Способ работы двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к способам работы двигателей с термохимической конверсией части топлива. Сущность изобретения: согласно способу первую порцию топлива перед сгоранием впрыскивают в цилиндр 1 в конце расширения , а впрыск второй порции топлива производят в конце сжатия заряда. Выпуск газов из цилиндра осуществляют двумя раздельными фазами. Первую начинают после достижения поршнем 2 нижней мертвой точки, через клапан 5 эту часть газов направляют в ресивер 10, которая затем на такте впуска из ресивера подается в цилиндр . Заканчивают первую фазу при превышении давления в ресивере над давлением в цилиндре. Вторую фазу начинают после завершения первой, через клапан 6 отработавшие газы из цилиндра 1 удаляются в атмосферу. 1 ил. 736 w е а О о ND СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю F 02 M 25/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4766254/06 (22) 08.12.89 (46) 07.07.92. Бюл. ¹ 25 (75) В.Ф.Передрий, В.В.Передрий, Н.И.Носков и Л.А.Петренко (53) 621.43.068:66.074.3 (088.8) (56) 1. Орлин А.С. и Круглов М.Г. Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинированных двигателей. M.; Машиностроение, 1985, с. 190.

2. Патент США ¹ 4372264, кл. 123-255, опублик. 1983. (54) СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ BHYTPEННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к способам работы двигателей с термохи„„. К „„1746025 А1 мической конверсией части топлива; Сущность изобретения: согласно способу первую порцию топлива перед сгоранием впрыскивают в цилиндр 1 в конце расширения, а впрыск второй порции топлива производят в конце сжатия заряда. Выпуск газов из цилиндра осуществляют двумя раздельными фазами. Первую начинают после достижения поршнем 2 нижней мертвой точки, через клапан 5 эту часть газов направляют в ресивер 10, которая затем на такте впуска из ресивера подается в цилиндр. Заканчивают первую фазу при превышении давления в ресивере над давлением в цилиндре. Вторую фазу начинают после завершения первой, через кла- ф пан 6 отработавшие газы из цилиндра 1 удаляются в атмосферу. 1 ил.

1 Я b

1746025

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к способам работы двигателей с термохимической конверсией части топлива, Известен способ работы двигателя внутреннего сгорания, при котором порция топлива в цилиндр передается ступенчато или за два раза при сжатии (или при сжатии и на впуске)(1).

Недостатком данного способа является то, что он не позволяет использовать для совершения полезной работы ту часть теплоты, которая уносится с отработавшими газами, Известен также способ работы двигателя внутреннего сгорания путем впуска в цилиндр заряда, его сжатия, впрыска в цилиндр топлива двумя порциями, сгорания топлива, расширения продуктов сгорания с преобразованием их энергии в возвратнопоступател ьн ые движения поршня между верхней и нижней мертвыми точками и выпуска отработавших газов, первую порцию топлива подают на такте расширения, а вторую — в конце такта сжатия, причем первую часть в продукты сгорания, которые отделяют от надпоршневой части камеры сгорания в испарительной камере (2).

Однако реализация указанного способа не позволяет добиться использования тепла отработавших газов для улучшения топливной экономичности двигателя, По этому способу испарительная камера соединяется с цилиндром на период времени от конца такта сжатия до середины такта расширения, поэтому и в испарительную камеру для термической обработки первой части топлива из рабочего цикла отбирается наиболее ценное рабочее тело, совершающее полезную работу, Отбор даже малой части работающего тела вместе с увеличенными тепловыми потерями через развитые поверхности двух камер и гидравлическими потерями при перетекании через узкий канал приведут к потери эффективности работы и, следовательно, к увеличению расхода топлива.

Целью изобретения является повышение экономичности двигателя внутреннего сгорания.

Цель достигается тем, что при способе работы двигателя внутреннего сгорания путем спуска в цилиндр заряда, его сжатия, впрыска в цилиндр топлива двумя порциями, сгорания топлива, расширения продуктов сгорания с преобразованием их энергии в возвратно-поступательное движение поршня между верхней и нижней мертвыми точками и выпуска отработавших газов, причем первую порцию топлива перед сгоранием впрыскивают в продукты сгорания в конце их расширения, а впрыск второй порции топлива производят в конце сжатия заряда, выпуск газов из цилиндра осуществляют

5 двумя раздельными фазами, первую из которых начинают после достижения поршнем нижней мертвой точки, производят в ресивер и завершают при превышении давления в ресивере над давлением в цилинд10 ре, впуская газы в цилиндр, а вторую фазу начинают после завершения первой.

На чертеже изображена схема двигателя внутреннего сгорания, реализующего предлагаемый способ.

15 Двигатель содержит цилиндр 1, в котором размещен поршень 2, совершающий . возвратно-поступательное движение между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой, Цилиндр снабжен крышкой 3, в

20 которой установлены впускной клапан 4, выпускные клапаны 5 и 6 и форсунка 7. Последняя подключена к топливному насосу 8, обеспечивающему впрыск топлива двумя порциями. Выпускное отверстие, закрывае25 мое клапаном 5, связано патрубком 9 с ресивером 10, который через патрубок 11 связан с впускной системой двигателя.

При движении поршня к нижней мертвой точке не такте расширения в конце

30 такта в цилиндр 1 топливным насосом 8 через форсунку 7 подают первую порцию топлива, которая в условиях высоких температур вступает в эндотермические реакции с двуокисью углерода и парами воды, содер35 жащимйся в продуктах сгорания топлива. В процессе этой реакции поглощается тепло, равное тепловому эффекту реакции, и образуется новое топливо, основными горючими компонентами которого являются СО и Нг.

40 Теплотворная способность конвертированного топлива выше теплотворной способности.исходного топлива на величину теплового эффекта реакции. Так как тепловой эффект реакции обеспечивается за счет

45 низкопотенциального тепла продуктов сгорания, поскольку топливо впрыскивается в конце такта расширения, когда энергия расширяющихся гадов преобразована в поступательное движение поршня (в тра50 диционном способе работы в конце такта расширения открывают выпускной клапан для удаления из цилиндра отработавших газов), то осуществляется регенерация тепла путем поглощения его в процессе термо55 химических реакций и превращения во внутреннюю энергию конвертированного топлива.

При достижении поршнем 2 нижней мертвой точки осуществляют первую фазу выпуска, для чего открывают выпускной кла1746025 щением его в полезную работу. На следующем такте осуществляют рабочий ход, и далее цикл повторяют снова.

При проведении термохимических реакций топлива с продуктами сгорания в цилиндре в конце такта расширения обеспечиваются температурные условия для наибольшего количества топлива, которое сможет прореагировать с отработавшими газами, что увеличивает количество тепла, возвращаемого в рабочий цикл. Кроме того, замена части жидкого топлива продуктами его конверсии улучшает процесс выгорания

10 жидкого топлива иэ-за наличия в конверти15 рованном топливе активных газообразных горючих Hz, СО и др., что также способствует повышению топливной экономичности.

Формула изобретения

Способ работы двигателя внутреннего его сжатия, впрыска в цилиндр топлива двумя порциями; сгорания топлива, расширения продуктов сгорания с преобразованием их энергии в возвратно-поступательное движение поршня между верхней и нижней мертвыми точками и выпуска отработавших газов, причем первую порцию топлива перед сгоранием впрыскивают в продукты сгорания в конце их расширения, а впрыск второй порции топлива производят в конце

30 сжатия заряда, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, выпуск газов из цилиндра осуществляют двумя раздельными фазами, первую из которых начинают после достижения поршнем нижней мертвой точки, производят в ресивер и завершают при превышении давления в ре35 сивере над давлением в цилиндре, впуская газы в цилиндр, а вторую фазу начинают

40 после завершения первой.

Составитель О. Немцов .Техред М. Моргентал Корректор О. Ципле

Редактор Л, Волкова

Заказ 2378 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 пан 5, иэ цилиндра 1 начинает выходить конвертированное топливо в смеси с отработавшими газами через патрубок 9 в ресивер 10 и далее на такте впуска через патрубок 11 в цилиндр двигателя. Выпускной клапан 5 закрывают при превышении давления в ресивере над давлением, в цилиндре, Поскольку топливо впрыскивается в объем продуктов сгорания, примыкающий к крышке 3, то в первую очередь этот объем отработавших газов и будет удаляться из цилиндра 1. Поэтому за период времени, в течение которого будет открыт клапан 5, из цилиндра выйдет конвертированное топливо в смеси.с продуктами сгорания, После завершения первой фазы выпуска осуществляют вторую фазу, для чего открывают выпускной клапан 6 и из цилиндра

1 удаляют отработавшие газы в атмосферу на такте выпуска при движении поршня 2 к верхней мертвой точке.

На такте впуска через открытый впускной клапан 4 в цилиндр поступают свежий воздух и конвертированное топливо. В последующем такте производят сжатие смеси свежего воздуха и конвертированного топлива, а в конце этого такта подают топливным насосом 8 через форсунку 7 вторую порцию топлива, которая при своем воспламенении приводит к сгоранию конвертированного топлива.

При сгорании конвертированного топлива выделяется и превращается вполезную работу тепло, регенерированное в предыдущих тактах при термохимических .реакциях конверсии исходного углеводородного топлива в продуктах сгорания.

Следовательно, осуществляется термодинамическое усовершенствование цикла эа счет регенерации тепла с последующим превра20 сгорания путем впуска в цилиндр заряда,