Способ подачи воды в топливовоздушную смесь двигателя внутреннего сгорания и устройство для подачи воды в двигатель внутреннего сгорания

 

Использование: в двигателестроении. Сущность изобретения: при подаче воды в топливовоздушную смесь двигателя воду впрыскивают во впускную систему в виде пленки в направлении движения потока смеси, а затем испаряют ее в рабочем цилиндре двигателя. Устройство для подачи воды в двигатель внутреннего сгорания содержит водяной жиклер с выходным отверстием, установленный во впускном патрубке, сообщенный магистралью с водяным баком и снабженный регулирующим органом. Выходное отверстие жиклера выполнено в виде плоской щели, размещенной в центральной зоне впускного патрубка и ориентированной в сторону рабочего цилиндра двигателя. Водяной жиклер соединен с магистралью через герметичную камеру. В камере может быть расположен регулирующий орган в виде игольчатого клапана. Предусмотрен вариант выполнения устройства с регулирующим клапаном в магистрали, связанным с приводом дроссельной заслонки. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с впрыском воды в топливовоздушную смесь.

Известен способ работы ДВС путем впрыска воды в топливовоздушную смесь и устройства для впрыска воды [1] .

В известных технических решениях вода вводится в топливовоздушную смесь в виде пара или мелкодисперсных капель, что требует дополнительных затрат энергии, но не обеспечивает в полной мере эффективного снижения токсичности выхлопных газов и улучшения мощностных и экономических показателей ДВС.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков является техническое решение [2] , которое характеризуется впрыском воды в топливовоздушную смесь в виде мелкодисперсных капель, распыляемых дополнительным воздушным потоком. Устройство для подачи воды в известном изобретении содержит водяной жиклер, установленный во впускном патрубке и снабженный регулирующим органом. К водяному жиклеру помимо водяной магистрали от бака с водой подсоединен воздушный распылитель, воздух в который поступает из дополнительной воздушной магистрали за счет разрежения во впускном патрубке, что не повышает мощностные и экономические показатели ДВС.

Данное изобретение направлено на повышение мощностных и экономических показателей ДВС, характеризующееся впрыском воды в топливовоздушную смесь, за счет снижения энергетических потерь.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе подачи воды в топливовоздушную смесь двигателя внутреннего сгорания путем впрыскивания ее во впускную систему двигателя воду впрыскивают в виде пленки в направлении движения потока смеси, а затем испаряют ее в рабочем цилиндре двигателя.

В заявленном устройстве для подачи воды в ДВС, содержащем водяной жиклер с выходным отверстием, установленный во впускном патрубке, сообщенный магистралью с водяным баком и снабженный регулирующим органом, выходное отверстие жиклера выполнено в виде плоской щели, размещенной в центральной зоне впускного патрубка и ориентированной в сторону рабочего цилиндра двигателя в направлении потока топливовоздушной смеси, а водяной жиклер соединен с магистралью через герметическую камеру.

Кроме того, устройство для подачи воды в ДВС характеризуется тем, что регулирующий орган выполнен в виде игольчатого клапана, расположенного в герметичной камере, а в магистрали установлен регулирующий клапан, связанный с приводом дроссельной заслонки.

Цель заявленного способа - исключение дополнительных энергопотерь на распыление и испарение воды во впускном патрубке при снижении максимальной температуры цикла и количества токсичных соединений в выхлопных газах, приводящих к увеличению экономичности и мощности, т. к. повышается разряжение в такте впуска в рабочем цилиндре и улучшается процесс его наполнения свежим зарядом горючей смеси, а для испарения пленки в рабочем цилиндре используется теплота охлаждения двигателя, а также разрежение в цилиндре на такте впуска.

Цель устройства - упрощение конструкции и повышение мощностных и экономических характеристик ДВС.

Наличие дополнительной герметичной камеры, заполненной водой, непосредственно к выходному каналу которой подключен водяной жиклер, выполненный в виде плоской щели, обеспечивает надежный впрыск воды при работе ДВС на всех режимах, в том числе и при переходных процессах, в виде пленки с необходимым расходом.

Возможность регулирования расхода впрыска и прекращения подачи воды посредством клапанов, размещенных в герметичной камере и на магистрали, соединенной с водяным баком, также способствует повышению экономичности двигателя.

На чертеже представлено устройство для подачи воды в ДВС, реализующее предложенный способ, общий вид.

Устройство содержит герметичную камеру 1, которая может быть смонтирована на впускном патрубке 2. К выходному каналу 3 герметичной камеры 1 подключен водяной жиклер 4, выполненный в виде плоской щели, а входной патрубок 5 подсоединен к магистрали 6, которая подходит к водяному баку 7. Внутри герметичной камеры 1 установлен игольчатый клапан 8, а на магистрали 6 может быть размещен электромагнитный клапан 9, связанный с приводом дроссельной заслонки карбюратора.

Впрыск воды в топливовоздушную магистраль осуществляют следующим образом.

Воду вводят в топливовоздушную смесь после образования смеси в карбюраторе в виде тонкой пленки, испарение которой происходит в рабочем цилиндре за счет тепла охлаждения двигателя. При этом вода поступает из водяного бака 7 под статическим напором столба жидкости или под давлением, создаваемым насосом (не показан), заполняет внутреннюю полость герметичной камеры 1 и посредством жиклера 4 впрыскивается в виде пленки во впускной патрубок 2. Поток топливовоздушной смеси транспортирует водяную пленку в рабочий цилиндр (не показано), где за счет тепла охлаждения двигателя происходит мгновенно ее испарение под разрежением, создаваемым в такте впуска. Количество воды в топливовоздушной смеси (т. е. состав заряда горючей смеси) регулируется игольчатым клапаном 8, а отключение подачи воды при впуске двигателя и на режиме холостого хода может быть осуществлено посредством электромагнитного клапана 9, связанного с приводом дроссельной заслонки карбюратора.

Формула изобретения

1. Способ подачи воды в топливовоздушную смесь двигателя внутреннего сгорания путем впрыскивания ее во впускную систему двигателя, отличающийся тем, что воду впрыскивают в виде пленки в направлении движения потока смеси, а затем испаряют ее в рабочем цилиндре двигателя.

2. Устройство для подачи воды в двигатель внутреннего сгорания, содержащее водяной жиклер с выходным отверстием, установленный во впускном патрубке, сообщенный магистралью с водяным баком и снабженный регулирующим органом, отличающееся тем, что выходное отверстие жиклера выполнено в виде плоской щели, размещенной в центральной зоне впускного патрубка и ориентированной в сторону рабочего цилиндра двигателя в направлении потока топливовоздушной смеси, а водяной жиклер соединен с магистралью через герметичную камеру.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что регулирующий орган выполнен в виде игольчатого клапана, расположенного в герметичной камере, и в магистрали установлен регулирующий клапан, связанный с приводом дроссельной заслонки.

РИСУНКИ

Рисунок 1