Способ работы двигателя внутреннего сгорания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

{19) (11) А1

51) 4 Р 02 В 19/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2348148/25-06 (22) 20.04.76 (46) 07.05.86. Бюл. ¹ 17 (71) Институт механики машин АН ГССР и Государственный научно-исследовательский энергетический институт им.Г.M.Êðæèæàíîâñêoãî (72) В.В.Махалдиани, С.А.Джаноян и Д.Б.Месхи (53) 621.43-545(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 533741, кл. F 02 В 19/16, 1974.

2. Патент Японии № 49-41522, . кл. 51 В 24. опублик. 1974. (54)(57) 1. СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ преимущественно роторного, путем ввода обогащенной топливовоздушной смеси в форкамеру, организации горения этой смеси и периодического вытеснения продуктов неполного сгорания из форкамеры в основную камеру сгорания, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности путем более полного использования продуктов неполного сгорания, горение в форкамере поддерживают непрерывно и топливовоздушную смесь формируют в Отдельной зоне форкамеры путем образования пленки топлива на нагретой поверхности, отделяющей зту зону от эоны . горения, и введения воздуха в зону испарения топлива с поверхности пленки.

1229394 меры.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что пленку образуют путем подачи струи топлива и расгекания ее на нагретой поверхности.

3. Способ по п.2, о т л и ч а юшийся тем, что струю подают в аиде полого корпуса.

Изобретение относится к машино-. строению, в частности двигателестроению, а именно к способам организации рабочего процесса в двигателях с форкамерой. 5

Известны способы работы двигателя внутреннего сгорания путем ввода обогащенной топливовоздушной смеси в форкамеру, организации горения этой смеси и периодического вытеснения продуктов неполного сгорания из форкамеры в основную камеру сгорания.

В известных способах смесь вводят

:e форкамеру через отдельный клапан и воспламеняют при помощи запальной 15 электрической свечи. В процессе работы состав смеси в районе электроцов свечи меняется и условия воспламенения и сгорания смеси от цикла к циклу изменяются 2О

Для устранения этого недостатка в форкамере отделяют при помощи экрана зону со сравнительно малой "урболентностью потока и свечу располагают в этой зоне (2 ). В этом способе предусматривают подогрев подводимого воздуха в рабочей полости форкамеры и встречный впрыск распыленного топлива, поэтому испарение основной части топлива организуют с поверхности капель топлива. Далее часть образовавшейся таким путем топливовоздушной смеси вводят в отдельную зону стабилизации и поджигают ее искровым разрядом. После этого фронт пламени из эоны стабилизации распространяют в основную массу топливовоздушной смеси, облегчающей зону стабилизации, и сжигают ее, в результате поднимают давление в форкамере 4О и организуют выброс продуктов сгорания в основные камеры двигателя.

4. Способ по пп.1-3, о т л и ч а ю шийся тем, что воздух, вводимый в зону испарения топлива с поверхности пленки, предварительно поцогревают теплом форка—

Для воспроизведения повторного поджига форкамеру продувают и из нее отводят остаточные процукты сгорания, а далее заполняют свежим заряцом топлива и окислителя. В период продувки, подвода воздуха и топлива полностью исключается зажигание смеси.

Известные способы эффективны применительно к поршневым двигателям внутреннего сгорания.

L1l

Б роторных двигателях, особенно двигателях типа Ванкель, то, в связи с протяженностью основной камеры сгорания и в связи с тем, что основная камера сгорания перемещается г, процессе работы вдоль сопла форкамеры, периодичность вспышек в форкамере не может обеспечить эффективность сгорания в основной камере и повысить экономичность роторного двигателя.

Цель изобретения — повьш ение экономичности двигателя путем более полного использования продуктов неполного сгорания.

Для достижения поставленной цели горение в форкамере поддерживают непрерывно и топливовоздушную смесь формируют в отдельной зоне форкамеры путем образования пленки топлива на нагретой поверхности, отделяющей эту зону от зоны горения, и введения воздуха в зону испарения топлива с поверхности пленки.

Пленку образуют путем подачи струи топлива и растекания ее на нагретой поверхности.

Струю подают в виде полого конуса.

Воздух, вводимый в зону испарения топлива с поверхности пленки, предо варительно подогревают теплом форкамеры.

1229394

На чертеже приведена форкамера, предназначенная для реализации предлагаемого способа.

Форкамера выполнена составной из корпуса 1, крышки 2 и закрепленного между ними теплового экрана 3, выполненного в виде конуса. Форма экрана может быть и иной. Для крепления экран снабжен перемычками 4. Экран делит форкамеру на зону горения, в 10 которой размещена запальная свеча 5, установленная в гнезде 6 корпуса и закрытая козырьком 7, и зону формирования топливовоздушной смеси, к которой через штуцер 8, кольцевую каме-15 ру 9, топливоподающее устройство 10 и распылитель 11 подведено топливо.

Для подачи воздуха в зону формирования топливовоздушной смеси форкамера снабжена штуцером 12 и тангенци- 20 альными каналами 13.. С основной камерой сгорания форкамера соединена при помощи сопла 14. По пути от штуцера до каналов воздух подогревается теппом форкамеры. 25

В процессе работы двигателя в форкамеру через распылитель 11 подают струю топлива в виде полого конуса, направленного на поверхность экрана

3. При этом топливо растекается по этой поверхности в виде пленки и испаряется с ее поверхности. Воздух подают через тангенциальные каналы

13 в зону испарения топлива. Непрерывное поступление топлива и возду35 ха обеспечивает непрерывное образование топливовоздушной смеси.

Через кольцевой зазор между экраном и стенками форкамеры эта смесь проте40 кает в зону горения, сообщенную с основной камерой сгорания при помощи сопла 14. Для первоначального воспламенения смеси используется свеча 5. Козырек 7 служит для стабили45 зации потока в зоне электродов свечи.

После первоначального воспламенения горение поддерживается постоянно.

В процессе горения экран нагревается, что необходимо для нагрева по50 верхности, отделяющей зону формирования топливовоздушной смеси от зоны горения.

В процессе работы двигателя его ротор вращается и образуемые им камеры сгорания периодически сообщаются с форкамерой. Через сопло 14 продукты неполного сгорания вытесняются из форкамеры в основную камеру сгорания.

Горение смеси при этом происходит непрерывно, в результате чего в форкамере возникает аэродинамическая рециркуляция, при которой тепло продуктов сгорания постоянно переносится на встречу движению свежей смеси и, таким образом, обеспечивается непрерывность воспламенения и стабилизация пламени.

Смесь в форкамере формируют обогащенную. В результате ее сгорания образуются продукты, в которых кроме.

СО и СО содержится значительное количество Н, радикалов ОН и других частично окисленных веществ,,которые, попадая в основную камеру сгорания, образуют активные очаги горения и способствуют интенсивному и полному сгоранию смеси в двигателе.

Для того, ".тобы обеспечить максимально возможное насыщение зарядов основных камер сгорания роторного двигателя и своевременного использования активных веществ в период их повышенной активности на выходе из форкамеры, эти продукты дросселируют в сопле 14 (в период сообщения форкамеры с основной камерой сгорания), чем повьш ают их скоростной напор, масштабы турбулизации и температуру факела продуктов неполного сгорания.

Таким образом, использование предлагаемого способа обеспечивает возможность непрерывного и мощного генерирования активных центров горения, представляющих собой частично окисленные продукты. В результате обеспечиваются снижение тепловых потерь„ теплонапряженности корпусных и силовых деталей роторного двигателя, повышение КПД и полноты использования теплоты топлива, применение наряду с бензином иных (менее дорогих) сортов топлива, снижение токсичности отработавших газов путем увеличения полноты сгорания.

1229394 доздук

О/7080

Составитель М.Файн

Редактор Н.Данкулич Техред A.Õîäàíè÷ Корректор А.Ференц

Заказ 2430/30 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4