сжиженный газ совместно с дизельным топливом, причем предварительное смешивание до поступления в цилиндры дизеля позволяет улучшить процесс воспламенения, что приводит к устойчивой работе двигателя, повышению его КПД и мощности.The proposed system allows the use of liquefied gas in conjunction with diesel fuel, and pre-mixing before entering the diesel cylinders can improve the ignition process, which leads to stable operation of the engine, increasing its efficiency and power.

Предложенная система подачи топлива позволяет повысить экономичность за счет снижения расходов на топливо 20-30%,. одновременно снижаются выбросы вредных веществ в окружающую среду.The proposed fuel supply system allows you to increase efficiency by reducing fuel costs by 20-30%. At the same time, emissions of harmful substances into the environment are reduced.

Claims

An internal mixture-forming diesel fuel supply system comprising a high pressure fuel pump with a high pressure pipe, a diesel low pressure line with a coarse and fine filter connected to the fuel manifold, a fuel feed pump with a pressure reducing valve connected in parallel to it, a diesel fuel source and an oil source liquefied gas, at the outlet of which a coarse filter and a booster pump are installed, in parallel with which a pressure reducing valve is connected, characterized in that a circulation circuit is additionally introduced, which is formed from the output of the fuel manifold to its input, a first normally closed solenoid valve and a circulation pump are installed on the outlet line of the collector in the circulation loop, and a second normally closed solenoid valve is installed at the inlet of the manifold, after the line of entry of the circulation circuit into the collector after the fine filter, a third normally open solenoid valve is installed, in the circulation circuit after the compasses a mixer pump is connected to the input of which a diesel fuel feed pipe is connected, connecting the mixer input through a flow meter, a fourth normally closed solenoid valve and a diesel low pressure line and an oil liquefied gas pipeline, on which a fine filter and a metering device are installed, and the liquefied gas pipeline connected to the output of the liquefied gas booster pump, in addition to the output of the fuel manifold through the fifth normally open solenoid valve a drain pipe is connected to a diesel fuel tank with a first bypass valve, a backup valve and a diesel heater, and a second bypass valve is installed in parallel with the first bypass valve and the fuel heater.