Способ работы двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится преимущественно к бескартерным двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Способ работы ДВС, использующий процесс преобразования рабочего тела - смеси с одним, по крайней мере, жидким компонентом, включающий образование смеси, ее воспламенение в конце такта сжатия, ввод жидкого компонента производят в момент прохождения поршнем 1/4-1/3 рабочего хода с синхронным уменьшением подачи горючего в топливную смесь. Жидкий компонент (вода) находится в смеси с воздухом. Изобретение обеспечивает повышение экономичности двигателя без снижения мощности. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способам работы устройств, преобразующих энергию сгорания топлива в механическую энергию вращения, в частности преимущественно в бескартерных двигателях внутреннего сгорания (ДВС).

Известен способ испарительного охлаждения ДВС, при котором конденсат впрыскивают в заряд наддувного воздуха, подаваемого в ДВС. Это обеспечивает повышение мощности и экономичности двигателя [1].

Это же оказывает отрицательное влияние на процесс воспламенения топлива.

Известен также способ работы ДВС, включающий образование рабочего тела - смеси с одним, по крайней мере, жидким компонентом, ее воспламенение в камере сгорания в конце такта сжатия и сгорание с повышающимся давлением и температурой и отводом тепла, при этом жидкий компонент - воду - используют для управления процессом, создавая в ней электрический разряд [2].

Образование рабочего тела - смеси с жидким компонентом - водой, в том числе впрыскивание и превращение воды в пар, происходит в начале рабочего хода поршня, что не способствует улучшению условий воспламенения и сжигания смеси. Это, в свою очередь, ограничивает количественно использование жидкого компонента (воды), а значит, не позволяет существенно снизить расход горючего.

Задача изобретения - обеспечить возможность продления термодинамического процесса в камере сгорания двигателя.

Технический результат - повышение экономичности двигателя без снижения мощности.

Это достигается тем, что в способе работы двигателя внутреннего сгорания, использующем процесс преобразования рабочего тела - смеси с одним, по крайней мере, жидким компонентом и включающем образование смеси, ее воспламенение в камере сгорания в конце такта сжатия с повышением давления и температуры, ввод жидкого компонента производят в момент прохождения поршнем 1/4-1/3 рабочего хода с одновременным уменьшением подачи горючего в смесь.

Кроме того, в качестве жидкого компонента используют воду в смеси с воздухом.

Действительно, расчеты показывают, что одна объемная единица смеси при теплоемкости 46·10⁶ Дж/кг (теплоемкость бензина) позволяет превратить в пар с 200-250°С около 15 объемных единиц пресной воды с теплоемкостью 4·10³ Дж/кг.

Образующийся при работе ДВС пар поддерживает и даже увеличивает давление в камере сгорания (йод поршнем), несмотря на увеличивающийся после прохождения 1/4-1/3 рабочего хода объем над поршнем при движении поршня до выпуска отработавших газов.

Подача водовоздушной смеси ранее 1/4 рабочего хода поршня менее эффективна, т.к. ухудшает условия воспламенения смеси и ускоряет падение давления в камере сгорания, а позднее 1/3 рабочего хода - не производит заметного продления термодинамического процесса.

Способ осуществляют с помощью емкости для пресной воды, насоса, форсунки и схемы управления подачей топлива и работой форсунки.

Производят запуск двигателя известным порядком. После запуска двигателя с помощью схемы управления уменьшают подачу горючего в топливную смесь в камеру сгорания на 1/10-1/12 первоначального объема (при запуске) и синхронно впрыскивают через форсунку водовоздушную смесь в том же объемном количестве. Ввод ее в камеру сгорания происходит тогда, когда поршень пройдет 1/4-1/3 рабочего хода, т.е. тогда, когда созданы оптимальные условия для испарения ее. Образующийся пар с температурой 200-250°С поддерживает и даже увеличивает давление в камере сгорания вплоть до выпуска отработавших газов.

Источники информации:

1. А.с. №270396, F 01 Р 3/22, 1970 (СССР).

2. Патент №2166109, F 02 В 47/02, 1997 (РФ).

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания, использующий процесс преобразования рабочего тела - смеси с одним, по крайней мере, жидким компонентом и включающий образование смеси, ее воспламенение в камере сгорания в конце такта сжатия с повышением давления и температуры, отличающийся тем, что ввод жидкого компонента производят в момент прохождения поршнем 1/4-1/3 рабочего хода, при этом синхронно уменьшают подачу горючего в топливную смесь.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкого компонента используют воду.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что жидкий компонент используют в смеси с воздухом.