RU1795133C - Способ работы газового двигател внутреннего сгорани и газовый двигатель внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : способ заключаетс  в возбуждении колебаний давлени  О камере двигател  и концентрации их энергии в форкамере. Преимущественным  вл етс  возбуждение колебаний компонентами топлива при подаче их в камеру сгорани . Дл  реализации способа в форкамерном двигателе внутреннего сгорани  между цилиндром и головкой образована кольцева  щель, выход которой направлен в кольцевую резонансную полость, выполненную на головке цилиндра. Топливна  смесь, истека  через кольцевую щель 6 в резонансную полость 7, генерирует колебани  давлени , которые, отража сь от стенок цилиндра 1, фокусируютс  в форкамере 5. Здесь за счет поглощени  энергии колебаний топливной смесью происходит его нагрев. При движении поршн  к верхней мертвой точке, за счет сжати  смесь дополнительно нагреваетс  до температуры воспламенени . Применение способа воспламенени  и газового двигател  позвол ет реализовать дизельный цикл на газообразном топливе при низких степен х сжати  без применени  дизельного топлива. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. ел С

Description

Јрэдух

vi ю

СП

СА) 00

t

1 & SSSSS$8$fSSS$8i

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к двигателестроению, а именно к газовым двигател м и способам работы этих двигателей.

Известны способы работы газовых дви- гателей,в которых воспламенение готовой смеси осуществл етс  за счет сжати . Основным затруднением при осуществлении цикла с воспламенением от сжати  на газовом топливе  вл етс  высока  температура воспламенени , котора  значительно превышает температурЦ реально достигаемые rip i/i сжатии топливной смеси в цилиндре двигател . Поэтому на практике нашел применение дизельный цикл, с подачей в ци- линдр двигател  газового топлива и небольшого количесттза дизельного топлива , которое  вл етс  инициатором воспламенени . .

Недостатком таких двигателей  вл етс  потребность в дизельном топливе и системе подачи его в цилиндр.

Наиболее близким техническим решением к за вл емому  вл етс  изобретение, в котором предложен способ работы ДВС, заключающийс  в подаче в цилиндр топли- вовоздушной смеси, ее сжатии с перепуском в форкамеру, воспламенением смеси в форкамере от искры свечи зажигани , выбросе факела гор щих газов в цилиндр из форкамеры, воспламенении и сгорании смеси в цилиндре, расширении продуктов сгорани  и..их выпуске, причем в объёме цилиндра возбуждают акустические колебани  во врем  подачи газовоздушной смеси одним мз компонентов смеси, колебани  возбуждаютс  и в начале фазы сжати .

Двигатель внутреннего сгорани , на ко- торс 1 реализуетс  этот способ, содержит по юньшей мере один цилиндр с разме- щемным в нем поршнем, головку цилиндра с установленными в ней впускным и выпускные клапанами, основную камеру сгорани , ограниченную цилиндром, его головкой и поршн , и форкамеру, размещен- tt.io в головке и сообщенную с основной камерой посредством цилиндрического сопла , снабженного соосной с ним кольцевой канавкой, причем отношение диаметра канавки к диаметру сопла составл ет 1,25-1,5.

Недостатком данного технического ре- ыени   вл етс  наличие сложной электрической системы воспламенени , что снижает надежность двигател .

Целью изобретени   вл етс  повыше- ние надежности воспламенени  топлива в газовых двигател х без использовани  дополнительных источников энергии или дизельного , топлива и упрощение конструкции,

Указанна  цель, достигаетс  тем, что в известном способе работы двигател , заключающимс  в подаче в цилиндр компонентов газовоздушной смеси, сжатии смеси с перепуском части ее в форкамеру, воспламенении смеси в форкамере с выбросом факельных газов в объем камеры сгорани , сгорании смеси, расширении продуктов сгорани , выпуске отработанных газов и возбуждении акустических колебаний в кольцевой резонансной полости указанные колебани  возбуждают на этапе подачи газовоздушной смеси в начале фазы сжати   и концентрируют на входе в форкамеру.

Газовый двигатель внутреннего сгорани , содержит, по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра с выполненной в ней фор- камерой, сообщенной с камерой сгорани  и соосной цилиндру, систему подачи компонентов газовоздушной смеси и кольцевую резонансную полость, причем межд цилиндром и головкой образована кольцева  щель, вход которой соединен с системой подачи компонентов газсво.здушной смеси, а выход - направлен в кольцевую резонансную полость, выполненную на головке соос- но форкамере.

На чертеже изображена схема двигател , реализующего предложенный способ.

Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с поршнем 2, камеру сгорани  3, головку двигател  4, выполненной в ней форкамерой 5. Между цилиндром 1 и головкой двигател  3 образована кольцева  щель 6, вход которой соединен с системой подачи газовоздушной смеси и выход направлен в резонансную полость 7. Кольцева  щель б, резонансна  полость 7 и форкамеоа 5 выполнены коаксиально с цилиндром 1.

Осуществл етс  предложенный способ следующим образом: при фокусировании возбуждаемых акустических колебаний на входе в форкамеру происходит их поглощение газовой смесью в объеме форкамеры за счет чего происходит ее разогрев на стадии впуска газовоздушной смеси, т.е. перед этапом сжати . Данный эффект был проверен на специальных модельных конструкци х, на которых в зависимости от конструктивных параметров кольцевой щели резонансной полости и условий подачи газа температура в полости может достигать значение до 1000 К. Таким образом при правильном сочетании параметров генерации колебаний и их концентрировани  перед этапом сжати  в форкамере можно получить температуру, котора  в сочетании с температурой от последующего сжати  .позволит

получить конечную температуру, достаточную дл  надежного воспламенени  газовоздушной смеси.

Работа двигател  осуществл етс  следующим образом.

Газовоздушна  смесь подаетс  через кольцевую щель 6 и, натека  на резонансную полость 7, генерирует акустические ко- , которые распростран ютс  от крЬмки резонансной полости 7 в форме тора . Сход ща с  часть тора фокусируетс  на осИ проход щей через центр кольцевой щели и резонансной полости. Расход ща с  часть, отража сь от стенок цилиндра 1 днища поршн  2, фокусируетс  на оси цилиндра в рЬйоне головки 4. Таким образом при ко- акс}иальном расположении цилиндра 1, кольцевой щели 6, резонансной полости 7 и форкамеры 5 акустические колебани  будут фокусироватьс  на входе в форкамеры. Здесь они будут поглощатьс  газовоздушной смесью и разогревать ее. далее смесь

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и  

1, Способ работы газового двигател  внутреннего сгорани  путем впуска в цилиндр компонентов газовоздушной смеси, сжа}ги  смеси с перепуском ее части в фор- камеру, воспламенени  смеси в форкзмере с выбросом факельных газов в камеру сгорани , сгорани  смеси, расширени  продуктов ргорани  и выпуска отработавших газов, причем в кольцевой резонансной полости генерируют колебани  давлени , о т л и ч а- ю.ш) и и с   тем, что, с целью повышени  надежности воспламенени , колебани  давлени  генерируют во врем  впуска и фокусируют в форкамере.

сжимаетс , при этом в форкамере температура смеси с учетом разогрева акустическими колебани ми достигает величины достаточной дл  воспламенени , продукты

сгорани  из форкамеры 5 поступают в камеру сгорани  3 и воспламен ют основную смесь, далее идет цикл расширени  продуктов сгорани  их выпуск и цикл повтор етс . Таким образом, предложенный способ

исключает электрическую систему воспламенени , упрощает конструкцию двигател  и повышает надежность его работы. А предложенна  конструкци  двигател  позвол ет выполнить основные услови  реализации

способа работы газового ДВС.

В целом в таком двигателе полностью исключены электроцепи, а следовательно, опасность искрообразовани  во внешних цел х и как следствие расшир ютс  области

их применени ,включа  услови  эксплуатации в взрывоопасной атмосфере.

2. Газовый двигатель внутреннего сгорани , содержащий по меньшей мере один цилиндр е размещенным в нем поршнем, головку цилиндра с выполненной в ней фор- камерой, сообщенной с камерой сгорани  и соосной с цилиндром, систему подачи компонентов газовоздушной смеси и кольцевую резонансную полость, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности воспламенени , между цилинд- ром и головкой образована кольцева  щель, вход которой соединен с системой подачи компонентов газовоздушной смеси, а выход направлен в кольцевую резонансную полость ,- выполненную на головке соосно с форкамерой.