Способ работы двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 М 25/06 51) КОМИТЕТИ ОТКРЫТИ ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР И АНИЕ ИЗОБРЕТ(54) СП РЕННЕ (57) Исп к двигат но кспо АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Орлин А.С, и Круглов М.Г. Двигателвнутреннего сгорания. Системы поршневыи комбинированных двигателей. М.; Машинастроение, 1985, с, 190.2, Патент США М 4372264,кл. 123-255, опублик, 1983. СОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТО СГОРАНИЯользование: изобретение относитсяелям внутреннего сгорания, а именобам работы двигателей с термохи Ы 1746025 А 1 мической конверсией части топлива; Сущность изобретения: согласно способу первую порцию топлива перед сгоранием впрыскивают в цилиндр 1 в конце расширения, а впрыск второй порции топлива производят в конце сжатия заряда. Выпуск газов из цилиндра осуществляют двумяраздельными фазами. Первую начинают после достижения поршнем 2 нижней мертвой точки, через клапан 5 эту часть газов направляют в ресивер 10, которая затем на такте впуска из ресивера подается в цилиндр. Заканчивают первую фазу при превышении давления в ресивере над давлением в цилиндре. Вторую фазу начинают после завершения первой, через клапан 6 отработавшие газы из цилиндра 1 удаляются в атмосферу. 1 ил.Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к способам работы двигателей с термохимической конверсией части топлива,Известен способ работы двигателя внутреннего сгорания, при котором порция топлива в цилиндр передается ступенчато или за два раза при сжатии (или при сжатии и на впуске)11.Недостатком данного способа является то, что он не позволяет использовать для совершения полезной работы ту часть теплоты, которая уносится с отработавшими газами,Известен также способ работы двигателя внутреннего сгорания путем впуска в цилиндр заряда, его сжатия, впрыска в цилиндр топлива двумя порциями, сгорания топлива, расширения продуктов сгорания с преобразованием их энергии в возвратно- поступательные движения поршня между верхней и нйжней мертвыми точками и выпуска отработавших газов, первую порцию топлива подают на такте расширения, а вторую - в конце такта сжатия, причем первую часть в продукты сгорания, которые отделяют от надпоршневой части камеры сгорания в испарительной камере 2),Однако реализация указанного способа не позволяет добиться использования тепла отработавших газов для улучшения топливной экономичности двигателя, По этому способу испарительная камера соединяется с цилиндром на период времени от конца такта сжатия до середины такта расширения, поэтому и в испарительную камеру для термической обработки первой части топлива из рабочего цикла отбирается наиболее ценное рабочее тело, совершающее полезную работу, Отбор даже малой части работающего тела вместе с увеличенными тепловыми потерями через развитые поверхности двух камер и гидравлическими потерями при перетекании через узкий канал приведут к потери эффективности работы и, следовательно, к увеличению расхода топлива.Целью изобретения является повышение экономичности двигателя внутреннего сгорания.Цель достигается тем, что при способе работы двигателя внутреннего сгорания путем спуска в цилиндр заряда, его сжатия, впрыска в цилиндр топлива двумя порциями, сгорания топлива, расширения продуктов сгорания с преобразованием их энергии в возвратно-поступательное движение поршня между верхней и нижней мертвыми точками и выпуска отработавших газов, причем первую порцию топлива перед сгоранием впрыскивают в продукты сгорания в концеих расширения, а впрыск второй порциитоплива производят в конце сжатия заряда,выпуск газов из цилиндра осуществляют5 двумя раздельными фазами, первую из которых начинают после достижения поршнем нижней мертвой точки, производят вресивер и завершают при превышении давления в ресивере над давлением в цилинд 10 ре, впуская газы в цилиндр, а вторую фазуначинают после завершения первой.На чертеже изображена схема двигателя внутреннего сгорания, реализующегопредлагаемый способ,15 Двигатель содержит цилиндр 1, в котором размещен поршень 2, совершающий. возвратно-поступательное движение междуверхней мертвой точкой и нижней мертвойточкой, Цилиндр снабжен крышкой 3, в20 которой установлены впускной клапан 4,выпускные клапаны 5 и 6 и форсунка 7. Последняя подключена к топливному насосу 8,обеспечивающему впрыск топлива двумяпорциями. Выпускное отверстие, закрывае 25 мое клапаном 5, связано патрубком 9 с ресивером 10, который через патрубок 11связан с впускной системой двигателя.При движении поршня к нижней мертвой точке не такте расширения в конце30 такта в цилиндр 1 топливным насосом 8через форсунку 7 подают первую порциютоплива, которая в условиях высоких температур вступает в эндотермические реакциис двуокисью углерода и парами воды, содер 35 жащимйся в продуктах сгорания топлива. Впроцессе этой реакции поглощается тепло,равное тепловому эффекту реакции, и образуется новое топливо, основными горючимикомпонентами которого являются СО и Н 2.40 Теплотворная способность конвертированного топлива выше теплотворной способности. исходного топлива на величинутеплового эффекта реакции. Так как тепловой эффект реакции обеспечивается за счет45 низкопотенциального тепла продуктовсгорания, поскольку топливо впрыскивается в конце такта расширения, когда энергия расширяющихся гадов преобразована в поступательное движение поршня (в тра диционном способе работы в конце тактарасширения открывают выпускной клапан для удаления из цилиндра отработавших газов), то осуществляется регенерация тепла путем поглощения его в процессе термо химических реакций и превращения вовнутреннюю энергию конвертированного топлива,При достижении поршнем 2 нижнеймертвой точки осуществляют первую фазу выпуска, для чего открывают выпускной кла1746025 щением его в полезную работу, На следующем такте осуществляют рабочий ход, и далее цикл повторяют снова.При проведении термохимических реакций топлива с продуктами сгорания в цилиндре в конце такта расширения обеспечиваются температурные условия для наибольшего количества топлива, которое сможет прореагировать с отработавшими газами, что увеличивает количество тепла, возвращаемого в рабочий цикл. Кроме того, замена части жидкого топлива продуктами его конверсии улучшает процесс выгорания 510 жидкого топлива иэ-за наличия в конверти 15 рованном топливе активных газообразных горючих Н 2, СО и дрчто также способствует повышению топливной экономичности,Формула изобретенияСпособ работы двигателя внутреннего его сжатия, впрыска в цилиндр топлива двумя порциями; сгорания топлива, расширения продуктов сгорания с преобразованием их энергии в возвратно-поступательное движение поршня между верхней и нижней мертвыми точками и выпуска отработавших газов, причем первую порцию топлива перед сгоранием впрыскивают в продукты сгорания в конце их расширения, а впрыск второй порции топлива производят в конце 25 30 сжатия заряда, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности, выпуск газов из цилиндра осуществляют двумя раздельными фазами, первую из которых начинают после достижения поршнем нижней мертвой точки, производятв ресивер и завершают при превышении давления в ре 35 сивере над давлениемв цилиндре, впуская газы в цилиндр, а вторую фазу начинают 40 после завершения первой. Составитель О. НемцовТехред М. Моргентал Корректор О. Ципле Редактор Л, Волкова Заказ 2378 Тираж, Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 пан 5, иэ цилиндра 1 начинает выходить конвертированное топливо в смеси с отработавшими газами через патрубок 9 в ресивер 10 и далее на такте впуска через патрубок 11 в цилиндр двигателя. Выпускной клапан 5 закрывают при превышении давления в ресивере над давлением,в цилиндре, Поскольку топливо впрыскивается в объем продуктов сгорания, примыкающий к крышке 3, то в первую очередь этот объем отработавших газов и будет удаляться из цилиндра 1. Поэтому за период времени, в течение которого будет открыт клапан 5, из цилиндра выйдет конвертированное топливо в смеси.с продуктами сгорания,После завершения первой фазы выпуска осуществляют вторую фазу, для чего открывают выпускной клапан 6 и из цилиндра 1 удаляют отработавшие газы в атмосферу на такте выпуска при движении поршня 2 к верхней мертвой точке,На такте впуска через открытый впускной клапан 4 в цилиндр поступают свежий воздух и конвертированное топливо. В последующем такте производят сжатие смеси свежего воздуха и конвертированного топлива, а в конце этого такта подают топливным насосом 8 через форсунку 7 вторую порцию топлива, которая при своем воспламенении приводит к сгоранию конвертированного топлива.При сгорании конвертированного топлива выделяется и превращается в. полезную работу тепло, регенерированное в предыдущих тактах при термохимических .реакциях конверсии исходного углеводородного топлива в продуктах сгорания, Следовательно, осуществляется термодинамическое усовершенствование цикла эа счет регенерации тепла с последующим превра 20 сгорания путем впуска в цилиндр заряда,