Способ работы двигателя внутреннего сгорания по циклу цаголовых

 

Изобретение относится к двигателестроению. Целью изобретения является повышение параметров работы двигателя и снижение токсичности отработавших газов. Способ работы двигателя включает впрыск заряда воды в рабочие камеры на такте расширения в точке Z индикаторной диаграммы через форсунки высокого давления. 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению применительно к двигателям внутреннего сгорания.

Известен способ работы двигателя внутреннего сгорания с особым рабочим процессом.

Также известен способ работы двигателя внутреннего сгорания, заключающийся во впрыске в двигатель заряда воды.

Известные способы работы двигателя приводят к снижению температуры рабочего заряда в конце такта сжатия из-за потери теплоты на парообразование водного заряда, что приводит в целом к снижению экономичности и эффективности работы двигателя.

Целью изобретения является повышение параметров работы двигателя и снижение токсичности отработавших газов.

Цель достигается тем, что заряд воды впрыскивают в цилиндры двигателя на такте расширения в точке z индикаторной диаграммы с распылом в виде тумана через форсунки высокого давления.

На фиг. 1 изображены совмещенные индикаторные диаграммы способа работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - схема вариантов работы двигателя применительно к поршневому двигателю внутреннего сгорания.

Кривые (фиг. 1) изображают изменение давления газов в цилиндрах двигателя p в зависимости от изменения объема рабочих камер vp при движении поршней между верхними ВМТ и нижними НМТ мертвыми точками при осуществлении рабочего процесса за один цикл тактов: впуска по кривой r, a, сжатия по кривой a, c₁, c, расширения по кривой c, z, b₁, b, причем кривая I для карбюраторных и газовых двигателей с известным способом работы: c, z, z, b₁, b _- кривая II для дизелей с известным способом работы и c, z, b₁, b - для карбюраторных и газовых двигателей, c, z', z, b₁, b - для дизелей - кривые III с предлагаемым способом работы, выпуска по кривой b, r_l, r для всех двигателей и способов работы. vc, vn, po, p₁, p₂, p₃, p₄ изображают соответственно объем камеры сгорания, рабочий объем цилиндра, давление атмосферного воздуха и среднее индикаторное давление циклов карбюраторного и газового двигателей, дизеля с известными способами работы, а также карбюраторного и газового двигателей и дизеля с предлагаемым способом работы. Точки r₁, b₁, c₁, z' кривых соответствуют началу открытия соответственно впускного и выпускного клапанов, подача искры для карбюраторных и газовых двигателей или впрыску топлива для дизелей, концу горения основной массы топливного заряда.

Вариант двигателя по фиг. 2, работающего по предлагаемому способу, состоит из корпуса 1, в котором размещены рабочие цилиндры 2 с поршнями 3, с механизмом преобразования и передачи движения на вал двигателя 4 известных конструкций, рубашкой для охлаждающей и рабочей жидкости 5, а также замыкающей рабочие камеры 6 головкой блока цилиндров 7 с впускными 8 и выпускными 9 каналами и устройствами для подачи свежего заряда и выпуска отработавших газов, с системой зажигания 10 для карбюраторных и газовых двигателей или топливоподачи 10 для дизелей, со свечами зажигания 11 для карбюраторных и газовых двигателей или топливных форсунками 11 для дизелей, а также другими механизмами, деталями, системами двигателей известных конструкций и способов работы.

Дополнительно для осуществления предлагаемого способа работы двигатель имеет форсунки высокого давления 12, по конструкции одинаковые топливным форсункам, размещенные на корпусе или головке цилиндров с оптимальными условиями впрыска водного заряда в рабочие камеры на такте расширения - в точке z индикаторной диаграммы, соединенные трубопроводами высокого давления 13 с насосом высокого давления 14, известных конструкций топливных насосов высокого давления, трубопроводами низкого давления 15 с фильтром 16, водяным насосом-помпой 17 и рубашкой охлаждения двигателя 5, которая с помощью трубопровода низкого давления соединена через вентиль 18 с водяным баком 19, имеющим заливную горловину с крышкой - паровоздушным клапаном 20, сигнализирующее устройство для контроля уровня воды в баке и сливной патрубок с краном известных конструкций.

Насосы высокого и низкого давления размещены на корпусе двигателя и имеют привод от вала двигателя с помощью кинематической передачи известных конструкций.

Работа двигателя происходит следующим образом.

Осуществление рабочих тактов происходит аналогично известным двигателям внутреннего сгорания как в четырехтактном, так и в двухтактном исполнении. Дополнительно в соответствии с предлагаемым способом в рабочие камеры на такте расширения в точке z индикаторной диаграммы впрыскивается под высоким давлением 125. . . 200 атм с распылом в виде тумана с помощью форсунок 12 и системы подачи воды: насоса 14, фильтра 16, насоса-помпы 17 из рубашки охлаждения 5 или бака 19 нагретый до 60. . . 90^оС заряд воды, который под действием высокой температуры 2300. . . 2700К среды мгновенно испаряется и частично разлагается, выделяя растворенный и молекулярный кислород, дополнительно интенсифицирующий процесс догорания топливного заряда. За счет выделяемых при этом газов и пара от водяного заряда повышаются давление, эффективность, КПД и экономичность цикла, снижаются токсичность отработавших газов, жесткость работы и происходит охлаждение двигателя с использованием теплоты, уходящей с охлаждающим телом - водяным зарядом на полезную работу. (56) Авторское свидетельство СССР 6424976, кл. F 02 B 41/02, 1977.

Патент Великобритании 1357887, кл. F 1 B, 1973.

Формула изобретения

Способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий впрыск в двигателе заряда воды, отличающийся тем, что, с целью повышения параметров работы двигателя и снижения токсичности отработавших газов, заряд воды впрыскивают в цилиндры двигателя на такте расширения в точке Z индикаторной диаграммы с распылом в виде тумана через форсунки высокого давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2