RU2557970C1 - Diesel engine and method of its operation - Google Patents

Diesel engine and method of its operation Download PDF

Info

Publication number
RU2557970C1
RU2557970C1 RU2014138676/06A RU2014138676A RU2557970C1 RU 2557970 C1 RU2557970 C1 RU 2557970C1 RU 2014138676/06 A RU2014138676/06 A RU 2014138676/06A RU 2014138676 A RU2014138676 A RU 2014138676A RU 2557970 C1 RU2557970 C1 RU 2557970C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
oxidizer
ballast
nozzle
diesel engine
Prior art date
Application number
RU2014138676/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Борисович Болотин
Original Assignee
Николай Борисович Болотин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Борисович Болотин filed Critical Николай Борисович Болотин
Priority to RU2014138676/06A priority Critical patent/RU2557970C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2557970C1 publication Critical patent/RU2557970C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: diesel engine contains the cylinder and the fuel nozzle installed in it. Upstream the engine inlet system the tight gate is installed, and inside the system the oxidizer nozzle is installed to which the oxidizer supply pipeline and the ballast product nozzle are connected, and the nozzle is connected to the ballast product supply pipeline. The fuel supply pipeline is attached to each fuel nozzle through the distributor. The oxidizer, combustible and ballast product supply pipelines are connected with outlets from the pump unit which is comprised by oxidizer, combustible and ballast product pumps with the common shaft which is connected to the cranked shaft. Proportionally to fuel consumption the oxidizer consumption is changed. The synchronization of change of consumption of oxidizer, combustible and ballast product is performed due to synchronization of frequency of rotation of a cranked shaft and the common shaft of oxidizer, combustible and ballast product pumps. Proportionally to the fuel consumption the change of ballast product consumption is possible.
EFFECT: capacity and efficiency increase.
6 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, точнее, к дизельным двигателям внутреннего сгорания и их системам топливопитания.The invention relates to the field of engine building, more specifically, to diesel internal combustion engines and their fuel supply systems.

Известен дизельный двигатель по патенту РФ на изобретение №2413854, МПК, F02B 69/04, опубл. 10.03.2011 г.Known diesel engine according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2413854, IPC, F02B 69/04, publ. 03/10/2011

Этот двигатель включает системы питания дизельным топливом, газом с регуляторами их количества и систему питания воздухом. Система питания воздухом состоит из воздушного фильтра, воздухопроводов и впускного тракта. После воздушного фильтра в воздухопровод установлена смесительная камера с тремя входами и одним выходом. Один из входов смесительной камеры содержит скруббер Вентури и сообщен с воздушным фильтром. Два других входа соединены с источниками газообразного топлива с низким цетановым числом и с высоким цетановым числом соответственно и содержат устройства для регулировки количества газообразных топлив, подаваемых в смесительную камеру.This engine includes a diesel fuel, gas supply system with regulators of their quantity and an air supply system. The air supply system consists of an air filter, air ducts and an intake tract. After the air filter, a mixing chamber with three inlets and one outlet is installed in the air duct. One of the entrances of the mixing chamber contains a venturi scrubber and is in communication with the air filter. The other two inputs are connected to gaseous fuel sources with a low cetane number and a high cetane number, respectively, and contain devices for adjusting the amount of gaseous fuels supplied to the mixing chamber.

Недостатки - сложность топливной системы и неприспособленность двигателя для работы при недостатке атмосферного воздуха.Disadvantages - the complexity of the fuel system and the inability of the engine to work with a lack of atmospheric air.

Известен дизельный двигатель и способ его работы по патенту РФ на изобретение №2388916, МПК F02B 19/18, опубл. 10.05.2010 г., прототип.A known diesel engine and its working method according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2388916, IPC F02B 19/18, publ. 05/10/2010, the prototype.

Способ работы двигателя внутреннего сгорания включает введение части топлива во всасывающий коллектор. Внешнее смесеобразование осуществляют путем введения части топлива в объеме 20% от полной цикловой подачи топлива во всасывающий коллектор. Внутреннее смесеобразование осуществляют путем впрыскивания в цилиндр оставшейся части топлива в объеме 80% от полной цикловой подачи с воспламенением смеси от сжатия. Полная цикловая подача топлива соответствует коэффициенту избытка воздуха α=1,0÷4,05. Устройство для осуществления комбинированного смесеобразования включает всасывающий коллектор, который снабжен смесительной камерой, выполненной в виде эллипсоида вращения. На смесительной камере установлена дополнительная форсунка и ультразвуковые магнитострикционные вибраторы, расположенные соосно с двух сторон под углом 30° к большой оси смесительной камеры.The method of operation of an internal combustion engine includes introducing a portion of the fuel into the intake manifold. External mixture formation is carried out by introducing part of the fuel in the amount of 20% of the total cyclic supply of fuel to the intake manifold. Internal mixture formation is carried out by injecting the remaining part of the fuel into the cylinder in the amount of 80% of the total cyclic supply with compression ignition of the mixture. Full cyclic fuel supply corresponds to an excess air coefficient α = 1.0 ÷ 4.05. A device for implementing combined mixing includes a suction collector, which is equipped with a mixing chamber, made in the form of an ellipsoid of revolution. An additional nozzle and ultrasonic magnetostrictive vibrators mounted coaxially on both sides at an angle of 30 ° to the major axis of the mixing chamber are installed on the mixing chamber.

Недостатки - невозможность работы двигателя в высокогорных условиях, в замкнутых помещениях и под водой при отсутствии воздуха и перегрев.Disadvantages - the inability to operate the engine in high altitude conditions, in confined spaces and under water in the absence of air and overheating.

Задачами создания группы изобретения является обеспечение его работоспособности при отсутствии воздуха, повышение мощности и КПД на всех режимах.The objectives of creating a group of the invention is to ensure its operability in the absence of air, increasing power and efficiency in all modes.

Решение указанных задач достигнуто в дизельном двигателе, содержащем коленчатый вал с ведущей звездочкой, систему газораспределения, выполненную в головке цилиндров, в свою очередь, содержащую систему впуска, систему выхлопа продуктов сгорания, по меньшей мере, один цилиндр с установленным в нем поршнем и форсункой горючего, тем, что в на входе системы впуска установлена герметичная заслонка, а внутри размещена форсунка окислителя, к которой подсоединен трубопровод подачи окислителя и форсунка балластного продукта, к которой присоединен трубопровод подачи балластного продукта, а к каждой форсунке горючего через распределитель присоединен трубопровод подачи горючего, трубопроводы подачи окислителя, горючего и балластного продукта соединены с выходами из насосного агрегата, имеющего насосы окислителя, горючего и балластного продукта с общим валом, который, в свою очередь, соединен с коленчатым валом. Дизельный двигатель по может содержать блок управления. Дизельный двигатель может быть оборудован датчиком углового положения дроссельной заслонки. Датчик углового положения дроссельной заслонки может быть соединен электрической связью с блоком управления.The solution of these problems was achieved in a diesel engine containing a crankshaft with a drive sprocket, a gas distribution system made in the cylinder head, in turn, containing an intake system, an exhaust system of combustion products, at least one cylinder with a piston and a fuel nozzle installed in it , in that an airtight damper is installed at the inlet of the intake system, and an oxidizer nozzle is placed inside, to which an oxidizer feed pipe and a ballast product nozzle are connected, to which n the ballast product supply line, and the fuel supply line is connected to each fuel nozzle through the distributor, the oxidant, fuel and ballast product supply pipelines are connected to the outlets from the pumping unit having oxidizer pumps, fuel and ballast product with a common shaft, which, in turn, connected to the crankshaft. The diesel engine may comprise a control unit. The diesel engine can be equipped with a throttle angle sensor. The throttle angle sensor can be electrically connected to the control unit.

Решение указанных задач достигнуто в способе работы дизельного двигателя, включающем изменение расхода горючего, тем, что пропорционально расходу горючего изменяют расход окислителя, при этом синхронизация изменения расхода окислителя, горючего и балластного продукта выполнена за счет синхронизации частоты вращения общего вала насосов окислителя, горючего и балластного продукта, соединенного с коленчатым валом. Пропорционально расходу горючего можно изменять расход балластного продукта.The solution of these problems was achieved in the method of operation of a diesel engine, including changing the fuel consumption, in that the oxidizer consumption is changed proportionally to the fuel consumption, while the synchronization of the change in the consumption of the oxidizer, fuel and ballast product is performed by synchronizing the speed of the common shaft of the oxidizer, fuel and ballast pumps product connected to the crankshaft. In proportion to the fuel consumption, the flow rate of the ballast product can be changed.

Сущность изобретения поясняется на чертежах Фиг. 1…9, где:The invention is illustrated in the drawings of FIG. 1 ... 9, where:

на фиг. 1 приведен вид с торца,in FIG. 1 shows an end view,

на фиг. 2 приведен разрез А-А,in FIG. 2 shows a section aa,

на фиг. 3 приведен продольный разрез двигателя внутреннего сгорания по В-В,in FIG. 3 shows a longitudinal section of an internal combustion engine in BB,

на фиг. 4 приведен продольный разрез двигателя по Б-Б,in FIG. 4 shows a longitudinal section of the engine on BB,

на фиг. 5 приведена система охлаждения двигателя,in FIG. 5 shows the engine cooling system,

на фиг. 6 приведен разрез D-D,in FIG. 6 shows a section D-D,

на фиг. 7 приведен насосный агрегат,in FIG. 7 shows the pump unit,

на фиг. 8 приведен график изменения расхода окислителя и горючего,in FIG. 8 shows a graph of the change in the consumption of oxidizing agent and fuel,

на фиг. 9 приведен график изменения расхода окислителя, горючего и балласта.in FIG. 9 is a graph of the change in the flow rate of the oxidizing agent, fuel, and ballast.

Дизельный двигатель внутреннего сгорания (в дальнейшем - двигатель) содержит (фиг. 1…9), по меньшей мере, один цилиндр 1 и установленный в нем поршень 2.A diesel internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) comprises (Fig. 1 ... 9) at least one cylinder 1 and a piston 2 installed therein.

В дальнейшем описание изобретении приведено на примере двухцилиндрового четырехтактного дизельного двигателя. Тем не менее, изобретение распространяет свои права и на одноцилиндровый двигатель, а также на двигатели с любым числом цилиндров и с любым их расположением, например, с V- образным расположением цилиндров. Также изобретение может быть применено в двухтактных двигателях, имеющих жидкостное охлаждение. Каждый поршень 2 имеет компрессионные и маслосъемные кольца 3 и 4 соответственно. Цилиндры 1 выполнены за одно с корпусом 5, имеющим поддон 6 для масла 7. Над цилиндрами 1 установлена головка цилиндров 8, между ними установлена прокладка 9.In the further description of the invention is given by the example of a two-cylinder four-stroke diesel engine. Nevertheless, the invention extends its rights to a single-cylinder engine, as well as to engines with any number of cylinders and with any arrangement of them, for example, with a V-shaped arrangement of cylinders. Also, the invention can be applied in two-stroke engines having liquid cooling. Each piston 2 has compression and oil scraper rings 3 and 4, respectively. The cylinders 1 are made in one with the housing 5 having a pan 6 for oil 7. Above the cylinders 1 is a cylinder head 8, between them a gasket 9 is installed.

Двигатель имеет коленчатый вал 10, систему газораспределения, выполненную в головке цилиндров 8.The engine has a crankshaft 10, a gas distribution system made in the cylinder head 8.

Система газораспределения содержит систему впуска 11 с впускным патрубком 12, дроссельной заслонкой 13 и ее приводом 14 и систему выпуска выхлопных газов 15 с глушителем 16 и распределительный вал 17 с кулачками 18.The gas distribution system includes an intake system 11 with an inlet pipe 12, a throttle valve 13 and its drive 14 and an exhaust system 15 with a muffler 16 and a camshaft 17 with cams 18.

Распределительный вал 17 установлены параллельно оси коленчатого вала 10. В головке цилиндров 8 выполнены впускные отверстия 19 с впускными клапанами 20 и выпускные отверстия 21 с выпускными клапанами 22. В цилиндрах 1 при работе образуются камеры сгорания 23.The camshaft 17 is mounted parallel to the axis of the crankshaft 10. Inlet head 19 has inlet openings 19 with inlet valves 20 and outlet openings 21 with exhaust valves 22. In operation, combustion chambers 23 are formed in the cylinders 1 during operation.

Поршни 2 связаны с коленчатым валом 10 шатунами 24, в которых установлены пальцы 25. Шатуны 24 имеют шатунные подшипники 26. Коленчатый вал 10 установлен на коренных подшипниках 27 и уплотнен уплотнениями 28. Внутри коленчатого вала 10 выполнены маслоканалы 29.The pistons 2 are connected to the crankshaft 10 by connecting rods 24, in which the fingers 25 are mounted. The connecting rods 24 have connecting rod bearings 26. The crankshaft 10 is mounted on the main bearings 27 and sealed by seals 28. Inside the crankshaft 10, oil channels 29 are made.

В систему газораспределения входят ведущая звездочка 30, и ведомая звездочка 31 соединенные цепью (или ремнем) 32. Диаметр ведомой звездочки 30 в 2 раза больше диаметра ведущей звездочки 31. За два оборота коленчатого вала 10 распределительный вал 17 совершает всего один оборот (это относится только к четырехтактным двигателям).The gas distribution system includes a drive sprocket 30 and a driven sprocket 31 connected by a chain (or belt) 32. The diameter of the driven sprocket 30 is 2 times the diameter of the drive sprocket 31. For two turns of the crankshaft 10, the camshaft 17 makes only one revolution (this applies only to four-stroke engines).

Около бокового участка цепи 31 установлен натяжитель цепи 33.Near the side section of the chain 31, the chain tensioner 33 is installed.

Кроме того, двигатель имеет установленные в каждом цилиндре 1 топливные форсунки 34, соединенные трубопроводами высокого давления 35 с распределителем 36. К распределителю 36 присоединен трубопровод подачи топлива 37, другой конец которого соединен с насосным агрегатом 38. Трубопровод подачи топлива 37 содержит регулятор - отсечной клапан горючего 39.In addition, the engine has fuel nozzles 34 installed in each cylinder 1, connected by high pressure pipes 35 to the distributor 36. A fuel supply pipe 37 is connected to the distributor 36, the other end of which is connected to the pump unit 38. The fuel supply pipe 37 contains a regulator - a shut-off valve fuel 39.

В впускном патрубке 12 установлена форсунка окислителя 40, соединенная трубопроводом подачи окислителя 41 с насосным агрегатом 38. Трубопровод подачи окислителя 41 содержит отсечной клапан окислителя 42.An oxidizer nozzle 40 is installed in the inlet pipe 12, which is connected to the oxidizer supply pipe 41 with the pump unit 38. The oxidizer supply pipe 41 includes an oxidizer shut-off valve 42.

Во впускном патрубке 12 установлена также форсунка балластного продукта 43, соединенная трубопроводом подачи балласта 44 с насосным агрегатом 38. Трубопровод подачи балласта 44 содержит отсечной клапан балласта 45.The inlet pipe 12 also has a ballast product nozzle 43 connected to the ballast supply pipe 44 with the pump unit 38. The ballast supply pipe 44 includes a ballast shutoff valve 45.

Насосный агрегат 38 (фиг. 7) содержит установленные на общем валу 46 насос окислителя 47, насос горючего 48, насос балласта 49 и редуктор 50. Редуктор 50 через вал отбора мощности 51 и второй редуктор 52 соединен с коленчатым валом 10. Распределитель 36 валом 53 через третий редуктор 54 соединен тоже с коленчатым валом 10.The pump unit 38 (Fig. 7) contains an oxidizer pump 47, a fuel pump 48, a ballast pump 49 and a gearbox 50 mounted on a common shaft 46. A gearbox 50 is connected to a crankshaft 10 through a power take-off shaft 51 and a second gearbox 52. The distributor 36 is connected to a shaft 53 through the third gear 54 is also connected to the crankshaft 10.

Система подачи горючего содержит бак горючего 55, который трубопроводом горючего 56, содержащим клапан 57, соединен с входом в насос горючего 48. В качестве горючего может использоваться улеводородное топливо или спирт.The fuel supply system comprises a fuel tank 55, which is connected by a fuel pipe 56 containing a valve 57 to the inlet of the fuel pump 48. As a fuel, hydrocarbon fuel or alcohol may be used.

Система подачи окислителя содержит бак окислителя 58, который трубопроводом окислителя 99, содержащим клапан окислителя 60, соединен с входом в насос окислителя 47. В качестве окислителя используется кислород или перекись водорода или любой окислитель.The oxidizer supply system comprises an oxidizer tank 58, which is connected to the inlet to the oxidizer pump 47 through an oxidizer pipe 99 containing an oxidizer valve 60. Oxygen or hydrogen peroxide or any oxidizer is used as the oxidizer.

Система подачи балластного продукта содержит бак балласта 61, который трубопроводом балласта 62, содержащим клапан балласта 63 соединен с входом в насос балласта 49. В качестве балластного продукта используется вода или азот.The ballast product supply system comprises a ballast tank 61, which is connected by a ballast pipe 62 containing a ballast valve 63 to the inlet of the ballast pump 49. Water or nitrogen is used as the ballast product.

Применение балластного продукта необходимо для исключения перегрева двигателя. При работе только на окислителе и горючем температура в цилиндрах 1 может достичь 3500…4000°С. Современные системы охлаждения не могут обеспечить эффективное охлаждение, поэтому добавка в цилиндры 1 балластного продукта позволит уменьшить температуру продуктов сгорания до 1500…1800°С.The use of a ballast product is necessary to avoid overheating of the engine. When working only on oxidizer and fuel, the temperature in cylinders 1 can reach 3500 ... 4000 ° C. Modern cooling systems cannot provide effective cooling, so the addition of 1 ballast product to the cylinders will reduce the temperature of the combustion products to 1500 ... 1800 ° C.

Более подробно конструкция насосного агрегата 38 показана на фиг. 7. Насосный агрегат 38 содержит насос окислителя 47, насос горючего 48 и насос балласта 49, имеющие общий вал 46, к которому присоединен электропривод 50.In more detail, the construction of the pump unit 38 is shown in FIG. 7. The pump unit 38 comprises an oxidizer pump 47, a fuel pump 48, and a ballast pump 49 having a common shaft 46 to which an electric drive 50 is connected.

Насос окислителя 47 содержит входной корпус 64, шнек 65, центробежное рабочее колесо 66, установленные на валу 46, выходной корпус 67, опору 68 и уплотнение 69.The oxidizer pump 47 comprises an inlet housing 64, a screw 65, a centrifugal impeller 66 mounted on a shaft 46, an outlet housing 67, a support 68, and a seal 69.

Насос горючего 48 содержит входной корпус 70, шнек 71, центробежное рабочее колесо 72, выходной корпус 73, опору 74 и уплотнение 75.The fuel pump 48 includes an inlet housing 70, a screw 71, a centrifugal impeller 72, an outlet housing 73, a support 74, and a seal 75.

Насос балласта 48 содержит входной корпус 76, шнек 77, центробежное рабочее колесо 78, выходной корпус 79, опору 80 и уплотнение 81.The ballast pump 48 includes an inlet housing 76, a screw 77, a centrifugal impeller 78, an outlet housing 79, a support 80, and a seal 81.

Двигатель может быть оборудован блоком управления 82, который электрическими связями 83 соединен с приводом 14 и распределителем 36.The engine may be equipped with a control unit 82, which is electrically connected 83 to the drive 14 and the distributor 36.

В двигателе применена система жидкостного охлаждения. Между цилиндрами 1 и корпусом 5 выполнена полость 84 для охлаждения цилиндров 1. которая отводящим трубопроводом 85, содержащим насос 86, промежуточный трубопровод 87, радиатор 88 и подводящий трубопровод 89, закольцована для циркуляции охлаждающей жидкости.The engine uses a liquid cooling system. Between the cylinders 1 and the housing 5 there is a cavity 84 for cooling the cylinders 1. which is a discharge pipe 85 containing a pump 86, an intermediate pipe 87, a radiator 88 and a supply pipe 89, looped to circulate the coolant.

ДАТЧИКИ КОНТРОЛЯCONTROL SENSORS

Двигатель может быть оборудован датчиком углового положения дроссельной заслонки 90 и датчиком давления за дроссельной заслонкой 91. Датчики 90 и 91 линиями связями 83 соединены с блоком управления 82 (фиг. 1). Это позволит скорректировать опережение зажигания при работе с минимальной нагрузкой на высоких оборотах коленчатого вала 10 для экономии топлива.The engine may be equipped with an angular position sensor of the throttle valve 90 and a pressure sensor behind the throttle valve 91. The sensors 90 and 91 are connected by a link 83 to the control unit 82 (Fig. 1). This will allow you to adjust the ignition timing when working with a minimum load at high speeds of the crankshaft 10 to save fuel.

Кроме того, двигатель может быть оборудован датчиком температуры охлаждающей жидкости 92, датчиком частоты вращения коленчатого вала 93, датчиком углового положения распределительного вала 94, которые линиями связи 83 соединены с блоком управления 82.In addition, the engine can be equipped with a coolant temperature sensor 92, a crankshaft speed sensor 93, a camshaft angular position sensor 94, which are connected to the control unit 82 by communication lines 83.

Графики изменения расхода окислителя 95, горючего 96 приведены на фиг. 8. На фиг. 9 приведен аналогичный график и дополнительно график изменения расхода балласта 97.Graphs of the change in the flow rate of oxidizer 95, fuel 96 are shown in FIG. 8. In FIG. 9 shows a similar schedule and additionally a graph of the change in ballast flow rate 97.

РАБОТА ДВИГАТЕЛЯENGINE OPERATION

В исходном положении заслонка 13 закрыта для исключения выброса окислителя. Положение дроссельной заслонки 13 контролируется датчиком положения дроссельной заслонки 90.In the initial position, the shutter 13 is closed to prevent the emission of oxidizing agent. The position of the throttle 13 is monitored by the throttle position sensor 90.

Для запуска двигателя стартером (на фиг. 1…9 не показано) раскручивают коленчатый вал 10. Одновременно открывают клапаны 57, 60 и 66, горючее, окислитель и балластный продукт заполняют насосы 47, 48 и 49. Коленчатый вал 10 раскручивает общий вал 46 насосного агрегата 38 (фиг. 1 и 7). Давление горючего, окислителя и балластного продукта на выходах из насосов 47, 48 и 49 возрастает. Открывают клапаны 38, 42 и 45, горючее, окислитель и балластный продукт поступают в двигатель.To start the engine with a starter (not shown in Fig. 1 ... 9), crankshaft 10 is untwisted. At the same time, valves 57, 60 and 66 are opened, fuel, oxidizer and ballast product are filled by pumps 47, 48 and 49. Crankshaft 10 untwists pump common shaft 46 unit 38 (Figs. 1 and 7). The pressure of the fuel, oxidizer and ballast product at the exits from the pumps 47, 48 and 49 increases. Valves 38, 42 and 45 are opened, fuel, oxidizing agent and ballast product enter the engine.

Окислитель из насоса окислителя 47 по трубопроводу окислителя 41 через клапан 42 подается на форсунки 40 и впрыскивается в впускной патрубок 12. Окислитель в цилиндр 1 подается из впускного патрубка 12 по системе впуска 11 (Фиг. 3), через впускные отверстия 19 при открытом впускном клапане 20 поступает в камеру сгорания 23. При этом первый поршень 2 находится в верхней мертвой точке ВМТ и начинает движение вниз, работая в режиме впуска топливовоздушной смеси. Смесь окислителя с балластным продуктом поступает в камеру сгорания 23 первого цилиндра 1. Система выхлопа 15 первого цилиндра 1 в это время закрыта. В это же время для второго цилиндра 1 впускное отверстие 19 закрыто впускным клапаном 20. Продукты сгорания из второго цилиндра 1 поступают в систему выхлопа 15 и глушитель 16 через выпускное отверстие 21 при открытом выпускном клапане 22. После того как коленчатый вал 10 совершит пол-оборота, произойдет сжатие топливовоздушной смеси в камере сгорания 23 первого цилиндра 1 и блок управления 82 по линии связи 83 подает сигнал на распределитель 36, который управляет подачей горючего на соответствующую форсунку горючего 34 (сначала на форсунку горючего 34 первого цилиндра 1 первую). Вследствие высокой степени сжатия в цилиндрах смесь окислителя с балластным продуктом разогреваются до высокой температуры. Происходит самовоспламенение горючего. Таким образом, циклы повторяются поочередно во всех цилиндрах 1. Цилиндры 1 нагреваются до температуры 500…700°С, и без охлаждения двигатель неработоспособен.The oxidizing agent from the oxidizing pump 47 through the oxidizing pipe 41 through the valve 42 is fed to the nozzles 40 and injected into the inlet 12. The oxidizing agent in the cylinder 1 is supplied from the inlet 12 through the intake system 11 (Fig. 3), through the inlet openings 19 with the inlet valve open 20 enters the combustion chamber 23. In this case, the first piston 2 is located at the top dead center of TDC and begins to move downward, operating in the air-fuel mixture intake mode. The mixture of oxidizing agent with ballast product enters the combustion chamber 23 of the first cylinder 1. The exhaust system 15 of the first cylinder 1 is closed at this time. At the same time, for the second cylinder 1, the inlet 19 is closed by the inlet valve 20. The products of combustion from the second cylinder 1 enter the exhaust system 15 and the muffler 16 through the outlet 21 with the exhaust valve open 22. After the crankshaft 10 completes half a turn , the air-fuel mixture will be compressed in the combustion chamber 23 of the first cylinder 1 and the control unit 82 via a communication line 83 sends a signal to the distributor 36, which controls the supply of fuel to the corresponding fuel nozzle 34 (first, to the fuel nozzle 34 ervogo first cylinder 1). Due to the high degree of compression in the cylinders, the mixture of oxidizing agent and ballast product is heated to high temperature. Self-ignition of the fuel occurs. Thus, the cycles are repeated alternately in all cylinders 1. Cylinders 1 are heated to a temperature of 500 ... 700 ° C, and without cooling the engine is inoperative.

Наиболее эффективно жидкостное охлаждение. Для этого вокруг всех цилиндров 1 сформирована полость 84, заполненная охлаждающей жидкостью (вода или антифриз). Нагретая охлаждающая жидкость отбирается из полости 84 трубопроводом отбора 85 и насосом 86 через промежуточный трубопровод 87 подается в радиатор 88, где охлаждается воздухом и возвращается в полость 84 по трубопроводу возврата 89 (фиг. 1).The most effective liquid cooling. For this, a cavity 84 is formed around all the cylinders 1, filled with coolant (water or antifreeze). Heated coolant is taken from the cavity 84 by a sampling pipe 85 and a pump 86 is supplied through an intermediate pipe 87 to the radiator 88, where it is cooled by air and returned to the cavity 84 through the return pipe 89 (Fig. 1).

Для выключения двигателя выключают выключатель 52 и закрывают клапана 54, 60, 63 и 38, 42, 45.To turn off the engine, turn off the switch 52 and close the valve 54, 60, 63 and 38, 42, 45.

РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯREGULATING THE OPERATION OF THE ENGINE

При изменении расхода горючего 95 (фиг. 8) пропорционально изменяют расход окислителя 96. Это делается синхронизаций работы насосов 47, 48 и 49, установленных на одном общем валу 46 и имеющих привод от коленчатого вала 10.When changing the flow rate of fuel 95 (Fig. 8), the flow rate of oxidizing agent 96 is proportionally changed. This is done by synchronizing the operation of pumps 47, 48 and 49 installed on one common shaft 46 and having a drive from the crankshaft 10.

Также целесообразно пропорционально расходу горючего 95 и окислителя 96 изменять расход балластного продукта 97 (фиг. 9). Это позволит на всех режимах работать при оптимальном соотношении компонентов топлива и получать максимальный КПД двигателя.It is also advisable in proportion to the flow rate of fuel 95 and oxidizing agent 96 to change the flow rate of the ballast product 97 (Fig. 9). This will allow operating in all modes with the optimal ratio of fuel components and obtaining maximum engine efficiency.

КОНТРОЛЬ РАБОТЫCONTROL OF WORK

Датчик положения дроссельной заслонки 90 позволяет контролировать ее положение при установлении соответствующего режима работы двигателя. Датчик давления за дроссельной заслонкой 91 дублирует эту функцию и контролирует это давление. Датчик температуры охлаждающей жидкости 92 позволяет контролировать перегрев двигателя.The throttle position sensor 90 allows you to control its position when establishing the appropriate engine operation mode. The pressure sensor behind the throttle 91 duplicates this function and monitors this pressure. The coolant temperature sensor 92 allows you to monitor engine overheating.

Датчик частоты вращения коленчатого вала 93 контролирует частоту вращения коленчатого вала 10 (режим и нагрузку), а датчик углового положения распределительного вала 94 постоянно измеряет угловое положение распределительного вала 17 для управления моментом впрыска горючего через блок управления 82 и распределитель горючего 36.The crankshaft speed sensor 93 monitors the rotational speed of the crankshaft 10 (mode and load), and the angular position sensor of the camshaft 94 constantly measures the angular position of the camshaft 17 to control the moment of fuel injection through the control unit 82 and the fuel distributor 36.

Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:

1. Обеспечить работоспособность двигателя в разреженной атмосфере и при отсутствии воздуха.1. Ensure engine performance in a rarefied atmosphere and in the absence of air.

2. Повысить КПД двигателя на всех режимах за счет синхронного изменения расхода горючего, окислителя и балластного продукта применением привода всех насосов от коленчатого вала.2. To increase the efficiency of the engine in all modes due to the synchronous change in the flow of fuel, oxidizer and ballast product by using the drive of all pumps from the crankshaft.

3. Исключить перегрев двигателя за счет использования балластного продукта и наличия системы жидкостного охлаждения.3. Eliminate engine overheating through the use of a ballast product and the presence of a liquid cooling system.

4. Повысить надежность и ресурс системы за счет исключения влияния регулировок и износа деталей механизма газораспределения.4. To increase the reliability and service life of the system by eliminating the influence of adjustments and wear of parts of the gas distribution mechanism.

Claims (6)

1. Дизельный двигатель, содержащий коленчатый вал с ведущей звездочкой, систему газораспределения, выполненную в головке цилиндров, в свою очередь, содержащую систему впуска, систему выхлопа продуктов сгорания, по меньшей мере, один цилиндр, с установленным в нем поршнем и форсункой горючего, отличающийся тем, что на входе системы впуска установлена герметичная заслонка, а внутри размещена форсунка окислителя, к которой подсоединен трубопровод подачи окислителя и форсунка балластного продукта, к которой присоединен трубопровод подачи балластного продукта, а к каждой форсунке горючего через распределитель присоединен трубопровод подачи горючего, трубопроводы подачи окислителя, горючего и балластного продукта соединены с выходами из насосного агрегата, имеющего насосы окислителя, горючего и балластного продукта с общим валом, который, в свою очередь, соединен с коленчатым валом.1. A diesel engine containing a crankshaft with a drive sprocket, a gas distribution system made in the cylinder head, in turn, containing an intake system, an exhaust system of combustion products, at least one cylinder with a piston and a fuel nozzle installed in it, characterized in that an airtight damper is installed at the inlet of the intake system, and an oxidizer nozzle is placed inside, to which an oxidizer feed pipe and a ballast product nozzle are connected, to which a feed pipe is connected last product, and a fuel supply pipe is connected to each fuel nozzle through a distributor, oxidant, fuel and ballast product supply pipelines are connected to the outlets from the pumping unit having oxidizer pumps, fuel and ballast product with a common shaft, which, in turn, is connected to crankshaft. 2. Дизельный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он содержит блок управления.2. The diesel engine according to claim 1, characterized in that it comprises a control unit. 3. Дизельный двигатель по п. 2, отличающийся тем, что он оборудован датчиком углового положения дроссельной заслонки.3. The diesel engine according to claim 2, characterized in that it is equipped with a throttle angle sensor. 4. Дизельный двигатель по п. 2, отличающийся тем, что датчик углового положения дроссельной заслонки соединен электрической связью с блоком управления.4. The diesel engine according to claim 2, wherein the throttle angle sensor is electrically connected to the control unit. 5. Способ работы дизельного двигателя, включающий изменение расхода горючего, отличающийся тем, что пропорционально расходу горючего изменяют расход окислителя, при этом синхронизация изменения расхода окислителя, горючего и балластного продукта выполнена за счет синхронизации частоты вращения общего вала насосов окислителя, горючего и балластного продукта, соединенного с коленчатым валом.5. The method of operation of a diesel engine, including changing the flow rate of fuel, characterized in that proportionally to the flow rate of fuel change the flow rate of the oxidizing agent, while synchronizing the change in flow rate of the oxidizing agent, fuel and ballast product is performed by synchronizing the speed of the common shaft of the pumps of the oxidizing agent, fuel and ballast product connected to the crankshaft. 6. Способ работы дизельного двигателя по п. 5, отличающийся тем, что пропорционально расходу горючего изменяют расход балластного продукта. 6. The method of operation of a diesel engine according to claim 5, characterized in that in proportion to the fuel consumption, the flow rate of the ballast product is changed.
RU2014138676/06A 2014-09-24 2014-09-24 Diesel engine and method of its operation RU2557970C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014138676/06A RU2557970C1 (en) 2014-09-24 2014-09-24 Diesel engine and method of its operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014138676/06A RU2557970C1 (en) 2014-09-24 2014-09-24 Diesel engine and method of its operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2557970C1 true RU2557970C1 (en) 2015-07-27

Family

ID=53762611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014138676/06A RU2557970C1 (en) 2014-09-24 2014-09-24 Diesel engine and method of its operation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2557970C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3672341A (en) * 1970-07-30 1972-06-27 Combustion Power Air pollution-free internal combustion engine and method for operating same
US4400944A (en) * 1979-12-04 1983-08-30 Nippon Soken, Inc. Air-fuel ratio control method and apparatus for internal combustion engines
JPS60166746A (en) * 1984-02-09 1985-08-30 Kuraray Co Ltd Combustion of diesel internal-combustion engine
US5601068A (en) * 1995-07-05 1997-02-11 Nozel Engineering Co., Ltd. Method and apparatus for controlling a diesel engine
ES2140330A1 (en) * 1997-12-12 2000-02-16 David Systems S A Induction system and subsequent utilisation of specific reactions of electro-thermo-chemical cycles for the production of mechanical energy
EP0992669A2 (en) * 1998-10-02 2000-04-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
EP1314875A1 (en) * 2001-11-23 2003-05-28 Peugeot Citroen Automobiles SA Control system for Diesel engines for automotive vehicles
WO2010036095A1 (en) * 2008-09-24 2010-04-01 Petroliam Nasional Berhad Internal combustion engine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3672341A (en) * 1970-07-30 1972-06-27 Combustion Power Air pollution-free internal combustion engine and method for operating same
US4400944A (en) * 1979-12-04 1983-08-30 Nippon Soken, Inc. Air-fuel ratio control method and apparatus for internal combustion engines
JPS60166746A (en) * 1984-02-09 1985-08-30 Kuraray Co Ltd Combustion of diesel internal-combustion engine
US5601068A (en) * 1995-07-05 1997-02-11 Nozel Engineering Co., Ltd. Method and apparatus for controlling a diesel engine
ES2140330A1 (en) * 1997-12-12 2000-02-16 David Systems S A Induction system and subsequent utilisation of specific reactions of electro-thermo-chemical cycles for the production of mechanical energy
EP0992669A2 (en) * 1998-10-02 2000-04-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
EP1314875A1 (en) * 2001-11-23 2003-05-28 Peugeot Citroen Automobiles SA Control system for Diesel engines for automotive vehicles
WO2010036095A1 (en) * 2008-09-24 2010-04-01 Petroliam Nasional Berhad Internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7291662B2 (en) Large uniflow scavenged two-stroke gas-fueled engine and method of operating a large uniflow scavenged two-stroke gas-fueled engine
JP6080224B2 (en) 2-stroke internal combustion engine, 2-stroke internal combustion engine operating method, and 2-stroke engine conversion method
CN102378859B (en) Two-stroke internal combustion engine
KR20090096315A (en) A method for the operation of a longitudinally scavenged two-stroke large diesel engine and a longitudinally scavenged two stroke large diesel engine
JP2021011870A (en) Large two-stroke uniflow scavenged engine with gaseous fuel mode
RU2446294C2 (en) Ice fuel system and method of its operation
DK180131B1 (en) A large two-stroke uniflow scavenged gaseous fueled engine and method for reducing preignition/diesel-knock
JP5608175B2 (en) Internal combustion engine with independent gas supply system without compression stroke
RU2324830C1 (en) Free-piston gas generator of self-propelling engine with one compressor drive cylinder
RU2557970C1 (en) Diesel engine and method of its operation
CN109681318B (en) Hydrocarbon fuel ignition type zero-nitrogen rotor machine with oxygen as oxidant and control method thereof
GB2425808A (en) Supercharged two-stroke engine with separate direct injection of air and fuel
RU2564174C1 (en) Diesel engine and method of its operation
RU2566847C1 (en) Diesel engine
RU2558741C1 (en) Diesel internal combustion engine and method of its operation
RU2300650C1 (en) Diesel engine
US10584665B1 (en) Internal combustion, dedicated exhaust gas recirculation engine
RU2544642C1 (en) Four-stroke internal combustion engine
RU2767659C1 (en) Air injection device in internal combustion engine (ice)
US8875672B2 (en) Engine system having dedicated cylinder-to-cylinder connection
RU2527229C1 (en) Internal combustion engine with heat recovery
RU2527230C1 (en) Internal combustion engine with heat recovery
RU2536483C1 (en) Internal combustion engine with heat recovery
RU2544115C1 (en) Internal combustion engine with heat recovery
RU2531460C1 (en) Internal combustion engine with heat regeneration