RU2397339C1 - Method of ice mix formation and ignition - Google Patents
Method of ice mix formation and ignition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2397339C1 RU2397339C1 RU2009100632/06A RU2009100632A RU2397339C1 RU 2397339 C1 RU2397339 C1 RU 2397339C1 RU 2009100632/06 A RU2009100632/06 A RU 2009100632/06A RU 2009100632 A RU2009100632 A RU 2009100632A RU 2397339 C1 RU2397339 C1 RU 2397339C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- air
- electric discharge
- cylinder
- mixture
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в качестве способа работы поршневого двигателя внутреннего сгорания.The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, and can be used as a method of operation of a reciprocating internal combustion engine.
Известен способ смесеобразования и воспламенения рабочей смеси, осуществляемый в двигателях внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием и воспламенением от электрического разряда высокого напряжения, включающий впуск в цилиндр воздуха, сжатие воздуха в цилиндре, подачу жидкого топлива в цилиндр под высоким давлением, образование рабочей смеси топлива, перемешанного с воздухом, пропускание электрического разряда высокого напряжения, воздействующего на рабочую смесь, в конце сжатия (см. Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учебное пособие для вузов / А.И.Колчин, В.П.Демидов. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2002, С.12-13).A known method of mixture formation and ignition of the working mixture, carried out in internal combustion engines with internal mixture formation and ignition from a high voltage electric discharge, including an air inlet into the cylinder, air compression in the cylinder, supply of liquid fuel to the cylinder under high pressure, the formation of a mixed fuel mixture with air, passing a high-voltage electric discharge acting on the working mixture at the end of compression (see A. Kolchin. Automotive calculation and tract molecular motors: a manual for schools / A.I.Kolchin, V.P.Demidov - Univ 3rd, revised and enlarged - M .: Higher School, 2002, pages 12-13).....
Недостатками такого способа смесеобразования и воспламенения рабочей смеси являются низкий термический коэффициент полезного действия двигателя внутреннего сгорания вследствие ограничения степени сжатия из-за возможности детонации рабочей смеси, а также необходимость подачи в цилиндр жидкого топлива под высоким давлением.The disadvantages of this method of mixture formation and ignition of the working mixture are the low thermal efficiency of the internal combustion engine due to the limitation of the compression ratio due to the possibility of detonation of the working mixture, as well as the need to supply liquid fuel to the cylinder under high pressure.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания, включающий впуск воздуха в цилиндр, сжатие воздуха в цилиндре, подачу через канал под давлением от топливоподающего насоса в резервуар для накопления жидкого топлива, занимая при этом пространство цилиндра между резервуаром и электродом. В конце сжатия на объем накопившегося топлива воздействуют электрическим разрядом от источника высокого напряжения повышенной мощности с получением электрогидравлического эффекта. Вследствие электрогидравлического эффекта одновременно происходят распыление топлива в окружающем воздухе в камере сгорания, образование рабочей смеси путем перемешивания распыляемого топлива и воздуха и ее воспламенение. Последующие расширение рабочей смеси и выпуск отработавших газов происходят обычным образом (патент RU 2267015 С1, МПК7 F02В 3/02, Н01Т 13/54, F02N 17/00).The closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result (prototype) is a method of mixture formation and ignition of the working mixture of an internal combustion engine, including air inlet into the cylinder, air compression in the cylinder, flow through the channel under pressure from the fuel feed pump into the tank for accumulating liquid fuel while occupying the space of the cylinder between the reservoir and the electrode. At the end of compression, the amount of accumulated fuel is affected by an electric discharge from a high-voltage source of high power with an electro-hydraulic effect. Due to the electro-hydraulic effect, fuel is simultaneously sprayed in the ambient air in the combustion chamber, the formation of a working mixture by mixing the sprayed fuel and air and its ignition. Subsequent expansion of the working mixture and the release of exhaust gases occur in the usual way (patent RU 2267015 C1, IPC 7 F02B 3/02, НТТ 13/54, F02N 17/00).
Однако применение данного способа не обеспечивает высокое качество смесеобразования распыляемого топлива и воздуха из-за недостаточного времени, отведенного на смесеобразование, вследствие одновременного распыления топлива в окружающем воздухе в камере сгорания и воспламенения образовавшейся рабочей смеси топлива и воздуха.However, the application of this method does not provide high quality mixture formation of the sprayed fuel and air due to insufficient time allocated for mixture formation, due to the simultaneous atomization of fuel in ambient air in the combustion chamber and ignition of the resulting working mixture of fuel and air.
Предлагаемым изобретением решается задача улучшения смесеобразования распыляемого топлива и воздуха.The present invention solves the problem of improving the mixture formation of atomized fuel and air.
Поставленная задача достигается тем, что в способе смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания, включающем впуск в цилиндр воздуха, сжатие воздуха в цилиндре, подачу жидкого топлива под давлением в пространство цилиндра между резервуаром и электродом, воздействие электрического разряда высокого напряжения на объем топлива с образованием рабочей смеси топлива и воздуха, согласно изобретению воздействие электрического разряда высокого напряжения на объем топлива производят в два этапа до прихода поршня в верхнюю мертвую точку путем подачи электрического разряда высокого напряжения, предназначенного для распыла топлива, в промежутке между углом поворота коленчатого вала (УПКВ), соответствующим закрытию выпускных клапанов, и УПКВ, составляющим 340°, считая за 0° положение поршня в верхней мертвой точке в начале впуска в цилиндр воздуха, и электрического разряда высокого напряжения, предназначенного для воспламенения рабочей смеси топлива и воздуха, в промежутке, составляющем 345-355° УПКВ.The problem is achieved in that in the method of mixture formation and ignition of the working mixture of an internal combustion engine, including air inlet into the cylinder, air compression in the cylinder, supply of liquid fuel under pressure into the space of the cylinder between the tank and the electrode, the effect of a high voltage electric discharge on the fuel volume with the formation of a working mixture of fuel and air, according to the invention, the effect of a high voltage electric discharge on the fuel volume is carried out in two stages until ny to the top dead center by applying a high voltage electric discharge intended for spraying fuel, in the interval between the crankshaft rotation angle (UPKV), corresponding to the closing of exhaust valves, and UPKV, amounting to 340 °, counting the piston at top dead center as 0 ° at the beginning of the inlet into the cylinder of air, and a high-voltage electric discharge, designed to ignite the working mixture of fuel and air, in the gap, comprising 345-355 ° UPKV.
Улучшение смесеобразования распыляемого топлива и воздуха, и, следовательно, повышение термического коэффициента полезного действия двигателя внутреннего сгорания, обусловлены тем, что при реализации предложенного способа смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания для перемешивания распыляемого топлива и воздуха до момента воспламенения отводится значительно больший период времени, соответствующего промежутку между УПКВ, соответствующим закрытию выпускных клапанов, и УПКВ, составляющим 340°, вместо периода времени, соответствующего нескольким градусам поворота УПКВ при реализации способа, выбранного в качестве прототипа.The improvement of the mixture formation of the sprayed fuel and air, and, consequently, the increase of the thermal efficiency of the internal combustion engine, is due to the fact that when implementing the proposed method of mixing and ignition of the working mixture of the internal combustion engine for mixing the sprayed fuel and air, a significantly longer period of time is allocated corresponding to the gap between the UPKV, corresponding to the closing of the exhaust valves, and the UPKV, amounting to 340 °, together one hundred time period corresponding to several degrees of rotation of the UPKV when implementing the method selected as a prototype.
Подача электрического разряда высокого напряжения, предназначенного для распыла топлива, в промежутке между углом поворота коленчатого вала, соответствующим закрытию выпускных клапанов, и углом поворота коленчатого вала, составляющим 340°, считая за 0° положение поршня в верхней мертвой точке в начале впуска в цилиндр воздуха, является оптимальной, так как при подаче электрического разряда высокого напряжения, предназначенного для распыла топлива, до закрытия выпускных клапанов будет потеря топливовоздушной смеси через выпускные клапаны, а при УПКВ более 340° будет недостаточное количество времени, отведенного на смесеобразование.The supply of a high-voltage electric discharge intended for fuel atomization in the interval between the angle of rotation of the crankshaft corresponding to the closure of the exhaust valves and the angle of rotation of the crankshaft of 340 °, counting as 0 ° the position of the piston at top dead center at the beginning of the inlet into the air cylinder , is optimal, since when applying a high-voltage electric discharge designed to spray fuel, there will be a loss of air-fuel mixture through exhaust valves before closing the exhaust valves However, with an UPKV more than 340 ° there will be an insufficient amount of time allotted for mixture formation.
Подача электрического разряда высокого напряжения, предназначенного для воспламенения рабочей смеси топлива и воздуха, в промежутке, составляющем 345-355° угла поворота коленчатого вала, является оптимальной, так как при подаче электрического разряда высокого напряжения, предназначенного для воспламенения рабочей смеси топлива и воздуха, в промежутке, составляющем менее 345° угла поворота коленчатого вала, будет большой угол опережения воспламенения, что приводит к снижению коэффициента полезного действия двигателя, а при подаче электрического разряда высокого напряжения, предназначенного для воспламенения рабочей смеси топлива и воздуха, в промежутке, составляющем более 355° угла поворота коленчатого вала, будет малый угол опережения воспламенения, что также приводит к снижению коэффициента полезного действия двигателя.The supply of a high voltage electric discharge intended to ignite the working mixture of fuel and air in the interval of 345-355 ° of the crank shaft angle is optimal, since when applying the high voltage electric discharge intended to ignite the working mixture of fuel and air, a gap of less than 345 ° of the angle of rotation of the crankshaft will be a large ignition timing, which leads to a decrease in the efficiency of the engine, and when applying electric eskogo high voltage discharge, intended to ignite the combustible mixture of fuel and air in the gap is more than 355 ° of crank angle, there is a small angle of advance ignition, which also leads to a reduction of the efficiency of the engine.
Способ смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 изображена схема устройства для реализации способа в момент подачи топлива; на фиг.2 - схема устройства для реализации способа в момент распыла топлива; на фиг.3 - схема устройства для реализации способа в момент воспламенения рабочей смеси топлива и воздуха.The method of mixture formation and ignition of the working mixture of an internal combustion engine is illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows a diagram of a device for implementing the method at the time of fuel supply; figure 2 - diagram of a device for implementing the method at the time of spraying fuel; figure 3 - diagram of a device for implementing the method at the time of ignition of the working mixture of fuel and air.
Дополнительно на фиг.1, фиг.2 и фиг.3 стрелками обозначено направление подачи жидкого топлива; на фиг.2 кружками обозначено распыляемое топливо; на фиг.3 кружками и пунктирными линиями обозначена воспламененная рабочая смесь топлива и воздуха.Additionally, in figure 1, figure 2 and figure 3, the arrows indicate the direction of supply of liquid fuel; in Fig.2 circles marked spray fuel; figure 3 circles and dashed lines indicate the ignited working mixture of fuel and air.
Устройство для реализации способа смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1, установленный на головке цилиндра 2 двигателя внутреннего сгорания. В корпусе 1 размещен высоковольтный электрод 3 для создания электрического разряда высокого напряжения, изолированный от корпуса 1 изолятором 4 и соединенный с источником высокого напряжения 5, а также выполнен канал 6 для подачи топлива от топливоподающего насоса 7 к цилиндру двигателя. На корпусе 1 установлен открытый токопроводящий резервуар 8, в который поступает жидкое топливо 9 через канал 6. В цилиндре 2 двигателя внутреннего сгорания установлен поршень 10, а высоковольтный электрод 3 размещен внутри резервуара 8 с образованием зазора относительно него (фиг.1, фиг.2, фиг.3).A device for implementing the method of mixture formation and ignition of the working mixture of an internal combustion engine comprises a
Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания производится в течение четырех тактов: впуск в цилиндр воздуха, сжатие воздуха в цилиндре, воспламенение и расширение рабочей смеси топлива и воздуха, выпуск отработавших газов.The working cycle of an internal combustion engine is performed for four cycles: air inlet into the cylinder, air compression in the cylinder, ignition and expansion of the working mixture of fuel and air, exhaust gas discharge.
Способ смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания осуществляют следующим образом. Предварительно за 0° УПКВ принимают положение поршня 10 в верхней мертвой точке в начале такта впуска в цилиндр 2 воздуха. Вблизи верхней мертвой точки, то есть при 0° УПКВ, после закрытия выпускных клапанов производят всасывание воздуха в цилиндр 2 при опускании поршня 10 к нижней мертвой точке. После прохождения поршнем 10 нижней мертвой точки, то есть при 180° УПКВ, производят сжатие воздуха в цилиндре 2 при подъеме поршня 10 к верхней мертвой точке.The method of mixture formation and ignition of the working mixture of an internal combustion engine is as follows. Preliminarily, at 0 °, the UPKV is assumed to be the position of the
В необходимый момент времени, в промежутке между углом поворота коленчатого вала, соответствующим закрытию выпускных клапанов, и углом поворота коленчатого вала, составляющим 340°, производят подачу через канал 6 под давлением от топливоподающего насоса 7 в резервуар 8 для накопления жидкого топлива 9, занимая при этом жидким топливом 9 пространство цилиндра 2 между резервуаром 8 и электродом 3 (фиг.1). После наполнения резервуара 8 жидким топливом 9 на объем накопившегося топлива 9 воздействуют электрическим разрядом высокого напряжения от источника высокого напряжения 5. Воздействие электрического разряда высокого напряжения на объем топлива 9 производят в два этапа до прихода поршня 10 в верхнюю мертвую точку.At the required time, in the interval between the angle of rotation of the crankshaft corresponding to the closing of the exhaust valves and the angle of rotation of the crankshaft of 340 °, feed through channel 6 under pressure from the
На первом этапе подают электрический разряд высокого напряжения от источника высокого напряжения 5, предназначенный для распыла топлива, с образованием распыленного топлива 11, в промежутке между УПКВ, соответствующим закрытию выпускных клапанов, и УПКВ, составляющим 340°, считая за 0° положение поршня 10 в верхней мертвой точке в начале впуска в цилиндр 2 воздуха (фиг.2). Таким образом, на первом этапе вследствие воздействия электрического разряда высокого напряжения на объем накопившегося жидкого топлива 9 происходит распыление данного объема в окружающем воздухе в камере сгорания и образование рабочей смеси топлива и воздуха.At the first stage, a high-voltage electric discharge is supplied from a high-
На втором этапе через образовавшуюся смесь топлива и воздуха подают электрический разряд высокого напряжения от источника высокого напряжения 5, предназначенный для воспламенения рабочей смеси топлива и воздуха, при создании воспламененной рабочей смеси 12 топлива и воздуха, в промежутке, составляющем 345-355° УПКВ (фиг.3). Таким образом, вследствие воздействия этого электрического разряда высокого напряжения на образовавшуюся рабочую смесь топлива и воздуха производят воспламенение данной смеси.At the second stage, a high-voltage electric discharge is supplied through the resulting mixture of fuel and air from a high-
Расширение рабочей смеси топлива и воздуха производят при 360° УПКВ. то есть при положении поршня 10 вблизи верхней мертвой точки, а начало выпуска отработавших газов - при 540° УПКВ вблизи нижней мертвой точки. Выпуск отработавших газов завершают при 720° УПКВ с достижением поршнем 10 верхней мертвой точки.The expansion of the working mixture of fuel and air is carried out at 360 ° UPKV. that is, with the position of the
Определение моментов подачи электрического разряда высокого напряжения, предназначенного для распыла топлива, и электрического разряда высокого напряжения, предназначенного для воспламенения рабочей смеси топлива и воздуха, осуществляется в зависимости от вида используемого топлива, типа двигателя внутреннего сгорания и режима его работы.The moments of the supply of a high voltage electric discharge intended for fuel atomization and a high voltage electric discharge intended for ignition of a working mixture of fuel and air are determined depending on the type of fuel used, the type of internal combustion engine and its operation mode.
Таким образом, предлагаемый способ смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания позволяет улучшить смесеобразование распыляемого топлива и воздуха за счет большей длительности для повышения полноты сгорания топлива, обеспечивающей увеличение термического коэффициента полезного действия, снижение расхода топлива, уменьшение токсичности отработавших газов.Thus, the proposed method of mixture formation and ignition of the working mixture of an internal combustion engine allows to improve the mixture formation of atomized fuel and air due to the longer duration to increase the completeness of fuel combustion, which provides an increase in thermal efficiency, lower fuel consumption, and reduce toxicity of exhaust gases.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009100632/06A RU2397339C1 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Method of ice mix formation and ignition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009100632/06A RU2397339C1 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Method of ice mix formation and ignition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2397339C1 true RU2397339C1 (en) | 2010-08-20 |
Family
ID=46305528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009100632/06A RU2397339C1 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Method of ice mix formation and ignition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2397339C1 (en) |
-
2009
- 2009-01-11 RU RU2009100632/06A patent/RU2397339C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2674168C2 (en) | Internal combustion engine using a mixture based on water as a fuel, and the way it works | |
CN103748334A (en) | Two-stroke internal combustion engine, method of operating two-stroke internal combustion engine and method of converting two-stroke engine | |
US8056541B1 (en) | Internal combustion engine having an electric solenoid poppet valve and air/fuel injector | |
JP2010285977A (en) | Built-in compressor type six-stroke engine exclusive for hydrogen | |
RU2397339C1 (en) | Method of ice mix formation and ignition | |
RU2008118690A (en) | PISTON TWO-SHAFT INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH OPPOSITE MOVING PISTONS AND METHOD OF ITS OPERATION | |
US20160215682A1 (en) | Ignition system utilizing controllably vented pre-chamber | |
RU2538231C1 (en) | Cycling of exhaust gases in single-stroke engine with external combustion engine | |
WO2003069142A1 (en) | Free piston internal combustion engine | |
CN205047325U (en) | Oxyhydrogen mixes combustion -supporting formula internal combustion device that economizes on fuel | |
RU2764613C1 (en) | Method for operation of free-piston gas generator and apparatus for implementation thereof | |
CN103696848B (en) | A kind of two-stroke internal-combustion engine | |
CN218816638U (en) | Improved two-stroke engine | |
CN209990543U (en) | Two-stroke engine with independent combustion chamber, special piston and synchronous supercharging | |
RU2349769C2 (en) | Two-stroke internal combustion engine with broad choice of fuel and possible automatic selection of operational mode, with optimal efficiency factor | |
RU2144141C1 (en) | Four-stroke combination internal combustion engine and method of use of high-pressure hot gases | |
RU2276274C1 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
CN208686476U (en) | A kind of four-stroke gasoline engine exhaust gas displacement apparatus and engine | |
KR20240003544A (en) | Internal combustion engine | |
CN101655048A (en) | Engine in another structure | |
RU2573062C1 (en) | Method of six-stroke ice operation | |
RU2269658C1 (en) | Engine with cylinder head having spherical combustion chamber | |
CN111577454A (en) | Two-stroke engine with independent combustion chamber, special piston and synchronous supercharging | |
RU2574202C1 (en) | Piston ice | |
GB2046358A (en) | Injecting air into the ignited charge in an I.C. engine cylinder |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180112 |