Способ питания двигателя внутреннего сгорания

 

Союз Советских

Социалистических

Рвсиубпик (ii) 712040 (6!) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 06,02.74 (2l ) 1996564/25-06 (5l } М. Кд.е

F 02 В 51/02

{23) Приоритет — {32) 07.02.73

Гааравстаеанмй ювпет ссср ае делам каааратаеа. в атхратзй (33) ФРГ

f31) (53} УДК 621.43. .036(088.8) Опубликовано 25,01.80. Бюллетень № 3

Дата онублнкования описания 05.02.80

Иностранцы

Вольфганг Фрие, Ханс-Иоахим Хенкель, Пауль Хини, Кристиан Кох н Ойген Сабо де Букс (ФРГ) (72} Авторы изобретения

Иностранная фирма

«Сименс АГ»

{ФРГ) (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам питания двигателей внутреннего сгорания.

Известны способы питания двигателей внутреннего сгорания путем каталитической обработки топлива, первичного воздуха н выхлопных газов, для получения горючего, которое смешивают с дополнительным воздухом и подают в камеру сгорания 111.

Каталитическая обработка происходит в генераторе для крекинга -газа. Жидкое топливо и воздух, который полностью или частично может заменяться выхлопными га-зами, превращаются s газ крекинга — горючий газ. Полученный горючий газ имеет высокое октановое число и может сжигаться в камерах сгорания двигателя с продуктами сгорания, значительно менее загрязняющими окружающую среду, чем обычиыа топлива.

Важное значение имеет выгодная дози.ровка участвующих в превращении веществ горючего, воздуха и возвращенного в цикл выхлопного газа.

Температура в реакционной камере генератора для крекинга газа является задающей для. параметра расчета количества по2 даваемого s зту камеру воздуха, топлива к выхлопного газа. Расход топлива двигателем внутреннего сгорания осуществляется только в зависимости от положения дроссельной заслонки.

Такой способ недостаточно полно использует возможности регулирования количества вводимого в двигатель топлива, что приводит к повышенному содержанию токсичных веществ в отработавших газах.

Целью изобретения является сиижени

1в содержания токсичных веществ s отрабо. тавшых газах.

Это.достигается тем, что по предложенному способу коэффипиент избытка яервичного воздуха н выхлопных газов в горючем поддерживают в пределах 0,05 — 0,5 н дополнительный воздух добавляют в горючее по меньшей мере до стехиометрнческого состава.

Отношение количества дополнительного воздуха к количеству горючего поддержива2в ют в интервале 1 — 2, преимущественно l-—1,3.

На фиг. l схематически изображено устройство для осуществления предложенного способа питания двигателя внутреннего сго

Г«Г

Г раиия с генератором для «р--.«(,, фиГ. 2 показана схема Вкл(о«(е;(((;. =::.:--;(..«.-гГГ : (., ГО устрОЙствя для «1 Ip= «Б»(ения пОдл -."-ей ор;:", чеГО» ня фиГ. 3 — устООиство для с(«(ешнв ния горючего газа н воздуха.

Устройство для ос у И(ест влен «з ч ч (зедл оженного способа состоит из Да(ага-(ели внутреннего сгоряни" («:--. -.."-::.»я-с Г-..::-; .:.,-:

Газов 2, стартового «Гст(»oi«СTB«".- == «! Tропства 4 для перепуска отработав(пих газов, электронного устройства 5,для управле(ия и регулирования.

ДВНГатель ВнутреннеГО сГopai!и:; (вкл(очает воздушный коллектор 6 с разме1ценны«ч в нем воздушчым вентилем 7, м".ãl(HTHoé катуШкой 8, датчиком температуры 9, дроссельной заслонкоч 10» связанной < ;e(

Га газа 2. Последн(((1 сост".Ит из реякционНоН камеры 16, заполненной пла;.-г,.;;<«g.;;JH («з

ПОристОГО катЯЛ" затооа 17 смес(: е и ной камеры 18, теплообменника 19 для подогрева Ъоздуха, теплообменникя 20 для подоIpeBa поступаю1цего через вентиль 21 в ГенератОр 2 тОплиВя. Смесительняя кя«» "= Оя <8 соединена с теплообменником 19 трубопроводом 14 и с теплообменником 2"((-- - р((б.;,.:. » "- проводом 22. В генераторе .-. .=:=:, -.:.:::..;::-;-<(=(1 датчик .температувы 23. 1»<((ж((;-,:нератора соединена через теп»(оо» :,=;,.„... - и трубопрОВод 25 с Бп(«(синь(»(-,I««(«:.-"; *".-. «ДВИГаТЕЛя i.

Генератор для крекингя газа -оединен со стартовым устройством. (Ву:=;о(<;;:овoão»! 26.

Стартовое устройство .Со,((е(.:; -,, <( из пористОГО катал((за"(о за« тоубсп(:., . «!< » для подачи Воздуха, за пир яе(«Г(ь(((в ь- (1 ;Г(! ем

29, вент(<(ли 3О и 31 для Впрыскпва(-;(.:.я;-оою« чего и воспламенгпощий зле»к-"; —,:-,: рОйстВО 4 для пег(еп" ..:i((=«; т(;»-..".- . зов содерж:;;*- пепепуск;,",. связаннь<й с выхлопным коллектором, - 4 дв( гателя, дозирующее устройство 35 с ".,Отепциометром 36 и ycTBHo<««-» -ны i;:.o(Электронное устройство 5 Для вЂ,: раь»1е(:<; регулирования сосгоит нз устройств;,:":Ë (,: управления пуском, регулято" эя е«<(пера (". " -!

39 и устрОйстВЯ »О для управления вп (ь

КОМ ГОРЮЧЕГО.

Устройство 38 JIJ(IB»< правленHB пус,о Г« общено магистралями 4 - -2 - 13 сг товым устройством «маг(..c Tp à J(«»:«;. вентилем 15 воздуш(..ой магиcT

РЯВЛЕНИЯ ВП ВИСКОМ ГОР(О".ЕГ<

Устройство 4О для уп(з «:.» (ГОРЮЧЕГО СОЕДИНЕНО С ПО<В; .1О.. З-.,",.Г(»(» распределителем зажигания 13, (I<»Te((!I!(ометром 12 и датчиком температуры 9 магистралями 47, 48, 49 и 50 соответственно, с.:-,(..м ве,.. «21 — — магистралью 51 ». Ятилем «3(((Г Г :»нрыскивания Горючего . .:.Ягистралью 5(.егулятор тем11ературы 39 соединен магистр=.(ыо 52 с датчиком температуры 23 и мягно:.рялью 53 — с установочным мотором 37.

Устройство, изображенное на фиг. 2, «« т(з(т из делите.-:-:ои ступени 54, множительных <.тупеней 55, 56 и 57, складывающей ступени 58, функционального датчика 59 и импульсного генератора 60.

Устройство для смешивания горючего газа и воздуха (фиг 3) состоит из всасывающего трубопровода 6, трубопровода 61 для

B.".BcB(BàHHë Горючего газа, воздушного вентиля, состоящего из вентильного седла 62, )- вентильной тарелки 63., плоской пружины 64, "..".:ÿ1-,B»IbHoé пружины 65, держателя 66 и :,агнитной катушки 8.

Ч»..еобходимый для производства горюче::о газа воздух подается в генератор для крекинга газа 2 по трубопроводу 14 — в смесительн и камеру !8 и оттуда Вместе с парами горючсго, поступившего по трубопроводу 22, — в реакционную камеру 16.

Впрыскиваемое в генератор газа 2 топливо регулируется вентилем 21 при помощи устройства 40 для управления пуском горю (его в основном пропорционально потребности двигателя 1 В(г:, Греннего сгорания. В ка,естве зяда(ощих - ли-(ин к устройству 40 о!«B (Г.: я ((II: @(i;(««e-. «пь(оложения дроссель.(Гой "-:Яслош<и 19, число оборотов двигате»(<(-- ".(ряс<(ределнтеля зажигания 13, тем.:--еря<;;«-» всасываемо-о воздуха — от дат«е« («1е<«Гятъ, b! 9 и (<о»1 ячество ОтводимоГо О "зят((й отояоотявшеГО 1аза — От дози., (о:..:»»-..(о у:Г(-йствя ?»-:" Регулятор темпера.9 срав((ивае-. и:;ь(еренную датчиком

23 температуру в реакционной камере 16

=,;ep JTop

Горючая смесь, выходящая из генератора, << л д;1- Я р « ся В теп»<ообменнике 24 и пОстус .Яубопроводу 25 Во Всасываю1ций т«:,::;;пя-:Вод 6 двигателя 1. Воздушный вен регулируегся таким образом, чтобы (<зф<1а(циент избытка воздуха в двиГателе

::ь(держивялся равным 1,0 — 1,3. («pи запуске двиГЯтеля устрОЙстВО 38

"Г».прягления пуском регулирует количест: .", С-т . Пя «О ще< О в двиГ атель воздуха при

-,л(„:. Воздушного вентиля 7 и одновремен-. ... -»бе< печивает подачу воздуха через вен,: 29 и подачу топлива через вентиль 30 .Г»«(»то«вос устройство 3., а также обеспе.=я-: ьос(тламенение поступившей смеси

- - ... ;-::..",:;(.—;:(о ((им электродом 32.

-Гз, как:.<Я"« ЯГ((изатор 27 п1)ОГреегся !.« <»»(«и — -7ОО «, c. «i Вал от < стройства 38

J для Jправления пуском передается пО мяГистряли 46 к устройству для управления 4 :

I впрыском горючего, которое включает вентиль 3l, впрыскивающий в стартовое устройство количество топлива, соответствующее потребности двигателя при холостом ходе, при этом вентиль 30 закрывается, Получаемый.в пусковом устройстве горючий газ поступает через генератор газа 2, одновременно нагревая его, в двигатель внутреннего сгорания.

При достижении в генераторе газа температуры 6ОΠ— 700 С, устройство 38 для управления пуском, соединенное по магистра- sa ли 52 с датчиком температуры 23, подает сигнал на устройство 40 для управления подачей горючего, которое обеспечивает яодачу Топлива через вентиль 2k в генератор газа 2. Одновременно вентиль 7 переключается на нормальную работу и закрываются воздушный вентиль 29 н впрыскивающий вентиль 3l в стартовом устройстве 3.

Запорный. вентиль l5 закрывает я устройством 38 при старте и открывается, как толькО начинается вирыск горючего в гене- за ратор газа 2.

Подаваемый в двигатель воздух разделяется на нервичиый воздух и дополнительный (вторичный) воздух и сгорание происходит в две стадии: в первой стадии (т. е. и генераторе для крекинга rasa) топливо с нервичным воздухом превращается в горючий газ н во. второй стадии (т. е. в двигателе внутреннего сгорания) горючий. газ сгорает в отработавшие газы. Следовательно, способ определяется двумя коэффициента- зе ми избытка воздуха — C s превращение в генераторе газа и и х сгорание в двигателе внутреннего сгорания, причем 005@C> „ 0„5 и

cg pl, Отсюда следует, что Общее сгорание иа обеих стадиях происходит при составе смеси выше стехиометрического значения, т. е. е, > 1, (.

Остав полученного горючего газа определяется по количеству первичного воздуха.

Горючий газ такого же состава получается еа также в том случае, если первичный воздух заменяется эквивалентным количеством отработавшего газа. Таким образом, коэффициент избытка первичного воздуха прн замене первичного воздуха отработавшими газами оаначает, что в цикл возвращается как раз такое количество отработавшего газа, которое требуется для получения одинакового состава горючего газа.

Основным sадающим параметром для определения количества топлива, подводимо- ее

ro s генератор для крекинга газа, является положеяие дроссельной заслонки и число оборотоа двигателя. При этом 0,05 C 0,5.

Щ б

Образоваииаи в генераторе смесь горючего газа перед введением в камеры сгораHHH двигателя смешивается с таким количеством вторичного воздуха, чтобы коэффициент избытка воздуха был по меньшей мере равен l . ro обеспечивает по возможности полное сжигание смеси горючего газа в двигателе Bh треяьего сгоояния.

Предпочтительнее смешивать подводимое в генератор газа топливо с таким количеством воздуха и/нлн отработавшего газа, чтОбы кОэффициент избьггка воздуха в ге" иераторе газа был 0,07 — 0,3, так как при этом потери теглоотвориой способности топлива приблизительно пропорциональны ко эффицненту избытка воздуха. Выгоднее если подводимое в гечератор rasa топливо смешивается с таким количеством воздуха и/или отработавшего газа, чтобы этот коэффициент был равен О.О9 и 0,2.

При al s минимально равном О,О5 и Ж минимальчо равном 3 К д@.всегда больше l, но не превышает a =„2, так как при этом в обработавшем газе содержится столькп воздуха, что превращение тонлива с отработавшим газом в генераторе протекает экзотермически н регулировать температуру реакционной камеры генератора газа невозможно. Однако такие высокие значения ко. эффициента избытка воздуха дояустимы только для газовых двигателей. Для карбюраторных двигателей относительным составом смеси является смесь l — l,3. ОР Юла изобретеиия

l, Способ питания двигателя внутреннего сгорания путем каталитической обработки топлива, первичного воздуха н выхлопных газов для получения горючего, которое смешивают с дополнительным воздухом и подают в камеру сгорания, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания токсичных веществ в отработавших газах, коэффициент избытка первичного воздуха и выхлопных газов в горючем поддерживают в пределах 0,05 — 0,5 и донолннтельный воздух добавляют в горючее по меньшей мере до стехиометрического состава.

2. Способ по и. l, отличающийся тем, что отношение количества дополнительного воздуха к количеству горючего поддерживают а интервале l — 2, преимущественно l—

1,3.

Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе

l Заявка ФРГ ¹ k79lOSl, кл. 30 D l4, l97l.

ФигЗ

Сжтавитель И. Кгнатовнч

Редактор Е. Кравцова Тепрел Ж, Юуфрнч 3(орректор й4. Денник

Завив OOOO/45 y r py gQ$ Подннс кое

ЦН ИН П И Государственного комитета СССР но делан изобретений н открытий

l 160$6, Москва, 7K — ЗБ, Раушская наб., д. 4/6

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Йоиентнвн:- 4