SU1746005A1

SU1746005A1 - Способ работы двигател внутреннего сгорани и двигатель внутреннего сгорани

Info

Publication number: SU1746005A1
Application number: SU894767725A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Чернов
Original assignee: А.И.Чернов
Priority date: 1989-12-13
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Изобретение позвол ет повысить эффективность способа работы двигател внутреннего сгорани . В результате сгорани и расширени горючей смеси в камере 5 сгорани происходит перемещение поршн 4 вниз, При этом под действием пружины 14 стержень 11 опускаетс , перекрыва центральный осевой канал и радиальные отверсти 10, а в испарительную камеру 7 по каналу 8 подаетс порци топлива с добавлением вод ных паров. Выдержка смеси в испарительной камере производитс частично в течение рабочего хода, тактов выхлопа , всасывани и сжати . Во врем выдержки происходит нагрев смеси и частична диссоциаци молекул топлива и воды.

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания и способам их работы.

Целью изобретения является повышение эффективности работы двигателя внутреннего сгорания.

На фиг.1 изображен продольный разрез двигателя внутреннего сгорания при закрытых перепускных отверстиях; на фиг.2 - испарительная камера при открытых перепускных отверстиях.

Двигатель содержит цилиндр 1 с охлаждающей рубашкой 2, закрытой крышкой 3. В цилиндре 1 размещен поршень 4 с вогнутой центральной частью. Полость между поршнем 4, крышкой 3 и цилиндром 1 является камерой 5 сгорания. В крышку 3 встроена форкамера 6 в виде тела вращения с испарительной камерой 7, размещенной в цилиндре 1 так, чтобы при нахождении поршня в ВМТ испарительная камера находилась в вогнутой части поршня 4. Форкамера 6 находится примерно на 1/2 его высоты. В теле форкамеры 6 выполнен канал 8 для подачи топлива, к которому подведена магистраль подачи воды. В форкамере выполнены также припускные отверстия в виде центрального осевого канала 9, связывающего испарительную камеру 7 с камерой 5 сгорания, и радиальных отверстий 10, также связывающих испарительную камеру с камерой сгорания. В центральном осевом канале 9 установлен автоматический подпружиненный игольчатый клапан, выполненный в виде стержня 11, размещенного в верхней части 12 центрального канала

9. Нижний конец стержня 11 расположен в нижней части канала 9 с возможностью перекрытия радиальных перепускных отверстий 10. Верхний конец стержня 11 связан с пластиной 13, подпружиненной пружиной 14 сжатия, установленной в .стакане 15, закрепленном на форкамере.

Объем форкамеры составляет 5-10% объема камеры сгорания при ее минимальном объеме. Форкакамера выполнена в виде жаропрочного керамического материала и в ее теле установлена спираль 16 накала.

Двигатель работает следующим образом.

В результате сгорания и расширения горючей смеси в камере 5 сгорания происходит перемещение поршня 4 вниз (по чертежу). При этом под действием пружины 14 стержень 11 опускается, перекрывая центральный осевой канал 9 и радиальные отверстия 10, а в испарительную камеру 7 по каналу 8 подается порция топлива с добавлением водяных паров(в объеме 5-10% объема топлива в зависимости от его качества и вида). Поскольку испарительная камера 7 находится в камере сгорания, то стенки форкамеры нагреваются до высокой температуры, близкой температуре воспламенения топлива. После подачи в форкамеру топлива с. добавкой водяных паров происходит выдержка смеси в ней в течение следующих тактов в цилиндре: частично рабочего хода, выхлопа, всасывания, сжатия. Во время выдержки осуществляется нагревание смеси, распад молекул топлива на составляющие его атомы углерода и водорода и диссоциация паров воды на Н? и О. Поскольку кислорода образуется небольшое количество, то воспламенения топлива не происходит.

При подходе поршня к ВМТ в камере сгорания достигается большое давление, под действием которого стержень 11 поджимается, преодолевая силу пружины 14 и открывая перепускные отверстия. При этом небольшое количество воздуха из камеры 5 сгорания поступает в испарительную камеру 7. в результате чего происходит семовоспламенение топлива. Поскольку кислорода в камере имеется небольшое количество, то воспламенение топлива происходит без детонации. При воспламеннии топлива происходит повышение давления в испарительной камере, под действием которого смесь выбрасывается в камеру сгорания и середину цилиндра и начинается горение топлива под действием кислорода воздуха, находящегося в камере сгорания. Давление в ней повышается, что способствует лучшему сгоранию топлива с образованием СОг и Н2О.

Создавшееся при воспламеннии в испарительной камере давление поддерживает стержень 11 в поднятом состоянии, обеспечивая выход топлива в камеру сгорания. В результате повышения давления в камере сгорания. В результате повышения давления в камере сгорания начинается движение поршня 4 вниз, такт рабочего хода и падение давления в камере. При этом стержень 11 под действием силы пружины 14 опускается и перекрывает перепускные отверстия при подходе к НМТ. В испарительную камеру вновь подается порция топлива с добавлением паров воды, а в цилиндре происходят такты рабочего хода, выхлопа, всасывания, сжатия и цикл повторяется. Спираль накала используется для предварительного нагрева форкамеры 6 перед пуском двигателя. В дальнейшем нагревание офркамеры происходит за счет температуры горящего топлива.

Для образования паров воды двигатель может быть снабжен парообразователем.

работающем на тепле, отводимом от двигателя (не показан).

По сравнению с прототипом предлагаемый способ является более эффективным за счет дополнительного подогрева форкамеры и добавления в топливо паров воды, что обеспечивает более полное сгорание топлива. это также делает ДВС более экологически чистым, т.к. в его выхлопныхх газах меньше содержится СО2.

Claims

Формула изобретения

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем циклической подачи воздуха в цилиндр, его сжатие, перепуска в форкамеру через перепускные отверстия, впрыска топлива в форкамеру, его самовоспламенение, выброса горящей смеси из форкамеры в цилиндр, осуществления процессов сжигания топлива и расширения продуктов сгорания на такте расширения и выпуска отработавших газов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, форкамеры дополнительно подогревают при помощи теплоты продуктов сгорания, после осуществления выброса горящей смеси и сжигания топлива форкамеру отделяют от цилиндра на период до конца такта сжатия следующего цикла, а подачу топлива в форкамеру производят в смеси с водой после отделения форкамеры от цилиндра.

5 2. Двигатель внутреннего сгорания, со- держащий цилиндр с поршнем и крышкой, образующие камеру сгорания, и форкамеру с испарительной камерой, выполненной в виде тела вращения, закрепленную в крыш10 ке соосно с цилиндром, причем форкамера связана с камерой сгорания посредством перепускных отверстий в виде центрального осевого канала и радиальных сопловых отверстий и. снабжена каналом для подачи 15 топлива, обличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он дополнительно содержит автоматический подпружиненный клапан и магистраль подачи воды, причем автоматический клапан раз20 мещен в центральном осевом канале с возможностью его перекрытия и перекрытия сопловых отверстий, магистраль подачи воды подключена к каналу для подачи топлива, форкамера частично размещена в камере 25 сгорания и объем ее испарительной камеры составляет 5-10% наименьшего объема камеры сгорания.

Фие.2