SU1751374A1 - Двигатель внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Назначение: изобретение относитс  к двигателестроению, в частности к двигател м с форкамерно-факельным зажиганием, работающим на жидком топливе. Сущность изобретени  заключаетс  в следующем: в двигателе выполнена форкамера 10 дл  каждого цилиндра 1,  вл юща с  отдельной составной частью, содержащей корпус С устройством механического креплени  к двигателю , оребрением наружной поверхности 24 и каналом 22 в основную камеру 2 сгорани  соответствующего цилиндра, электромагнитный дозирующий клапан 19, запальную свечу 23. Двигатель также содер

Description

Изобретение относитс  к двигателест- роению, в частности к двигател м с Форка- мерно-факельным зажиганием, работающим на жидком топливе.

Известны двигатели, работающие на жидком топливе, содержащие камеру сгорани  с выполненной в теле двигател  форка- мерой, имеющей выходной канал в камеру сгорани , устройство подачи топлива, запальную свечу, а также дросселируемую впускную систему.

Недостатком названных двигателей  вл етс  дросселируема  впускна  система, обусловленна  сложностью получени  необходимого смесеобразовани  в форка- мере, не позвол юща  в полной мере осуществить качественное регулирование мощности.

Известен двигатель, работающий на жидком топливе, содержащий камеру сгорани .

Недостатком названного двигател , снабженного испарителем топлива с паропроводами , имеющего сообщенные между собой пароотделитель и теплообменник, выполненный в виде тепловой трубы, нижн   часть которой размещена в выпускном коллекторе, а верхн   - теплоизолирована и сообщена с пароотделителем, соединенным с дозирующим устройством паропроводом , снабженным электронагревательным элементом,  вл етс  громоздкость испарител , разнесенного в пространстве вокруг двигател , дл  создани  необходимого пол  температур, внутри которого при запуске и прогреве двигател  требуютс  значительные затраты энергии и топлива, как и дл  питани  электронагревател  паропровода, а циркул ци  топлива из испарител  в бак способствует нагреву содержимого в нем, испарению и улетучиванию.

Наиболее близким к предлагаемому решению  вл етс  двигатель, содержащий цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра, впускной и выпускной

коллекторы, камеру сгорани , образованную днищем поршн  и головкой цилиндра, топливный бак. топливный фильтр, испаритель с магистралью подвода топлива и паро- проводом дл  отвода паров топлива,

насос, всасывающий патрубок которого подключен к топливному баку, а напорный - к каналу дл  подвода топлива, редукционный клапан с трубопроводом дл  подсоединени  к топливному баку, устройство дл 

дозировани  топлива, пусковой нагревательный элемент, размещенный в испарителе, св занном паропроводом с устройством дл  дозировани  топлива и частично размещенном в выпускном коллекторе двигател , и

блок управлени .

Недостатком известного двигател   вл етс  топливный насос высокого давлени , необходимый дл  преодолени  противодавлени  при впрыске топлива в камеру сгорани  при положении поршн  в цилиндре близком к верхней мертвой точке на такте сжати  в этом цилиндре, а также испаритель, выполненный в виде змеевика в выпускном коллекторе, не позвол ющие осуществл ть

пофрзкционное испарение топлива в оптимальных услови х, что приводит к впрыску топлива в цилиндр в виде парожидкостной фазы, а это, в свою очередь, влечет неполное выгорание топлива а камере сгорани 

из-за сложности осуществлени  в ней удовлетворительного смесеобразовани  и дополнительные механические потери на привод топливного насоса.

Цель изобретени  - повышение экономичности и снижение токсичности двигател  за счет повышени  его КПД и стабилизации процессов горени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что известный двигатель внутреннего сгорани , содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра, впускной и выпускной коллекторы, камеру сгорани , образованную днищем поршн  и головкой цилиндра, топливный бак, топливный фильтр, испаритель с магистралью подвода топлива и паропроводом дл  отвода паров топлива, насос, всасывающий патрубок которого подключен к топливному баку, а напорный- к каналу дл  подвода топлива, редукционный клапан с трубопроводом дл  подсоединени  к топливному баку, устройство дл  дозировани  топлива, пусковой нагревательный элемент, размещенный в испарителе, св занном паропроводом с устройством дл  дозировани  топлива, и частично размещенном в выпускном коллекторе двигател , и блок управлени , снабжен форкамерой с сребренной наружной поверхностью, сообщенной при помощи канала с камерой сгорани , устройством дл  креплени  форкамеры к головке цилиндра и запальной свечой, установленной в форкамере, причем устройство дл  дозировани  топлива выполнено в виде электромагнитного клапана , испаритель выполнен снаружи серебренной поверхностью, а изнутри - с капилл рно-пористой структурой, паропровод расположен ниже уровн  магистрали подвода топлива, блок управлени  св зан с электромагнитным клапаном, и снабжен датчиками режима работы двигател , причем пусковой нагревательный элемент выполнен с перфорацией, расположен напротив магистрали дл  подвода топлива и отделен от нее nocpeflCTBON : апилл рно-по- ристой перегородки, а в трубопроводе редукционного клапана размещен охладитель - конденсатор.

На чертеже показан двигатель, поперечный разрез и схема подключени  его узлов .

Двигатель содержит цилиндр 1, поршень 2, головку цилиндра 3, впускной коллектор 4, топливный бак 5, топливопровод 6, топливный насос 7, топливный фильтр 8, топливопровод 9, источник 10 электропитани , термовыключатель 11, пусковой нагревательный элемент 12, испаритель 13, капилл рно-пористое покрытие 14, канал 15 подвода топлива, выходной канал 16, паропровод 17с теплоизол тором 18, дозирующий электромагнитный клапан 19, форкамеру 20, камеру 21 сгорани , соединенный канал 22, запальную свечу 23, наружное оребрение 24, выпускной коллектор 25, наружное оребрение 26, редукционный клапан 27 с регулировочным винтом 28. от- - вод щий трубопровод 29 с охладителем - 5 конденсатором 30, блок 31 управлени , потенциометр 32, датчик-распределитель 33 зажигани , датчик 34 температуры, выключатель 35 режима принудительного холостого хода.

10 Двигатель работает следующим образом .

При запуске в цилиндре 1 поршень 2 движетс  вниз, увеличива  объем между его днищем и головкой цилиндра 3, куда из впу15 скного коллектора 4 поступает атмосферный воздух (такт впуска), при этом топливо из топливного бака 5 по топливопроводу 6 топливным насосом 7 через топливный фильтр 8 закачиваетс  в топливопровод 9.

0 Одновременно с началом запуска двигател  от источника 10 питани  термовыключателем 11 подаетс  напр жение на пусковой электронагревательный элемент 12, который создает в испарителе 13 топливный

5 пар, нагрева  топливо в капилл рно-пористом покрытии 14. образу  местную паровую пробку между электронагревательным элементом и каналом 15 подвода топлива в испаритель, преп тствующую избыточному

0 поступлению топлива в испаритель.

Из испарител  топливный пар через выходной канал 16, через паропровод 17, покрытый теплоизол тором 18, поступает в дозирующий электромагнитный клапан 19,

5 соедин ющий на такте впуска внутренние объемы паропровода 17 и форкамеры 20. На такте сжати  в двигателе воздух из камеры 21 сгорани , образованной днищем поршн  и головкой цилиндра, через канал 22 попа0 дает в форкамеру 20, перемешиваетс  с наход щимс  в ней топливным паром за счет высокотемпературной диффузии и вихревых потоков, образу  горючую смесь, после чего она поджигаетс  от свечи 23, и расши5 р ющиес  продукты сгорани  в виде факела через канал 22 впрыскиваютс  в разогретый сжатый воздух в камере 21 сгорани , где происходит интенсивное догорание топлива с последующим совершением работы в

0 цилиндре 1.

Перегрев форкамеры 20 предотвращает наружное ее оребрение 24. Резьбовое крепление форкамеры к головке цилиндра 5 позвол ет дл  ее изготовлени  использовать специальные, отличные от двигател , материалы (например, жаропрочные, керамические материалы и покрыти ), что способствует улучшению экономичности и токсичности двигател ,

После такта расширени  отработавшие газы попадают в выпускной коллектор 25, обтекают помещенную в него часть испарител  13, нагрев которой интенсифицируетс  оребрением 26 наружной его части, при этом начинает испар тьс  топливо с поверхности капилл рно-пористого покрыти  14, вступает в работу капилл рный насос, перемещающий топливо от канала 15 к нагретым част м испарител . Оребрение свободной от выпускного коллектора наружной части испарител  интенсифицирует ее охлаждение , где в наиболее удаленной от выпускного коллектора точке, т.е. наиболее холодной, находитс  подвод щий топливо канал 15, т.е. от места ввода топлива до наиболее нагретой части испарител  создаетс  достаточное температурное поле, позвол ющее эффективно испар ть многофракционное топливо без ущерба качествам последнего. После прогрева испарител  13 до определенной температуры термовыключзтель 11 отключает электронагревательный элемент 12 от источника 10 питани , и дальнейшее испарение происходит за счет теплоты отработавших газов. Чтобы компенсировать известную инерционность системы, в двигателе осуществлена циркул ци  топлива через испаритель таким образом, что не использованный в двигателе топливный пар из испарител  отводитс  через редукционный клапан 27, поддерживающий определенное давление относительно атмосферного, имеющий дл  настройки регулировочный винт 28, через трубопровод 29, проход щий через охладитель 30, конденсирующий и охлаждающий пар до нормальной температуры известным способом (например, в радиаторе с воздушным охлаждением ), что предотвращает излишний нагрев топлива в баке, его испарение и улетучивание. На режимах максимальной мощности в двигателе используетс  весь полученный в испарителе пар.

На всех режимах работы двигател  дозирование топлива осуществл етс  блоком 31 управлени  путем изменени  продолжительности открыти  клапана 19, так же, как в известных системах впрыска жидкого топлива в патрубки впускного трубопровода, причем исходные сигналы управлени  формируютс  в потенциометре 32, св занном, например с акселератором автомобил , работающим аналогично потенциометру пластинчатого измерител  воздуха в известных системах впрыска, датчике-распределителе 33 зажигани  и датчике 34 температуры. На режимах принудительного холостого хода электромагнитный клапан 19 не открываетс  и подача топлива в двигатель прекращаетс , так как замыкаетс  цепь через выключатель 35.

Предлагаемый двигатель позвол ет увеличить его КПД за счет увеличени  степени

сжати  (до 12-16 ед.) без повышени  октанового числа топлива и не применени  топливной аппаратуры высокого давлени , из-за уменьшени  механических потерь на привод топливного насоса, применени 

недросселируемой неподогреваемой впускной трубы и качественного регулировани  мощности; стабилизировать процессы горени  в форкамере за счетулучшени  смесеобразовани , применени  при изготовлении ее корпуса специальных материалов и покрытий, индивидуального устройства дл  охлаждени  в виде оребрени  наружной поверхности; использовать дл  запуска легкие фракции топлива при незначительном

рассеивании теплоты нагревател  и не переполнении испарител  избыточным количеством топлива; повысить экономичность за счет повышени  КПД; уменьшить токсичность отработавших газов за счет стабилизации

процессов горени ; повысить надежность и экономичность запуска за счет использовани  на этих режимах легких фракций топлива и сокращени  затрат энергии на разогрев топлива.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Двигатель внутреннего сгорани , содержащий по меньшей мере один цилиндр

   с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра , впускной и выпускной коллекторы, камеру сгорани , образованную днищем поршн  и головкой цилиндра, топливный бак, топливный фильтр, испаритель с маги

   стралью подвода топлива и паропровод дл  отвода паров топлива, насос, всасывающий патрубок которого подключен к топливному баку, а напорный - к каналу дл  подвода топлива, редукционный клапан струбопрбводом дл  подсоединени  к топливному баку , устройство дл  дозировани  топлива, пусковой нагревательный элемент, размещенный в испарителе, св занном паропроводом с устройством дл  дозировани 

   топлива и частично размещенном в выпускном коллекторе двигател , и блок управле нил, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности и снижени  токсичности, он снабжен форкамерой с

   сребренной наружной поверхностью, сообщенной при помощи канала с камерой сгорани , устройством дл  креплений форкамеры к головке цилиндра и запальной свечой, установленной в форкамере, причем устройство дл  дозировани  топлива выпол

   неко в виде электромагнитного клапана, ис-
2. 2. Двигатель по п. 1,отличающий- паритель выполнен снаружи с сребреннойс   тем, что пусковой нагревательный эле- поверхностью, а изнутри - с капилл рно-по-мент выполнен с перфорацией, расположен ристой структурой, паропровод расположеннапротив магистрали дл  подвода топлива ниже уровн  магистрали подвода топлива,5 и отделен от нее посредством капилл р- блок управлени  св зан с электромагнит-но-пористой перегородки, а в трубопро- ным клапаном и снабжен датчиками режимаводе редукционного клапана размещен работы двигател .охладитель-конденсатор.