Двигатель внутреннего сгорания

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ СР ЬЭ С Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Куйбышевский государственный университет(73) Самарский государственный университет(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Использование: в теплотехнике и автомобильной промышленности. Сущность изобретения: призапуске теплового двигателя нагретые выхлопныегазы заполняют выхлопной патрубок 1, а по впуск -ному патрубку 2 движется топливовоздушная смесь,причем часть неиспарившегося топлива перемеща(19) КЮ (11) 2002096 С 1(51) 5 Г 02 М 31 087 ется в виде тонкой пленки во внутренней поверхности патрубка 2. При обтекании выхлопными газами испаритепя 4 двухфазного термосифона с пластинчатым теплообменником промежуточный теплоноситель в капиллярно-пористой вставке испаряется, а паровый поток по трубке поднимается в камеру конденсатора 5, где конденсируется, отдавая тепло через стенку поверхности, по канавкам которой перемещается топливо. Последнее интенсивно испаряется, превращаясь в пар. Образовавшийся конденсат промежуточного теплоносителя в камере стекает под действием гравитационных и капиллярных сил по трубке в испаритель 4 термосифона.3 з.п.ф-лы, 3 ил.. Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в автомобильной промышленности.Известно устройство для обезвреживания отработавших газов системы "Чар 1 ге", содержащее "котел", имеющий в поперечном сечении кольцеобразную форму с легким сужением для предотвращения выхода из строя, чтобы позволить использоваь воду в качестве рабочего тела тепловой трубки.Устройство работает следующим образом. При подводе тепла к "котлу" передача тепла происходит со всей поверхности испарителя. Пар поднимается по трубке к впускному патрубку, где охлаждается и конденсируется. Конденсат под действием силы тяжести стекает в "котел".Однако зто устройство ие обеспечивает эффективного отвода тепла к впускному патрубку иэ-за низких величин теплопередачи.Наиболее близким к изобретению является устройство для обезвреживания отработавших газов типа "Чар 1 ге", представляющее собой горячий участок впускного трубопровода, в котором используется тепловая трубка для передачи энергии от отработавших газов к поступающим в трубопровод капельками топлива.Устройство работает следующим образом, При работе жидкость в теплообмеиной трубке нагоевается отработавшими газами и после закипания пары поднимаются и конденсируются в верхней (холодной) части трубки. Тепло, выделяемое при конденсации жидкости, используется для испарения бензина в горючей смеси до ее поступления в цилиндры. Конденсированная жидкость возвращается в основание трубки под действием силы тяжести, тем самым обеспечивая воэможность повторения цикла,Данное устройство не обеспечивает эфФективного испарения топлива из-эа ограниченности теплопередающей способности тепловой трубки, обусловленной гидравлическими сопротивлениями из-за встречного движения пара и жидкости,Цель изобретения - интенсификация испарения топлива.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обезвреживания отработавших газов, содержащем выхлопной и расположенный после карбюратора впускной патрубки теплового двигателя, соединенные между собой тепловой трубой с капиллярно-пористой структурой и с промежуточным теплоносителем, новым является то, что испаритель тепловой трубы выполнен в виде трубки, например, овального се 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 чения, снабжен капиллярно-пористой вставкой и внешним пластинчатым теплообменником и размещен внутри выхлопного патрубка, конденсатор выполнен в виде камеры, корпус которой соединен со стенкой впускного патрубка с образованием жидкостного коллектора-растекателя перед выступающими канавками внешней поверхности конденсатора, обращенной непосредственна в канал впускного патрубка, камера конденсатора соединена с испарителем трубкой, кроме того, камера внутри конденсатора выполнена в виде цилиндра, переходящего в конус, а канавки иа внешней поверхности конденсатора выполнены с гидравлическим уклоном= 0,01 - 0,03 в сторону коллектора-растекателя.Как показывает анализ аналогов, испаритель, конденсатор, канавчатая поверхность, коллектор-растекатель сами по себе известны, Однако их размещение на впускном и выпускных патрубках, соединенные между собой, и новая взаимосвязь, обусловленная размещением испарителя с пластикчатым теплообменником в выпускном патрубке, а конденсатора непосредственно во впускном патрубке, позволяет обеспечить интенсификацию утилизационного процесса путем разбиенияпленки и высокоэффективного испарения и только на локальном участке с высокой плотностью испарения топлива, на основе чего можно сделать вывод, что изобретение обладает существенными отличиями.Положительный эффект заключается в том, что в изобретении обеспечивается интенсификация испарения топлива, его полная гомогеиизация и тем самым лучшее сгорание и обезвреживание отработавших газов путем утилизации тепла отработавших газов выхлопного патрубка при помощи отдельного двухфазного термосифоиа, Это позволяет исключить работу карбюратора на положительных режимах.На фиг, 1 показана принципиальная схема устройства для обезвреживания отработавших газов; на фиг. 2 и 3 - разрезы А-А и Б-Б иа фиг. 1 соответственно,Устройство для обезвреживания отработавших газов содержит выхлопной 1 и расположенный после карбюратора впускной 2 патрубки, соединенные между собой тепловой трубой 3, выполненной в виде, например, двухфазного термосифона теплового двигателя (не показан) с испарителем 4 и конденсатором 5. Испаритель тепловой трубы выполнен в виде трубки, например, удобообтекаемого овального сечения, снабжен капиллярно-пористой вставкой б и внешним пластиичатым теплообменииком 7. Конден2002096 сатор 5 выполнен в виде камеры 8, корпус которой соединен со стенкой впускного патрубка 2 с образованием внешнего кольцевого коллектора-растекателя 9 перед выступающими канавками 10 поверхности конденсатора 5, обращенной непосредственно в канал впускного патрубка 2, Камера 8 конденсатора соединена с испарителем 4 цилиндрической трубкой, переходящей в конус, что позволяе 1 уменьшить гидравлическое сопротивление и увеличить теплопередающую способность. Канавки 10 на внешней поверхности конденсатора 5 с целью создания малого подпора. и равномерного растекания пленки (а затем и интенсивного испарения) выполнены с гидравлическим уклоном 1= 0,01 - 0;03 в сторону коллектора-растекателя 9, При большем гидравлическом уклоне увеличивается подпор, что увеличивает сопротивление, а при меньшем ухудшается растекаемость, что приводит к осушке канавок на большей их длине.Устройство для обезвреживания отработавших газов работает следующим образом.При запуске теплового двигателя нагретые выхлопные газы заполняют патрубок 1. а по впускному патрубку 2 движется топливовоздушная смесь, причем часть неиспарившегося топлива перемещается в виде тонкой пленки по внутренней поверхности 510 20 25 30 1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий соединенные между собой тепловой трубой с капиллярно-пористой структурой и с промежуточным теплоносителем впускной и выпускной патрубки, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и снижения токсичности путем интенсификации процесса испарения топлива, на входе тепловой трубы установлен испаритель, выполненный в виде трубки овального сечения и снабжен капиллярно-пористой вставкой, внешним пластинчатым теплообменником и размещен в выхлопном патрубке, а на выходе тепловой трубы конденсатор, выполненный в виде камеры, корпус которой соединен со стенкой впускного патрубка с образованием жидкостного коллектора-растекателя, причем внешняя поверхность корпуса камеры, обращенная к впускному патрубку, выполнена гофрированной и образует часть, внутренней поверхности впускного патрубФормула изобретения 35 40 45 50 55 патрубка 2. При обтекании выхлопными газами испарителя 4 двухфазного термосифона с пластинчатым теплообменником 7 промежуточный теплоноситель в капилляр- но-пористой вставке 6 испаряется, а паровой поток по трубке поднимается в камеру 8 конденсатора 5, где конденсируется, а отдавая тепло через стенку поверхности, по канавкам 10 которой перемещается топливо. Последнее интенсивно испаряется, превращаясь в пар. Образовавшийся конденсат промежуточного теплоносителя в камере 8 стекает под действием гравитационных и капиллярных сил по трубке в испаритель 4 термосифона, Испарительно-конденсационныйцикл замыкается,При изменении подводимой тепловойнагрузки к испарителю (снижение температуры выхлопных газов) автоматически уменьшается температурный перепад и передаваемая тепловая мощность,Использование предлагаемого изобретения позволяет улучшить испарение гомогенизировать топливовоздушную смесь за счет утилизации тепла выхлопных газов, интенсификации испарения жидкой пленки топлива в канавках и улучшения сжигания топлива и тем самым уменьшить токсичность отработавших выхлопных газов.%8, с,10. ка, а коллектор-растекатель расположен перед гофрированной поверхностью по ходу промежуточного теплоносителя, причем камера соединена,при помощи трубки с испарителем,2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность камеры выполнена цилиндрической в верхней части и конической в нижней части,3. Двигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что гофры выполнены в форме прямоугольного треугольника в продольном сечении с гидравлическим уклономотносительно оси впускного патрубка, причем прямая линия, совпадающая с гипотенузой прямоугольного треугольника, пересекает ось впускного патрубка за зоной установки камеры по ходу топливо- воздушной смеси, а 1-0,01 0,03.4. Двигатель по пп.1- 3, отличающийся тем, что в качестве промежуточного теплоносителя используют дистиллированную воду,2002096 Г 8 оставитель Г.Рыжухинехред М,Моргентал рректор Л,ЛивринцЪ, У Редактор Т.Павловская акаэ 3163 ираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента35, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10