Способ снижения задержки воспламенения топлива в дизельном двигателе

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно двигателестроения. Предложен способ снижения задержки воспламенения топлива в дизельном двигателе, в котором к порции топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания двигателя с помощью форсунки, посредством генератора высокочастотных колебаний, установленного на топливопроводе высокого давления на входе в форсунку, подводится теплота, равная энергии активации окисления порции топлива. Применение предложенного способа позволяет расширить предел форсирования двигателя по среднему эффективному давлению, при этом увеличивается мощность и экономичность работы двигателя.

 

Изобретение относиться к области машиностроения, преимущественно, двигателестроения.

Известен способ воспламенения впрыскиваемого топлива при быстром нагреве воздуха от сжатия в камере сгорания поршневого двигателя. В процессе сжатия воздух нагревается и впрыскиваемое топливо самовоспламеняется [Р.З. Кавтарадзе. Теория поршневых двигателей. Специальные главы, 2-е издание, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 2016].

Недостатком известного способа воспламенения топлива является наличие первой фазы процесса сгорания - периода задержки воспламенения. Наличие данной фазы приводит к резкому повышению давления в цилиндре при сгорании топлива, к жесткой работе дизельного двигателя и невозможности форсировать двигатель по среднему эффективному давлению.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату предлагаемому способу является способ предварительного подогрева топлива в системе топливоподачи [Универсальный подогреватель биотоплива. Патент РФ №91381, МПК F02M 31/02, заявка №2009131913/22, 24.08.2009].

Недостатком известного способа является невозможность подведения достаточного количества теплоты к топливу, впрыскиваемому в камеру сгорания, что приводит к жесткой работе дизельного двигателя и невозможности форсировать двигатель по среднему эффективному давлению.

Существенным отличием предлагаемого способа от всех ранее известных решений является возможность снизить или практически исключить период задержки воспламенения (первую фазу процесса сгорания) за счет подвода к порциям впрыскиваемого топлива теплоты, равной энергии активации ее окисления.

Подвод теплоты, затрачиваемой на активацию окисления порции впрыскиваемого в камеру сгорания двигателя топлива непосредственно перед ее впрыскиванием, осуществляется посредством генератора высокочастотных колебаний установленного на топливопровод высокого давления на входе в форсунку.

Известно, что поступающая в камеру сгорания двигателя порция топлива, первоначально нагревается, испаряется лишь через какое-то время самовоспламеняется в результате быстрого нагрева воздуха от сжатия в камере сгорания. При этом в течение времени задержки самовоспламенения топливо продолжает поступать в цилиндр. Давление газов в цилиндре резко повышается, что приводит к жесткой работе двигателя.

Применение генератора высокочастотных колебаний установленного на топливопроводе высокого давления на входе в форсунку позволит исключить период нагрева и испарения впрыснутой в камеру сгорания двигателя порции топлива, дополнительно поляризовать образующиеся радикалы, что означает активацию процесса его окисления.

При подводе к порции впрыскиваемого топлива теплоты, равной энергии активации окисления, самовоспламенение начинается практически без задержки. Нарастание давления газов в цилиндре происходит медленнее, что позволяет увеличить и интенсифицировать подачу топлива, тем самым дополнительно форсировать дизельный двигатель по среднему эффективному давлению.

Равенство подведенной теплоты и энергии активации окисления порции топлива достигается расчетным путем. Зная массу впрыскиваемого топлива и численное значение энергии активации начала химической реакции окисления единицы массы топлива можно определить количество подводимой теплоты. Количество подводимой теплоты определяется регулированием мощности генератора высокочастотных колебаний. Масса впрыскиваемого топлива определяется по скоростной характеристике топливного насоса высокого давления. Численное значение энергии активации начала химической реакции окисления единицы массы топлива принимается из справочной литературы [Браткова А.А. Теоретические основы химмотологии / Браткова А.А. М.: Химия, 1985. - 320 с., ил.; Артименко А.И. Практикум по органической химии / Артименко А.И., Тикунова И.В., Ануфриева Е.К. Учеб. пособие для студентов строит, спец. - М.: Высш. шк., 1983. - 208 с., ил.; Бурдынь Т.А. Химия нефти, газа и пластовых вод / Бурдынь Т.А., Закс Ю.Б. Изд. 2-е, перераб. и доп. учебник. - М.: Недра, 1978. - 277 с.].

Технико-экономическое обоснование предлагаемого изобретения заключается в возможности расширения предела форсирования двигателя по среднему эффективному давлению, при этом увеличивается мощность и экономичность работы двигателя.

Промышленная применимость данного способа заключается в подводе тепла к порциям впрыскиваемого в дизельный двигатель топлива посредствам генератора высокочастотных колебаний, установленного на топливопроводе высокого давления на входе в форсунку. Двигатель, в котором применен данный способ снижения задержки воспламенения, конструктивно незначительно отличается от серийных дизельных двигателей, поэтому при минимальных конструктивных доработках, связанных с подводом теплоты, затрачиваемой на активацию окисления порции впрыскиваемого топлива, может быть промышленно применен во всех ДВС, с любой степенью сжатия и с использованием любых углеводородных топлив.

Способ снижения периода задержки воспламенения топлива в дизельном двигателе, имеющем в составе топливной аппаратуры топливопроводы высокого давления и форсунки, характеризующийся тем, что к порции топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания двигателя, посредством генератора высокочастотных колебаний, установленного на топливопроводе высокого давления на входе в форсунку, подводится теплота, равная энергии активации окисления порции топлива.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области машиностроения, конкретно к двигателестроению, и может быть использовано в системах питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) - дизельных, газотурбинных и турбореактивных двигателей.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с воспламенением от сжатия. Предложен способ работы ДВС на эфирсодержащем топливе, полученном превращением спиртсодержащего первичного топлива.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен способ работы двигателя с воспламенением от сжатия на эфирсодержащем топливе, полученном из первичного топлива на основе спирта, включающий стадии: 1 - непрерывного отбора первичного топлива из топливного бака (2) и сжатие топлива в жидкой форме до конечного давления впрыска; 2 - непрерывного введения сжатого первичного топлива в топливную накопительную камеру (6); 3 - непрерывного распределения сжатого первичного топлива в трубки (9a-9d), соединяющие накопительную камеру (6) с топливными форсунками (11a-11d) двигателя; 4 - перед подачей в топливные форсунки, непрерывного превращения сжатого первичного топлива в эфирсодержащее топливо контактом с катализатором дегидратации спирта (10a-10d), расположенным в каждой трубке перед топливными форсунками; 5 - непрерывного впрыска эфирсодержащего топлива под давлением впрыска в двигатель; 6 - непрерывного отбора части первичного топлива из накопительной камеры и рециркулирование отобранного первичного топлива в топливный бак.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к способам воспламенения рабочей смеси и форсункам. .

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к системам питания двигателей внутреннего сгорания воздухом и топливом с подогревом. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам распыливания суспензионных горючих в топках, камерах сгорания и т.п. .

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для улучшения физико-химических показателей дизельного топлива. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам питания двигателей внутреннего сгорания. .
Изобретение относится к новому способу сжигания водяного топлива (водо-топливной эмульсии) в двигателе внутреннего сгорания. .

Группа изобретений относится к средствам восстановления двигателя внутреннего сгорания. Задача создания группы изобретений и достигнутый технический результат: улучшение очистки газовоздушного тракта двигателя внутреннего сгорания.

Предложен способ сжигания углеводородного топлива, который может быть применен при производстве электроэнергии, организации рабочего процесса двигателей автомобилей и аэрокосмических транспортных средств и в других энергетических установках.

Изобретение относится к устройствам обработки жидких углеводородных топлив. Предложено устройство для обработки жидких и газообразных веществ, содержащих водород и углеводород, состоящее из немагнитного, цилиндрического, выполненного из латуни наружного корпуса 1, содержащего выпускную часть 6 и внутреннюю часть 3 с резьбой, в которую вставлен узел цилиндрических магнитов, состоящий из тринадцати неодимовых редкоземельных магнитов, выполненных в форме круглого кольца с центральным отверстием и разделенных немагнитными ПВХ-прокладками, выполненными в форме тонкого круглого кольца.

Изобретение относится к устройствам обработки жидких углеводородных топлив. Предложено устройство для обработки жидких и газообразных веществ, содержащих водород и углеводород, состоящее из немагнитного, цилиндрического, выполненного из латуни наружного корпуса 1, содержащего выпускную часть 6 и внутреннюю часть 3 с резьбой, в которую вставлен узел цилиндрических магнитов, состоящий из тринадцати неодимовых редкоземельных магнитов, выполненных в форме круглого кольца с центральным отверстием и разделенных немагнитными ПВХ-прокладками, выполненными в форме тонкого круглого кольца.

Изобретение относится к обработке жидкого топлива для использования в двигателе внутреннего сгорания, котлах, нагревательных устройствах, газовых турбинах или любых других устройствах, сжигающих углеводородное топливо.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к установкам для очистки забираемого из атмосферы воздуха перед подачей его в турбокомпрессор газотурбинной установки (ГТУ).

Изобретение относится к устройству для акустической и магнитной обработки топлива в двигателе внутреннего сгорания. Устройство включает источник питания, электромагнитную систему (4) с электрическими обмотками (6) с выводами, которые подключены к источнику питания, и ферритовый магнитопровод (5).

Изобретение относится к устройству для акустической и магнитной обработки топлива в двигателе внутреннего сгорания. Устройство включает источник питания, электромагнитную систему (4) с электрическими обмотками (6) с выводами, которые подключены к источнику питания, и ферритовый магнитопровод (5).

Предлагаемое воздухоочистительное устройство газотурбинной установки выполнено для повышения мощности, отдаваемой от газотурбинной установки. Отличие предлагаемого устройства состоит в том, что оно снабжено вентилятором.

Изобретение относится к способам очистки и активации топливных смесей, используемых в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Предложен способ очистки топливных смесей ДВС, заключающийся в том, что смесь подвергают воздействию магнитного поля напряженностью 1700-2000 эрстед, пропуская через нечетное количество объединенных магнитопроводящим корпусом цилиндрической формы, разделенных паранитовыми прокладками и последовательно соединенных секций, каждая из которых включает кольцевые постоянные магниты с кольцевыми полюсными наконечниками, выполненными с выпуклой в нечетных секциях и вогнутой в четных секциях внешней поверхностью, располагающимися в чередующемся порядке по ходу движения смеси со скоростью 3-5 л/мин.

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно двигателестроения. Предложен способ снижения задержки воспламенения топлива в дизельном двигателе, в котором к порции топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания двигателя с помощью форсунки, посредством генератора высокочастотных колебаний, установленного на топливопроводе высокого давления на входе в форсунку, подводится теплота, равная энергии активации окисления порции топлива. Применение предложенного способа позволяет расширить предел форсирования двигателя по среднему эффективному давлению, при этом увеличивается мощность и экономичность работы двигателя.

Наверх