RU2377423C1 - Method of internal combustion engine operation - Google Patents
Method of internal combustion engine operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2377423C1 RU2377423C1 RU2008119553/06A RU2008119553A RU2377423C1 RU 2377423 C1 RU2377423 C1 RU 2377423C1 RU 2008119553/06 A RU2008119553/06 A RU 2008119553/06A RU 2008119553 A RU2008119553 A RU 2008119553A RU 2377423 C1 RU2377423 C1 RU 2377423C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- combustion
- injection
- fuel
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению.The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building.
Способ работы двигателя внутреннего сгорания с объемным смесеобразованием и воспламенением от сжатия, включающий двухфазную подачу топлива и его воспламенение, характеризуется тем, что снижение содержания вредных выбросов с отработавшими газами обеспечивается такой организацией двухфазного впрыска топлива, при которой первая фаза составляет основную часть цикловой подачи, а вторая меньшая часть цикловой подачи впрыскивается в заданной фазе процесса горения.The method of operation of an internal combustion engine with volumetric mixture formation and compression ignition, including two-phase fuel supply and its ignition, is characterized in that the reduction in the content of harmful emissions with exhaust gases is ensured by such a two-phase fuel injection arrangement in which the first phase makes up the main part of the cyclic supply, and a second smaller portion of the cyclic feed is injected in a predetermined phase of the combustion process.
Известен способ работы двигателя внутреннего сгорания (патент RU 2164300 С2, кл. F02В 3/12) с объемным смесеобразованием и воспламенением от сжатия, включающий двухфазную подачу топлива с количеством топлива в первой пилотной фазе, достаточным для воспламенения топлива второй основной фазы, при этом ввод второй порции топлива обеспечивает максимальную скорость горения с момента, соответствующего 10÷15° поворота коленчатого вала за верхнюю мертвую точку, а завершается процесс горения не позднее 40÷60° поворота коленчатого вала за верхнюю мертвую точку.A known method of operation of an internal combustion engine (patent RU 2164300 C2, class F02B 3/12) with volumetric mixture formation and compression ignition, comprising a two-phase fuel supply with the amount of fuel in the first pilot phase, sufficient to ignite the fuel of the second main phase, with the input the second portion of fuel provides the maximum burning rate from the moment corresponding to 10 ÷ 15 ° crankshaft rotation for top dead center, and the combustion process ends no later than 40 ÷ 60 ° crankshaft rotation for top dead center a bite.
Основным назначением данного способа работы двигателя является снижение выбросов оксидов азота за счет снижения максимальной температуры процесса горения.The main purpose of this method of engine operation is to reduce nitrogen oxide emissions by reducing the maximum temperature of the combustion process.
Предлагаемый согласно настоящему изобретению способ работы двигателя внутреннего сгорания позволяет обеспечить снижение выбросов как оксидов азота, так и окиси углерода, углеводородов и дыма, по крайней мере в ограниченной области режимов работы двигателя за счет организации процесса горения, отличается снижением максимальной скорости тепловыделения в центральной фазе процесса горения и относительным повышением ее в более поздней фазе, с началом относительного повышения скорости горения, смещенным относительно фазы максимальной скорости горения на 8÷10° поворота коленчатого вала в направлении его вращения, что обеспечивается посредством впрыска топлива в две фазы, при этом впрыск первой основной порции топлива, составляющей 90÷92 процента от цикловой подачи, производится в фазе, обеспечивающей достижение максимальной скорости горения в момент, соответствующий 15÷18° поворота коленчатого вала за верхнюю мертвую точку, а фаза впрыска второй порции топлива, составляющей соответственно 8÷10 процентов цикловой подачи, смещена относительно фазы максимальной скорости горения на 6÷8° поворота коленчатого вала в направлении его вращения.Proposed according to the present invention, the method of operation of an internal combustion engine allows to reduce emissions of both nitrogen oxides and carbon monoxide, hydrocarbons and smoke, at least in a limited range of engine operating modes due to the organization of the combustion process, characterized by a decrease in the maximum heat release rate in the central phase of the process combustion and its relative increase in a later phase, with the beginning of a relative increase in the burning rate, shifted relative to the maximum phase with burning speed at 8 ÷ 10 ° of rotation of the crankshaft in the direction of its rotation, which is achieved by fuel injection in two phases, while the injection of the first main portion of fuel, comprising 90 ÷ 92 percent of the cyclic feed, is carried out in a phase that ensures maximum burning speed at the moment corresponding to 15–18 ° of crankshaft rotation beyond the top dead center, and the phase of the injection of the second portion of fuel, which is 8–10 percent of the cycle feed, respectively, is shifted relative to the phase of the maximum speed 6 to 8 ° rotation of the crankshaft in the direction of its rotation.
На чертеже приведены диаграммы впрыска и характеристик тепловыделения, а именно количества выделенного тепла (X) и скорости тепловыделения (dX/dφ), характерные, например, для режима полной мощности среднеоборотного двигателя внутреннего сгорания с цилиндровой мощностью 200 кВт, при организации способа его работы по трем вариантам, а именно:The drawing shows the diagrams of injection and heat release characteristics, namely, the amount of heat released (X) and heat release rate (dX / dφ), characteristic, for example, for the full power mode of a medium-speed internal combustion engine with a cylinder power of 200 kW, when organizing its operation three options, namely:
а) с впрыском в одну фазу;a) with injection in one phase;
б) с впрыском в две фазы с первой пилотной фазой, составляющей 15 процентов цикловой подачи;b) with injection in two phases with the first pilot phase, comprising 15 percent of the cycle feed;
в) согласно настоящему изобретению, с впрыском в две фазы, с количеством топлива в первой основной фазе 91 процент цикловой подачи.c) according to the present invention, with an injection in two phases, with an amount of fuel in the first main phase of 91 percent of the cyclic supply.
Из сравнения приведенных на чертеже диаграмм видно, что при способах работы двигателя с обоими вариантами двухфазного впрыска (варианты «б» и «в»), по крайней мере, в связи с впрыском в основной фазе только части цикловой подачи, максимальное давление впрыска ниже на величину соответственно δ1 и δ2, а максимальная скорость сгорания ниже на величину соответственно δ3 и δ4, чем при способе с впрыском в одну фазу (вариант «а»). Это обстоятельство обуславливает определенные возможности обоих способов с двухфазным впрыском в части снижения образований и выброса с отработавшими газами двигателя оксидов азота за счет снижения максимальной температуры цикла горения.From a comparison of the diagrams shown in the drawing, it can be seen that when the engine operates with both two-phase injection variants (variants b and c), at least in connection with the injection in the main phase only part of the cyclic feed, the maximum injection pressure is lower by δ 1 and δ 2 , respectively, and the maximum combustion rate is lower by δ 3 and δ 4 , respectively, than with the method with injection in one phase (option “a”). This circumstance leads to certain possibilities of both methods with two-phase injection in terms of reducing the formation and emission of exhaust gases from the engine of nitrogen oxides by reducing the maximum temperature of the combustion cycle.
При способе работы двигателя согласно настоящему изобретению (вариант «в») посредством соответствующего опережения впрыска (φоп) и соответствующего количества топлива, впрыскиваемого в первой фазе, а именно 90÷92 процента цикловой подачи, обеспечивается такая динамика процесса сгорания, при которой максимальная скорость сгорания достигается в фазе (Е), смещенной относительно ВМТ в направлении вращения коленчатого вала на угол (Г), равный 15÷18°, а после начала интенсивного снижения скорости горения, после поворота коленчатого вала за фазу (Е) на угол (Д), равный 6÷8°, осуществляется впрыск второй порции топлива, составляющей 8÷10 процентов цикловой подачи.With the method of operation of the engine according to the present invention (option “c”), by means of a corresponding advance of injection (φ op ) and the corresponding amount of fuel injected in the first phase, namely 90 ÷ 92 percent of the cyclic supply, such a dynamics of the combustion process is ensured that the maximum speed combustion is achieved in phase (E), displaced relative to TDC in the direction of rotation of the crankshaft by an angle (G) of 15 ÷ 18 °, and after the start of an intensive reduction in the burning rate, after the crankshaft rotates per phase (E) at an angle (D) of 6–8 °, the second portion of fuel is injected, comprising 8–10 percent of the cyclic feed.
Введение в процесс горения этой порции топлива, а также определенный ее гомогенизирующий эффект, оказываемый физическим воздействием струй и факелов топлива на продукты горения, приводит к относительной активизации процессов окисления в конечной фазе сгорания, с относительным повышением скорости тепловыделения на участке (Ж), с началом относительного повышения скорости сгорания, смещенным относительно фазы (Е) в направлении вращения коленчатого вала на угол (И), равный 8÷10°. В результате более полного окисления продуктов сгорания снижается содержание в отработанных газах окиси углерода, углеводов и дыма.The introduction of this portion of fuel into the combustion process, as well as its certain homogenizing effect exerted by the physical effect of the fuel jets and flames on the combustion products, leads to a relative activation of the oxidation processes in the final phase of combustion, with a relative increase in the rate of heat release in section (G), with a relative increase in the combustion rate, shifted relative to the phase (E) in the direction of rotation of the crankshaft by an angle (I), equal to 8 ÷ 10 °. As a result of more complete oxidation of the combustion products, the content of carbon monoxide, carbohydrates and smoke in the exhaust gases is reduced.
В таблице приведены значения удельного расхода топлива и содержание выбросов оксидов азота, окиси углерода, углеводородов и дыма, характерные для режима полной мощности среднеоборотного двигателя внутреннего сгорания с цилиндровой мощностью 200 кВт, при трех проиллюстрированных на чертеже способах работы двигателя.The table shows the specific fuel consumption and the content of emissions of nitrogen oxides, carbon monoxide, hydrocarbons and smoke, typical for the full power mode of a medium-speed internal combustion engine with a cylinder power of 200 kW, with the three engine operation methods illustrated in the drawing.
Как видно из приведенных в таблице данных, при способе работы двигателя согласно настоящему изобретению (вариант «в») выбросы окиси углерода, углеводородов и дыма ниже, чем при способе с двухфазной подачей и пилотным впрыском (вариант «б»), а относительно способа с впрыском в одну фазу (вариант «а»), кроме того, ниже и выбросы оксидов азота. При этом, в отличие от способа с двухфазной подачей и пилотным впрыском, при способе работы двигателя согласно настоящему изобретению снижение выбросов вредных веществ обеспечивается без ухудшения расхода топлива относительно, например, способа работы двигателя с впрыском в одну фазу.As can be seen from the data in the table, with the method of operation of the engine according to the present invention (option "c"), the emissions of carbon monoxide, hydrocarbons and smoke are lower than with the method with two-phase supply and pilot injection (option "b"), and relative to the method with injection in one phase (option "a"), in addition, lower emissions of nitrogen oxides. In this case, in contrast to the method with two-phase supply and pilot injection, with the method of operation of the engine according to the present invention, the reduction of harmful substances is ensured without deterioration of fuel consumption relative to, for example, the method of operation of the engine with injection in one phase.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008119553/06A RU2377423C1 (en) | 2008-05-20 | 2008-05-20 | Method of internal combustion engine operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008119553/06A RU2377423C1 (en) | 2008-05-20 | 2008-05-20 | Method of internal combustion engine operation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2377423C1 true RU2377423C1 (en) | 2009-12-27 |
Family
ID=41643055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008119553/06A RU2377423C1 (en) | 2008-05-20 | 2008-05-20 | Method of internal combustion engine operation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2377423C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634343C2 (en) * | 2015-12-22 | 2017-10-25 | Открытое акционерное общество холдинговая компания "Коломенский завод" | Method of operating internal combustion engine |
RU2652855C2 (en) * | 2016-10-06 | 2018-05-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Method of the fuel injection stepped characteristic formation |
-
2008
- 2008-05-20 RU RU2008119553/06A patent/RU2377423C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634343C2 (en) * | 2015-12-22 | 2017-10-25 | Открытое акционерное общество холдинговая компания "Коломенский завод" | Method of operating internal combustion engine |
RU2652855C2 (en) * | 2016-10-06 | 2018-05-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Method of the fuel injection stepped characteristic formation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zeng et al. | Combustion characteristics of a direct-injection natural gas engine under various fuel injection timings | |
CN107587930B (en) | Method for starting an internal combustion engine | |
US9353674B2 (en) | Turbulent jet ignition pre-chamber combustion system for spark ignition engines | |
US7614383B2 (en) | Method of operating a spark-ignition internal combustion engine during warm-up | |
US8857405B2 (en) | Turbulent jet ignition pre-chamber combustion system for spark ignition engines | |
US7743753B2 (en) | Ignition system utilizing igniter and gas injector | |
EP3001008B1 (en) | Turbulent jet ingnition pre-chamber combustion system for spark ignition engines | |
AU2012346417B2 (en) | Engine utilizing a plurality of fuels, and a related method thereof | |
US9528402B2 (en) | Early exhaust valve opening for improved catalyst light off | |
EP0967372A2 (en) | Dual fuel engine which ignites a homogeneous mixture of gaseous fuel, air, and pilot fuel | |
WO2007105103A3 (en) | Fuel injection control apparatus and fuel injection control method of internal combustion engine | |
CN105264191A (en) | Internal combustion engine | |
RU2010146708A (en) | METHOD FOR STARTING THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH IGNITION AT LOW TEMPERATURES | |
JP2011518285A5 (en) | ||
JP4919922B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
RU2377423C1 (en) | Method of internal combustion engine operation | |
JP4719797B2 (en) | Internal combustion engine operation method | |
KR20190009254A (en) | Augmented compression engine | |
JP2007315357A (en) | Multiple-fuel internal combustion engine | |
KR20160108813A (en) | Method and control device for operating a dual-fuel engine | |
JP2009030573A (en) | Internal combustion engine | |
RU2546933C1 (en) | Method of operation of rotary internal combustion engine | |
RU2634343C2 (en) | Method of operating internal combustion engine | |
EP3431742A1 (en) | Augmented compression engine (ace) | |
JP2011247111A (en) | Premixed compression self-ignition engine |