Способ работы теплового двигателя

4 лт Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(22) Заявлено 20,02,78 (21) 2580874/25 5 )М.Р 0 43/10 с присоединением заявкиК 25/О сударстееииыи комитет СССР 3) Приоритет бликовано 25,05,80, Бюллетеньта опубликования описания 26.05,8 о делам изобретеиий 53) )Щ 621.43 ,019.7(088.8 т и открыт удряш и О. И,авский, П. М. К 2) Авторы изобретения Институт проблем машиностроения АН Украинской ССР 71) Заявите(54 ОСО Б РА БОТ ДВИГАТЕЛЯ Изобрете нию, в част него сгоран работы с пр пива. Известны способы работы теплового двигателя, в частности двигатепя внутреннего сгорания, путем подачи воздуха и углеводородного топлива, сжигания последнего в камере сгорания,При атом вследствие непопного сгора- . ния вводимого топлива и частиц маспа на деталях образуется слой нагара. В поршневых" двигателях нагар откпадывается на поршнях, в канавках компрессионных и маслосъемных копецтна клапанах (или окнах гильз цилиндров),. на распылителях форсунок, выпускном коплекторе, проточной части турбокомпрессоров (при примененяи турбонаддува) на глушителях, т,е. по всему тракту спедования выпускных газов, а в гаэотурбыном двигателе нагар откладывается на деталях камеры сгорания, проточной час 1ние относится к машинострое ости к двигатепям внутреня, а именно к способам их исадкой газообразного топти турбины, распылителей форсунок, в полостях регенератора, В реэупьтате этогов процессе дпитепьной аксппуатации вследствие ухудшения газодинамических свойствтеплового двигателя из-за уменьшения 5проходных сечений выпускных устройств,сопповых аппаратов и других элементовухудшается экономичность и надежность,происходит потеря мощности двигателя. оВ связи с атим тепповые двигатщти,особенно поршневые, в процессе эксплуатации приходится очищать от нагрева. Наиболее высокие требования к очистке отнагара предъявляют двигатели внутреннегосгорания с газотурбинным наддувом. Традиционный способ очистки тепловых двигателей, эаюпочается в том, что двигательостанавпивают, разбирают и моют, а пос-.пе атого снова собирают 1Рассмотренный способ приводит кдпитепьному простою энергоустановки,кроме того, разборка - сборка тепповтго двигатепя приводит к эначитепьцомусокращению его моторесурса.9 и выхлопной трубопровод 10. Для подачи углеводородного топлива предусмотрена форсунка 11. В карбюраторном двигателе подачу водорода мощно осуществлять в карбюратор,В газотурбпнном двигателе (см,фиг.2) Водородиый баллон через регулирующие элементы 12 и 13 подсоеденяотся к камере сгорания 14, к которой подключен источвк 16 углеводородного топлива и компрессор 16 подачи Воздуха, Продукты сгорания попадают в компрессорную 17 и тягову 0 18 турбинЯ. В течение заданного промежутка времени между чистками, например в течеБие 200 ч работы стационарного двигателя щтк 8000 км пуЯега тепловоза,двигатель работает с подачек в него Воздуха и углевОДОроднОГО тОппива и сВига ния последнего в камере сГОрания, е О ис течении указанного периода времени тепловозный дизель подкшочается к устройству подачи Водорода, Дизель запускается дЛЯ работы с введением водорода. Во. дород Вводится в камеру сгорания в количестве 0,01-0, 1 ВесОВых долей От Ве. са углеводородного топлива, подаваемого на поминальном режим 8, ПОсле работынанрмер, Б"- холостом ходу в течение0,2-1,5 оЬ от периода работы двигателямежду чистками (для указанного примера20 мин - 3 ч) двигатель Останавливаютдля проведеня профилактического осмот а и еКСТЕЧ ЭЛ 8 МЕНТОВ И Систем Бе ОМЫ 55наемх Выпускньми Газамн. В случае,если экспериментально установлено, чтопромывка этих элементов может осущест.Влит ьс я ре жеостанОВка двиГателя Б 8обязательна. еродолжеетельность работы 4 Одвигателя с подачей водорода зависит отпронетного соотБОшеняя углеводороднОГОтоплива и Водорода, подаваемых в камеру сгорания. Чем больше пропентное содержанее Водорода, тем меньше продолЯтельность работыЗкслериментальная зависимость между этими параметраьеи представлена нафнг. 3, где С, . - весовое количест,Ъ .во водорода ,- весовое количество 50углеводородного топлива, 1, - отношенеее продолжительности ввода: водорода к продолжительности периода работыдвигателя между чистками.55В газотурбинной установке продуктысгорания смеси углеводородного топливаи водорода поступают в компессорнуютурбину 17 а затем в тяговую турбину18 и далее на выхлоп. 3 738814 4Известны также способы работы двигателя внутреннего сгорания, позволяющие производить периодическую очисткудт отложений продуктов неполного сгорания без его Остановки 2 )5Б процессе работы двигателя периодически в камеу сгоранид вве пят катализатор, участвующчй в процессе сгорения н Вовлекающий отложения в химическую реакпию,продукты которой пото 1 Оком отработавших газов уносятся на вых,лоп. В качестве такой присадки испопьЭЛОТ ВОДУ КОТОРУЮ ВВОДИТ В теЧ 8 няенескольких секунд в подаваемый ВоздухВ количестве 60-75% От ОГО Басы 15щешея , при темп 8 ратуре 3 0 Ссум мар"ное время работы с каализатором составляет примерно 60 мип В Беделюе Дляповышсния полноть Очистки Одновремен. но с Введением воды В воздух ее вводятзов трубопровод отвода отработавших га -ЗОВ.Известный способ имеет ограниченно"применение, вследствие того, что он Бе25обеснечнвает полноты очистки трубопровода отводе отработавших газов у двигателек со сравнительно низкой температурой выхлопа, Кроме того, часть тепла Вкамере сгорания расходуется на испарение и разложение воды, Вследствие чегоЕГО ЗффекТБВНОСТЬ НЕДОСеатОЧБО ВЫСОКа.Целью изобретения является повнщенке эффект иВЧО" ти Очистки,Для этого катапизатор ввода в виде, свободного водорода В чеение 0,2-1,5%от периода работы двигателя между чистками и в количестве, составляющем0 01 0 1 Весовьх долей От веса углеводородного топлива, подаваемого на номинальном режиме.Ца фчг, 1 схематически изобра;ръпо5 стрОкстВО позволяющсе Осущ 8 ствитьпредложенньй способ для двигателя внутреннего сгорания дизеля; на фиг, 2 - таже, применктельно к газотурбинному двигателю; на фиг. 3 - показан график заВисимости времени очистки теплового двигателя от количества подаваемого водорода.Балпо 1 с водородом (см, фиг, 1)через запорный регулируемый вентиль 2Ви установленный в цилиндре Невозвратный дозирующий клапан Э соединен с пи.линдром 4 дизеля, в котором перемещается поршень 5.К цилиндру подключен турбокомпрессор 6 через Воздухопровод 7, воздухоРпусеные клапаны 8 Выпуски 8 клапаныВодород, после введения в камеру сгорания, участвует в пропессе сгорания, т.е. способствует увеличению потенциальной энергии продуктов сгорания. Наряду с этим вместе с продуктами сгора 5 ния углеводородного топлива он образует катализатор, вовлекающий в химическую реакцию отложения продуктов неполного сгорания, и обеспечивает высокую степень очи:тки ат этих отложений рабочих 1 О поверхнсстей двигателя вплоть до полного исчезновения следов отложений.Таким образом, эффективность очистки по сравнению с известными способами повышается. 15Формула изобретени яСпособ работы теплового двигателя, например двигателя внутреннего сгорания,путем подачи воздуха и углеводород 7 бного топлива, сжигания последнего вкамере сгорания и периодической очисткиповерхностей двигателя от отложений продуктов неполного сгорания при помощиввода в камеру сгорания катализатора,отличающийся тем,что,сцелью новышения эффективности очистки,катализатор вводят в виде свободного водорода в течение 0,2-1,5% от периодаработы двигателя между чистками и в копичестве, составляющем 0,01-0,1 весовых долей от веса углеводородного топлива, подаваемого на номинальном режиме,Источники информапяипринятые во внимание при экспертизе1, Тепловоз 2 Т 31 ОВ. Руководствопо эксплуатадии и обслуживанию. МТранспорт, 1875, с. 250-252,2. Патент СИЛ И. 3779213,кл. 123-1, опубл. 1973.