способ питания газодизеля

Формула изобретения

Способ питания газодизеля, при котором в качестве основного топлива используют природный газ, а в качестве запальной дозы используют диметиловый эфир, отличающийся тем, что запальная доза диметилового эфира подается в конце такта сжатия под давлением 200-300 бар.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам и способам питания двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано при разработке систем питания газодизелей с применением альтернативных видов топлива.

Известны способы питания газодизелей, при которых в качестве основного топлива используют природный газ, а дизельное топливо применяют в качестве запальной дозы, составляющей от 5 до 20% по отношению к общему количеству топлива [1, 2]. Такой способ позволяет уменьшить расход дизельного топлива, но при общемировой тенденции снижения добычи нефти и, как следствие, увеличения ее цены имеет очевидные недостатки.

Известны также способы питания дизелей топливами ненефтяного происхождения, в частности диметиловым эфиром, который как моторное топливо по основным параметрам весьма близок к дизтопливу, но обладает лучшей воспламеняемостью, позволяющей снижать жесткость работы дизеля и токсичность выхлопа [3, 4].

Однако недостатком такого способа является снижение к.п.д. цикла из-за меньшей теплотворной способности диметилового эфира.

Кроме того, известны способы питания двигателей внутреннего сгорания, при которых может использоваться любой вид топлива в газовой и паровой форме, а диметиловый эфир подается в специальный смеситель, где смешиваясь с топливом и окислителем, выполняет роль инициатора горения, а затем всасывается в цилиндр [5]. Такой способ питания характерен для двигателей с внешним смесеобразованием с коэффициентом избытка воздуха 0,8...1,1 и диметиловый эфир в этом случае выполняет роль расширителя пределов воспламенения рабочей смеси.

Недостатком этого способа является сложность топливоподающей аппаратуры.

Целью изобретения является экономия жидких нефтепродуктов.

Указанная цель достигается тем, что при работе газодизеля в запальной дозе вместо дизельного топлива используют диметиловый эфир.

Способ реализуется следующим образом.

В топливной системе газодизеля емкость для хранения дизтоплива заменяют на баллон для хранения диметилового эфира, аналогичный по техническим параметрам баллону для хранения пропанобутановых смесей. Это связано с тем, что в нормальных атмосферных условиях диметиловый эфир находится в газообразной форме. Запальная доза диметилового эфира, как и прежде, подается в конце такта сжатия под давлением 200-300 бар. Благодаря высокой воспламеняемости и низкой температуре кипения диметилового эфира происходит хорошее перемешивание рабочей смеси, надежное воспламенение основного топлива и мягкое нарастание давления в цилиндре. Остальные элементы системы питания газодизеля остаются практически без изменения. Изменяются только их регулировки, например угол опережения впрыска запальной дозы, количество впрыскиваемого диметилового эфира, давление впрыска и система смазки прецизионных пар. Это является несомненным достоинством предлагаемого способа.

Технический результат от применения предлагаемого способа состоит в отказе от использования жидких нефтепродуктов, что особенно привлекательно вдали от нефтеперерабатывающих заводов, при разработке газовых месторождений, газокомпрессорных станциях и т.д., потому что диметиловый эфир можно получать в местных условиях из различного сырья - природного газа, угля, кокса, биомассы и др. Кроме того, применение диметилового эфира в газодизелях позволяет снизить токсичность выхлопных газов, уменьшить жесткость работы и повысить надежность двигателя.

Положительным фактором является также существенное увеличение (примерно в 2,5 раза) объема запальной дозы, т.к. диметиловый эфир имеет меньший удельный вес и меньшую теплотворную способность.

Источники информации

1. Генкин К.И. Газовые двигатели. - М.: Машиностроение, 1977, 196 с.

2. Равкинд А. А. Унифицированные газовые дизельные двигатели. - М.: Недра, 1967, 193 с.

3. RU 2135813. Топливная система дизеля для работы на диметиловом эфире, 1998.

4. Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян А.С. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. - М.: МАДИ (ТУ), 2000, 311 с.

5. Патент RU 2154741 C1, F 02 B 43/12, 47/10.