Двигатель внутреннего сгорания

 

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий термохимический реактор, заполненный катализатором, снабженный входом и выходом и установленный во всасывающей системе, топливный бак с топливопроводом/ воздухопровод для подачи воздуха в реактор , подогреватель топлива и воздуха , размещенный на выходе реактора, и подогреватель реактора, сообщенный с системой выпуска отработавших tM/tsf e газов, причем реактор снабжен датчиком температуры, от л ич ающи йс я тем, что, с целью повышения экономичности и снижения токсичности, он дополнительно содержит водяной и топливный испарители, из которых первый снабжен патрубком для подключения к водяному резервуару, смеситель паров воды и топлива с воздухом и отработавшими газами двигателя, накопительную емкость для синтез-газа, дожигатель отработавших газов, причем смеситель подключен к входу реактора , накопительная емкость установлена на выходе из реактора, и дожигатель отработавших газов подключен своим входом к системе выпуска § отработавших газов при помощи ответв- (Л ления, а своим выходом ориентирован на поверхности испарителей и снабжен дополнительной камерой воспламенения,, связанной с топливопроводом и снабженной электрической спиралью нака- i G ливания. СО || i E- -Turn-r jr - rJj - - - - -..-, . Jzn

ССНЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5Р F 02 В 43 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13,",,".Д Д ."" ДД и (й);ЛИО; В(А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3 44.6321/25-06 (22) 28 ° 05 ° 82 (46) 07 ° 0284. Бюл, М 5 (72) В.В. Орлов, С.А, Лигай и В.И. Дмитренко (71) Киевский автомобильно-дорожный институт им. 60-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 621 ° 43 ° 057(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 493073, кл. F 02 М .21/00, 1978. (54)(57) 1 ° ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО .СГОРАНИЯ, содержащий термохимический реактор, заполненный катализатором, снабженный входом и выходом и установленный во всасывающей системе, топливный бак с топливопроводом, воздухопровод для подачи воздуха в реактор, подогреватель топлива и воздуха, размещенный на выходе реактора, и подогреватель реактора, сообщенный с системой выпуска отработавших

„„SU„„1 A газов, причем реактор снабжен датчи- . ком температуры, о т л и ч а ю щ.и йс я тем, что, с целью повышения экономичности и снижения токсичности, он дополнительно содержит водяной и топливный испарители, из которых первый снабжен патрубком для подключения к водяному резервуару, смеситель паров воды и топлива с воздухом и отработавшими газами двигателя, накопительную емкость для синтез-газа, дожигатель отработавших газов, причем смеситель подключен к входу реактора, накопительная емкость установлена на выходе из реактора, и дожигатель отработавших газов подклюФ чен своим входом к системе выпуска щ отработавших газов при помощи ответвления, а своим выходом ориентирован на поверхности испарителей и снабжен ополнительной камерой воспламенения, С С д связанной с топливопроводом и сна женной электрической спиралью нака- Я ли вани я .

1071790

2. Двигатель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, чта он дополнительно содержит блок управления с входом и выходом, электромагнитный клапан, установленный в выходном патрубке накопительной емкости, кислородный датчиК, размещенный в ответвлении системы выпуска отработавших газов, датчик частоты вращения вала двигателя, клапан дозирования подачи топлива в реактор, воздушный клапан, размещенный в воздухопроводе, клапан доэирования подачи воды и клапан . дозирования подачи отработавших газов в смеситель, причем вход блока управления связан с кислородным датИзобретение относится к машино- строению, а именно к двигателям внутреннего сгорания.

Известны двигатели внутреннего сrqpaния, содержащие термохимический 5 реактор, заполненный катализатором, снабженный входом и выходом, и установленный во всасывающей системе, топливный бак с топливопроводом, воздухопровод для подачи воздуха в реактор, подогреватель топлива и .воздуха, размещенный на выходе реактора, и подогреватель реактора, сооб-. щенный с системой выпуска отработавших газоз, причем реактор снабжен датчиком температуры.

В таких двигателях топливо и воздух разлагают в термохимическом реакторе на химически активные компоненты, которые и подают в цилиндры двигателя. Благодаря активности указанных компонентов улучшаются характеристики процесса сгорания, что способствует повышению экономичности Г11 ° Однако в известных двигателях не реализуются все возможности для повышения экономичности и снижения токсичности, например, путем использования воды и отработавших газов при обработке топлива в реакторе. 30

Не принимаются также пары по доокисЛению отработавших газов двигателя,, особенно на частичных режимах и режиме запуска. .Целью изобретения является павы" 35 шение экономичности и снижение токсичности

I указанная цель достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания, содержащий термохимический реактор, заполненный катализатором, снабженный ьходом и выходам и установленчиком, датчиком температуры и датчиком частоты вращения вала, а выход— с эл,;ктрамагнитным клапаном, клапанами доэирования подачи топлива,,воды и отработавших газов и воздушным клапаном..

3. Двигатель по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю. шийся тем, что подогреватель топлива и воздуха установлен между реактором и накопительной емкостью для синтез-газа.

4. Двигатель по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что катализатор выполнен в виде подвижных гранул из двуокиси кремйия, пропитанных цеолитсодержащим веществом. ный во всасывающей системе, топливный бак с топливопроводом, воздухопровод для подачи воздуха в реактор, подогреватель топлива и воздуха, размещенный на выходе реактора, и подогреватель реактора, сообщенный с системой выпуска отработавших газов, причем реактор снабжен датчиком температуры, ссдержит водяной и топяивный испарители, из которых первый снабжен патрубком для подключения к водяному резервуару, смеситель паров воды и топлива с воздухом и отработавшими газами двигателя, накопительную емкость для синтез-газа, дожигатель отработавших газов, причем смеситель подключен к входу реактора, накопительная емкость установлена на выходе из реактора и дожиГ гатель отработавших газов подключен своим входом к системе выпуска отра- . ботавших газов при помощи ответвления, а своим выходом ориентирован на поверхности испарителей и снабжен дополнительной камерой воспламенения, связанной с топливопроводом и снабженной электрической спиралью накаливания.

Кроме того, двигатель дополнительно содержит блок управления с входом и выходом, электромагнитный клапан, установленный в выходном пагрубке накопительной емкости, кислоюдный датчик, размещенный в ответвлении системы выпуска отработавших газов, датчик частоты вращения вала двигателя, клапан дозирования подачи топлива в реактор, воздушный клапан, размещенный в воздухопроводе, клапан дозирования подачи воды и клапан дозирования подачи отработавших газов в смеситель, причем вход

1071790 блока управления связан с кислородным датчиком, датчиком температуры и датчиком частоты вращения вала, а выход - с электромагнитным клапаном, клапанами дозирования подачи топлива,. воды и отработавших газов и воздушным клапаном.

Подогреватель топлива и воздуха установлен между реактором и накопительной емкостью для синтез-газа, а катализатор выполнен в виде подвижных гранул из двуокиси кремния, пропитанных цеолитсодержащим веществом.

На чертеже изображена схема предлагаемого двигателя.

Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит термохимический реактор 2, заполненный катализатором 3.

На входе в реактор 2 установлен

-. смеситель 4, к которому подключены водяной и.топливный испарители 5 и.

6, воэдухопровод 7 и ответвление 8 системы 9 выпуска отработавших газов

Воздухопровод 7 и топливный испаритель 6 соединены с подогревателем

10 топлива и воздуха, установленным между реактором 2 и накопительной емкостью 11 для синтез-газа. Топливный испаритель 6 топливопроводом

12 подключен к топливнему баку (не показан), а водяной испаритель 5 снабжен патрубком 13 для подключения к водяному резервуару (не.показан)., Накопительная емкость 11 для синтезгаза своим выходным патрубком 14, содержащим газовый редуктор 15, со- единена с газовоздушным смесителем

16, снабженным воздушной и дроссельной заслонками 17 и 18. Дожигатель

19 отработавших газов своим входом

20 подключен .к системе 9 выпуска отработавших газов, а выходом 21 ориентирован на поверхности испари телей 5 и 6. В дожигателе 19 установлена камера 22 воспламенения, связанная, с топливопроводом 12 и скабжекнпя электрическоа спиралью

23 накаливания. В реакторе 2 установлен датчик 24 температуры. Двигатель также снабжен блоком 25 управления, вход которого связан с кислородным датчиком 26, размещенным в ответвлении 8 системы 9 выпуска отработавших газов, датчиком 24 температуры, датчиком 27 частоты вращения вала двигателя и дроссельной заслонкой

18. Выход блока 25 управления соединен с электромагнитным клапаном 28,. установленным в выходном патрубке

14 накопительной емкости 11, клапа- . ном 29 дозирования подачи топлива в реактор 2, клапаном 30 дозирования подачи воды и клапаном 31 дозирования подачи отработавших газов в смеситель 4, воздушным клапаном 32 и воздушной заслонкой 17. Катализатор

3 выполнен в виде подвижных гранул из двуокиси кремния, пропитанных цеолитсодержащим веществом.

С повышением температуры ь реак,торе 2 и при увеличении реакционной способности катализатора 3, по сигналу блока 25 управления открывается клапан 31 дозирования подачи отработавших газов в смеситель 4, при этом отключается подача отработавших газов в дожигатель 22. Подача возду6О ха в смеситель 4, который участвует в доокислении отработавших газов продолжается.

При работе двигателя на номиналь65 ном рех<име в смесителе 4 образуется

Двигатель работает следующим образом.

В период . запуска двигателя включают электрическую спираль 23 накаливания камеры 22 воспламенения.

После прогрева указанной камеры по сигналу блока 25 управления В нее начинает поступать топливо, которое снижается в дожигателе 19, и продукты сгорания поступают на про10 грев реактора 2.

После прогрева реактора 2 по сигналу датчика 24 температуры запускается двигатель 1, при. этом по сигналу блока 25 управления открывчют15 ся клапан 29.дозирования подачи топлива и воздушный клапан 32. Пройдя топливный иепаритель 5, пары топлива смешиваются с воздухом в смесителе 4.

Из смесителя 4 топливовоздущная смесь попадает в реактор 2 на нагре° тый до начала реакционной способнос.ти катализатор 3. В реакторе образуется синтез-газ, имеющий в своем составе окись углерода, метан и во.дород. Синтез-газ, пройдя через подогреватель 10 топлива и,воздуха, охлажденный поступает в накопительную емкость 13, из которой через газовый редуктор 15 поступает в газо- . воздушный смеситель 16, где смешивается с вторичным воздухом. Количество поступающего вторичного воздуха определяется положением воздушной заслонки 17, угол открытия коЗ5 торой регулируется блоком 25 управления и зависит от коэффициента избытка воздуха исходной смеси в смесителе 4. Газовоздушная смесь, с .оптимальным для данного режима коэф4О фициентом, поступает в двигатель 1, количество этой смеси регулируется положением дроссельной заслонки 18, Отработавшие газы из системы 9 выпуска поступают в дожигатель 19 отработавших газов, где доокисляются (с выделением тепла) не сгоревшие в двигателе компоненты, чтб способствует уменьшению токсичности отработавших газов и увеличению утилизации тепла этих газов, которое идет на обогрев катализатора испарителей

5 и 6 и смесителя 4.

1О717Э0

Составитель В. Шилов

Редактор В. Иванова Техред A.Бабинец Корректор В. Гирняк

Заказ .100/28 Тираж 524 Подписное

ВЧИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 парогазовоздушная смесь и в реакторе температура может превысить рабочую.

В этом случае открывается клапан

30 доэирования подачи воды. Вода, пройдя испаритель 6, поступает в виде пара в смеситель 4 и далее на катализатор в реактор, предотвращая склонность смеси к сажеобразованию и улучшая эксплуатационные качества синтез-газа. Одновременно происходит понижение температуры в реакторе до нормвдьмой, соответствующей оптимальному тепловому режиму работы катализатора ° Оптимальный состав смеси на всех эксплуатационных режиМах работы двигателя 1 регулируется блоком 25, который управляет работой реактора в соответствии с положением дроссельной заслонки 18, температурой катализатора в реакторе и сигналом кислородного датчика 26.

Уменьшение расхода топлива и снижение токсичности отработавших raзов достигается также способностью блока 25 управления регулировать работу двигателя 1 на режиме принудительного холостого хода во время торможения автомобиля двигателем.

При этом дроссельная заслонка 18 закрыта, и, если частота вращения коленЧатого вала больше частоты вращения холостого хода, сигнал от дат-. чика 27 частоты вращения вала переfO дается в блок 25 управления, который через.. электромагнитный клапан 28 отключает подачу синтез-газа в смеситель 16. В этом режиме двигатель работает как компрессор, совершая работу по сжатиЮ чистого воздуха. .Таким образом, в предлагаемом двигателе обеспечивается егo работа на смеси газов, содержащих метан, окись углерода и водород. В результате этого понижается ToKсичность отработавших газов и улучшаются экономические показател% двигателя.