Способ работы двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение может быть использовано для исключения выброса токсичных веществ и повышения топливной экономичности и заключается в том, что в реакторе - восстановителе 4 проводят каталитическую конверсию выхлопных газов при контакте их с раскаленным углеродсодержащим веществом, продукты конверсии охлаждают в теплообменнике 7 и направляют в накопительную емкость 9, где состав газов анализируется газоанализатором 20. По сигналам газоанализатора 20 в блоке управления 24 вырабатываются управляющие сигналы, обеспечивающие при воздействии на исполнительные дозаторы 12 и 17 баллонов со сжатым кислородом и аргоном добавку в смесь газов необходимого количества окислителя кислорода и нейтрального газааргона, соответствующих данному режиму работы двигателя. Картер двигателя соединен с накопительной емкостью 9 трубопроводом 19 через маслоотделитель 18. Из накопительной емкости регулируемый объем смеси газов направляется в камеры сгорания двигателя. Часть неиспользованного углекислого газа сепарируется, охлаждается, сжимается компрессором и хранится в баллоне. Предлагаемый способ работы ДВС исключает выброс в атмосферу канцерогенных веществ, обеспечивает замену углеводородного топлива на углеродсодержащее топливо и сжатый кислород, повышает экономичность работы двигателя, вырабатывает сжатый углекислый газ, пригодный для дальнейшего использования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 02 В 51/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4160429/25-06 (22) 8.11.86 (46) 23.07.89. Бюл. № 27 (75) С. М. Киреев (53) 621.43.068.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1301997, кл. f= 02 В 51/02, 1985. (54) СГ!ОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕ)-! НЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение может быть использовано для исключения выброса токсичных веществ и повышения топливной экономичности и заключается в том, что в реакторе-восстановителе 4 проводят каталитическую конверсию выхлопных газов при контакте их с раскаленным углеродсодержащим веществом, продукты конверсии охлаждают в теплообменнике 8 и направляют в накопительную емкость 10, где состав газов анализируется газоанализатором 14. Но сигналам газоанализатора 14 в блоке управления 15 вырабатываются

„„Я0„„149547О А 1

2 управляющие сигналы, обеспечивакнпнс при воздействии на исполнительные доза1оры 2:1 и 20 баллонов со сжатым кислородом и аргоном добавку в смесь газов необходимого количества окислителя кислорода и нейтрального газа-аргона, соответствующих данному режиму работы двигателя. Картер двигателя соединен с накопительной емкостью 10 трубопроводом 12 через»аслоотделитель 13. Из накопительной емкости регулируемый объем смеси газов направляется в камеры сгорания двигателя. Часть неиспользованного углекислого газа сепарируется, охлаждается, сжимается компрессором и хранится в баллоне. Г!редлагаемый способ работы ДВС исключает выброс в атмосферу канцерогенных веществ, обеспечивает замену углеводородного топлива на углеродсодержащее топливо и сжатый кислород, повышает экономичность работы двигателя, вырабатывает сжатый углекислый газ, пригодный для дальнейшего использования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1495470

Изобретение относи гся к машHIIocTpoeIIHto H можеT быть HCtfo. IB:IOII3110 Q:I if Организации работы двигателя внутреннего сгорания.

Цель изобретения — исключение выброса токсичных веществ и повышение топIHBIIoH экономичности.

На черте)ке показана схема устройства, реализующего способ работы двигателя внутреннего сгорания.

Устройство содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, впускной 2 и выпускной 3 коллекторы. Выпускной коллектор 3 соединен с реактором-восстановителем 4 и сепаратором 5. В реакторе-воестыновителе установлено устройство 6 электроподогрева, соединенное с источником 7 тока. Выпускной коллектор и реактор-восстановитель зы(ци п(сны от тсиловогo излучения тсплоизолиру1ощими llpoKлы.цгы м;1 (не пок: заf.t t l. ()c3ктор-восстыновитсль ", .оединец с ll. ;(оом IIIIHK0 1 8, который I pубопрово (ом сое IHllcll с:1ыкопи1»1ьнои емкос.1::1 ) 111.

h3KuIIHTe ft»l;IH c fKocTt 10 чсрез регу.)я гор

11 объемы смеси соединена с впускным коллектором 2, а трубопроводом !2 через мыс looT,((II

Ьлок 15 уlfpBBëcíèÿ электрически соединен с электронным ключом 19 управления дозатором 20 аргона, установленном на баллоне 2! со сжатым аргоном, и с электронllhIM ключом 22 управления дозатором 23 кислорода, установленном на баллоне 24 со сжатым кислородом. Дозатор 23 кислородатрубопроводом 25 соединен с накопительнои емкостью 10, а дозатор 20 аргоны соедннеll трубопроводом с трубопроводом 9.

Сепаратор 5 соединен трубопроводом 26, с теплообменником 27 охлаждения неотсепарировынной части выхлопных газов, tI трубопроводом 28 с теплообмснником 29 охлаждения отсепарированного углекислого газы. Теплообменник 27 соединен с трубопроводом 9, а теплообмснник 29 соединен с компрессором 30, выпускной патрубок которого соединен с баком 31 хранения углекислого газы. На баке 31 установлен управляемый редуктор-регулятор 32, который трубопроводом 33 соединен с реактором-восстановителем 4.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед запуском двигателя Включают устройство 6 прогрева углеродсодержащего вещества в реакторе-восстановителе 4 и разогревают его до температуры 700 —900 С. Теплоизолирующая прокладка реактора-восстановителя 4 способствует быстрому прогреву углеродсодер>ка(цего вещества.

30 з

После достижения заданной температуры включают редуктор-регулятор 32 и направляют часть углекислого газа в реакторвосстановитель 4. Время работы редуктора-регулятора 32 определяется таймером и соответствует заполнению накопительной емкости окисью углерода в необходимом для запуска двигателя количестве. После этого подача углекислого газа в реакторвосстановитель 4 автоматичсски прекращается. По сигналам газоанализатора 14 блок 15 управления вырабатывает сигналы управления электронными ключами 19 и 22 и дозаторами 20 и 23, в накопительную емкость 10 пропускается необходимое количество аргона и кислорода для формирования сосз ава смеси, соответствующей запуску двигателя. Регулятором 1 обсспеи и Ва(. гся Ifo, (ы ч(1 смеси газОВ B ка м pl>I сгорания.

Во время работы в камерах сгорания при 1)р (мерно постоянном обьеме нсйтры fbНОГО (IP Гoll tl OK>ICB l !iЛЕРОД(1 Cl OPB(I В КИС, loроде, смесь газов нагревается и расширяется. Двигатель совер1пает полезную р300ту, а ны(.ретые аргон и углекислый гыз поступают в выхлопной коллектор 3 и реактор-восстановитель 4, где углекислый . 33 и аргон отдают часть своего тепла yr, IBP0, (C0;tBРЖ3 ЩСМ У В ttlECÒIIÚ, ПОДДСРЖИ B;! H его раоочую температуру. 11ри этом у лекислый газ вступыет в реакцию с углем и восстанавливается в окись углероды. Реакция идет с нагло(цением тепла. Однако вследствие того, что на одну молекулу углекислого газа приходится две молекулы окиси углерода, объем газы увеличивается, и, несмотря 113 снижени(. 1(»Ifcpa i ры, давление газов не снижается, а возрастает. Смесь газов после каталитической реакции поступает в теплообменник 8, 33 счет снижения температуры дав.(ение газов падает, íî ttpo;Lo,:I>K3åò оставаться (0cтаточно высоким. Смесь газов поступаег под давлением в накопительную емко("1ь 10, где обогащается кислородом. При этом смесь дополнительно охлаждается. так К3К процессы расширения сжатого кислорода, 3 также аргона, в случае его добавки в cv(< ь, идут с поглощением тепла. Охлажденные газы под давлением проходят через регулятор 11 и поступают в камеры сгорания двигателя 1. Процесс повторяется.

Ь:loK управления добыв )яет KHc. fopoz B iaвисимости от режима загрузки двигателя, определяемой обратной связь(0 положения регулятора 1 и блока управления (обратная связь не показана).

При поступлении выхлопных газов в выхлопной коллектор 3 часть Выхлопных газов поступает в сепаратор 5, где выделяется из выхлопных газов более тяжелый углекислый газ. Неотсепарированная часть газов охлаждается в теплообменнике 27 и направляется в накопительную (»KocIB 10, а!

495470

Фор.)1 у.га I«Io<)y>(тон«» (()(Tc! HllT(, ih (). I I), )IlIi)iI

Р((()),Т(>р I{. 1 VIIIIII() 1((р((ll Б(1) К()! р ) ) ) Л 11.) 31 >

> л,>

З;)((;i3 l> 8,,3(> Ир;)<К 4<(2 i 1)) >И))1(Ill)( (3! { I f I II I! ! (>:((cl))LT(3< llll«I () ) () f I) I (I ) II(> II II)()f)(I(Ililf) Y K )) I )(Р„)I I 1 f) f K 1{ I ((,-

I f3035, М(> KB(I. )К:{Д), Р))) Ill(KT>I )::О !,) I 1B()H3 В()(СТВ()(Н()-И3 icl ) (. Il Скlill KB(l()ll)c)) Г с! I cl I c i)i л, I ., )I> I (.)) > ".,,, .. I,))c -с(отсепарированный углекислый газ Охлаждается в теплообменнике 29, сжимается компрессором 30 и направляется на хранение в баллон 31.

При увеличении количества кислорода в смеси происходит полное сжигание в камерах сгорания окиси углерода, а избыток кислорода дожигается В реакторе-восстановителе 4, при этом увеличивается количество Вырабатываемого углекислого газа и восстановленного угарного газа, смесь газов обогащается окисью углерода и кислородом, обеспечивая приемистость двигателя. При снижении нагрузки уменьшается количество подаваемого кислорода и тем самым обеспечивается экономный расход кислорода и yr !5 леродсодержащего вещества. Остановка двигателя производится прекращением подачи в накопительную емкость кислорода. При этом при использовании двигателя, например, на транспортном средстве двигатель может быть использован как моторный тормоз.

Запуск двигателя после непродолжительной остановки Обеспечивается при использовании остатков угарного Iàза при неостывшем реакторе-восста!н)вит<лс. 25!. (.:Иособ рабогы двигателя внутреннего сгорания путем каталитической конверсии отработав(них газов В р 3Krop(. -восста- 30 повителе, смешения нродукгон ка!;!, и i((кл ючения выброса токсичных веп(сств и повышения топливной экономичности, продукты каталитической конверсии Охлажд,(к)т и !

{вправляют в накопительную емкость, к;(ртерные газы очищают or масла и IIÄI.»Ip3Bляют В последнюн), смесь га (oB i! B !KolliiTE 1ЬНОИ (Х! КОСТИ 3!1 !. ИЗИР ) К)Т lio (ОС1 3 13), 3 смешивание продуKToB каталитической конверсии с окислителем н присут(гнии нейтрального газа осуществляют В накопительной емкости В зависих!о(ти оТ режима работы двига(сля, ча(ть o!p;1()oT;iBIIIIIK газов сепарирук) г с ()ыдел< нисм уl.лс кисЛОГО . :133, КОТОРЫЙ ОХ. (ñl ЖД<1 ЮТ, СЖ И Ма IОТ

И На П PB B. I ЯК)Т B !);. К Х Pc!!I(!I!I Я, OO Га В Н! УК1ся после сенара((ии часть Огработавн!их

ГВ ЗОБ О. . 13 ЖДаЮТ ll .!00 сl B.! )I K) Г K ОХ. !3 Ж—

1ЕН Н Ы М Il pO!)> КТВ М КсlТ3.1 ИТИ II>(КОИ КОН ВЕрсии. (..Иособ по и. I, отл«ча)о«{«й(<1 т м, что пере.1 запуском двигателя разогревают

P(. <1K TOP-ВОССТ<1НО ВИТ(. . I b И На П Ра В. I ЯЮТ В IIO(.,! Е, (Н И Й ) 1.1\. К!I(:. I Ы И Г<13 ИЗ 63 Ка Х Рз Н(>Н Il)1. ,3. (..носo() по и!!. I и .?, <>тл«<(i<0и{«йс.< тем, что В качест((е Окислитсл>1

И(. I!(),1ЬЗ), К)1 (. ЖВТI>11! KIIС.10!)ОД, сl B Kс(чес)вс инертно!О газа сжатый аргон.