RU2109162C1 - Internal combustion engine supply device - Google Patents
Internal combustion engine supply device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2109162C1 RU2109162C1 RU96110716A RU96110716A RU2109162C1 RU 2109162 C1 RU2109162 C1 RU 2109162C1 RU 96110716 A RU96110716 A RU 96110716A RU 96110716 A RU96110716 A RU 96110716A RU 2109162 C1 RU2109162 C1 RU 2109162C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- homogenizer
- gas
- ultrasonic vibrator
- electronic control
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС). The invention relates to mechanical engineering, namely to power devices for internal combustion engines (ICE).
Известен способ приготовления топливовоздушной смеси (ТВС) для ДВС по заявке РФ N 93006311, МПК F 02 M 27/08, 1995,устройство для реализации которого содержит корпус, расположенную в канале заслонку, основной топливный насос, дозатор, форсунку, ультразвуковой вибратор, генератор импульсов и связанный с заслонкой и генератором импульсов блок управления, циклонный гомогенизатор, теплообменник и по меньшей мере два дополнительных насоса и форсунки для подачи газового и дополнительного топлива. Каждый топливный насос сообщен с соответствующей форсункой, входящей в полость гомогенизатора через соответствующий змеевик теплообменника, и дозатор. Ультразвуковой (УЗВ) вибратор установлен в корпусе гомогенизатора, на выходе в проточный канал из полости гомогенизатора установлена дозирующая игла, кинематически связанная с заслонкой и подключенная к блоку управления. A known method of preparing a fuel-air mixture (FA) for ICE according to the application of the Russian Federation N 93006311, IPC F 02
Однако этот способ и устройство для его реализации имеют следующие недостатки. However, this method and device for its implementation have the following disadvantages.
Использование в гомогенизаторе трех и более форсунок требует установки в автомобиле дополнительных, кроме штатной, емкостей для дополнительных топлив, трубопроводов и топливных насосов. The use of three or more nozzles in the homogenizer requires the installation of additional, in addition to the standard, tanks for additional fuels, pipelines and fuel pumps in the car.
Топливная смесь после прохождения сквозь дозирующе-запирательное отверстие подвергается частичной агрегации частиц топлива или топливной смеси. The fuel mixture after passing through the metering-locking hole is subjected to partial aggregation of fuel particles or fuel mixture.
Образование ТВС в выходном патрубке происходит спонтанно с хаотическим смешением топливной смеси с воздухом, при этом компоненты топлив с высокой температурой кипения могут образовывать небольшую топливную пленку на стенках выходного патрубка проточного канала. The formation of fuel assemblies in the outlet pipe occurs spontaneously with random mixing of the fuel mixture with air, while components of fuels with a high boiling point can form a small fuel film on the walls of the outlet pipe of the flow channel.
Задачей изобретения является повышение точности дозирования топлива, улучшение распыла топлива и топливовоздушной смеси, обеспечение одномоментного распыла и смешения двух видов топлива, увеличение ресурса каталитических дожигателей за счет более полного сжигания топлива и контроль состава экологически более чистого выхлопа. The objective of the invention is to increase the accuracy of fuel metering, improve the atomization of fuel and air-fuel mixture, provide simultaneous atomization and mixing of two types of fuel, increase the resource of catalytic afterburners due to more complete combustion of fuel and control the composition of cleaner emissions.
Поставленная задача решается тем, что устройство для питания двигателя внутреннего сгорания содержит корпус, циклонный гомогенизатор, ультразвуковой вибратор, теплообменник, форсунки для подачи газового и жидкого топлива, топливный насос, сообщенный с соответствующей форсункой, входящей в полость гомогенизатора через актюатор и соответствующий змеевик теплообменника, электронный блок управления, газовый редуктор, установленный в магистрали подачи газового топлива, и дозирующую иглу, кинематически связанную с воздушным дозатором, все виды жидких топлив подаются через одну форсунку, связанную с основным топливным насосом через актюатор, газовое топливо подается через вторую форсунку, связанную с газовым редуктором через актюатор, ультразвуковой вибратор установлен в корпусе гомогенизатора, на выходе в проточный канал корпуса устройства из корпуса гомогенизатора установлена дозирующая игла, подключенная к электронному блоку управления и педали газа, а в выходном патрубке проточного канала установлен дополнительный ультразвуковой вибратор. The problem is solved in that the device for powering the internal combustion engine contains a housing, a cyclone homogenizer, an ultrasonic vibrator, a heat exchanger, nozzles for supplying gas and liquid fuel, a fuel pump in communication with the corresponding nozzle entering the cavity of the homogenizer through the actuator and the corresponding coil of the heat exchanger, an electronic control unit, a gas reducer installed in the gas fuel supply line, and a metering needle kinematically connected to the air meter, sun E types of liquid fuels are fed through one nozzle connected to the main fuel pump through the actuator, gas fuel is fed through the second nozzle connected to the gas reducer through the actuator, an ultrasonic vibrator is installed in the homogenizer body, a metering unit is installed at the outlet to the flow channel of the device body from the homogenizer body a needle connected to the electronic control unit and gas pedal, and an additional ultrasonic vibrator is installed in the outlet pipe of the flow channel.
На фиг. 1 представлено в общем виде предлагаемое устройство (с частичным разрезом); на фиг. 2 - его поперечные сечения на уровне воздушного дозатор (А-А) и полости наклонного гомогенизатора (Б-Б); на блок-схеме фиг. 3 - функциональная схема электронной системы регулирования. In FIG. 1 shows a general view of the proposed device (with a partial section); in FIG. 2 - its cross sections at the level of the air dispenser (A-A) and the cavity of the inclined homogenizer (BB); in the block diagram of FIG. 3 is a functional diagram of an electronic control system.
Предлагаемое устройство состоит из следующих основных деталей: корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, сообщенными с проточным каналом 4. В стенке корпуса 1 находится теплообменник 5, подогреваемый жидкостью из системы охлаждения 6 ДВС. В полости теплообменника 5 находятся два трубчатых змеевика 7. К одному из змеевиков 7 подключен топливный насос для жидких топлив (на фиг. 1 не показан). К другому змеевику 7 подключен баллон со сжиженным нефтяным газом (СНГ). На выходе змеевиков находятся актюаторы 8, соединенные с форсунками 9, входящими во внутреннюю полость гомогенизатора 11. Для предотвращения образования паро-жидкостной фазы в системе бензопитания (до актюатора 8) может быть предусмотрен байпасс с терморегулятором на 70oC. Выход одного из змеевиков 7 соединен через фильтр 12 с газовым редуктором 13, который через актюатор 8 соединен с одной из форсунок 9, также входящей во внутреннюю полость 10 гомогенизатора 11. Гомогенизатор 11 выполнен в виде плоского цилиндрического корпуса, на дне которого находится пьезокерамический УЗВ вибратор 14, расположенный на эластичной прокладке 15 и имеющей центральное отверстие 16, в котором размещается острие дозирующей иглы 17, а в дне гомогенизатора 11 имеется дозирующе-запирательное отверстие 18 для острия иглы 17. Дозирующая игла для вращательного и поступательного перемещений располагается в уплотняющих втулках 19 и через муфту полужесткой связи 20 кинематически соединена с воздушным дозатором 21.The proposed device consists of the following main parts: housing 1 with input 2 and output 3 nozzles in communication with the flow channel 4. In the wall of the housing 1 is a heat exchanger 5, heated by liquid from the
К электронному блоку управления (ЭБУ) 22 подключены актюаторы 8; через сервопривод (на фиг. 3 не показан) подключен воздушный дозатор 21; терморезистор 23 теплообменника 5; электронный регулятор зажигания 24; УЗВ генератор 25, соединенный с УЗВ вибратором 14; датчик положения дозирующей иглы 26 (на фиг. 3 не показан), соединенный с педалью газа 27; датчик 28 (на фиг. 3 не показан) открытия воздушного дозатора 21; λ - зонд (на фиг. 3 не показан); датчик детонации 30 (на фиг. 3 не показан), а также указатели наличия топлив 31; система автоматической подстройки 32 частоты УЗВ генератора 25 соединяет УЗВ вибратор 14 с УЗВ генератором 25. К нему подключен также дополнительный УЗВ вибратор 33, установленный в выходном патрубке 3 и выполненный в виде полого цилиндра.
Электронный блок управления ЭБУ 22 выполнен в виде цифровой ЭВМ. Он подразделяется на блок ввода, блок обработки данных и блок вывода и имеет микропроцессор, работающий с шириной слова в 8 бит. В блок ввода поступают сигналы от датчиков (угол открытия воздушного дозатора 21, терморезистор 23, датчик положения дозирующей иглы 26, λ -зонд 29, указатели наличия топлив 31, величина частоты вращения вала ДВС), производится аналого-цифровое преобразование этих сигналов. Блок обработки данных представлен в обычном исполнении и состоит из центрального процессора и основной памяти, подразделяющейся на постоянное запоминающее устройство с емкостью памяти 4 килобайт и запоминающее устройство с произвольной выборкой емкостью 3 килобайт. The electronic control unit ECU 22 is made in the form of a digital computer. It is subdivided into an input unit, a data processing unit and an output unit and has a microprocessor operating with a word width of 8 bits. The input unit receives signals from the sensors (opening angle of the
Устройство работает следующим образом: перед запуском ДВС указатели наличия топлив 31 в ЭБУ 22 вводится информация в виде сигналов электрического тока переменной величины о количестве имеющихся в баке автомобиля и газовом баллоне топлив (запуск возможен при наличии, как минимум бензина либо газа или их сочетаний с дополнительным топливом). ЭБУ 22 регулирует их необходимое процентное соотношение для получения оптимального октанового числа необходимой для запуска ТВС и ее количество по программе, заложенной в ЭБУ 22, а также устанавливает дозирующую иглу 17 и кинематически связанный с ней воздушный дозатор в положение, необходимое для прохождения оптимального количества ТВС. The device operates as follows: before starting the internal combustion engine,
В начальный момент при запуске холодного ДВС соответствующим насосом и через газовый редуктор 13 через холодный теплообменник 5 одно или два топлива в количествах, определяемых программой, находящейся в ЭБУ 22 и с учетом сигналов от датчика детонации 30 подается в циклонный гомогенизатор 11 или испарения и гомогенизации под действием УЗВ вибратора 14, работающего при близкой и максимальной мощности генератора 25 и регулируемой электрическим сигналом от терморезистора 23 через ЭБУ 22. В таких условиях то небольшое количество топлива на их смеси, необходимое для холостого хода ДВС, испаряется на поверхности вибратора 14 вследствие УЗВ кавитации и гомогенизируется вследствие вихревого движения топлива или их смеси в полости 10 гомогенизатора 11. В результате многократного циклического воздействия УЗВ колебаний на топливо (или смесь топлив) образуется мелкодисперсная взвесь. Испаренное и гомогенизированное топливо через игольчатый дозатор 17+18 распыляется в выходном патрубке 3 проточного канала 4, где и происходит при смешении с воздухом образование гомогенной ТВС с плотностью, необходимой для оптимального и равномерного наполнения всех цилиндров ДВС. Дополнительный УЗВ вибратор 33 обеспечивает принудительную и регулируемую гомогенизацию ТВС, устраняет частичную агрегацию частиц топливной смеси и предотвращает образование топливной пленки на стенках выходного патрубка 3. Количество всасываемого воздуха определяется углом открытия секторной заслонки воздушного дозатора 21, а информация об этой величине с помощью датчика 28 непрерывно вводится в ЭБУ 22. В первые же доли секунды после запуска ДВС сигналом от датчика детонации 30 изменяется момент зажигания и синхронно уменьшается количество топлива с наименьшим октановым числом в смеси. Далее ЭВМ постепенно увеличивает количество низкооктанового компонента смеси до повторного сигнала датчика детонации. В это же время сигналом от λ -зонда изменяется количество воздуха в ТВС. Так, по программе последовательных приближений ЭВМ подбирает оптимальный состав ТВС, а ее количество регулируется водителем с помощью педали газа воздействием на дозирующую иглу 17. Подобранное в ходе этого процесса соотношение топлив фиксируется в памяти ЭВМ. При последующих запусках ДВС это соотношение устанавливается автоматически соответствующим открытием актюаторов 8 и воздушного дозатора 21 в момент включения электрических цепей. Если производилось заполнение топливного бака другим видом топлива, то этот процесс автоматически начинается вновь до получения информации о новом оптимальном соотношении топлив, которое также фиксируется в памяти ЭВМ. Измерение количества всасываемого в цилиндры ДВС воздуха содержит достаточно информации о параметрах, влияющих на необходимое количество воздуха, поэтому число корректировочных параметров уменьшается (например, исключается система обогащения ТВС при разгоне автомобиля, а также экономайзер принудительного холостого хода (ЭППХ). At the initial moment, when starting the cold ICE with the appropriate pump and through the gas reducer 13 through the cold heat exchanger 5, one or two fuels in quantities determined by the program located in the
По мере прогрева жидкости в системе охлаждения ДВС и, соответственно в теплообменнике 5, сигналом электрического тока от терморезистора 23 через ЭБУ 22 снижается мощность электрического тока, выдаваемого генератором 25. При максимальной температуре охлаждающей жидкости (95-98oC) мощность УЗВ генератора на режимах переменных нагрузок в каждый данный момент определяется количеством ТВС, потребляемой ДВС и регулируемой с помощью педали газа 27, перемещающей дозирующую иглу 17 и кинематически связанный с ней воздушный дозатор 21 с одновременной подачей сигналов от датчиков их положения 26 и 28 в ЭБУ 22. Так как УЗВ генератор 25 и УЗВ вибратор 14 работает в широком диапазоне отбираемых мощностей и с различным количеством топлива в полости 10 гомогенизатора 11, что изменяет резонансную частоту его корпуса, то может быть предусмотрена система электронной обратной связи 32 УЗВ вибратора 14 с УЗВ генератором 25 для синхронизации их частот и подстройки УЗВ генератора 25.As the liquid warms up in the internal combustion engine cooling system and, accordingly, in the heat exchanger 5, an electric current signal from the
Наличие в устройстве теплообменника 5 с температурой его внутренней поверхности в режимах рабочих нагрузок 90-95oC, а также дополнительного УЗВ вибратора 33, предотвращает вторичную конденсацию топлив и образование топливной пленки на стенках проточного канала 4.The presence in the device of the heat exchanger 5 with the temperature of its inner surface in the operating load modes of 90-95 o C, as well as an additional
В режиме принудительного холостого хода актюаторы 8 электрическим сигналом от ЭБУ 22 полностью перекрывает подачу топлива. In the forced idle mode, the
Предусмотрен электронный регулятор момента зажигания 24, необходимость в котором обусловлена изменяющейся октановым числом приготовляемой в гомогенизаторе 11 топливной смеси. Информация для этого процесса в виде сигналов электрического тока переменной величины получается от датчика детонации 30. An electronic control of the
В предлагаемом устройстве могут использоваться, смешиваться и гомогенизироваться следующие отдельные виды топлив или их смеси:
1. Бензины АИ-92 и А-76
2. Сжиженный нефтяной газ (СНГ)
3. СНГ + бензин А-65
4. СНГ + керосин
5. СНГ + бензин А-65 + керосин (в одном баке)
Могут быть использованы и другие смеси топлив, например: СНГ + альтернативные топлива (метанол, этанол, эфира растительных масел), СНГ + дизельное топливо, СНГ + дизохол, а также смеси природного газа (СНГ) с теми же топливами (при доработке предлагаемого устройства).In the proposed device can be used, mixed and homogenized the following individual types of fuels or mixtures thereof:
1. Gasoline AI-92 and A-76
2. Liquefied petroleum gas (LPG)
3. CIS + A-65 gasoline
4. CIS + kerosene
5. CIS + A-65 gasoline + kerosene (in one tank)
Other fuel mixtures can be used, for example: LPG + alternative fuels (methanol, ethanol, vegetable oil ether), LPG + diesel fuel, LPG + dezhol, as well as mixtures of natural gas (LPG) with the same fuels (when finalizing the proposed device )
Полезный эффект устройства заключается в возможности сжигания различных видов жидкого топлива и СНГ (СПГ), а также их смесей в стандартном ДВС, предназначенном для работы на одном виде бензина. Это дает возможность использовать более дешевые виды топлив, а применение электронной системы управления позволяет получить экономический эффект от уменьшения количества расходуемого бензина и более дешевых видов топлив, что обусловлено точностью их дозировки и оптимальной гомогенизацией топливовоздушной смеси, что также обеспечивает экологически более чистый выхлоп. Электронный контроль полноты сжигания топливовоздушной смеси увеличивает также ресурс каталитических дожигателей топлива и фильтров. A useful effect of the device lies in the possibility of burning various types of liquid fuel and the CIS (LNG), as well as their mixtures in a standard internal combustion engine, designed to operate on the same type of gasoline. This makes it possible to use cheaper types of fuels, and the use of an electronic control system allows you to get the economic effect of reducing the amount of gasoline consumed and cheaper types of fuels, due to the accuracy of their dosage and the optimal homogenization of the air-fuel mixture, which also provides an environmentally cleaner exhaust. Electronic control of the completeness of combustion of the air-fuel mixture also increases the resource of catalytic afterburners and filters.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96110716A RU2109162C1 (en) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | Internal combustion engine supply device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96110716A RU2109162C1 (en) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | Internal combustion engine supply device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2109162C1 true RU2109162C1 (en) | 1998-04-20 |
RU96110716A RU96110716A (en) | 1998-06-27 |
Family
ID=20181172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96110716A RU2109162C1 (en) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | Internal combustion engine supply device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2109162C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2415966A (en) * | 2003-07-29 | 2006-01-11 | Thomas Tsoi Hei Ma | Mixed LPG and gasoline fuel |
US12085216B2 (en) | 2022-02-17 | 2024-09-10 | Arctic Cat Inc. | Multi-use fuel filler tube |
-
1996
- 1996-05-29 RU RU96110716A patent/RU2109162C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2415966A (en) * | 2003-07-29 | 2006-01-11 | Thomas Tsoi Hei Ma | Mixed LPG and gasoline fuel |
US12085216B2 (en) | 2022-02-17 | 2024-09-10 | Arctic Cat Inc. | Multi-use fuel filler tube |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5148776A (en) | Coordinated water and fuel injection system | |
US4995367A (en) | System and method of control of internal combustion engine using methane fuel mixture | |
US4476817A (en) | Combustion and pollution control system | |
US4015569A (en) | Fuel metering and vaporizing system for internal combustion engines | |
US5119775A (en) | Method for supplying fuel to internal combustion engine | |
Pham et al. | Development of fuel metering techniques for spark ignition engines | |
EP0509372B1 (en) | Fuel injection method for a diesel engine with pilot injection | |
JPH02259268A (en) | Ultrasonic atomizer device for spark ignition engine | |
US4781165A (en) | Internal combustion engine pollutant control system | |
RU2109162C1 (en) | Internal combustion engine supply device | |
Peters et al. | Water-gasoline fuels—their effect on spark ignition engine emissions and performance | |
Zhou et al. | Experimental study on unregulated emissions characteristics of alcohol-diesel dual-fuel combustion with diesel oxidation catalyst | |
JP2003206772A (en) | Fuel control system for internal combustion engine for bi-fuel vehicles | |
RU2065529C1 (en) | Device for fuel supply to internal combustion engine | |
US3987773A (en) | Liquid fuel vaporizing device for internal combustion engines | |
RU2119085C1 (en) | Internal combustion engine supply device | |
RU2682465C1 (en) | Multi-fuel system for preparation of fuel gas for feeding gas internal combustion engine | |
US11208973B2 (en) | Apparatus and method to improve vaporization of fuel in internal combustion engines | |
Davis et al. | Ethanol vehicle cold start improvement when using a hydrogen supplemented E85 fuel | |
Ashok et al. | The performance and emission characteristics of emulsified fuel in a direct injection diesel engine | |
US11448166B2 (en) | Apparatus and method to improve vaporization of fuel in internal combustion engines | |
WO1986006440A1 (en) | Internal combustion engine pollutant control system | |
Sremec | Experimental investigation of influence of dual-fuel engine operating parameters on combustion, efficiency and exhaust gas emissions | |
RU2070655C1 (en) | Fuel gasifier | |
Kwon et al. | Experimental study on the icing characteristics of LPLi injectors under various injection conditions |