Способ питания двигателя внутреннего сгорания

Союз СоветскихСоциалистическихРеспубики оц 712040(23) Приоритет - (32) 07,02.73 Геарввстаенма ювпет СССР в делам каааратана в атлраое(53) УДК 621,43, ,036(088,8) Опубликовано 25,01,80. Бюллетень 3 Дата онублнкования описания 05.02,80 Иностранцы Вольфганг Фрие, Хане-Иоахим Хенкель, Пауль Хини,Кристиан Кох н Ойген Сабо де Букс(72) Авторы изобретения Иностранная фирма Сименс АГ(54) СПОСОБ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯИзобретение 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, которнй полностью иля частично может заменяться выхлопными га-. зами, превращаются в газ крекинга - горючий газ. Полученный горючий газ имеет высокое октановое число и может сжигаться в камерах сгорания двигателя с продуктами сгорания, значительно менее загрязня. ющимн окружающую среду, чем обычныа топлива.4Важное значение имеет выгодная дозировка 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 по 2даваемого в эту камеру воздуха, топлива к выхлопного газа. Расход тонлнва двигателем внутреннего сгорания осуществляется только в зависимости от положения дроссельной заслонки.Такой способ недостаточно полно испаль.зует возможности регулирования количест.ва вводимого в двигатель топлива, что прн.водит к повышенному содержанию токсачных веществ в отработавших газах.Целью изобретения является сиижене 1 в содержания токсичных веществ в отработавшых газах.Это.достигается тем, что по предложен.ному способу коэффипиевт избытка первичного воздуха н выхлопных газов в горючем ноддержнвают в пределах 0,05 - 0,5 н дополнительный воздух добавляют в горючее по меньшей мере до стехиометрического состава.Отношение количества дополнительноговоздуха к количеству горючего поддержнва.20 ют в интервале 1 - 2, преимущественно-1,3.На фиг. 1 схематически изображено устройство для осуществления предложенного способа питания двигателя внутреннего сгорания с генератором для р:,;ь,фиг. 2 показана схема вкл 1 оченн; -:;:.:г;. .,ГО устроЙства длп упрояления подачей лар;:.чеГО иа фиГ. 3 - устООйстяо для сме 1 пнвя.ния Горючего газа н воздуха.Устройство для О уц 1 есВленнУ предл,")-жениого способа состоит из лви 1 ятеля внутреннего сгорания , гацг:.:,-а.- : л:.ГЗ ГЗЗОВ 2 Стартада" 1 тпойгтвя яга "ства 4 для перепуска отработавших газов,электронного устройства 5 для управленяи регулирования.. Двигатель внутреннего сгораниягключает Воздушный коллектор 6 с разме 1 цен 11 ымв нем воздушчым вентилем 7, магнитной катуШкой 8, датчиком температуры 9, дроссельной заслонкоч 10 связанной с пела,пь 1 О акселератора 11 и потенциоме 1 оом ., ,и распределитель зажигания 13. Двигатель внутреннего сгорания 1 связан трубоправллаи ,;через Вентиль 15 с гене тооам л.л.-.-га газа 2, Последний состоит из реакционной камеры 16 заполненной плосгн 1:о,1 и ,.1 зпористОГО кзтялизятооя 17, смеси ельнойкамеры 18, теплообменннкя 19 для подогреВа Ъоздуха, теплообменника 20 для подотревз поступающего через Вентиль 21 в "нератор 2 топлива. Смесительная кямег;а 8соединена с теплообменииком 19 труаапроИОДОМ 14 И С ТЕПЛООбмЕННИКОМ 20 тргГ;а.проводом 22. В генератор. Гяо.;датчик температуры 23, 1 нжпьтнератора соединена через теплао.":,:,и трубопровод 25 с Вп скным ,;-двигателя 1,Генератор для крекннгя газа-,оединснсо стартовым устройством тру:=;О 1;.Ояогом 26,Стартовое устройство.салер;, т п.л:,из пористого катализатора, тр.бс.:.,;. :,для подачи Воздуха, за пир я емын ве.:л;лам29, вентлли 3 О и 31 лля Впоыскпдян;1 я гоою.чего и воспламеняющий олект-о,:рОЙСТВО 4 ДЛя ПЕПЕП с.=.:-.Лл:;"-,.зов содержит пепепус 1 п, .связзнньй с Выхлопным коллектором 34 двнгателя, дозирующее устройство 35 с потепциометром 36 и установочны-,:;от.;:;.,:,.Электронное устройство 5 для - : оявлг" -регулировяния состоит нз чстройствя:":, л луправления пуском, регулятооя тев 1 перят 1 ы39 и устрОйстВЯ 40 для управления БпрьКОМ ГОРЮЧЕГО.Устройство 38 для уг 1 рявления 11 уска.,1 - .Общено магистралями 4.:, 12 1:, сд,.-,- товым устройством магистраль:авентилем 15 воздушной магистралигистралью 45 - с магнитной кяуг .и магистралью 46 - с, . - :".с Во;равления впоыском гар 1 оче":"Устройство 4 О для упр".:я;горючего соединено с поте;1:ио,.с:.;:о,распределителем зажигания 13, потеп 11 нометром 12 и.датчиком температуры 9 магистралями 47, 48, 49 и 50 соответственно, с к.:- а ве, 21 -- магистралью 51и.ятнлем Я, л.:НрыскиВания ГорючеГОт агистралью 51 егулятор тем 11 ературы 39Соединен магистроль 1 о 52 с датчиком темперятуры 23 и мягка ролью 53 - с установоч 3 ным мотором 37.Устройство, изображенное на фиг. 2,огонт из делитеч-.нои ступени 54, множительных ступеней 55, 56 и 57, складывающейступени 58, функционального датчика 59и импульсного генератора 60,Устройство для смешивания горючегогаза и Воздуха (фиг 3) состоит из всасывающего трубопровода 6, трубопровода 61 дляв.".Зсывяния горючего газа, воздушного вентиля, состоящего из вентильного седла 62,р вентильной тарелки 63., плоской пружины 64,ст 1 иряльной пружины 65, держателя 66 и:,ягнитной катушки 8,Чеобходимый для производства горючеО ГаЗЯ ВОЗДУХ ПОДЯЕТСЯ В ГЕНЕРатОР ДЛЯ КРЕ"кинга газа 2 по трубопроводу 14 - В смесительну 1 о камеру 1.8 и оттуда вместе с парами горючсго, поступившего по трубопроводу 22, - в реакционную камеру 16.Впрыскиваемое в генератор газа 2 топливо регулируется вентилем 21 при помощиустройства 40 Для управления пуском горючего в основном пропорционально потребности двигателя 1 В 1 утреннего сгорания. В ка,естве зяля 1 оп 1 их Величин к устройству 40ОЛЯ 1 отан 1",ЯРЯМЕ 1 НЬ ПОЛожЕНИЯ ДРОССЕЛЬ.пой заслонки 1 О, число оборотов двигателяаг распределителя зажигания 13, темперят ря Всасываемого воздуха - от датчика темпеоятоь 1 9 н Коитв Отводимого оарят 11 О отряоотявшегО газа - от дозиь:О,вега ус -йствя 35 Регулятор темпера"-; сряв 11 нвяе-. 11.;меренную датчиком23 температуру в реакционной камере 16те 11 ерято 1 я газа 2 с заранее заданной тем 1 Срят 7 рой и В зависымости От разницы меж: РЭ л;Л 1 Е;: П,:лОжЕНИЕ ДОЗИРУЮЩЕГОто 111 них газов утрОйствя 35,Горючая смесь, выходящая из генератора,охло 1 к,лгется В теплообменнике 24 и посту.,Яубопроводу 25 ВО ВсзсыВзю 1 цийт;ю. р-.вод 6 двигателя 1. Воздушный венрегулируегся таким образом, чтобыОзф.11 ли циент избытка Воздухз В ДВиГзтелевыдерживался равным 1,0 - 1,3.1 гри запуске Двигателя устрОЙстВО 38"г управления пуском регулирует количест:.",.Ст,гпяю 1 цего в двигатель воздуха при;. .а)еспечияяет подачу воздуха через вен-,; 29 и подачу топлива через вентиль 30ст; птовос устройство 3, а также обеспеЛЯ- ВОСП,ляМЕНЕНИЕ ПОСтУПИВШЕй СМЕСИ- - л;.СННК 11 цим электродом 32,т 1 гг; КЯК ыятЛИЗЯТОр 27 ПрогрЕ.а. в -700; с.:.,Ял от строЙСТВЗ 38для управления пуском передается по магистрали 46 к устройству для управления 41;Впрцском горючего, которое включает вентиль 31, впрыскивающий в стартовое устройство количество топлива, соответствующее потребности двигателя при холостом ходе, при этом вентиль 30 закрывается, Получаемый . в пусковом устройстве горючий газпоступает через генератор газа 2, одновременно нагревая его, в двигатель внутреннего сгорания,При достижении в генераторе газа температуры 600 - 700 С, устройство 38 для управления пуском, соединенное по магистра- ели 52 с датчиком температуры 23, подаетсигнал на устройство 40 для управления подачей горючего, которое обеспечивает нодачу топлива через вентиль 21 в генераторгаза 2. Одновременно вентиль 7 переключается на нормальную работу и закрываютсявоздушный вентиль 29 н впрыскнвающийвентиль 31 в стартовом устройстве 3.Задорный. вентиль 15 закрывается устройством 38 ври старте и открывается, кактолькО начинается аярцск горючего в гене39ратор газа 2.Подаваемый в двигатель воздух разделяется на нервичицй воздух и дополнительный (вторичный) воздух и сгорание происходит в две стадии: в первой стадии (т. е,и гЕнераторе для крекинга газа) топливо с ххпервичным воздухом превращается в горючий газ и во второй стадии (т. е, в двигателе внутреннего сгорания 1 горючий. газ сгорает а отработавшие газы. Следовательно,способ Определяется двумя коэффициента- земи избытка воздуха - 4 превращение в генераторе газа и ю а сгорание в двигателе внутреннего сгорания, причем 0,054 ь 05 иФа 1,Отсюда следует, что общее сгорание наобеих стадиях происходит при составе смеси выше стехиометрического значения, т. е.и,1,остап полученного горючего газа определяется по количеству первицнрго воздуха.Горючий газ такого же состава получается зетакже в том случае, если первичный воздухзаменяется эквивалентным количеством отработавшего газа. Таким образом, коэффициент избытка первичного воздуха при замене первичного воздуха отработавшими газамн означает, что в цикл возвращается какраз такое количество отработавшего газа,которое требуется для получения одинакоВого состава горючего газа.Основным задающим параметром для оrределения количества топлива, подаодимо- его в генератор для крекинга газа, являетсяположеяие дроссельной заслонки и число обоРотоа ДаигателЯ. ПРи этом 0,05 чКз 0,5,40бОбразоааииаи в генераторе смесь горю. чего газа перед введением в камеры сгорания двигателя смешивается с таким коли. чеством вторичного воздуха, чтобы коэффи. циеит избытка воздуха бцл по меньшей мере равен 1, Это обеспечиВает по ВозмОжиОсти полное сжигание смеси горючего газа а двигателе Вь треяьего сгооания.Предпочтительнее смешивать подводимое а генератор газа топливо с таким коли. честаом воздуха и/нлн отработавшего газа, чтобы коэффициент избытка Воздуха в генераторе газа бцл 0,07 - 0,3,. так как при этом потери теглоотаориой способности тон- лиВВ приблизительно пропорйиоиальны ко эффициенту избытка воздуха. Выгоднее если подводимое в гечератор газа топливо смешивается с таким количеством Воздуха и/или отработавшего газа, чтобы этот коэффиди ент был равен 0.09 и 0,2.При Ю минимально равном 0,05 и Ж минимально равном 1 Кд .вседа больше 1, но не превышает мм.=2, так как при этом в обработавшем газе содержится столько воздуха, что превращение тонлиаа с отработавшим газом в генераторе протекает эк. зотермически н регулировать температуру реакционной камеры генерзтора газа невоз. можно. Однако такие высокие значения ко эффициента избытка воздуха допустимы только для газовых двигателей. Для карбюраторных двигателей Относительным составом смеси является смесь 1 - 1,3. фЯщула изобретеиия1, Способ питания двигателя внутреннего сгорания путем каталнтической обработки топлива, первичного воздуха и Выхлопных газов для получения горючего, которое сме. шивают с дополнительным воздухом н подают в камеру сгорания, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания токсич. нцх веществ в отработавших газах, коэффициент избытка первичного воздуха и вы. хлопиых газов в горючем поддерживают в пределах 0,05 - 0,5 и дополнительный воздух добавляют в горючее по меньшей мередо стехиометрического состава.2. Способ по д. 1, отличающийся тем, что отношение количества дополнительного воздуха к количеству горючего поддержиаа. ют а интервале 1 - 2, преимущественно 1 - 1,3.Источники информации,принятые.во внимание при экспертизе1. Заявка ФРГ М 1791081,кл. 30 0 4, 197.орректор М, ДенникПодписное нтета СССРоткрытиЯя наб., д, 4/6уа. Прифечем; Сжфавитекь й.Е. Кравцова Текрел Ж, ЮулинЭбббйб гярак 1 о ОоЦН ИН.П И Государственного компо дман нзобретеннЯ н13033, Москва, Ж - ЗБ, РаушскаФнанаа ППП Патент, г. Уагород,