RU2558667C1 - Mode of operation of engine running on gas fuel - Google Patents
Mode of operation of engine running on gas fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558667C1 RU2558667C1 RU2014132719/06A RU2014132719A RU2558667C1 RU 2558667 C1 RU2558667 C1 RU 2558667C1 RU 2014132719/06 A RU2014132719/06 A RU 2014132719/06A RU 2014132719 A RU2014132719 A RU 2014132719A RU 2558667 C1 RU2558667 C1 RU 2558667C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- engine cylinder
- gas
- piston
- cylinder
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Оно касается дизельного двигателя, конвертированного в газовый двигатель.The invention relates to internal combustion engines. It applies to a diesel engine converted to a gas engine.
В патенте №767380, F02B 69/04, выданном в РФ, показан дизельно-газовый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, в который в случае его работы на газовом топливе встраивается специальная форкамера для уменьшения степени сжатия топливовоздушной смеси. Однако это требует переделки головки цилиндров двигателя. В патентах №2097581, 2097582, F02B 43/00, выданных в РФ, изложены с помощью индикаторных диаграмм способы работы двигателя внутреннего сгорания, предусматривающие прерывание процесса всасывания рабочего тела, что, однако, не согласовано с процессом сжатия рабочего тела при конвертации дизельного двигателя в газовый двигатель. В патенте №2342543, F02B 43/00, выданном в РФ, в заявке №2003/0140902, F02B 43/00, опубликованной в США, приведен способ осуществления рабочего цикла в двигателе внутреннего сгорания на газовом топливе, при котором используются инжектор для подачи газового топлива в камеру сгорания под высоким давлением незадолго перед верхней «мертвой точкой» и средства зажигания топливовоздушной смеси. Однако при таком способе работы двигателя на газовом топливе приходится чрезмерно повышать давление впрыска топлива, что существенно усложняет систему топливоподачи.Patent No. 767380, F02B 69/04, issued in the Russian Federation, shows a diesel-gas four-stroke internal combustion engine, in which, if it is operated on gas fuel, a special pre-chamber is built in to reduce the compression ratio of the air-fuel mixture. However, this requires reworking the engine cylinder head. In patents No. 2097581, 2097582, F02B 43/00, issued in the Russian Federation, using indicator diagrams, methods of operation of an internal combustion engine are described, providing for interruption of the process of suction of the working fluid, which, however, is not consistent with the compression process of the working fluid when converting a diesel engine into gas engine. In patent No. 2342543, F02B 43/00, issued in the Russian Federation, in application No. 2003/0140902, F02B 43/00, published in the United States, a method for performing a duty cycle in a gas-fired internal combustion engine using an injector to supply gas fuel into the combustion chamber under high pressure shortly before the top dead center and means of ignition of the air-fuel mixture. However, with this method of operating a gas fuel engine, it is necessary to excessively increase the fuel injection pressure, which significantly complicates the fuel supply system.
Задачей является обеспечение эффективной работы на газообразном топливе дизельного двигателя, конвертированного в газовый двигатель, с осуществлением конвертации простыми средствами путем установки в головке цилиндров двигателя газовой форсунки, комбинированной со свечой зажигания.The objective is to ensure efficient operation on gaseous fuel of a diesel engine converted to a gas engine, with simple conversion by installing a gas nozzle in the cylinder head of the engine combined with a spark plug.
Решение задачи осуществления эффективной работы на газообразном топливе дизельного двигателя, конвертированного в газовый двигатель, обеспечено тем, что при работе на газообразном топливе дизельного двигателя, конвертированного в газовый двигатель путем установки газовой форсунки, комбинированной со свечой зажигания, на такте всасывания впускают воздух через открытый впускной клапан в цилиндр двигателя и закрывают впускной клапан после поворота вала двигателя на четверть оборота от начального положения, при котором поршень находится в цилиндре в верхней «мертвой точке». Во время движения поршня к нижней «мертвой точке» при закрытом впускном клапане подают в цилиндр двигателя через форсунку горючий газ, который продолжают подавать в цилиндр двигателя на такте сжатия во время движения поршня от нижней «мертвой точки» к верхней «мертвой точке». Прекращают подавать горючий газ в цилиндр двигателя перед поворотом вала двигателя на угол, при котором уменьшающийся объем камеры в цилиндре двигателя становится равным объему камеры в цилиндре двигателя в момент закрытия впускного клапана. При дальнейшем перемещении поршня от нижней «мертвой точки» к верхней «мертвой точке» после прекращения подачи горючего газа в цилиндр двигателя созданную газовоздушную смесь сжимают и затем воспламеняют свечой зажигания. После совершения поршнем рабочего хода выпускают отработавший газ из цилиндра двигателя через выпускной клапан.The solution to the problem of efficient work on gaseous fuel of a diesel engine converted to a gas engine is ensured by the fact that when working on gaseous fuel of a diesel engine converted to a gas engine by installing a gas nozzle combined with a spark plug, air is let in through the open intake port at the suction stroke valve into the engine cylinder and close the intake valve after turning the engine shaft a quarter of a turn from the initial position at which the piston finds xia in the cylinder at the top dead center. During the movement of the piston to the bottom dead center with the intake valve closed, combustible gas is supplied to the engine cylinder, which continues to be supplied to the engine cylinder at a compression stroke while the piston moves from the bottom dead center to the top dead center. Stop supplying combustible gas to the engine cylinder before turning the engine shaft at an angle at which the decreasing chamber volume in the engine cylinder becomes equal to the chamber volume in the engine cylinder at the time the intake valve is closed. With further movement of the piston from the bottom “dead center” to the top “dead center” after the cessation of the supply of combustible gas to the engine cylinder, the created gas-air mixture is compressed and then ignited by the spark plug. After the piston has a working stroke, exhaust gas is released from the engine cylinder through the exhaust valve.
При этом способе работы двигателя внутреннего сгорания производится впрыск газового топлива под низким давлением после закрытия впускного клапана до начала процесса действительного сжатия топливовоздушной смеси, когда давление в цилиндре двигателя еще не превышает давления, при котором начинается такт впуска. По этой причине для впрыска горючего газа непосредственно в цилиндр двигателя не требуется существенно увеличивать мощность электропривода газовой форсунки, так как в этом случае усилия для открытия клапана в газовой форсунке не превышают усилий в газовых форсунках, используемых при внешнем смесеобразовании. Это значительно упрощает систему впрыска горючего газа в цилиндр двигателя. При этом при таком способе работы газового двигателя, конвертированного из дизельного двигателя, обеспечивается эффективная его работа без детонации.With this method of operation of the internal combustion engine, gas fuel is injected at low pressure after the intake valve is closed before the actual compression of the air-fuel mixture begins, when the pressure in the engine cylinder does not exceed the pressure at which the intake stroke begins. For this reason, for injecting combustible gas directly into the engine cylinder, it is not necessary to significantly increase the electric drive power of the gas nozzle, since in this case the forces for opening the valve in the gas nozzle do not exceed the forces in the gas nozzles used during external mixture formation. This greatly simplifies the system for injecting combustible gas into the engine cylinder. Moreover, with this method of operation of a gas engine converted from a diesel engine, its effective operation without detonation is ensured.
Способ работы на газообразном топливе дизельного двигателя, конвертированного в газовый двигатель путем установки в головке цилиндров двигателя газовой форсунки, комбинированной со свечой зажигания, показанной, например, в авторском свидетельстве №1550201, F02M 57/06, выданном в СССР, в патенте №8215292, выданном в США, характеризуется следующими действиями. На такте всасывания впускают воздух через открытый впускной клапан в цилиндр двигателя и закрывают впускной клапан после поворота вала двигателя на четверть оборота от начального положения, при котором поршень находится в цилиндре в верхней «мертвой точке». После этого во время перемещения поршня к нижней «мертвой точке» при закрытом впускном клапане, когда в цилиндре двигателя происходит значительное разрежение воздуха, подают в цилиндр двигателя через форсунку горючий газ. На такте сжатия во время движения поршня от нижней «мертвой точки» к верхней «мертвой точке» продолжают подавать горючий газ в цилиндр двигателя, чему способствует сохраняющееся в цилиндре двигателя значительное разрежение воздуха. Прекращают подавать горючий газ в цилиндр двигателя перед поворотом вала двигателя на угол, при котором уменьшающийся объем камеры в цилиндре двигателя становится равным объему камеры в цилиндре двигателя в момент закрытия впускного клапана. То есть продолжают подавать горючий газ в цилиндр конвертированного двигателя до тех пор, пока в цилиндре двигателя сохраняется значительное разрежение воздуха, позволяющее подавать горючий газ в цилиндр двигателя под сравнительно небольшим давлением. При дальнейшем перемещении поршня от нижней «мертвой точки» к верхней «мертвой точке» после прекращения подачи горючего газа в цилиндр двигателя получившуюся газовоздушную смесь, то есть смесь воздуха и горючего газа сжимают и затем воспламеняют свечой зажигания. После совершения поршнем рабочего хода выпускают отработавший газ из цилиндра двигателя через выпускной клапан.A method of operating on gaseous fuel from a diesel engine converted to a gas engine by installing a gas nozzle in the cylinder head of the engine combined with a spark plug, shown, for example, in copyright certificate No. 1550201, F02M 57/06, issued in the USSR, in patent No. 8215292, issued in the USA is characterized by the following actions. At the suction stroke, air is let in through the open intake valve into the engine cylinder and the intake valve is closed after the engine shaft is rotated a quarter of a turn from the initial position at which the piston is in the cylinder at the top dead center. After that, during the movement of the piston to the bottom dead center with the intake valve closed, when a significant vacuum of air occurs in the engine cylinder, combustible gas is supplied to the engine cylinder through the nozzle. In the compression stroke, while the piston is moving from the bottom “dead center” to the top “dead center”, flammable gas is continued to be supplied to the engine cylinder, which is facilitated by the significant vacuum in the engine cylinder. Stop supplying combustible gas to the engine cylinder before turning the engine shaft at an angle at which the decreasing chamber volume in the engine cylinder becomes equal to the chamber volume in the engine cylinder at the time the intake valve is closed. That is, they continue to supply combustible gas to the cylinder of the converted engine until a significant vacuum is maintained in the engine cylinder, allowing the supply of combustible gas to the engine cylinder under relatively low pressure. With further movement of the piston from the bottom dead center to the top dead center after the supply of combustible gas to the engine cylinder has ceased, the resulting air-gas mixture, that is, the mixture of air and combustible gas is compressed and then ignited by the spark plug. After the piston has a working stroke, exhaust gas is released from the engine cylinder through the exhaust valve.
Способ работы на газообразном топливе дизельного двигателя, конвертированного в газовый двигатель путем установки в головке цилиндров двигателя газовой форсунки, комбинированной со свечой зажигания, поясняется индикаторной диаграммой, приведенной в упрощенном виде.The method of operating on gaseous fuel from a diesel engine converted to a gas engine by installing a gas nozzle combined with a spark plug in the cylinder head of the engine is illustrated by a simplified indicator diagram.
На показанной индикаторной диаграмме работы на газообразном топливе дизельного двигателя, конвертированного в газовый двигатель, первый участок «а-b» характеризует изменение объема камеры в цилиндре двигателя на такте впуска воздуха в цилиндр при открытом впускном клапане, когда поршень перемещается от верхней «мертвой точки» (в.м.т.) к нижней «мертвой точке» (н.м.т.). Давление воздуха в цилиндре на этом этапе перемещения поршня немного меньше давления во впускном трубопроводе двигателя. Следующий участок «b-с» характеризует понижение давления воздуха в цилиндре двигателя после закрытия впускного клапана при дальнейшем движении поршня к н.м.т. На этом этапе перемещения поршня, когда в цилиндре понизилось давление воздуха, в цилиндр форсункой подают горючий газ. Участок «с-d» характеризует начальный этап сжатия газовоздушной смеси, происходящий при движении поршня от н.м.т. к в.м.т. На этом этапе, на котором давление в цилиндре пока остается невысоким, продолжается подача в цилиндр форсункой горючего газа. Участок «d-е» характеризует повышение давления газовоздушной смеси в цилиндре двигателя на такте сжатия после прекращения подачи в цилиндр двигателя горючего газа. Участок «e-f» характеризует возрастание давления в цилиндре двигателя при сгорании горючего газа после его воспламенения свечой зажигания. Участок «f-g» характеризует изменение давления в цилиндре двигателя при рабочем ходе поршня, когда он перемещается от в.м.т. к н.м.т. при закрытых клапанах. Участок «g-h» характеризует понижение давление отработанного газа в цилиндре двигателя при открытии выпускного клапана. Участок «h-k» характеризует этап выпуска отработанного газа из цилиндра двигателя, происходящий при движении поршня от н.м.т. к в.м.т. Участок «k-а» характеризует понижение давления в цилиндре двигателя при закрытии выпускного клапана и открытии впускного клапана.In the shown indicator diagram of gaseous fuel operation of a diesel engine converted to a gas engine, the first section “a-b” characterizes the change in the volume of the chamber in the engine cylinder at the inlet stroke of the cylinder with the intake valve open when the piston moves from top dead center (bhm) to the bottom “dead center” (bhh). The air pressure in the cylinder at this stage of the piston movement is slightly less than the pressure in the engine intake pipe. The next section "b-c" characterizes the decrease in air pressure in the engine cylinder after closing the inlet valve with a further movement of the piston to N.M.T. At this stage of the piston movement, when the air pressure in the cylinder decreases, combustible gas is supplied to the cylinder by the nozzle. Section "c-d" characterizes the initial stage of compression of the gas-air mixture, which occurs when the piston moves from NMT to m.t. At this stage, at which the pressure in the cylinder is still low, the flow of combustible gas into the cylinder by the nozzle continues. Section "d-e" characterizes the increase in the pressure of the gas-air mixture in the engine cylinder at the compression stroke after the cessation of supply of combustible gas to the engine cylinder. The “e-f” section characterizes the increase in pressure in the engine cylinder during the combustion of combustible gas after it is ignited by the spark plug. Section "f-g" characterizes the change in pressure in the cylinder of the engine during the working stroke of the piston when it moves from VMT to n.m.t. with closed valves. Section "g-h" characterizes the decrease in the pressure of the exhaust gas in the engine cylinder when the exhaust valve is opened. The "h-k" section characterizes the stage of exhaust gas release from the engine cylinder, which occurs when the piston moves from the engine. to m.t. Section "k-a" characterizes the decrease in pressure in the engine cylinder when the exhaust valve is closed and the intake valve is opened.
В этом дизельном двигателе, конвертированном в газовый двигатель, сохранена геометрическая степень сжатия, а для уменьшения действительной степени сжатия впускной клапан закрывают при положении поршня существенно выше нижней «мертвой точки». В этот момент начинают впрыск газового топлива с помощью комбинированной со свечой зажигания газовой форсунки, устанавливаемой взамен дизельной форсунки в то же самое отверстие без изменения конструкции головки блока цилиндров и цилиндропоршневой группы. Заканчивают подавать горючий газ в цилиндр двигателя до начала процесса действительного процесса сжатия, то есть до тех пор, пока давление газовоздушной смеси не превышает атмосферное давление. Тем самым подача горючего газа в цилиндр двигателя происходит при давлении меньшем, чем давление во впускной системе впускаемого воздуха. Такой способ подачи газового топлива позволяет подавать газовое топливо при низких давлениях газа с помощью простых газовых форсунок, что существенно упрощает систему впрыска. При этом обеспечивается эффективная работа конвертированного газового двигателя без детонации.In this diesel engine, converted to a gas engine, the geometric compression ratio is maintained, and to reduce the actual compression ratio, the inlet valve is closed when the piston position is significantly higher than the bottom dead center. At this moment, gas fuel injection is started using a gas nozzle combined with a spark plug, which is installed instead of the diesel nozzle in the same hole without changing the design of the cylinder head and cylinder-piston group. Finish supplying combustible gas to the engine cylinder before the actual compression process begins, that is, until the gas-air mixture pressure exceeds atmospheric pressure. Thus, the supply of combustible gas to the engine cylinder occurs at a pressure lower than the pressure in the intake air intake system. This method of supplying gas fuel allows you to supply gas fuel at low gas pressures using simple gas nozzles, which greatly simplifies the injection system. This ensures the efficient operation of the converted gas engine without detonation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014132719/06A RU2558667C1 (en) | 2014-08-08 | 2014-08-08 | Mode of operation of engine running on gas fuel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014132719/06A RU2558667C1 (en) | 2014-08-08 | 2014-08-08 | Mode of operation of engine running on gas fuel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2558667C1 true RU2558667C1 (en) | 2015-08-10 |
Family
ID=53795974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014132719/06A RU2558667C1 (en) | 2014-08-08 | 2014-08-08 | Mode of operation of engine running on gas fuel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2558667C1 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU77881A1 (en) * | 1948-02-04 | 1948-11-30 | Г.К. Бутовский | Gas engine internal combustion |
US5738076A (en) * | 1994-10-15 | 1998-04-14 | Daewoo Motor Co., Ltd. | Compressed natural gas engine |
RU2121585C1 (en) * | 1992-05-11 | 1998-11-10 | Юнайтед Фьюалс Лимитед | Internal combustion engine and method of its operation, automobile and stationary generator plant using the engine |
JP2002138869A (en) * | 2000-10-30 | 2002-05-17 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Cylinder direct injection type engine |
US20030140902A1 (en) * | 2002-01-30 | 2003-07-31 | Klaus Seifert | CNG direct-injection into IC engine |
JP2004092540A (en) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Toyota Motor Corp | Fuel supply control device for gas fueled internal combustion engine |
RU2342543C2 (en) * | 2003-04-16 | 2008-12-27 | Вестпорт Павер Инк | Internal combustion engine with gas fuel injection |
US8215292B2 (en) * | 1996-07-17 | 2012-07-10 | Bryant Clyde C | Internal combustion engine and working cycle |
-
2014
- 2014-08-08 RU RU2014132719/06A patent/RU2558667C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU77881A1 (en) * | 1948-02-04 | 1948-11-30 | Г.К. Бутовский | Gas engine internal combustion |
RU2121585C1 (en) * | 1992-05-11 | 1998-11-10 | Юнайтед Фьюалс Лимитед | Internal combustion engine and method of its operation, automobile and stationary generator plant using the engine |
US5738076A (en) * | 1994-10-15 | 1998-04-14 | Daewoo Motor Co., Ltd. | Compressed natural gas engine |
US8215292B2 (en) * | 1996-07-17 | 2012-07-10 | Bryant Clyde C | Internal combustion engine and working cycle |
JP2002138869A (en) * | 2000-10-30 | 2002-05-17 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Cylinder direct injection type engine |
US20030140902A1 (en) * | 2002-01-30 | 2003-07-31 | Klaus Seifert | CNG direct-injection into IC engine |
JP2004092540A (en) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Toyota Motor Corp | Fuel supply control device for gas fueled internal combustion engine |
RU2342543C2 (en) * | 2003-04-16 | 2008-12-27 | Вестпорт Павер Инк | Internal combustion engine with gas fuel injection |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103748334B (en) | Internal combustion type two-cycle engine, the method for operating internal combustion type two-cycle engine and the method for changing two-cycle engine | |
US9334813B2 (en) | Control system for a dual-fuel engine | |
RU2536651C1 (en) | Reversing method of internal combustion engine with reversing starter and actuating mechanism of gas distributing valve and fuel injector with charging of its pneumatic accumulator by compressed air | |
US9631591B2 (en) | Positive displacement radical injection system | |
US8056541B1 (en) | Internal combustion engine having an electric solenoid poppet valve and air/fuel injector | |
WO2008013468A3 (en) | Method of using lean fuel-air mixtures at all operating regimes of a spark ignition engine | |
US20160341105A1 (en) | System for scavenging pre-combustion chamber | |
WO2015110257A3 (en) | Reciprocating piston internal combustion engine, and method for operating a reciprocating piston internal combustion engine | |
RU2012102607A (en) | METHOD OF OPERATION OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
MX2016011009A (en) | Gaseous fuel combustion apparatus for an internal combustion engine. | |
EP3175106B1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2008129123A (en) | TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH SPRAY LIQUID | |
US20130092132A1 (en) | Method for operating an internal combustion engine | |
JP2017155735A (en) | Crosshead type internal combustion engine | |
RU2558667C1 (en) | Mode of operation of engine running on gas fuel | |
RU65974U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU2468221C1 (en) | Method for improving engine efficiency by increasing compression and contraction degree of ignition advance angle | |
US8875672B2 (en) | Engine system having dedicated cylinder-to-cylinder connection | |
EA201990863A1 (en) | STEAM INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
US20140299100A1 (en) | Method for controlling natural gas injection in engine | |
RU2543907C1 (en) | Method of engine shaft rotation reversal | |
KR20120018547A (en) | A lean burn type of two stroke gas engine with pre-chamber | |
RU2544121C1 (en) | Method of engine shaft rotation reversal | |
RU2011113626A (en) | ICE 2/4 | |
WO2018004358A1 (en) | Turbocharged two-cycle engine with intake and exhuast valves and higher compression |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160809 |