Способ работы двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИ 09) (11 РЕСПУБЛИ 2 В 19 САНИЕ ИЭОБРЕТ ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ д з нки ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт механики машин АН ГССР и Государственный научно-исследовательский энергетический институт им.Г.М.Кржижановского(56) 1, Авторское свидетельство СССР В 533741, кл. Г 02 В 19/16, 1974.2. Патент Японии В 49-41522, кл. 51 В 24. опублик. 1974. (54)(57) 1. СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ преимущественно роторного,путем ввода обогащенной опливовоздушной смеси в форкамеру,рганизации горения этой смеси и периодического вытеснения продуктов неполного сгорания из форкамеры в основную камеру сгорания, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности путем более полного использования продуктов неполного сгорания, горение в форкаме поддерживают непрерывно и топливово ушную смесь формируют в отдельной оне форкамеры путем образования пленки топлива на нагретой поверхно ти, отделяющей зту зону от эоны . горения, и введения воздуха в зону испарения топлива с поверхности1229394 меры. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что пленку образуют путем подачи струи топлива и расгекания ее на нагретой поверхности.3. Способ по п.2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что струю подают в аиде полого корпуса. Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к способам организации рабочего процесса в двигателях с форкамерой. 5Известны способы работы двигателя внутреннего сгорания путем ввода обогащенной топливовоздушной смеси в форкамеру, организации горения этой смеси и периодического вытеснения 1 О продуктов неполного сгорания из форкамеры в основную камеру сгорания, В известных способах смесь вводят в форкамеру через отдельный клапан и воспламеняют при помощи запальной 15 электрической свечи. В процессе работы состав смеси в районе электроцов свечи меняется и условия воспламенения и сгорания смеси от цикла к циклу изменяются 2 О Для устранения этого недостатка в форкамере отделяют при помощи экрана зону со сравнительно малой турболентностью потока и свечу располагают в этой зоне 12 3. В этом способе предусматривают подогрев подводимого воздуха в рабочей полости форкамеры и встречный впрыск распыленного топлива, поэтому испарение основной части топлива организуют с поверхности капель топлива. Далее часть образовавшейся таким путем топливо- воздушной смеси вводят в отдельную зону стабилизации и поджигают ее искровым разрядом. После этого фронт пламени из эоны стабилизации распространяют в основную массу топливовоздушной смеси, облегчающей зону стабилизации, и сжигают ее, в результате поднимают давление в форкамере 4 О и организуют выброс продуктов сгорания в основные камеры двигателя. 4. Способ по пп.1-3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что воздух, вводимый в зону испарения топлива с поверхности пленки, предварительно поцогревают теплом форка -Для воспроизведения повторного поджига форкамеру продувают и из нееотводят остаточные процукты сгорания,а далее заполняют свежим заряцомтоплива и окислителя. В период продувки, подвода воздуха и топливаполностью исключается зажигание смеси,Известные способы эффективны применительно к поршневым двигателямвнутреннего сгорания,Б роторных двигателях, особенно двигателях типа Ванкель, то, в связи с протяженностью основной камеры сгорания и в связи с тем, что основная камера сгорания перемещается г,процессе работы вдоль сопла форкамеры, периодичность вспышек в форкамере не может обеспечить эффективностьсгорания в основной камере и повысить экономичность роторного двигателя,Цель изобретения - повьшениеэкономичности двигателя путем болееполного использования продуктов неполного сгорания.Для достижения поставленной целигорение в форкамере поддерживаютнепрерывно и топливовоздушную смесьформируют в отдельной зоне форкамерыпутем образования пленки топлива нанагретой поверхности, отделяющейэту зону от зоны горения, и введениявоздуха в зону испарения топлива споверхности пленки,Пленку образуют путем подачи струитоплива и растекания ее на нагретойповерхности,Струю подают в виде полого конуса,Воздух, вводимый в зону испарениятоплива с поверхности пленки, предварительно подогревают теплом форкамеры, 1229394На чертеже приведена форкамера, предназначенная для реализации предлагаемого способа.Форкамера выполнена составной из корпуса 1, крышки 2 и закрепленного между ними теплового экрана 3, выполненного в виде конуса, форма экрана может быть и иной. Для крепления экран снабжен перемычками 4. Экран делит форкамеру на зону горения, в 10 которой размещена запальная свеча 5, установленная в гнезде 6 корпуса и закрытая козырьком 7, и зону формирования топливовоздушной смеси, к которой через штуцер 8, кольцевую камеру 9, топливоподающее устройство 10 и распылитель 11 подведено топливо. Для подачи воздуха в зону формирования топливовоздушной смеси форкамера снабжена штуцером 12 и тангенци альными каналами 13. С основной камерой сгорания форкамера соединена при помощи сопла 14. По пути от штуцера до каналов воздух подогревается теппом форкамеры. 25 В процессе работы двигателя в форкамеру через распылитель 11 подают струю топлива в виде полого конуса, направленного на поверхность экрана 3. При этом топливо растекается по этой поверхности в виде пленки и испаряется с ее поверхности. Воздух подают через тангенциальные каналы 13 в зону испарения топлива. Непрерывное поступление топлива и возду 35 ха обеспечивает непрерывное образование топливовоздушной смеси.Через кольцевой зазор между экраном и стенками форкамеры эта смесь проте 40 кает в зону горения, сообщенную с основной камерой сгорания при помощи сопла 14. Для первоначального воспламенения смеси используется свеча 5. Козырек 7 служит для стабили 45 зации потока в зоне электродов свечи. После первоначального воспламенения горение поддерживается постоянно,В процессе горения экран нагревается, что необходимо для нагрева по 50 верхности, отделяющей зону формирования топливовоздушной смеси от зоныгорения. В процессе работы двигателя его ротор вращается и образуемые им камеры сгорания периодически сообщаются с форкамерой. Через сопло 14 продукты неполного сгорания вытесняются из форкамеры в основную камеру сгорания,Горение смеси при этом происходит непрерывно, в результате чего в форкамере возникает аэродинамическая рециркуляция, при которой тепло продуктов сгорания постоянно переносится на встречу движению свежей смеси и, таким образом, обеспечивается непрерывность воспламенения и стабилизация пламени.Смесь в форкамере формируют обогащенную. В результате ее сгорания образуются продукты, в которых кроме, СО и СО содержится значительное количество Н , радикалов ОН и других частично окисленных веществкоторые, попадая в основную камеру сгорания, образуют активные очаги горения и способствуют интенсивному и полному сгоранию смеси в двигателе.Для того, ".тобы обеспечить максимально возможное насыщение зарядов основных камер сгорания роторного двигателя и своевременного использования активных веществ в период их повышенной активности на выходе из форкамеры, эти продукты дросселируют в сопле 14 (в период сообщения форкамеры с основной камерой сгорания), чем повьшают их скоростной напор, масштабы турбулизации и температуру факела продуктов неполного сгорания.Таким образом, использование предлагаемого способа обеспечивает возможность непрерывного и мощного генерирования активных центров горения, представляющих собой частично окисленные продукты. В результате обеспечиваются снижение тепловых потерь теплонапряженности корпусных и силовых деталей роторного двигателя, повышение КПД и полноты использования теплоты топлива, применение наряду с бензином иных (менее дорогих) сортов топлива, снижение токсичности отработавших газов путем увеличения полноты сгорания.