Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания

О П И С А Н И Е 973903ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихпо делам изобретений н открытий,54) СПОСОБ РАБОТЫ дВИГАТЕЛя ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ15 1Изобретение относится к машиностроение, в частности двигателестроению.Известны способы работы двигате-. лей внутреннего сгорания путем испа 5 рения топлива при помощи подвода тепла отработавших газов в присутствии катализатора и подачи паров топлива в двигатель в смеси с воздухом и присадкой отработавших га" зов 1,Известны также двигатели внутрен. него сгорания, реализующие указанные способы содержащие реактор установленный в магистрали подачи топлива из бака к цилиндру, обогреваемый отработавшими газами из выхлопного коллектора и снабженный реакторной камерой, заполненной катализатором 1 , 2 аВ таких способах обработка перед подачей в двигатель паров топлива с воздухом и присадкой отработавших газов в присутствии катализатора 2способствует утилизации части теплоты отработавших газов и более пол"ному сжиганию топлива за счет использования присадки отработавших газов.Для повышения полноты протеканияреакций в реакторе путем пониженияих температурного уровня реакторнаякамера содержит катализатор,Однако в известных способах припротекании реакций в реакторе не используются в совокупности такие возможные способы обработки топлива,как паровая конверсия углеводородови окиси углерода, реакции крекингаи газификации образовавшегося углерода, что снижает эффективность известных способов.Известные двигатели также не содержат никаких средств, способныхустранить указанные недостатки.Цель изобретения - повышение экономичности и снижение токсичности,Укаэанная цель достигается тем,что топливо перед испарением перемефиэ которых размещен между насосомподачи смеси паров топлива с парамиводы и испарителем, а остальные - втрубопроводе подачи воды,На чертеже изображена схема предлагаемого двигателя, реализующегопредлагаемый способ,Двигатель 1 содержит бак 2 с топливом и резервуар 3 с водой, Бак 2 ирезервуар 3 подключены через смеситель 4 и испаритель 5 к реактору 60реакторная камера 7 которого разделена на высокотемпературную 8 и низкотемпературную 9 секции, заполненные катализатором из металлическогосплава, содержащего никель и кобальти сообщены с выхлопным коллектором10 через фильтр 11, Первый исполнительный механизм 12 установлен в трубопроводе 13 подачи воды, Второй 14и третий 15 исполнительные механизмыпоследовательно размещены в магистрали 16 подачи топлива, Блок управления 17 снабжен входом 18, сообщеннымс датчиком 19 температуры, размещенным в низкотемпературной секции 9реакторной камеры 7. Выходы блока управления подключены к первому 12 ивторому 14 исполнительным механизмам.Насос 20 подачи смеси паров топлива с парами воды установлен междусмесителем 4 и испарителем 5 и кинематицески связан с двигателем 1,а третий исполнительный механизм 15снабжен реле времени 21, Между насосом 20 и испарителем 5 установленпервый теплообменник 22, остальныетеплообменники 23 размещены в трубопроводе 13 подачи воды, Указанныетеплообменники подключены к выхлопному коллектору 10.Предлагаемый двигатель работаетследующим образом,В момент запуска и прогрева двигатель работает по обычной схеме,Топливо из бака 2 по магистрали 16подачи топлива и дозирующему устройству (не показано) поступает вкамеру сгорания двигателя,Часть отработавших газов отводится из выхлопного коллектора 10 двигателя и через фильтр 11 поступаетв топливный бак и (или) водяной резервуар 3, где происходит насыщениетоплива и воды углекислым газом,Одновременно для обеспечения надежной работы двигателя в зимнее время производится подогрев отработавшими газами воды резервуара 3 и по 4 О Э 973903щивают с водой, присадку отработавших газов производят раздельно к воде и к топливу путем их насыщенияперед испарением, а смесь паров топлива с парами воды пропускают через дополнительный высокотемпературный катализатор из металлическогосплава, содержащего никель и кобальт,с удельной поверхностью, превышающей10 м см, причем перемешивание топ о2лива с водой осуществляют непрерывнов процессе работы двигателя и объемное отношение воды к топливу устанавливают в пределах 0,2-2,0, а подачутоплива осуществляют дискретно: в 15течение 5-20 мин топливо подают собъемной скоростью, не превышающей200 ч ", после чего на 5-20 мин подачу топлива прекращают, при этом в период прекращения подачи смесь воды иотработавших газов дополнительнонасыщают воздухом,Двигатель внутреннего сгорания,реализующий укаэанную пос,педовательность и совокупность операций, дополнительно содержит водяной резервуарс трубопроводом подачи воды, водотопливный смеситель, фильтр и испаритель,причем бак и резервуар подключены креактору через смеситель и испарительи сообщены с выхлопным коллекторомчерез фильтр для насыщения воды и топлива отработавшими газами, а реакторная камера разделена на низкотемпературную и высокотемпературную секции,35заполненные катализатором из металлического сплава.Кроме того, двигатель дополнительно содержит блок управления, датчиктемпературы, размещенный в низкотемпературной секции реакторной камеры,три исполнительных механизма, пер"вый из которых установлен в трубопроводе подачи воды, а второй и третийпоследовательно в магистрали подачи45топлива,Двигатель также дополнительно содержит реле времени и насос подачисмеси паров топлива с парами воды,установленный между смесителем и испарителем, причем датчик температуры50связан с входом блока управления,выходы которого подключены к первомуи второму исполнительным механизмам,а реле времени связано с третьим механизмом и насосом,Кроме того, двигатель дополнительно содержит теплообменники, подключенные к выхлопному коллектору, первыйФормула изобретения 5 97 дачей отработавших газов в теплооб- менники 22 и 23.После прогрева двигателя по сигналу датчика 19 блок управления 17 с помощью исполнительных механизмов 12 и 14 включает подачу топлива и воды в заданном соотношении в смеси- тель 4, откуда насосом 20 смесь топлива и воды подается в испаритель 5 и далее в низкотемпературную 9 и высокотемпературную 8 секции реакторной камеры 7 Высококалорийное газообразное топливо вместе с непрореагировавшими продуктами поступает в двигатель 6 где смешивается с воздухом и далее подается в камеру сгорания двигателя.По сигналу реле времени 21 ис. - полнительный механизм 15 периодически производит отключение подачи топлива в смеситель 4 Под воздействием паров воды углекислого газа и воздуха, поступающих в этот период времени в реактор, происходит регенерация ,катализатора по реакциям С+Н О=СО+Н,С+СО=2 СО,С+О=СО.Составы газов при работе на режимах конверсии топлива и регенерациикатализатора различаются между собой,Подача в двигатель газа постоянногосостава достигается применением двухи большего числа параллельно работающих устройств (не показано), причемкогда одно из них работает на режимеконверсии водно- топливной смеси,второе - на режиме регенерации катализатора и наоборот,Таким образом, предлагаемые способ и двигатель позволяют снизить расход топлива на 10-131. и существенно уменьшить токсичность отработавших газов,1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем испарения топлива при помощи подвода тепла отработавших газов к реактору в присутствии катализатора и подачи паров топлива в двигатель в смеси с воздухом и присадкой отработавших газов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности и снижения токсичности, топливо перед 5 1 О 15 20 25 30 35 Ю 45 Я 55 испарением перемешивают с водой, присадку отработавших газов производятраздельно к воде и к топливу путемих насыщения перед испарением, асмесь паров топлива с парами водыпропускают через дополнительный высокотемпературный катализатор из металлического сплава, содержащего ни-кель и кобальт, с удельной поверхностью, превышающей 10 м /см , причем-2 я.перемешивание топлива с водой осуществляют непрерывно в процессе работы двигателя и объемное отношениеводы к топливу устанавливают в преде"лах 0,2-2,0, а подачу топлива осуществляют дискретно: в течение 520 мин топливо подают с объемной скоростью, не превышающей 200 ч ", послечего на 5-20 мин подачу топлива прекращают, при этом в период прекращения подачи смесь воды и отработавшихгазов дополнительно насыщают воздухом,2, Двигатель внутреннего сгорания,содержащий реактор, установленный вмагистрали подачи топлива из бака кцилиндру, обогреваемый отработавшими газами из выхлопного коллектора иснабженный реакторной камерой, заполненной катализатором, о т л ич а а щ и й с я тем, что двигательдополнительно содержит водяной резевуар с трубопроводом подачи воды,водотопливный смеситель, фильтр и испаритель причем бак и резервуар подключены к реактору через смесительи испаритель и сообщены с выхлопнымколлектором через фильтр для насыщения воды и топлива отработавшими газами, а реакторная камера разделенана низкотемпературную и высокотемпературную секции, заполненные катализатором из металлического сплава.3. Двигатель по и. 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что он дополнительно содержит блок управления,датчик температуры, размещенный в низкотемпературной секции реакторнойкамерытри исполнительных механизма, первый из которых установлен втрубопроводе подачи воды, а второйи третий - в магистрали подачи топлива,4, Двигатель по пп, 2-3, о тл и ч а ю щ и й с я тем,что ондополнительно содержит реле времени и насос подачи смеси паров топ"лива с парами воды, установленныймежду смесителем и испарителем, приСоставитель В,МорозовТехред Л. Пекарь Корректор И.Шаро едакто Подписноемитета СССРткрытийская наб., д. иражВНИИПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва Ж, РПатент , г. 7 ж 4/5 Фили роектная город, ул,7 973903 8чем датчик температуры связан с вхо. лектору, первый из которых размещендом блока управления, выходы которо- между насосом подачи смеси паровго подключены к первому и второму топлива с парами воды и испарителемисполнительным механизмам, а реле а остальные - в трубопроводе подавремени связано .с третьим механиз-чи воды.мом и насосом,5, Двигатель по пп. 2-4, о т- Источники информации,л и ч а ю щ и й с я тем, что он принятые во внимание при экспертизедополнительно содержит теплообмен, Авторское свидетельство СССРники, подключенные к выхлопному кол о Р 59499, кл, Г 02 И 2702, 1938.