Система подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания

Номер патента: 5887

Опубликовано: 30.06.2005

Автор: Глу Уэйн К.

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Топливная система для двигателя внутреннего сгорания, по меньшей мере, включающая

корпус, определяющий камеру термического крекинга и предусмотренный с впускным отверстием для воздуха, расположенным выше по технологической цепочке от указанной камеры, и выпускным отверстием, расположенным ниже по технологической цепочке от указанной камеры;

средство для впрыска топлива, предназначенное для впрыска топливного тумана в указанную камеру; и

средство для нагрева воздуха, поток которого проходит через указанное впускное отверстие в указанную камеру, для получения нагретого воздуха, имеющего температуру в диапазоне 110-260шC;

посредством которой при использовании указанное топливо термически крекируется в указанной камере благодаря столкновению с молекулами указанного нагретого воздуха, для образования смеси термически крекированного топлива и нагретого воздуха, которая подается к топливному впускному коллектору указанного двигателя внутреннего сгорания через указанное выпускное отверстие.

2. Топливная система для двигателя внутреннего сгорания, по меньшей мере, включающая

камеру, имеющую первую и вторую противоположные торцевые стенки и боковую стенку, проходящую между указанными противоположными торцевыми стенками, причем в указанной первой стенке образовано впускное отверстие, а в указанной второй стенке образовано выпускное отверстие;

топливную форсунку для впрыска топливного тумана в указанную камеру;

нагреватель воздуха для нагрева воздуха до температуры в диапазоне 110-260шC;

трубопровод для направления указанного нагретого воздуха в указанную камеру через указанное впускное отверстие; при этом

указанный топливный туман смешивается с указанным нагретым воздухом в указанной камере для побуждения термического крекинга указанного топлива и образования смеси термически крекированного топлива и нагретого воздуха, причем указанная смесь увлекается из указанного выпускного отверстия для сжигания в камере сгорания указанного двигателя внутреннего сгорания.

3. Система по п.1 или 2, дополнительно включающая контроллер, связанный с указанным средством для впрыска топлива, для управления впрыском указанного топливного тумана в указанную камеру.

4. Система по п.3, дополнительно включающая датчик температуры воздуха для обеспечения первого сигнала к указанному контроллеру, указывающего на температуру воздуха, поток которого проходит в указанную камеру через указанное впускное отверстие, и в которой указанный контроллер запрограммирован изменять объем топлива в указанном топливном тумане обратно пропорционально изменениям указанной температуры воздуха.

5. Система по п.4, дополнительно включающая кислородный датчик, расположенный в выпускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания и обеспечивающий второй сигнал к указанному контроллеру, указывающий на содержание кислорода в выхлопных отработавших газах, образуемых при сгорании указанного крекированного топлива в указанном двигателе внутреннего сгорания, и в которой указанный контроллер запрограммирован изменять объем топлива в указанном топливном тумане обратно пропорционально изменениям указанного содержания кислорода.

6. Система по п.5, дополнительно включающая клапан, предусмотренный в указанном выпускном отверстии и выполненный с возможностью связи с управлением аксельратором транспортного средства, на котором смонтирован указанный двигатель внутреннего сгорания, причем указанный клапан имеет минимально открытое положение, обеспечивающее максимальное ограничение потока указанного крекированного топлива к указанному топливному впускному коллектору, и максимально открытое положение, обеспечивающее минимальное ограничение потока указанного крекированного топлива к указанному топливному впускному коллектору, и датчик положения клапана, обеспечивающий третий сигнал к указанному контроллеру, указывающий на степень открытия указанного клапана, и в которой указанный контроллер запрограммирован изменять объем топлива в указанном топливном тумане пропорционально степени открытия указанного клапана.

7. Система по п.6, дополнительно включающая топливную форсунку холодного запуска, предназначенную для распыления топливного тумана в трубопроводе, связанном с указанным выпускным отверстием при начальной работе указанного двигателя внутреннего сгорания.

8. Система по п.7, дополнительно включающая указанный контроллер, дополнительно функционально связанный с указанной топливной форсункой холодного запуска для регулирования объема топлива в топливном тумане, распыляемом указанной топливной форсункой холодного запуска, на основе указанной температуры воздуха, так что указанный контроллер отключает указанную топливную форсунку холодного запуска, если указанная температура воздуха становится выше пороговой температуры.

9. Система по любому из пп.1-8, в котором указанное впускное отверстие имеет диаметр, который меньше диаметра указанной камеры, благодаря чему давление указанного нагретого воздуха уменьшается при прохождении через указанное впускное отверстие в указанную камеру.

10. Система по любому из пп.1-9, в котором указанное выпускное отверстие имеет диаметр, который меньше диаметра указанного впускного отверстия.

11. Система по любому из пп.1-10, в котором указанная камера имеет диаметр, который по меньшей мере в 2,5 раза больше диаметра указанного выпускного отверстия.

12. Система по любому из пп.1-11, в котором указанные впускное отверстие и выпускное отверстие разделены расстоянием, составляющим приблизительно 20 см.

13. Система по любому из пп.1-12, в котором указанное впускное отверстие имеет диаметр, составляющий приблизительно 60 мм.

14. Система по любому из пп.1-13, в котором указанное выпускное отверстие имеет диаметр, составляющий приблизительно 42 мм.

15. Система по любому из пп.1-14, в котором указанная топливная форсунка имеет одно или более отверстий, расположенных около указанного впускного отверстия.

16. Система по любому из пп.1-15, в котором указанное впускное отверстие образовано с частью постепенно увеличивающегося диаметра, проходящей ниже по технологической цепочке.

17. Система по любому из пп.2-16, в котором указанная топливная форсунка распыляет топливо в указанной камере от указанной первой стенки.

18. Способ кондиционирования жидкого топлива перед сгоранием в двигателе внутреннего сгорания, предусматривающий

обеспечение камеры с впускным отверстием на одном торце и выпускным отверстием на противоположном торце;

впрыск тумана жидкого топлива в указанную камеру;

введение нагретого воздуха при температуре 110-260шC в указанную камеру через указанное впускное отверстие;

благодаря чему указанное топливо смешивается с указанным нагретым воздухом для термического крекирования указанного жидкого топлива и для образования смеси термически крекированного топлива и нагретого воздуха; и

извлечение указанной смеси из указанного выпускного отверстия для сгорания в указанном двигателе внутреннего сгорания.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

005887 Область техники, к которой относится настоящее изобретение Настоящее изобретение относится к системе подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания. Предпосылки для создания настоящего изобретения Заявитель этой заявки ранее предложил систему подачи топлива, обладающую признаками изобретения, описанную в международной заявкеPCT/AU 95/00239. Эта система содержит испарительную камеру, в которой обеспечивается пенная оболочка для суспендирования топлива в потоке воздуха из воздухозаборника Вентури для испарения топлива. Испаренное топливо смешивается с воздухом в смесительной камере и затем подается к впускному коллектору двигателя внутреннего сгорания. Топливо подается в нижнюю часть оболочки посредством топливного насоса, причем какой-либо избыток топлива возвращается с помощью системы очистки в систему подачи топлива. Варианты осуществления системы подачи топлива, соответствующие предшествующему уровню техники, обладали поразительными увеличениями эффективности топлива, где потребление топлива в автомобильном двигателе, имеющем шесть цилиндров, уменьшалось от приблизительно 13 л на 100 км пути до приблизительно 2,6 л на 100 км пути. Взяв эту систему в качестве основы, автор этой заявки сделал различные модификации, ведущие к получению другой системы подачи топлива, которая работает на других принципах, является механически более простой и потенциально обеспечивает более высокую эффективность топлива. Сущность настоящего изобретения В описании и формуле изобретения этой заявки термин "термический крекинг", используемый в отношении топлива, означает парообразование, испарение, или разложение (декомпозицию) низкомолекулярных углеводородов или любой их комбинации. В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается система подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания, по меньшей мере, содержащая корпус, ограничивающий камеру термического крекинга и предусмотренный с отверстием для впуска воздуха, расположенным выше по технологической цепочке от указанной камеры, и выпускным отверстием, расположенным ниже по технологической цепочке от указанной камеры; средство для впрыска топлива, предназначенное для впрыска топливного тумана в указанную камеру; и средство для нагрева воздуха, поток которого проходит через указанное впускное отверстие в указанную камеру, для получения нагретого воздуха, имеющего температуру, находящуюся в диапазоне 110-260 С; посредством которой при использовании указанное топливо термически крекируется в указанной камере, благодаря столкновению с молекулами указанного нагретого воздуха, для образования смеси термически крекированного топлива и нагретого воздуха, которая подается к топливному входному коллектору указанного двигателя внутреннего сгорания через указанное выпускное отверстие. В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается также система подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания, по меньшей мере, содержащая камеру, имеющую первую и вторую противоположные торцевые стенки и боковую стенку, проходящую между указанными противоположными торцевыми стенками, причем в указанной первой стенке образовано впускное отверстие, а в указанной второй стенке образовано выпускное отверстие; топливную форсунку для впрыска топливного тумана в указанную камеру; нагреватель для нагрева воздуха до температуры в диапазоне 110-260 С; трубопровод для направления указанного нагретого воздуха в указанную камеру через указанное впускное отверстие для подачи воздуха; при этом указанный топливный туман смешивается с указанным нагретым воздухом в указанной камере для побуждения термического крекинга указанного топлива и образования смеси термически крекированного топлива и нагретого воздуха, причем указанная смесь увлекается из указанного выпускного отверстия для сжигания в камере сгорания указанного двигателя внутреннего сгорания. Указанное впускное отверстие предпочтительно имеет диаметр, который меньше диаметра указанной камеры, благодаря чему давление указанного нагретого воздуха уменьшается при прохождении через указанное впускное отверстие в указанную камеру. Указанное выпускное отверстие предпочтительно имеет диаметр, который меньше диаметра указанного впускного отверстия. Указанная камера предпочтительно имеет диаметр, который в 2,5 раза больше диаметра указанного выпускного отверстия. Указанные впускное отверстие и выпускное отверстие предпочтительно разделены расстоянием,составляющим приблизительно 20 см. Указанное впускное отверстие имеет диаметр, предпочтительно составляющий приблизительно 60 мм. Указанное выпускное отверстие имеет диаметр, предпочтительно составляющий приблизительно 42 мм.-1 005887 Указанная топливная форсунка распыляет топливо в указанной камере предпочтительно от указанной первой стенки. Указанная топливная форсунка предпочтительно имеет одно или более отверстий, расположенных около указанного впускного отверстия. Указанное впускное отверстие предпочтительно образовано с частью, проходящей ниже по технологической цепочке постепенно увеличивающегося диаметра. Указанная система предпочтительно дополнительно содержит контроллер, связанный с указанным средством для впрыска топлива, для управления впрыском указанного топливного тумана в указанную камеру. Указанная система предпочтительно дополнительно содержит датчик температуры воздуха для обеспечения первого сигнала к указанному контроллеру, указывающего на температуру воздуха, поток которого проходит в указанную камеру через указанное впускное отверстие, и в которой указанный контроллер запрограммирован изменять объем топлива в указанном топливном тумане обратно пропорционально изменениям указанной температуры воздуха. Указанная система предпочтительно дополнительно содержит кислородный датчик, расположенный в выпускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания и обеспечивающий второй сигнал к указанному контроллеру, указывающий на содержание кислорода в выхлопных отработавших газах, образуемых при сгорании указанного крекированного топлива в указанном двигателе внутреннего сгорания,и в которой указанный контроллер запрограммирован изменять объем топлива в указанном топливном тумане обратно пропорционально изменениям указанного содержания кислорода. Указанная система предпочтительно дополнительно содержит клапан, предусмотренный в указанном выпускном отверстии и выполненный с возможностью связи с управлением аксельратором транспортного средства, на котором смонтирован указанный двигатель внутреннего сгорания, причем указанный клапан имеет минимально открытое положение, обеспечивающее максимальное ограничение потока указанного крекированного топлива к указанному топливному впускному коллектору, и максимально открытое положение, обеспечивающее минимальное ограничение потока указанного крекированного топлива к указанному топливному впускному коллектору, и датчик положения клапана, обеспечивающий третий сигнал к указанному контроллеру, указывающий на степень открытия указанного клапана, и в которой указанный контроллер запрограммирован изменять объем топлива в указанном топливном тумане пропорционально степени открытия указанного клапана. Указанная система предпочтительно дополнительно содержит топливную форсунку холодного запуска, предназначенную для распыления топливного тумана в трубопроводе, связанном с указанным выпускным отверстием, при начальной работе указанного двигателя внутреннего сгорания. Указанный контроллер предпочтительно дополнительно функционально связан с указанной топливной форсункой холодного запуска для регулирования объема топлива в топливном тумане, распыляемом указанной топливной форсункой холодного запуска, на основе указанной температуры воздуха,так что указанный контроллер отключает указанную топливную форсунку холодного запуска, если указанная температура воздуха становится выше пороговой температуры. Указанный корпус предпочтительно выполнен в виде цилиндрического корпуса, имеющего первый и второй противоположные в осевом направлении торцы, в котором указанное впускное отверстие для подачи воздуха и указанное средство для впрыска топлива подают смесь воздуха и указанного топливного тумана, соответственно, из первого торца в осевом направлении; и в котором указанное выпускное отверстие предусмотрено на указанном втором торце в осевом направлении. В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается способ кондиционирования жидкого топлива перед сжиганием в двигателе внутреннего сгорания, причем указанный способ предусматривает обеспечение камеры с впускным отверстием на одном торце и выпускным отверстием на противоположном торце; впрыск тумана жидкого топлива в указанную камеру; введение нагретого воздуха при температуре, составляющей 110-260 С, в указанную камеру через указанное впускное отверстие; благодаря чему указанное топливо смешивается с указанным нагретым воздухом для термического крекирования указанного жидкого топлива и образования смеси термически крекированного топлива и нагретого воздуха; и извлечение указанной смеси из указанного выпускного отверстия для сгорания в указанном двигателе внутреннего сгорания. Краткое описание чертежей Теперь вариант осуществления настоящего изобретения будет описан подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, где фиг. 1 - схематическая иллюстрация первого варианта осуществления системы подачи топлива; а фиг. 2 - схематическая иллюстрация второго варианта осуществления системы подачи топлива.-2 005887 Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения Как следует из фиг. 1, система 10 подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания (не показан) содержит корпус 12, ограничивающий камеру 14 и предусмотренный с отверстием 16 для впуска воздуха, расположенным выше по технологической цепочке от камеры 14, и выпускным отверстием 18, расположенным ниже по технологической цепочке от камеры 14. Средство для впрыска топлива в виде топливной форсунки 20 предусмотрено в системе для распыления топливного тумана в камере 14. Система 10 дополнительно содержит нагреватель 22, предназначенный для нагрева воздуха, поток которого проходит по трубопроводу 17 в камеру 14 через впускное отверстие 16, для получения нагретого воздуха,имеющего температуру в диапазоне 110-260 С. Топливо, распыленное в камере 14 с помощью топливной форсунки 20, термически крекируется, благодаря столкновению с молекулами нагретого воздуха, образуя смесь термически крекированного топлива и нагретого воздуха, которая подается к топливному впускному коллектору (не показан) двигателя через выпускное отверстие 18 для сжигания в камерах сгорания (не показаны) двигателя. Естественно, имеется температурный градиент между впускным отверстием 16 и выпускным отверстием 18, причем температура воздуха ниже в выпускном отверстии 18 вследствие смешивания топлива(которое в исходном состоянии находится при более низкой температуре) с воздухом и поглощения тепла в термически крекированном топливе. По существу все топливо, распыляемое в камере 14, термически крекируется к тому времени, когда оно проходит через выпускное отверстие 18. Контроллер 24 соединен с топливной форсункой 20 для управления впрыском топливного тумана в камеру 14. В этом случае контроллер 20 принимает входные сигналы от датчика 26 температуры воздуха,расположенного в трубопроводе 17, от датчика 28 положения дроссельной заслонки, расположенной в трубопроводе 19, сообщающемся с выпускным отверстием 18, и от кислородного датчика 30, расположенного в выпускном коллекторе 32 двигателя. Датчик 26 температуры воздуха обеспечивает сигнал к контроллеру 24, указывающий на температуру нагретого воздуха, проходящего через впускное отверстие 16 в камеру 14. Контроллер 24 запрограммирован изменять объем топлива в топливном тумане, распыляемом топливной форсункой 20 обратно пропорционально изменениям измеряемой температуры воздуха. Таким образом, при увеличении температуры контроллер 24 действует для уменьшения объема топлива, распыляемого в камере 14. Аналогичным образом контроллер принимает сигнал от кислородного датчика 30, указывающий на количество кислорода в выхлопных отработавших газах двигателя, к которым система 10 подачи топлива подает топливо. Контроллер 24 и в этом случае изменяет объем топлива, распыляемого топливной форсункой 24 в камеру 14, обратно пропорционально изменениям измеренного содержания или уровня кислорода в выхлопных газах. Смесь термически крекированного топлива и нагретого воздуха проходит из выпускного отверстия 18 по трубопроводу 19 в виде пара к топливному впускному коллектору двигателя. В трубопроводе 19 расположена дроссельная заслонка 34. Дроссельная заслонка связана с управлением аксельратором транспортного средства, например, педалью газа, посредством связи или троса 36. Дроссельная заслонка 34 имеет минимально открытое положение (как показано на фиг. 1), в котором она обеспечивает максимальное ограничение потока крекированного топлива через выпускное отверстие 18 к топливному впускному коллектору. Это положение может быть приравнено к состоянию холостого хода двигателя. Дроссельная заслонка 34 также имеет максимально открытое положение, в котором она лежит по существу в горизонтальной плоскости, обеспечивая минимальное ограничение потока термически крекированного топлива через выпускное отверстие 18 к топливному впускному коллектору. Датчик 28 положения дроссельной заслонки определяет положение дроссельной заслонки 34 для обеспечения сигнала к контроллеру 24, указывающего на степень открытия дроссельной заслонки 34. Контроллер 24 запрограммирован изменять объем топлива в топливном тумане, впрыскиваемом посредством топливной форсунки 20, пропорционально определенной степени открытия дроссельной заслонки 34. Таким образом,при нахождении дроссельной заслонки 34 в ее минимально открытом положении контроллер 24 управляет топливной форсункой 24 для распыления меньшего объема топлива в камере 14, чем тогда, когда дроссельная заслонка 34 находится в максимально открытом положении. Нагреватель 22, как правило, выполнен в виде радиатора, находящегося в термическом контакте с выпускным коллектором 32 двигателя. Воздухозаборник 16 расположен для отвода тепла с поверхности или через радиатор 22. Очевидно, что в течение начального запуска (двигателя) будет иметь место задержка в нагреве воздуха, втягиваемого в камеру 14 через впускное отверстие 16 для осуществления термического крекирования топлива. Для содействия плавной работе двигателя в течение этого периода предусмотрена форсунка 38 холодного запуска, которая связана с трубопроводом 19 для распыления топливного тумана непосредственно в воздух, проходящий через выпускное отверстие 18 на его пути к топливному впускному коллектору (двигателя). Контроллер 24 также управляет форсункой 38 холодного запуска, которая отключается контроллером 24, когда температура воздуха, проходящего через воздухозаборник с отверстием 16, в соответствии с измерениями датчика 26 достигает порогового уровня, например, температуры 110 С.-3 005887 Кроме того, если двигатель, на котором установлена система 10, работал в течение некоторого периода времени, затем был заглушен и через короткий промежуток времени после этого был запущен вновь, то в двигателе остается остаточное тепло, при этом температура воздуха во впускном отверстии 16 в момент (вторичного) запуска может уже быть на уровне пороговой величины или достижение пороговой величины в течение режима холодного запуска займет, по меньшей мере, более короткий период времени. Термический крекинг топлива в камере 14, как представляется, содержит один или более процессов: (а) процесс некаталитического крекинга, разлагающий топливо на молекулы меньшей молекулярной массы, (b) парообразование и (с) испарение. В серии испытаний было обнаружено, что использование варианта осуществления этого изобретения привело к улучшениям в потреблении топлива шестицилиндровым двигателем от стандартного потребления топлива, составляющего 17 миль на галлон, до 60 миль на галлон. В течение работы системы 10 камера 14 находится под отрицательным давлением относительно давления в трубопроводе 19. Это вызвано увеличением диаметра камеры 14 относительно диаметра впускного отверстия 16. Кроме того, представляется, что создание отрицательного давления в камере 14 содействует крекингу, имеющему место в камере. Крекинг топлива может быть также увеличен путем введения соответствующего катализатора. Корпус 12 выполнен в форме цилиндрического корпуса 40, имеющего первую и вторую противоположные торцевые стенки 42 и 44, соответственно, и цилиндрическую боковую стенку 46, проходящую между ними. Торцевая стенка 42 образует основание корпуса 40 и предусмотрена с впускным отверстием 16, которое может рассматриваться как трубка Вентури, для направления нагретого воздуха в камеру 14. Торцевая стенка 42 также образована с каналом 48 и множеством отводов 50, которые образуют часть топливной форсунки 20 для распыления топливного тумана в камере 14. Каждый из отводов 50 открывается как отверстие в поверхности стенки 42 внутри камеры 14, причем отводы 50 расположены вокруг впускного отверстия 16. Диаметр отверстий отводов 50 может быть выполнен достаточным для побуждения выхода топлива из них в виде тумана. В альтернативном варианте распылители (не показаны) могут быть соединены с концом отводов 50 или предусмотрены на конце отводов 50 для обеспечения тонкого тумана топлива. Выпускное отверстие 18 может быть выполнено с диаметром, который меньше диаметра впускного отверстия 16. Диаметр камеры 14 предпочтительно составляет 2,5 диаметра выпускного отверстия 18. Например, впускное отверстие 16 может иметь диаметр на внутренней поверхности стенки 42, составляющий приблизительно 60 мм, причем выпускное отверстие 18 имеет диаметр порядка 42 мм. Расстояние между стенками 42 и 44, то есть длина камеры 40 в осевом направлении, должна быть, по меньшей мере, 20 см. Впускное отверстие 16 также образовано с секцией 47, расположенной ниже по технологической цепочке, имеющей постепенно увеличивающийся диаметр. При испытаниях, проведенных на варианте осуществления настоящего изобретения, падение давления, обеспечиваемое в камере 14, составляло приблизительно 6 фунтов при числе оборотов коленчатого вала двигателя, составляющем 100 об/мин. На фиг. 2 иллюстрируется изменение системы 10 подачи топлива. Эта система 10 подачи топлива отличается от системы 10, иллюстрируемой на фиг. 1 включением пенной оболочки 52, шарового клапана 54 и перфорированного экрана 56, причем каждый из этих элементов аналогичен по конструкции и функционированию соответствующим элементам, описанным ранее заявителем этой заявки в международной заявкеPCT/AU 95/00239, содержание которой включено в эту заявку в качестве ссылки. В частности, пенная оболочка 52 имеет форму кольца и опирается на торец 42 корпуса 40, проходя приблизительно до половины длины цилиндра 40 в осевом направлении. Часть топливного тумана,впрыскиваемая в камеру 14, может удерживаться в оболочке 52. Шаровой клапан 54 смонтирован с возможностью скольжения на опоре 58, проходящей в осевом направлении через цилиндр 40. Шаровой клапан 54 расположен для регулирования объема воздуха, поступающего в камеру 14 через впускное отверстие 16 в соответствии с давлением воздуха в камере 14, на которое, в свою очередь, оказывает влияние вакуум, создаваемый двигателем через топливный впускной коллектор и выпускное отверстие 18. Пружина 60 смещает клапан 54 в положение, в котором он минимизирует размер впускного отверстия 16 и,таким образом, количество нагретого воздуха, поступающего в камеру 14. Благодаря созданию вакуума или, по меньшей мере, относительного отрицательного давления в камере 14, шаровой клапан 54 втягивается вверх вдоль опоры 58 против смещения пружины 60. Расширяющееся в направлении наружу впускное отверстие 16 обеспечивает седло для клапана, которое также направляет воздух к оболочке 52. Это содействует крекингу топлива, суспендированного в оболочке 52. Экран 56, который проходит в радиальном направлении выше оболочки 52, обеспечивает основание, против которого действует пружина 60, и также действует для разрушения любых больших капель топлива в камере 14. Сетка экрана 56 может быть покрыта каталитическим материалом или может быть сделана из каталитического материала, который содействует крекингу топлива. Теперь, когда были подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения, квалифицированным специалистам в этой области техники становится очевидным, что без отклонения от основ-4 005887 ных концепций настоящего изобретения могут быть сделаны многочисленные модификации и изменения. Например, нагреватель 22 показан как радиатор, находящийся в тепловом сообщении с выпускным коллектором 32 двигателя, содержащего систему 10. Однако в альтернативном варианте осуществления нагреватель 22 может быть отдельным электрическим нагревателем, расположенным в воздухозаборнике с отверстием 16 или намотанным вокруг воздухозаборника. Кроме того, ссылаясь, в частности, на вариант осуществления, иллюстрируемый на фиг. 1, система 10 может быть предусмотрена с трубопроводом,проходящим в осевом направлении, находящимся в гидродинамическом сообщении с топливной форсункой 20 для распыления топливного тумана в одном или более месте по его длине в камере 14. Помимо этого, вспомогательный впускной воздушный клапан 62 может быть предусмотрен в трубопроводе 19 для обеспечения подачи вспомогательного воздуха к смеси, поток которой проходит из выпускного отверстия 18. Это может оказаться выгодным для двигателей высокой мощности, например, двигателей,имеющих шесть или восемь цилиндров, в частности, при большом числе оборотов коленчатого вала. Клапан 62 может регулироваться на основе вакуума двигателя или в альтернативном варианте контроллером 24 для обеспечения переменных количеств вспомогательного воздуха в зависимости от числа оборотов или нагрузки коленчатого вала двигателя. Все модификации и изменения вместе с другими, которые будут очевидны обычному специалисту в этой области техники, как думается, находятся в пределах объема настоящего изобретения, сущность которого должна быть ограничена вышеприведенным описанием и прилагаемой формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Топливная система для двигателя внутреннего сгорания, по меньшей мере, включающая корпус, определяющий камеру термического крекинга и предусмотренный с впускным отверстием для воздуха, расположенным выше по технологической цепочке от указанной камеры, и выпускным отверстием, расположенным ниже по технологической цепочке от указанной камеры; средство для впрыска топлива, предназначенное для впрыска топливного тумана в указанную камеру; и средство для нагрева воздуха, поток которого проходит через указанное впускное отверстие в указанную камеру, для получения нагретого воздуха, имеющего температуру в диапазоне 110-260 С; посредством которой при использовании указанное топливо термически крекируется в указанной камере благодаря столкновению с молекулами указанного нагретого воздуха, для образования смеси термически крекированного топлива и нагретого воздуха, которая подается к топливному впускному коллектору указанного двигателя внутреннего сгорания через указанное выпускное отверстие. 2. Топливная система для двигателя внутреннего сгорания, по меньшей мере, включающая камеру, имеющую первую и вторую противоположные торцевые стенки и боковую стенку, проходящую между указанными противоположными торцевыми стенками, причем в указанной первой стенке образовано впускное отверстие, а в указанной второй стенке образовано выпускное отверстие; топливную форсунку для впрыска топливного тумана в указанную камеру; нагреватель воздуха для нагрева воздуха до температуры в диапазоне 110-260 С; трубопровод для направления указанного нагретого воздуха в указанную камеру через указанное впускное отверстие; при этом указанный топливный туман смешивается с указанным нагретым воздухом в указанной камере для побуждения термического крекинга указанного топлива и образования смеси термически крекированного топлива и нагретого воздуха, причем указанная смесь увлекается из указанного выпускного отверстия для сжигания в камере сгорания указанного двигателя внутреннего сгорания. 3. Система по п.1 или 2, дополнительно включающая контроллер, связанный с указанным средством для впрыска топлива, для управления впрыском указанного топливного тумана в указанную камеру. 4. Система по п.3, дополнительно включающая датчик температуры воздуха для обеспечения первого сигнала к указанному контроллеру, указывающего на температуру воздуха, поток которого проходит в указанную камеру через указанное впускное отверстие, и в которой указанный контроллер запрограммирован изменять объем топлива в указанном топливном тумане обратно пропорционально изменениям указанной температуры воздуха. 5. Система по п.4, дополнительно включающая кислородный датчик, расположенный в выпускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания и обеспечивающий второй сигнал к указанному контроллеру, указывающий на содержание кислорода в выхлопных отработавших газах, образуемых при сгорании указанного крекированного топлива в указанном двигателе внутреннего сгорания, и в которой указанный контроллер запрограммирован изменять объем топлива в указанном топливном тумане обратно пропорционально изменениям указанного содержания кислорода. 6. Система по п.5, дополнительно включающая клапан, предусмотренный в указанном выпускном отверстии и выполненный с возможностью связи с управлением аксельратором транспортного средства,на котором смонтирован указанный двигатель внутреннего сгорания, причем указанный клапан имеет минимально открытое положение, обеспечивающее максимальное ограничение потока указанного кре-5 005887 кированного топлива к указанному топливному впускному коллектору, и максимально открытое положение, обеспечивающее минимальное ограничение потока указанного крекированного топлива к указанному топливному впускному коллектору, и датчик положения клапана, обеспечивающий третий сигнал к указанному контроллеру, указывающий на степень открытия указанного клапана, и в которой указанный контроллер запрограммирован изменять объем топлива в указанном топливном тумане пропорционально степени открытия указанного клапана. 7. Система по п.6, дополнительно включающая топливную форсунку холодного запуска, предназначенную для распыления топливного тумана в трубопроводе, связанном с указанным выпускным отверстием при начальной работе указанного двигателя внутреннего сгорания. 8. Система по п.7, дополнительно включающая указанный контроллер, дополнительно функционально связанный с указанной топливной форсункой холодного запуска для регулирования объема топлива в топливном тумане, распыляемом указанной топливной форсункой холодного запуска, на основе указанной температуры воздуха, так что указанный контроллер отключает указанную топливную форсунку холодного запуска, если указанная температура воздуха становится выше пороговой температуры. 9. Система по любому из пп.1-8, в котором указанное впускное отверстие имеет диаметр, который меньше диаметра указанной камеры, благодаря чему давление указанного нагретого воздуха уменьшается при прохождении через указанное впускное отверстие в указанную камеру. 10. Система по любому из пп.1-9, в котором указанное выпускное отверстие имеет диаметр, который меньше диаметра указанного впускного отверстия. 11. Система по любому из пп.1-10, в котором указанная камера имеет диаметр, который по меньшей мере в 2,5 раза больше диаметра указанного выпускного отверстия. 12. Система по любому из пп.1-11, в котором указанные впускное отверстие и выпускное отверстие разделены расстоянием, составляющим приблизительно 20 см. 13. Система по любому из пп.1-12, в котором указанное впускное отверстие имеет диаметр, составляющий приблизительно 60 мм. 14. Система по любому из пп.1-13, в котором указанное выпускное отверстие имеет диаметр, составляющий приблизительно 42 мм. 15. Система по любому из пп.1-14, в котором указанная топливная форсунка имеет одно или более отверстий, расположенных около указанного впускного отверстия. 16. Система по любому из пп.1-15, в котором указанное впускное отверстие образовано с частью постепенно увеличивающегося диаметра, проходящей ниже по технологической цепочке. 17. Система по любому из пп.2-16, в котором указанная топливная форсунка распыляет топливо в указанной камере от указанной первой стенки. 18. Способ кондиционирования жидкого топлива перед сгоранием в двигателе внутреннего сгорания, предусматривающий обеспечение камеры с впускным отверстием на одном торце и выпускным отверстием на противоположном торце; впрыск тумана жидкого топлива в указанную камеру; введение нагретого воздуха при температуре 110-260 С в указанную камеру через указанное впускное отверстие; благодаря чему указанное топливо смешивается с указанным нагретым воздухом для термического крекирования указанного жидкого топлива и для образования смеси термически крекированного топлива и нагретого воздуха; и извлечение указанной смеси из указанного выпускного отверстия для сгорания в указанном двигателе внутреннего сгорания.

МПК / Метки

МПК: F02M 31/04, F02B 51/00

Метки: система, двигателя, сгорания, топлива, внутреннего, подачи

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/8-5887-sistema-podachi-topliva-dlya-dvigatelya-vnutrennego-sgoraniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Система подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания</a>

Похожие патенты