Способ работы роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 02 В 55/ 0 ТЕ К ишенко йдплЫ ипиЯйаВБадухВюзи ивц смесь8 вздуха с уме 5 одю 3 нын аоппийм РадОпаЖии7 зы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт проблем машиностроенияАН УССР(54) (57) 1. СПОСОБ РАБОТЫ РОТОРНОПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ с эпитрохоидной рабочейкамерой и трехгранным ротором путем подачи в рабочую камеру свежей топливовоздушной смеси с заданным коэффициентом избытка воздуха двумя потоками, первый из которых направляют параллельно торцовой поверхности ротора, а второй - перпендикулярно этой поверхности, сжиганиясмеси и выпуска отработавших газов, отличающийся тем, что, с целью снижениятоксичности, направление первого потокасовмешают с касательной к кривой, описы,ЯО 1097 ваемой вершиной трехгранного ротора, и скорость этого потока устанавливают выше окружной скорости вершины ротора.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что топливо-воздушную смесь получают в рабочей камере путем подачи водородо-воздушной смеси через первый поток и углеводородо-воздушной смеси через второй,3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что топливо-воздушную смесь образуют в рабочей камере путем подачи чистого водорода в камеру через первый поток и подачи воздуха в смеси с углеводородным топливом через второй поток.4. Способ по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что водород подают в рабочую камеру после выпуска из нее отработавших газов.5. Способ по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что первый поток подают в рабочую камеру после прекращения подачи свежей смеси через второй поток.6. Способ по пп. 1 - 5, отличающийся тем, что топливо-воздушную смесь образуют в рабочей камере с коэффициентом избытка воздуха 1,5 - 4.Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к способам работы роторно-поршневыхдвигателей внутреннего сгорания.Известны способы работы роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания сэпитрохоидной рабочей камерой и трехгранным ротором путем подачи в рабочуюкамеру свежей топливо-воздушной смеси сзаданным коэффициентом избытка воздухадвумя потоками, первый из которых направляют параллельно торцовой поверхности ротора, а второй - перпендикулярноэтой поверхности, сжигания смеси и выпуска отработавших газов 1.Подача свежей топливо-воздушной смеси двумя взаимно перпендикулярными потоками способствует более интенсивному движению заряда в рабочей камере, что улучшает характеристики сжигаемой смеси. Врезультате этого повышается экономичностьи возрастает мощность роторно-поршневыхдвигателей. Однако не предпринимаются меры по снижению токсичности отработавшихгазов, что ухудшает технико-экономическиепоказатели двигателей при реализации указанного способа,Цель изобретения - снижение токсичности.Указанная цель достигается тем, что направление первого потока совпадают с касательной к кривой, описываемой вершинойтрехгранного ротора, и скорость этого потока устанавливают выше окружной ско- З 0рости вершины ротора.При этом топливо-воздушную смесь получают в рабочей камере путем подачи водородно-воздушной смеси через первый поток и углеводородно-воздушной смеси через второй.35Кроме того, на некоторых режимах топливо-воздушную смесь образуют в рабочейкамере путем подачи чистого водорода вкамеру через первый поток и подачи воздуха в смеси углеводородным топливом 40через второй поток.Водород подают в рабочую камеру после выпуска из нее отработавших газов, причем первый поток подают в рабочую камеру после прекращения подачи свежей смесичерез второй поток,Топливо-воздушную смесь образуют врабочей камере с коэффициентом избыткавоздуха 1,5 - 4,На фиг. 1 изображена схема роторнопоршневого двигателя внутреннего сгорания,работающего по предлагаемому способу;на фиг. 2 - часть двигателя и направлениедвижения первого потока.Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по предлагаемому способу 1 фиг. 1),содержит статор 1 55с эпитрохоидной рабочей камерой 2 с размещенным в ней трехгранным ротором 3. Встаторе 1 выполнено впускное периферийное окно 4 и выпускное окно 5, причем поток топливо-воздушной смеси, подаваемый через впускное периферийное окно 4, направлен по касательной к кривой, описываемой вершиной 6 ротора 3 (фиг. 2). В боковой крышке 7 расположены боковые впускные окна 8. Поток топливо-воздушной смеси, подаваемый через эти окна, направлен перпендикулярно боковой поверхности ротора 3. В рабочей камере 2 размещена свеча зажигания 9.Двигатель работает следующим образом,При движении ротора 3 от верхней мертвой точки на такте всасывания открыва- ются боковые впускные окна 8 и через них поступает воздух или смесь возд;ха с углеводородным топливом. При дальнейшем движении ротора 3 открывается периферийное впускное окно и через него подают водород или водородо-воздушную смесь по касательной к кривой, описываемой вершиной 6 ротора 3. При дальнейшем движении ротор 3 перекрывает боковые впускные окна 8, а затем его вершина 6, скользящая по эпитрохоидной рабочей камере 2 и. замыкающая объем рабочей камеры сзади по холу движения ротора 3, перекрывает периферийное впускное окно 4, Далее по холу движения ротора 3 происходит сжатие рабочей смеси, содержащей водород. В конце такта сжатия, вблизи мертвой точки, на свечу зажигания 9 подается импульс высокого напряжения и происходит самовоспламенение, затем сгорание рабочей смеси и расширение продуктов сгорания на такте рабочего хода. Далее при движении ротора 3 вершина 6 ротора 3 открывает выпускное окно 5 и происходит выпуск отработавших газов. Затем цикл повторяется.Расположение периферийного окна 4 выбирают таким образом, чтобы истекающий поток водорода был направлен по касательной к кривой, описываемой вершиной 6 ротора 3, в сторону движения ротора. Скорость истечения потока устанавливают выше окружной скорости вершины 6 ротора 3, в результате чего он будет распространяться вблизи поверхности рабочей камеры 2 (фиг. 2). Это приведет к тому, что пристеночный слой будет более насыщен водородом, а рабочий заряд в середине рабочей камеры менее насыщен. Этим обусловлены более полное сгорание углеводородного топлива и испарений масла вблизи эпитрохоидной поверхности рабочей камеры 2 в случае использования водорода в качестве добавки к топливу и дожигание масла и его испарений в случае питания двигателя водородом.В случае расположения периферийного окна 4 так, что оно открывается после закрытия выпускного окна 5, полностью исключается возможность обратных вспышек, так как в этом случае водород не имеет доступа1097815 Зона с Хогатоо" 5 вдоодои сиесьа Воздухсмесььоз духасюлеЖФродню глогииЯ Составитель В. Ш Техред И. Верес Тираж 524 Государственного к елам изобретений и сква, Ж - 35, Раушс Патент, г. УжгороКорректор Ю. МаПодписноемитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5ул. Проектная, 4 еда кто аказ 4 нс Л. Пч8/3 ренко ВНИИПИ ло д 113035, М илиал ПППк наиболее нагретым в этой зоне кромкам выпускного окна 5.При расположении периферийного окна 4 так, что оно открывается после закрытия боковых окон 8, т. е, в начале такта сжатия, в рабочую камеру через боковые окна 8 поступает воздух и количество этого воздуха является максимально возможным для конкретного двигателя, тем самым достигается максимально возможный коэффициент наполнения по воздуху и, следовательно, наибольшая мощность. Если водород впускать вместе с воздухом, то он, обладая небольшим удельным весом (0,089 кг/мз) по сравнению с воздухом (1,29 кг/мз), займет часть объема рабочей камеры, тем самым количество рабочей смеси будет уменьшено.Таким образом, при добавке водорода к углеводородному топливу (например к бензину) экономится до 30 - 40% его при снижении общего расхода топлива (бензин Ф + водород) на 12 - 20% путем улучшения сгорания бензовоздушной смеси и отказа от работы на переобогащенных смесях (с и частичного отказа от дросселирования на впуске. На малых и средних нагрузках работа на водороде и с добавками водорода приводит к прекращению пропусков зажигания в результате того, что при отсутствии дросселирования содержание остаточных газов в рабочей смеси незначительно (высокое содержание остаточных газов - одна из причин пропусков зажигания), а с другой стороны, водород, обладая значительной меньшей энергией воспламенения, чем углеводородное топливо, способствует стабильному воспламенению рабочей смеси. Все это приводит к снижению содержания СО и СН в отработавших газах в несколько раз и позволяет отказаться от систем дожигания остаточных углеводородов,