RU2253028C1

RU2253028C1 - Method of operation of internal combustion engine

Info

Publication number: RU2253028C1
Application number: RU2003130005/06A
Authority: RU
Inventors: Н.Е. Жук (RU); Н.Е. Жук
Original assignee: Жук Николай Егорович
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2005-05-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines without crank case.

SUBSTANCE: according to proposed method of operation of internal combustion engine using process of conversion of working medium-mixture with at least one liquid component, including preparation of mixture and its ignition at end of compression stroke, liquid component is introduced at moment when piston passes 1/4-1/3 of working stroke with synchronously decreasing fuel delivery into fuel mixture. Liquid component (water) is in mixture with air.

EFFECT: increased economy of engine without reducing power output.

Description

Изобретение относится к способам работы устройств, преобразующих энергию сгорания топлива в механическую энергию вращения, в частности преимущественно в бескартерных двигателях внутреннего сгорания (ДВС).The invention relates to methods of operation of devices that convert the energy of combustion of fuel into mechanical energy of rotation, in particular mainly in case-free internal combustion engines (ICE).

Известен способ испарительного охлаждения ДВС, при котором конденсат впрыскивают в заряд наддувного воздуха, подаваемого в ДВС. Это обеспечивает повышение мощности и экономичности двигателя [1].A known method of evaporative cooling of internal combustion engines, in which the condensate is injected into the charge of charge air supplied to the internal combustion engine. This provides an increase in engine power and economy [1].

Это же оказывает отрицательное влияние на процесс воспламенения топлива.This also has a negative effect on the ignition of the fuel.

Известен также способ работы ДВС, включающий образование рабочего тела - смеси с одним, по крайней мере, жидким компонентом, ее воспламенение в камере сгорания в конце такта сжатия и сгорание с повышающимся давлением и температурой и отводом тепла, при этом жидкий компонент - воду - используют для управления процессом, создавая в ней электрический разряд [2].There is also a known method of ICE operation, including the formation of a working fluid — a mixture with one at least a liquid component, its ignition in the combustion chamber at the end of the compression stroke, and combustion with increasing pressure and temperature and heat dissipation, while the liquid component — water — is used to control the process, creating an electric discharge in it [2].

Образование рабочего тела - смеси с жидким компонентом - водой, в том числе впрыскивание и превращение воды в пар, происходит в начале рабочего хода поршня, что не способствует улучшению условий воспламенения и сжигания смеси. Это, в свою очередь, ограничивает количественно использование жидкого компонента (воды), а значит, не позволяет существенно снизить расход горючего.The formation of a working fluid - a mixture with a liquid component - water, including the injection and conversion of water into steam, occurs at the beginning of the piston stroke, which does not improve the conditions of ignition and combustion of the mixture. This, in turn, limits the quantitative use of the liquid component (water), and therefore does not significantly reduce fuel consumption.

Задача изобретения - обеспечить возможность продления термодинамического процесса в камере сгорания двигателя.The objective of the invention is to provide the possibility of extending the thermodynamic process in the combustion chamber of the engine.

Технический результат - повышение экономичности двигателя без снижения мощности.The technical result is an increase in engine efficiency without reducing power.

Это достигается тем, что в способе работы двигателя внутреннего сгорания, использующем процесс преобразования рабочего тела - смеси с одним, по крайней мере, жидким компонентом и включающем образование смеси, ее воспламенение в камере сгорания в конце такта сжатия с повышением давления и температуры, ввод жидкого компонента производят в момент прохождения поршнем 1/4-1/3 рабочего хода с одновременным уменьшением подачи горючего в смесь.This is achieved by the fact that in the method of operation of the internal combustion engine using the process of converting the working fluid - a mixture with one at least a liquid component and including the formation of the mixture, its ignition in the combustion chamber at the end of the compression stroke with increasing pressure and temperature, introducing liquid the component is produced at the moment the piston passes 1 / 4-1 / 3 of the working stroke with a simultaneous decrease in the supply of fuel to the mixture.

Кроме того, в качестве жидкого компонента используют воду в смеси с воздухом.In addition, water is used as a liquid component in a mixture with air.

Действительно, расчеты показывают, что одна объемная единица смеси при теплоемкости 46·10⁶ Дж/кг (теплоемкость бензина) позволяет превратить в пар с 200-250°С около 15 объемных единиц пресной воды с теплоемкостью 4·10³ Дж/кг.Indeed, calculations show that one volumetric unit of the mixture at a heat capacity of 46 · 10 ⁶ J / kg (heat capacity of gasoline) allows you to turn about 15 volume units of fresh water with a heat capacity of 4 · 10 ³ J / kg into steam from 200-250 ° C.

Образующийся при работе ДВС пар поддерживает и даже увеличивает давление в камере сгорания (йод поршнем), несмотря на увеличивающийся после прохождения 1/4-1/3 рабочего хода объем над поршнем при движении поршня до выпуска отработавших газов.The steam generated during the operation of the internal combustion engine maintains and even increases the pressure in the combustion chamber (iodine by the piston), despite the volume above the piston that increases after passing 1 / 4-1 / 3 of the working stroke when the piston moves until exhaust gas is released.

Подача водовоздушной смеси ранее 1/4 рабочего хода поршня менее эффективна, т.к. ухудшает условия воспламенения смеси и ускоряет падение давления в камере сгорания, а позднее 1/3 рабочего хода - не производит заметного продления термодинамического процесса.The supply of the water-air mixture earlier than 1/4 of the piston stroke is less effective, because worsens the ignition conditions of the mixture and accelerates the pressure drop in the combustion chamber, and later 1/3 of the working stroke does not significantly extend the thermodynamic process.

Способ осуществляют с помощью емкости для пресной воды, насоса, форсунки и схемы управления подачей топлива и работой форсунки.The method is carried out using a tank for fresh water, a pump, a nozzle, and a fuel supply and nozzle control circuit.

Производят запуск двигателя известным порядком. После запуска двигателя с помощью схемы управления уменьшают подачу горючего в топливную смесь в камеру сгорания на 1/10-1/12 первоначального объема (при запуске) и синхронно впрыскивают через форсунку водовоздушную смесь в том же объемном количестве. Ввод ее в камеру сгорания происходит тогда, когда поршень пройдет 1/4-1/3 рабочего хода, т.е. тогда, когда созданы оптимальные условия для испарения ее. Образующийся пар с температурой 200-250°С поддерживает и даже увеличивает давление в камере сгорания вплоть до выпуска отработавших газов.Start the engine in a known manner. After starting the engine using a control circuit, reduce the flow of fuel into the fuel mixture into the combustion chamber by 1 / 10-1 / 12 of the initial volume (at start) and simultaneously inject air-water mixture in the same volume quantity through the nozzle. Its entry into the combustion chamber occurs when the piston passes 1 / 4-1 / 3 of the stroke, i.e. then, when optimal conditions are created for its evaporation. The resulting steam with a temperature of 200-250 ° C maintains and even increases the pressure in the combustion chamber up to the exhaust gas.

Источники информации:Sources of information:

1. А.с. №270396, F 01 Р 3/22, 1970 (СССР).1. A.S. No. 270396, F 01 P 3/22, 1970 (USSR).

2. Патент №2166109, F 02 В 47/02, 1997 (РФ).2. Patent No. 2166109, F 02 B 47/02, 1997 (RF).

Claims

1. The method of operation of the internal combustion engine, using the process of converting the working fluid - a mixture with at least one liquid component and including the formation of the mixture, its ignition in the combustion chamber at the end of the compression stroke with increasing pressure and temperature, characterized in that the input liquid the component is produced at the moment the piston passes 1 / 4-1 / 3 of the working stroke, while simultaneously supplying fuel to the fuel mixture is simultaneously reduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that water is used as the liquid component.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid component is used in a mixture with air.