Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет повысить эффективность способа работы двигателя внутреннего сгорания. В результате сгорания и расширения горючей смеси в камере 5 сгорания происходит перемещение поршня 4 вниз, При этом под действием пружины 14 стержень 11 опускается, перекрывая центральный осевой канал и радиальные отверстия 10, а в испарительную камеру 7 по каналу 8 подается порция топлива с добавлением водяных паров. Выдержка смеси в испарительной камере производится частично в течение рабочего хода, тактов выхлопа , всасывания и сжатия. Во время выдержки происходит нагрев смеси и частичная диссоциация молекул топлива и воды.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 F 02 В 19/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4767725/06 (22) 13.12.89 (46) 07.07.92, Бюл, 1Ф 25 (75) А.И,Чернов (53) 621,43.057 .3(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

% 1239380, кл. F 02 В l9/02, 1985. (54) СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ДБИГАТЕЛЪ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность способа работы двигателя внутреннего сгорания. В результате сгора„„ Ы „„1746005 А1 ния и расширения горючей смеси в камере

5 сгорания происходит перемещение поршня 4 вниз, При этом под действием пружины

14 стержень 11 опускается, перекрывая центральный осевой канал и радиальные отверстия 10, а в испарительную камеру 7 по каналу 8 подается порция топлива с добавлением водяных паров, Выдержка смеси в испарительной камере производится частично в течение рабочего хода, тактов выхлопа, всасывания и сжатия, Во время вь1держки происходит нагрев смеси и частичная диссоциация молекул топлива и воды, 1746005

Изобретение относится K машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания и способам их работы.

Целью изобретения является повышение эффективности работы двигателя внутреннего сгорания.

На фиг.1 изображен продольный разрез двигателя внутреннего сгорания при закрытых перепускных отверстиях; на фиг.2 — испарительная камера при открытых перепускных отверстиях, Двигатель содер>кит цилиндр 1 с охлаждающей рубашкой 2, закрытой крышкой 3.

В цилиндре 1 размещен поршень 4 с вогнутой центральной частью, Полость между поршнем 4, крышкой 3 и цилиндром 1 является камерой 5 сгорания. В крышку 3 встроена форкамера 6 в виде тела вращения с испарительной камерой 7, размещенной в цилиндре 1 так, чтобы при нахождении поршня s BMT испарительная камера находилась в вогнутой части поршня 4. ц>оркамера

6 находится примерно на 7/2 его высоты, В теле форкамеры 6 выполнен канал 8 для подачи тбплива, к которому подведена магистраль подачи воды. В форкамере выполнены также припускные отверстия в виде центрального осевого канала 9, связывающего испарительную камеру 7 с камерой 5 сгорания, и радиальных отверстий 10, также связывающих испарительную камеру с камерой сгорания. В центральном осевом канале 9 установлен автоматический подпружиненный игольчатый клапан, выполненный в виде стержня 11, размещенного в верхней части 12 центрального канала

9, Нижний конец стержня 11 расположен в нижней части канала 9 с возможностью перекрытия радиальных перепускных отверстий 10. Верхний конец стержня 11 связан с пластиной 13, подпружиненной пружиной

14 сжатия, установленной в стакане 15, закрепленном на форкамере.

Объем форкамеры составляет 5 — 70% объема камеры сгорания при ее минимальном объеме. Форкакамера выполнена в виде жаропрочного керамического материала и в ее теле установлена спираль 16 накала.

Двигатель работает следующим образом.

В результате сгорания и расширения горючей смеси в камере 5 сгорания происходит перемещение поршня 4 вниз (по чертежу), При этом под действием пружины 14 стержень 11 опускается, перекрывая центральный осевой канал 9 и радиальные отверстия 10, а в испарительную камеру 7 по каналу 8 подается порция топлива с добавлением водяных паров (в объеме 5 — 10 Д объема топлива в зависимости от его качества

55 и вида), Поскольку испарительная камера 7 находится в камере сгорания, то стенки форкамеры нагреваются до высокой температуры, близкой температуре воспламенения топлива, После подачи в форкамеру топлива с добавкой водяных паров происходит выдержка смеси в ней в течение следующих тактов в цилиндре: частично рабочего хода, выхлопа, всасывания, сжатия, Во время выдержки осуществляется нагревание смеси, распад молекул топлива на составляющие его атомы углерода и водорода и диссоциация паров воды на Н2 и О, Поскольку кислорода образуется небольшое количество, то воспламенения топлива не происходит.

При подходе поршня к BMT в камере сгорания достигается большое давление, под действием которого стержень 17 поджимается, преодолевая силу пружины 14 и открывая перепускные отверстия. При этом небольшое количество воздуха из камеры 5 сгорания поступает в испарительную камеру 7, в результате чего происходит семовоспламенение топлива. Поскольку кислорода в камере имеется небольшое количество, то воспламенение топлива происходит без детонации. При воспламеннии топлива происходит повышение давления в испарительной камере, под действием которого смесь выбрасывается в камеру сгорания и середину цилиндра и начинается горение топлива под действием кислорода воздуха, находящегося в камере сгорания.

Давление в ней повышается, что способствует лучшему сгоранию топлива с образованием С02 и Н20.

Создавшееся при воспламеннии в испарительной камере давление поддерживает стержень 11 в поднятом состоянии, обеспечивая выход топлива в камеру сгорания. В результате повышения давления в камере сгорания. В результате повышения давления в камере сгорания начинается движение поршня 4 вниз, такт рабочего хода и падение давления в камере. При этом стержень 11 под действием силы пружины 14 .опускается и перекрывает перепускные отверстия при подходе к HMT. В испарительную камеру вновь подается порция топлива с добавлением паров воды, а в цилиндре происходят такты рабочего хода, выхлопа, всасывания, сжатия и цикл повторяется.

Спираль накала используется для предварительного нагрева форкамеры 6 перед пуском двигателя. В дальнейшем нагревание офркамеры происходит за счет температуры горящего топлива, Для образования паров воды двигатель может быть снабжен парообразователем.

1746005

Составитель А. Чернов

Редактор M. Стрельникова Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор Н, Король

Заказ 2377 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 работающем на тепле, отводимом от двигателя (не показан).

По сравнению с прототипом предлагаемый способ является более эффективным за счет дополнительного подогрева форкамеры и добавления в топливо паров воды, что обеспечивает более полное сгорание топлива, это также делает ДВС более экологически чистым, т,к, в его выхлопныхх газах меньше содержится СОр.

Формула изобретения

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем циклической подачи воздуха в цилиндр, его сжатие, перепуска в форкамеру через перепускные отверстия, впрыска топлива в форкамеру, его самовоспламенение, выброса горящей смеси иэ форкамеры в цилиндр, осуществления процессов сжигания топлива и расширения продуктов сгорания на такте расширения и выпуска отработавших газов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, форкамеры дополнительно подогревают при помощи теплоты продуктов сгорания, после осуществления выброса горящей смеси и сжигания топлива форкамеру отделяют от цилиндра на период до конца такта -жатия следующего цикла. а подачу топлива в форкамеру производят в смеси с водой после отделения форкамеры от цилиндра, 5 2. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с поршнем и крышкой, образующие камеру сгорания, и форкамеру с испарительной камерой, выполненной в виде тела вращения, закрепленную в крыш10 ке соосно с цилиндром, причем форкамера связана с камерой сгорания посредством перепускных отверстий в виде центрального осевого канала и радиальных сопловых отверстий и, снабжена каналом для подачи

15 топлива, отличающийся тем,что,с целью повышения эффективности, он дополнительно содержит автоматический подпружиненный клапан и магистраль подачи воды, причем автоматический клапан раз20 мещен в центральном осевом канале с возможностью его перекрытия и перекрытия сопловых отверстий, магистраль подачи воды подключена к каналудля подачитоплива, форкамера частично размещена в камере

25 сгорания и объем ее испарительной камеры составляет 5-10 наименьшего объема камеры сгорания,