Твердотопливный двигатель внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 51)4 Г 02 В 45/02 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С(088.8)Г2609963, кл о,и институт02 В 45/02,3 ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) 1. ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ ДВИ ГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий по меньшей мере один цилиндр с впускными и выпускными окнами, размещенный в цилиндре поршень и крышку цилиндра с установленным в ней устройством для подачи пылевпдного твердого топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности двигателя, в крышке цилиндра дополнительно установлены выпускные клапаны, а в цилиндре размещен фильтрующий элемент, выполненный в виде диафрагмы.1180545 2 Двигатель по потличающийся тем, что в цилиндре дополнительно установлена форсунка для подачи вещества, предотвращающего нагарообразование.3 Двигатель по пп 1 и 2 отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен гофрированным. Изобретение относится к двигателестроению и может найти применение в мало- оборотных судовых двигателях с петлевой схемой газообмена, работающих на угольной пыли.Цель изобретения - повышение долговечности двигателя путем устранения попадания на трущиеся поверхности абразивных частиц топлива.На фиг, 1 изображен двигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 - гофрированный фильтруюший элемент; на фиг. 3 двигатель с фильтрующим элементом выпуклой формы; на фиг. 4 - фильтрующий элемент с каналами для подвода охлаждающей жидкости; на фиг. 5 - вид А на фиг, 4; на фиг. 6 - вариант выполнения канала для подвода охлаждающей жидкости; на фиг. 7 - схема движения газа в процессе сжатия; на фиг. 8 - то же, при рабочем ходе; на фиг. 9 - то же, в начале выпуска; на фиг. 10 - то же, при выпуске; на фиг. 11 - то же, при продувке; на фиг. 12 - схема подачи водорода в цилиндр двигателя; на фиг. 13 - график зависимости гидравлического сопротивления фильтра от пылеемкости.Двигатель содержит поршень 1, цилиндр 2, в котором выполнены впускные окна 3 и выпускные окна 4, крышку 5 цилиндра. В крышке 5 цилиндра установлены устройство 6 для подачи пылеугольного топлива (форсунка) и дополнительные выпускные клапаны 7, сообщенные с выпускным трубопроводом 8. В цилиндре 2 в камере сгорания установлен фильтрующий элемент 9. Форма фильтрующего элемента 9 может быть плоской (фиг. 1) или выпуклой в направлении днища поршня 1. Фильтрующий элемент 9 может также быть выполнен гофрированным (фиг. 2), и в качестве материала может использоваться пористая керамика.Система для подачи водорода в цилиндр двигателя для предотвращения нагарообразования содержит баллон 10 с водородом, устройство 11 управления подачей водорода, клапан 12, сообщающий баллон 10 с двигателем 13 и форсунки для подачи водорода 14. Предлагаемая система позво 5 О 15 20 25 30 35 40 4. Двигатель по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен выпуклым в направлении днища поршня. 5. Двигатель по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что фильтрующий элемент снабжен каналами для подвода охлаждающей жидкости. ляет осуществлять дозированную подачу водорода.Система охлаждения фильтрующего элемента (фиг. 4) содержит фильтрующий элемент 9, в котором выполнены каналы 15 для подвода охлаждающей жидкости (воды), Каналы 15 могут быть ориентированы тангенциально, как это показано на фиг. 5. За счет циркуляции охлаждающей жидкости в каналах 15 достигается эффективное охлаждение фильтрующего элемента 9. В каналах 15 могут быть выполнены окна 16 и установлены форсунки 17 для подачи воды. Тогда при пульсирующей подаче воды через форсунки 17 в полости канала 15 образуется пар, который проходит благодаря окнам 16 через поры фильтрующего элемента 9 и способствует его очистке. При таком выполнении каналов 15 достигается одновременно охлаждение и очистка фильтрую- щего элемента 9.Двигатель работает следующим образом.При нахождении поршня 1 в нижней мертвой точке цилиндр заполнен свежим зарядом, При движении поршня 1 от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке он перекрывает впускные окна 3, и происходит процесс сжатия. При этом по мере приближения поршня 1 к верхней мертвой точке воздух перетекает через фильтрующий элемент 9. При нахождении поршня 1 в верхней мертвой точке зазор между днищем поршня 1 и фильтруюшим элементом 9 имеет минимальное значение, назначенное из условия отсутствия задевания днища поршня 1 за фильтрующий элемент 9, Следовательно,при нахождении поршня 1 в верхней мертвой точке практически весь воздух перетекает в камеру сгорания, которая образована днищем крышки 5 цилиндра и фильтрующим элементом 9. После подачи топлива газы начинают расширяться и, проходя через фильтруюший элемент 9, очищаются от твердых частиц идействуют на днище поршня 1. Поршень 1совершает рабочий ход, При приближениипоршня 1 к нижней мертвой точке сначалаоткрываются дополнительные выпускные клапаны 7, и выпускные газы из камеры сгорания поступают в выпускной трубопровод 8. Вместе с газами в выпускной трубопровод 8 выносится и зола с поверхности фильтрующего элемента 9. Удалению золы с поверхности фильтрующего элемента 9 способствует также то, что в начальном периоде выпуска возникает течение газа из надпоршневой области через фильтрующий элемент 9,Впоследствии зола может быть отделена от выпускных газов с помощью циклона или гидроулавливателя.При дальнейшем движении поршня 1 к нижней мертвой точке открываются выпускные окна 4, и происходит выпуск из надпоршневого пространства. Затем открываются впускные окна 3 и происходит продувка и наполнение цилиндра 2. На этом рабочий цикл двигателя заканчивается.Как видно из рассмотрения рабочего цикла двигателя, усилие, действующее на частицы золы в период продувки цилиндра, существенно меньше усилия, действующего на них в процессе сгорания. В этом случае не будет происходить забивания пор фильтра. На фиг. 13 участок а - б кривой отражает процесс быстрого первичного забивания пор фильтра. При этом (первичном) забивании пор фильтра тонкость фильтрования повышается, и фильтр выходит на рабочий режим. При этом гидравлическое сопротивление фильтра резко увеличивается.После забивания пор пыль уже не может проникнуть внутрь фильтра и участок б - в показывает, что в дальнейшем сопротивление 10 фильтра возрастает пропорционально толщине слоя пыли на поверхности фильтра. Но в предлагаемом двигателе слой пыли никак не может отложиться на поверхности фильтрующего элемента 9, поскольку при продувке незакрепленные частицы золы с его пЬ- верхности будут выноситься в выпускной трубопровод 8. Следовательно сопротивление фильтра никогда не превысит максимального значения, соответствующего точке б на кривой. Теоретически фильтр будет работать без регенерации неопределенно долго, не снижая своей фильтрующей способности.Применение изобретения позволит значительно увеличить долговечность твердотопливного двигателя.1180545 ПыееююслвФиг. 1 У Составитель С. БерезинТехред И. Верес Корректор Л. ПилипенкоТираж 537 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Е. ЛушниковаЗаказ 5874/30