SU1218168A1

SU1218168A1 - Method of exhaust gas heat recovery in internal combustion engine

Info

Publication number: SU1218168A1
Application number: SU833671263A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Орлов; Анатолий Михайлович Редзюк
Original assignee: Киевский Автомобильно-Дорожный Институт Им.60-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date: 1983-12-08
Filing date: 1983-12-08
Publication date: 1986-03-15
Also published as: SU1218169A1

Description

Изобретение относитс к двигателестрое- нию, в частности к системам утилизации тепла отработавших газов двигател внутреннего сгорани (ДВС).FIELD OF THE INVENTION The invention relates to engine building, in particular, to the exhaust gas heat utilization systems of an internal combustion engine (ICE).

Цель изобретени - повышение эффек- тивности использовани топлива в ДВС путем преобразовани тепла отработавших газов в оптическое излучение и использование этого излучени дл нужд самого двигател .The purpose of the invention is to increase the efficiency of fuel use in internal combustion engines by converting exhaust heat into optical radiation and using this radiation for the needs of the engine itself.

Способ утилизации тепла отработавших газов заключаетс в следуюшем.The method of exhaust heat recovery is as follows.

Отработавшие газы ДВС, состо щие из молекул азота N2, углекислого газа СО2 и паров воды (Н2О) из камеры сгорани двигател направл ют в сверхзвуковое сопло Лавал , где в самой узкой его части скорость потока газа возрастает до сверхзвукового , а температура и давление газа быстро падает. При этом молекулы азота не успевают устранить своего колебательно- го возбуждени , а молекулы углекислого газа утрачивают его почти полностью. Однако благодар межмолекул рному обмену колебательной энергией молекулы углекислого газа получают ее от молекул азота и при этом переход т на верхний энерге- тический уровень, который оказываетс более заселенным, чем нижний, т. е. создаетс инверсна населенность энергетических уровней. Затем такой газ направл етс в оптический преобразователь-резонатор.The exhaust gases of an internal combustion engine consisting of nitrogen molecules N2, carbon dioxide CO2 and water vapor (H2O) from the engine combustion chamber are directed to the supersonic Lawal nozzle, where in the narrowest part of it the gas flow rate rises to supersonic and the temperature and gas pressure quickly is falling. In this case, the nitrogen molecules do not have time to eliminate their vibrational excitation, and the carbon dioxide molecules lose it almost completely. However, due to the intermolecular exchange of the vibrational energy of the carbon dioxide molecule, it is obtained from the nitrogen molecules and, at the same time, goes to the upper energy level, which is more populated than the lower one, i.e., the inverse of the energy levels is created. This gas is then directed to the optical transducer resonator.

Молекулы углекислого газа, наход щиес в отработавших газах, проход через оптический резонатор, генерируют инфракрасное излучение с обычной дл углекислого газа длиной волны 10600 нм, т. е. получаетс оптическое излучение (лазерный луч).The carbon dioxide molecules in the exhaust gases, the passage through the optical resonator, generate infrared radiation with the usual carbon dioxide gas of a wavelength of 10,600 nm, i.e. optical radiation (laser beam) is obtained.

Отработавшие газы, отдавшие свою энергию лазерному лучу, уход т из резонатора в атмосферу. Из оптического резонатора лазерный луч направл етс по волоконно- оптическому кабелю (световоду) в оптический распределитель лазерного излучени , где происходит распределение излучени в пор дке работы цилиндров двигател . Из оптического распределител лазерный луч поступает в камеры сгорани двигател , где с его помощью можно производить зажигание топливной смеси или анализ процесса сгорани или подавать на системы управлени и регулировани двигателем, например к устройствам подготовки топливной смеси или ее регулировани по параметрам самого двигател , или другие требуемые операции.The exhaust gases, which gave up their energy to the laser beam, escape from the resonator to the atmosphere. From the optical resonator, the laser beam is directed through a fiber-optic cable (fiber) to the optical distributor of laser radiation, where the radiation is distributed in the order of operation of the engine cylinders. From the optical distributor, the laser beam enters the engine's combustion chambers, where it can be used to ignite the fuel mixture or to analyze the combustion process or to supply engine control and regulation systems, such as fuel mixture preparation devices or its adjustment by the parameters of the engine itself, or other required operations.

Claims

METHOD FOR RECYCLING THE HEAT OF EXHAUST GASES OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE by converting one type of energy to another, characterized in that, in order to increase fuel efficiency, the exhaust gas stream is accelerated in the Laval nozzle and fed to the optical converter to obtain optical radiation, and the received radiation is sent to the combustion chamber, while adjusting the moment of its supply according to the rotation angle of the engine shaft.

Yu

QO

QO>