Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания

(19) (1 И 4(51) Г 02 О 21/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ПАТЕНТУ У 4Есимаса Хаяспония).омпани, Лими 088.8)США В 382 блик. 197 4,(54) СПОСОБНЕГО СГОРАНИЯНЕГО СГОРАНИЯ (57) 1.Спосреннего сго БОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕНИ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕНб рабо ания с вигат ровым внут ажигани(56) 1Патенткле 123-119, опу ем,содержащего цилиндр с камерой сгорания,ограниченной головкой цилиндраи головкой поршня, путем всасываниятопливовоздушной смеси с соотношением воздух;топливо, равным 13:116:1, в цилиндр, добавления к нейрециркулированных отработавших газов, сжатия, последующего воспламенения полученного заряда и сжигания его в камере сгорания, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения содержания врецных веществв отработавших газах без ухудшенияэксплуатационных характеристик двигателя, рециркулированные отработавшие газы добавляют в количестве10-50% по объему от подаваемого воздуха и воспламенение заряда производят по меньшей мере в двух различных точках одновременно.113802, Способ по и. 1, отличающ и й с я тем, что отработавшие газы после сжигания в камере сгораниядополнительно окисляют в реакторе,3. Двигатель внутреннего сгоранияс искровым зажиганием содержащийцилиндр с камерой сгорания, ограниченной головкой цилиндра и головкойпоршня, впускной и выпускной трубопроводы, сообщенные между собой рециркуляционным каналом, свечу зажигания для воспламенения заряда,электроды которой размещены в камере сгорания, и средство подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания путем перемешивания топлива совсасываемым воздухом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения содержания вредных веществв отработавших газах 1 без ухудшенияэксплуатационных характеристик дви,гателя, камера сгорания снабженапо меньшей мере одной дополнительнойсвечой зажигания, электроды которойразмещены противоположно электродамосновной свечи на равном расстоянииот оси симметрии цилиндра и подклю- .чены к источнику тока с возможностьюобеспечения одновременного разрядана обеих свечах, а в рециркуляционном канале размещено средство управления количеством рециркулируемогогаза в диапазоне от 10 до 507 пообъему от подаваемого воздуха.4. Двигатель по п. 3, о т л,и -ч а ю щ и й с я тем, что расстояние 49электродов свечеи от оси симметрии цилиндра составляет 0,3-1,0 радиуса цилиндра.5, Двигатель по пп. 3 и 4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что линия, проходящая через электроды основной свечи и ось симметрии цилиндРа, составляет с линией, проходящей через электроды дополнительной свечи и ось симметрии цилиндра, угол 140- 18006. Двигатель по пп. 3 и 5, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что выпускные каналы покрыты изоляцией и образуют выпускной коллектор.7. Двигатель по пп. 3-6, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что центры впускного и выпускного трубопроводов размещены по обе стороны вертикальной плоскости, проходящей через центр симметрии цилиндра и перпендикулярной продольной оси головки двигателя.8, Двигатель по пп. 3-7, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что он дополнительно снабжен реактором, размещенным в выпускном трубопроводе.9, Двигатель по пп. 3-8, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что,реактор выполнен в виде термического реактора. 10. Двигатель по пп. 3-8, о т - л и ч а ю щ и й с я тем что реактор выполнен в виде каталитического реактора.Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внут" реннего сгорания с искровым зажиганием и рециркуляцией отработавших газов.Известны способы работы двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием, содержащие цилиндр с ка" мерой сгорания, ограниченной головкой цилиндра и головкой поршня, пу-. тем всасывания топливовоздушной сме си с соотношением воздухтопливо, равным 13:1 - 16:1, в цилиндр, добавления к ней репиркулированных от работавших газов, сжатия, последующего воспламенения полученного заряда и сжигания его в камере сгора 5ния 11 ,Известны также двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием,содержащие цилиндр с камерой сгорания, ограниченной головкой цчлиндраи головкой поршня, впускной и выпускной трубопроводы, сообщенные между собой рециркуляционным каналом,свечу зажигания для воспламенения заряда, электроды которой размещены вкамере сгорания и средство полачи049 3 138 топливовоздушной смеси в камеру сгорания путем перемешивания топлива со всасываемым воздухом 1 .Однако в известных двигателях .для сохранения стабильного воспламенения смеси топливо - воздух - рециркулированные отработавшие газы процент рециркулированных"газов устанавливают низким, что ограничивает степень уменьшения выделения МО . 1 ОЦель изобретения - снижение содер жания вредных веществ в .отработавших газах беэ ухудшения эксплуатационных характеристик двигателя.Для достижения поставленной цели согласно способу работы двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, содержащего цилиндр с каме. рой сгорания, ограниченной головкой цилиндра и головкой поршня, путем всасывания топливовоздушной смеси с соотношением воздухетопливо, равным 13: - 16:1, в цилиндр, добавления к ней рециркулированных отработавших газов, сжатия, последующего воспламенения полученного заряда и сжигания его в камере сгорания, рециркулированные отработавшие газы добавляют в количестве 1 ОХ по объему от.подаваемого воздуха и воспламенение заряда производят по меньшей мере в двух различных точках одновременно.Кроме того, отработавшие газы после сжигания в камере сгорания дополнительно окисляют в реакторе,В двигателе внутреннего сгоранияс искровым зажиганием, содержащемцилиндр с камерой сгорания, ограниченной головкой цилиндра и головкой 40поршня, впускной и выпускной трубопроводы, сообщенные между собой ре- .циркуляционным каналом, свечу зажигания для воспламенения заряда.,электроды которой размещены в камере сгорания, и средство подачи топли.вЬвоздушной смеси в камеру сгоранияпутем перемешивания топлива со всасываемым воздухом, камера сгоранияснабжена по меньшей мере одной до 50полнительной свечой зажигания, электроды которой размещены противоположно электродам основной свечи на равном расстоянии от оси симметрии цилиндра и подключены к источнику тока с возможностью обеспечения адновременного разряда на обеих свечах,а в рециркуляцнонном канале размещено средство управления количеством рециркулируемого газа в диапазоне от 10 до 507 по объему от подаваемого воздуха.Кроме того, расстояние электродов свечей от оси симметрии цилиндра составляет 0,3-1,0 радиуса цилиндра.Линия, проходящая через электроды основной свечи и ось симметрии цилиндра, составляет с линией, проходящей через электроды дополнительной свечи и ось симметрии цилиндра, угол 140-180Выпускные каналы .покрыты изоляцией и образуют выпускной коллектор.Центры впускного и выпускного трубопроводов размещены по обе стороны вертикальной плоскости, проходящей через центр симметрии цилиндра и перпендикулярной продольной оси головки двигателя.Двигатель дополнительно снабжен реактором, размещенным в выпускном трубопроводе.Реактор может быть выполнен в виде термического реактораили в виде каталитического реактора.На фиг.1.показана схема многоцилнндрового двигателя внутреннего сгорания на фиг.2 - сечение головки одного из цилиндров двигателя на фиг.З - цилиндр двигателя вид сверху, на фиг,4 - цилиндр, поперечное сечение, на фиг,5 - вариант исполнения цилиндра двигателя согласно фиг.З; на фиг.6 - то же,поперечное сечение на фиг,7 - поршень, вертикальное сечение на фиг.8 - вариант поршня согласно фиг.7, вертикальное сечение, на фиг.9 - головка цилиндров двигателя, вид свер". ху, на фиг,10 - график, показывающий зависимость выделений НО от времени сгорания и температуры; на фиг.11 - график изменения давления в камере сгорания от угла поворота коленчатого вала в градусах, на Ффиг.12 - график потребления топлива в зависимости от процента рецир 3 кулированных отработавших газов; на фиг.13 - график зависимости уровня выделения М 0 от процента рециркулировайных отработавших газов и потребления топлива. Двигатель внутреннего сгорания сискровым зажиганием содержит цилиндр 1 с камерой 2 сгорания, Каме 1138049ра 2 сгьрания ограничена головкой 3 цилиндра и головкой 4 поршня и содержит основную свечу 5 зажигания для воспламенения заряда, электроды которой размещены в камере сгорания, 5 и дополнительную свечу 6 зажигания, электроды которой размещены противоположно электродам основной свечи на равном расстоянии от оси симметрии и подключены к источнику тока 10 с возможностью обеспечения одновре" менного разряда на обеих свечах.При этом расстояние электродов свечей от оси симметрии цилиндра составляет 0,3-1,0 радиуса цилиндра. 15Линия, проходящая .через электроды основной свечи и ось симметрии цилиндра, составляет с линией, проходящей через электроды дополнительной свечи и ось симметрии цилиндра, 20 угол 140-180 (фиг.З) .Двигатель внутреннего сгорания содержит впускной 7 и выпускной 8 трубопроводы, сообщенные между собой рециркуляционным каналом 9, в 2 котором размещено средство 10 управлениг. количеством рециркулируемого газа в диапазоне от 1 О до 50% по объему, выполненное например в видеФсопла Вентури. 30Выпускные каналы покрыты изоляцией 11 и образуют выпускной коллектор 12.Центры впускного 7 и выпускного 8 трубопроводов размещены по обе стороны вертикальной плоскости, проходящей через центр симметрии цилинд" ра и перпендикулярной продольной оси головки двигателя (фиг.9).В выпускном трубопроводе 8 разме- щен реактор, который. может быть выполнен как термическим, так и каталитическнл.Двигатель содержит также средство 3 подачи топливовоздушной смеси н камеру 2 сгорания путем перемеши- . вания топлива с,всасываемым воздухом, например карбюратор.Двигатель работает следующим образом. 50В цияиндр двигателя подается топливовоздушная смесь с соотношением воздух;топливо 13: - 16:1. Через рециркуляционный канал в цилиндрдвигателя поступают также отработавшие газы, которые добавляются к топлиноноздушной смеси н количестве10-50% по объему отподаваемого воздуха, после чего смесь сжимают ивоспламеняют заряд по меньшей мерев двух различных точках одновременно,После сжигания в камере сгоранияотработавшие газы дополнительноокисляют н термическом или каталитическом реакторе,Таким образом, с помощью изобретения обеспечивается эффективное инадежное зажигание топлиноноздушнойсмеси, содержащей значительное количество невоспламеняющихся рециркулированных отработавших газов.Сгорание, осуществляемое при помощинескольких свечей, происходит болееполно и быстро и при более высокойтемпературе в центральной части камеры сгорания, вследствие чего оноосуществляется более стабильно иплавно, При этом двигатель можетстабильно работать и при подаче значительного количества рециркулированных отработавших газов, равного10-50%В обычных двигателях, имеющих одну свечу зажигания, количестворециркулированных отработавших газов не превышает 6-7%.Уменьшение выделения НОпри увеличении процента рециркулированныхотработавших газов делает возможнойработу двигателя с составом топливовоздушной смеси, близким к стехиометрическому, при котором лотребление топлива является оптимальным.При этом можно использовать низкооктановое топливо без появления детонаций. Вследствие этого, степеньсжатия в двигателе может быть увеличена до 8,0 или 10,0, что приводитк увеличению выходной мощности двигателя. Установка реакторов в выпускном трубопроводе двигателя позволяет дополнительно к снижению токсичности за счет уменьшения выбросов Н 0 снизить выбросы с отработавшими газами продуктов неполного сгорания топлива.1138049 фХ Составитель Н,ИгнатТехредС,Легеза едактор Л.Алексеен рек каз 10568 о В 13035,Филиал ППП "Патент",. г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 538 НИИПИ Государственного кделам изобретений и осква, Ж"35, Раушска Подписимитета СССРткрытийнаб., д. 4/5