Способ наддува двигателей внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к способам наддува двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом являются повышение экономичности и снижение токсичности отработавших газов. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель наддувают с помощью роторно-поршневого компрессора с вращающимся блоком цилиндров. Согласно изобретению, в цилиндры двигателя наддувается полученный в результате конверсии в подпоршневом пространстве последнего углеводородсодержащий газ и воздух. Одновременно в надпоршневом пространстве осуществляется утилизация энергии отработавших газов, при этом исключается необходимость применения глушителя шума отработавших газов двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к силовым установкам транспортных средств.

Известен способ улучшения показателей двигателей внутреннего сгорания путем наддува (1), когда при помощи компрессора увеличивается количество поступающего в цилиндры воздуха или топливовоздушной смеси. Недостатком его является малая эффективность, так как путем наддува можно увеличить только мощность двигателя, а эколого-экономические показатели практически не улучшаются.

Изобретение направлено на улучшение мощностных, топливно-экономических и экологических показателей двигателей.

Решение поставленной задачи достигается применением наддува водородсодержащего газа, полученного в результате конверсии жидкого топлива, совместно с воздухом и одновременно утилизации энергии отработавших газов, путем использования в качестве нагнетателя-утилизатора роторно-поршневого компрессора с вращающимся блоком цилиндров, выполняющим роль ротора (2).

Предлагаемый способ заключается в следующем (см. чертеж). Отработавшие газы из выпускных коллекторов двигателя по трубопроводам 1 через впускной коллектор 2 нагнетателя-утилизатора 3 поступают в надпоршневое пространство 4 его цилиндров. Под давлением газов поршни радиально перемещаются и с помощью силового шестеренчато-кривошипно-шатунного механизма вращают блок цилиндров (ротор). Совершившие работу при расширении газы в процессе перемещения к исходному положению поршней выталкиваются через выпускной коллектор 5 нагнетателя-утилизатора и трубопроводы 6 в атмосферу. Крутящий момент от ротора передается с помощью цепной (или шестеренчатой) передачи 7 на коленчатый вал двигателя.

При применении нагнетателя-утилизатора с рабочим объемом, обеспечивающим степень расширения газов, равной 1,7-1,8, отпадает надобность глушителя, т. к. в этом случае газы не будут истекать с критическими скоростями.

Подпоршневое пространство цилиндров 8 используется для осуществления наддува топливовоздушной смеси. В дополнение к топливу, поступающему через карбюратор или форсунки в цилиндры двигателя, от топливного насоса часть топлива поступает по трубопроводу 9 в подпоршневое пространство через боковые крышки 10 и ротор нагнетателя-утилизатора. Туда же по трубопроводу 11 от воздухоочистителя подается воздух, а по трубопроводам 12 - часть отработавших газов. Под действием высокой температуры при сжатии топливогазовой смеси происходит термохимическое разложение (конверсия) жидкого топлива, которое превращается в газ, содержащий в основном водород и оксид углерода. Нагнетатель-утилизатор осуществляет наддув полученного газообразного топлива совместно с воздухом, которые смешиваются с основным топливом и в такте впуска поступают в цилиндры двигателя. Содержащийся в воздушной смеси водород инициирует сгорание и сокращает период активного тепловыделения. Оксид углерода повышает октановое число, что позволит увеличить степень сжатия двигателя без применения токсичных антидетонационных присадок. Широкие концентрационные пределы воспламенения водорода и оксида углерода при дополнительном подводе воздуха обеспечат более полное сгорание топлива, благодаря чему снизятся выбросы СО и СН.

Таким образом, наддув топливовоздушной водородсодержащей, полученной в результате конверсии газообразной смеси и утилизация энергии отработавших газов существенно увеличат мощность двигателя с одновременным улучшением топливоэкономических и экологических показателей двигателя.

Источники информации 1. В.М. Архангельский и др. Автомобильные двигатели, М., Машиностроение, 1977, с.211-214.

2. Патент РФ 2160386 "Роторно-поршневой компрессор".

Формула изобретения

Способ наддува двигателей внутреннего сгорания с помощью роторно-поршневого компрессора с вращающимся блоком цилиндров, отличающийся тем, что в цилиндры двигателя наддувается полученный в результате конверсии в подпоршневом пространстве последнего углеводородосодержащий газ и воздух, и одновременно в надпоршневом пространстве осуществляется утилизация энергии отработавших газов, при этом исключается необходимость применения глушителя шума отработавших газов двигателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1