SU1071790A1 - Двигатель внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий термохимический реактор, заполненный катализатором, снабженный входом и выходом и установленный во всасывающей системе, топливный бак с топливопроводом/ воздухопровод дл  подачи воздуха в реактор , подогреватель топлива и воздуха , размещенный на выходе реактора, и подогреватель реактора, сообщенный с системой выпуска отработавших tM/tsf e газов, причем реактор снабжен датчи- ком температуры, от л ич ающи йс   тем, что, с целью повышени  экономичности и снижени  токсичности, он дополнительно содержит вод ной и топливный испарители, из которых первый снабжен патрубком дл  подключени  к вод ному резервуару, смеситель паров воды и топлива с воздухом и отработавшими газами двигател , накопительную емкость дл  синтез-газа, дожигатель отработавших газов, причем смеситель подключен к входу реактора , накопительна  емкость установлена на выходе из реактора, и дожигатель отработавших газов подключен своим входом к системе выпуска § отработавших газов при помощи ответв- (Л лени , а своим выходом ориентирован на поверхности испарителей и снабжен дополнительной камерой воспламенени ,, св занной с топливопроводом и снабженной электрической спиралью нака- i G ливани . СО || i E- -Turn-r jr - rJj - - - - -..-, . Jzn

Description

2.Двигатель по п. 1, отличающийс  тем, что он дополнительно содержит блок управлени  с входом и выходом, электромагнитньай клапан, установленный в выходном патрубке накопительной емкости, кислородный датчик, размещенный в ответвлении системы выпуска отработавших газов, датчик частоты вращени  вала двигател , клапан дозировани  подачи топлива в реактор, воздушный клапан, размещенный в воздухопроводе, клапан дозировани  подачи воды и клапандозировани  подачи отработавших газов в смеситель, примем вход блока управлени  св зан с кислородным датчиком , датчиком температуры и датчиком частоты вращени  вала, а выход с эл ;ктромагнитным клапаном, клапанами дозировани  подачи топлива, ,воды и отработавших газов и воздушным клапаном..

3,Двигатель по пп, 1 и 2, о тли , чаю, щийс   тем, что подогрева тель топлива и воздуха установлен между реактором и накопительной емкостью дл  синтез-газа.

4,Двигатель по пп. 1--3, о т   ичающийс  тем, что«катализатор выполнен в виде подвижных гранул из двуокиси кремйи , пропитанных цеолитсодержащим веществом.

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к двигател м внутреннего сгорани .

Известны двигатели внутреннего сгррани , содержащие термохимический реактор, заполненный катализатором, снабженный входом и выходом, и установленный во всасывающей системе, топливный бак с топливопроводом, воздухопровод дл  подачи воздуха в реактор , подогреватель топлива и .воздуха , размещенный на выходе реактора , и подогреватель реактора, сообщенный с системой выпуска отработавших газоз, причем реактор снабжен датчиком темпе атуры.

В таких двигател х топливо и воздух разлагают в термохимическом реакторе на химически активные компоненты , которые и подают в цилиндры двигател . Благодар  активности указанных компонентов улучшаютс  характеристики процесса: сгорани , что способствует повышению экономичности П .

Однако в известных двигател х не реализуютс  все возможности дл  повышени  экономичности и снижени  токсичности, например, путем использовани  воды и отработавших газов при обработке топлива в реакторе. Не принимаютс  также пары по доокисЛению отработавших газов двигател ,, особенно на частичных режимах и режиме запуска.

Цэлью изобретени   вл етс  повышение экономичности и снижение токсичности .

Указанна  цель достигаетс  тем, что двигатель- внутреннего сгорани , содержащий термохимический реактор, заполненный катализатором, снабженный входом и выходом и установленный , во всасывающей системе, топливный бак с топливопроводом, воздухопровод дл  подачи воздуха в реактор, подогреватель топлива и воздуха, размещенный на выходе реактора, и подогреватель реактора, сообщенный с системой выпуска отработавших газов , причем реактор снабжен датчиком температуры, содержит вод ной и

0 тогшивный испарители, из которых первый снабжен патрубком дл  подключени  к вод ному резервуару, смеситель паров воды и топлива с воздухом и отработавшими газами двигател , на5 копительную емкость дл  синтез-г.аза, дожигатель отработавших газов, причем смеситель подключен к входу реактора , накопительна  емкость установлена на выходе из реактора и дожигатель отработавших газов подключен

своим входом к системе выпуска отработавших газов при помощи ответвлени , а своим выходом ориентирован на поверхности испарителей и снаб , жен дополнительной камерой воспламенени , св занной с топливопроводом и снабженной электрической спиралью накаливани .

Кроме того, двигатель дополни0 тельно содержит блок управлени  с входом и выходом, электромагнитный клапан, установленный в выходном пагрубке накопительной емкости, кислородный датчик, размещенный в ответв5 пении системы выпуска отработавших газов, датч-ик частоты вращени  вала двигател , клапан дозировани  подачи топлива в реактор, воздушный клапан , размещенный в воздухопроводе, Q клапан дозировани  подачи воды и

клапан дозировани  подачи отработавших газов в смеситель, причем вход

блока управлени  св зан с кислород-, ным датчикрм, датчиком температуры и датчиком частоты вращени  вала, а выход - с электромагнитным клапаном , клапанами дозировани  подачи топлива, воды и отработавших газов . 5 и воздушным клапаном.

Подогреватель топлива и воздуха установлен между peaKTOpdu и накопительной емкостью дл  синтез-газа, а катализатор выполнен в виде подв1 ж- Q ных гранул из двуокиси кремни , пропитанных цеолитсодержащим веществом.

На чертеже изображена схема предлагаемого двигател .

Двигатель 1 внутреннего сгорани  е содержит термохимический реактор 2, заполненный катализатором 3.

На входе в реактор 2 установлен смеситель 4, к которому подключены вод ной и,топливный испарители 5 и 6, воздухопровод 7 и ответвление 8 20 системы 9 выпуска отработавших газов. Воздухопровод 7 и топливный испаритель б соединены с подогревателем 10 топлива и воздуха, установленным между реактором 2- и накопительной 25 емкостью 11 дл  синтез-газа. Топливный испаритель 6 топливопроводом 12 подключен к топливнвму баку (не показан), а вод ной испаритель 5 снабжен патрубком 13 дл  подключени  30 к .вод ному резервуару (не.показан).. Накопительна  емкость 11 дл  синтезгаза своим выходным патрубком 14, содержащим газовый редуктор 15, соединена с газовоздушньгм смесителем 35 16, снабженным воздушной и дроссельной заслонками 17 и 18, Дожигатель

19отработавших газов своим входом

20подключен -к системе 9 выпуска , отработавших газов, а выходом 21 Q ориентирован на поверхности испари.телей 5 и 6. В дожигателе 19 установлена камера 22 воспламенени , св занна .с топливопроводом 12 и скабжекнп  электрической спиралью 23 накаливани . В реакторе 2 установ- 45 лен датчик 24 темпе1)атуры. Двигатель также снабжен блоком 25 управлени , вход которого св зан с кислородным датчиком 26, размещенным в ответв лении 8 системы 9 выпуска отработав- 50 ших газов, датчиком 24 температуры, атчиком 27 частоты вращени  вала вигател  и дроссельной заслонкой 18. Выход блока 25 управлени  соедиен с электромагнитным клапаном 28,- gg становленным в выходном патрубке 14 накопительной емкости 11, клапа-. НОМ 29 дозировани  подачи топлива в реактор 2, клапаном 30 дозировани  одачи йоды и кла.паном 31 дозироваи  подачи отработавших газов в смё- 60 итель 4, воздушным клапаном 32 и воздушной заслонкой 17. Катализатор 3 выполнен в виде подвижных гранул из двуокиси кремни , пропитанных цеолитсодерзкащим веществом. 65

Двигатель работает следующим об раэом .

В период запуска двигател  включают электрическую спираль 23 накаливани  камеры 22 воспламенени .

После прогрева указанной камеры по сигналу блока 25 управлени  в нее начинает поступать топливо, которое снижаетс  в дожигателе 19, и продукты сгорани  поступают на прогрев реактора 2.

После прогрева реактора 2 по сигналу датчика: 24 температуры запускаетс  двигатель 1, при.этом по сигналу блока 25 управлени  открываютс  клапан 29-дозировани  подачи топлива и воздушный клапан 32. Пройд  .топливный испаритель 5, пары топлива смешиваютс  с воздухом в смесителе 4.

Из смесител  4 топливоврздуш на  смесь попадает в реактор 2 на нагретый до начала реакционной способности катализатор 3. .В реакторе образуетс  синтез-газ, име1Ьщий в своем составе окись углерода, метан и водород . Синтез-газ, пройд  через подогреватель 10 топлива и.воздуха, охлажденный поступает в накопительную емкость 13, из которой через газовый редуктор 15 поступает в газовоздушный .смеситель 16, где смешиваетс  с вторичным воздухом. Количество поступаю1цего вторичного воздуха определ етс  положением воздушной заслонки 17, угол открыти  которой регулируетс  блоком 25 управлени  и зависит от коэффициента избытка воздуха исходной смеси в смесителе 4. Газовоздушна  смесь, с оптимальным дл  данного режима -коэффициентом , поступает в двигатель 1, количество этой смеси регулируетс  положением дроссельной заслонки 18.

Отработавшие газы из системы 9 выпуска поступанзт в дожигатель 19 ютработавших газов, где доокисл ютс  (с выделением тепла) не сгоревшие в двигателе компоненты, что способствует уменьшению токсичности отработавших газов и увеличению утилизации тепла этих газов, которое идет на обогрев катализатора испарителей 5 и 6 и смесител  4.

С повышением температуры в- реак .торе 2 и при увеличении реакционной способности катализатора 3, по сигналу блока 25 управлени  открываетс  клапан 31 дозировани  подачи отработавших газов в смеситель 4, при этом отключаетс  подача отработавших газов в дожигатель 22. Подача воздуха в смеситель 4, который участвует в доокислении отработавших газов продолжаетс . -

При работе двигател  на номинальном режиме в смесителе 4 образуетс  10717 парогаэоаоэдушна  смесь и в реакторе температура может превысить рабочую. В этом случае открываетс  клапан 30 дозировани  подачи воды. Вода, пройд  испаритель 6, поступает в вИдё пара в смеситель 4 и далее на5 катализатор в реактор, предотвраща  склонность смеси к сажробразованию и улучша  эксплуатационные качества синтез-газа. Одновременно происходит понижение температуры в реакторе10 до ноЕ Г1 1Льчой, соответствующей оптимальному тепловому режиму работы катализатора, Оптимальный состав смеси на в.сех эксплуатационных режиМах работы двигатели 1 регулируетс  блоком 25/.. который управл ет работой реактора в соответствии с положеиием дроссельной заслонки 18, температурой катализатора в реакторе и сигналом кислородного датчика 26.jn Уменьшение расхода топлива и снижение токсичности отработавших га90 , зов достигаетс  также способностью блока 25 управлени  регулировать работу дв.игател  1 на режиме принудительного холостого хода во врем  торможени  автомобил  двигателем, при этом дроссельна  заслонка 18 закрыта, и, если частота вращени  коленчатого вала больше частоты вращенп  холостого хода, сигнал от датчика 27 частоты вращени  вала передаётс  в блок 25 управлени , который через: электромагнитный клапан 2б отключает подачу синтез-газа в смеситель 16. В этом режиме двигатель работает как компрессор, соверша  работу по сжатий чистого воздуха, Таким образом, в предлагаемом двигателе обеспечиваетс  его работа на смеси газов, содержащих метан, окись углерода и водород. В результате этого понижаетс  токсичность отработавших газов и улучшаютс  экономические показателе двигател .

Claims (4)

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий термохимический реактор, заполненный катализатором, снабженный входом и выходом и установленный во всасывающей системе, топливный бак с топливопроводом, воздухопровод для подачи воздуха в реактор, подогреватель топлива и воздуха, размещенный на выходе реактора, и подогреватель реактора, сообщенный с системой выпуска отработавших газов, причем реактор снабжен датчиком температуры, отличающийс я тем, что, с целью повышения экономичности и снижения токсичности, он дополнительно содержит водяной и топливный испарители, из которых первый снабжен патрубком для подключения к водяному резервуару, смеситель паров воды и топлива с воздухом и отработавшими газами двигателя, накопительную емкость для синтез-газа, дожигатель отработавших газов, причем смеситель подключен к входу реактора, накопительная емкость установлена на выходе из реактора, и дожигатель отработавших газов подключен своим входом к системе выпуска отработавших газов при помощи ответвления, а своим выходом ориентирован на поверхности испарителей и снабжен дополнительной камерой воспламенения, связанной с топливопроводом и снабженной электрической спиралью нака-г ливания.

2. Двигатель по π. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блок управления с входом и выходом, электромагнитный клапан, установленный в выходном патрубке накопительной емкости, кислородный датчик, размещенный в ответвлении системы выпуска отработавших газов, датчик частоты вращения вала двигателя, клапан дозирования подачи топлива в реактор, воздушный_ιклапан, размещенный в воздухопроводе, клапан дозирования подачи воды и клапан· дозирования подачи отработавших газов в смеситель, причем вход блока управления связан с кислородным дат чиком, датчиком температуры и датчиком частоты вращения вала, а выход с электромагнитным клапаном, клапанами дозирования подачи топлива, .воды и отработавших газов и воздушным клапаном.,

3. Двигатель по пп. 1 и 2, отли. чаю. щийся тем, что подогреватель топлива и воздуха установлен между реактором и накопительной емкостью для синтез-газа.

4. Двигатель по пп. 1-3, отличающийся тем, что«катализатор выполнен в виде подвижных гранул из двуокиси кремния, пропитанных цеолитсодержащим веществом.