ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F02M53/02 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двигателе внутреннего сгорания с системой питания, имеющей подогрев топлива.

Аналогичные конструкции двигателей с подогревом топлива предусматривают внешнее смесеобразование топлива и окислителя. Такое нагревание рабочей смеси имеет температурный предел, при котором дальнейший нагрев превращает рабочую смесь во взрывоопасное вещество, что препятствует превращению всех фракций топлива из жидкого в газообразное состояние.

Существующий прототип [1] имеет конструкцию, позволяющую подогревать топливо выхлопными газами рабочих цилиндров.

Недостатки указанного прототипа:
расположение топливоподогревателя на пути выхода выхлопных газов, что препятствует быстрому движению отработанных газов из камеры сгорания;
не предусмотрено смесеобразование в оптимальном процентном соотношении топлива и окислителя;
при перегорании электронагревательного элемента в топливоподогревателе двигатель не может быть запущен.

Цель изобретения - повышение эффективности использования топлива и уменьшение износа деталей поршневой группы.

На чертеже схематично представлен двигатель внутреннего сгорания.

Двигатель состоит из блока цилиндров 2, количество цилиндров может быть различным, головки с впускным и выпускным клапанами 3, 6, топливного насоса-регулятора 10 дозирующего типа, обратного клапана 9, испарителя 8, расположенного в выпускном канале, аккумулятора-компенсатора 12, клапанной форсунки 5, электромагнитного клапана 7, распределителя электроимпульсов 16, источника электропитания 14. Испаритель 8 предусматривается в виде кольцевого канала с тепловым аккумулятором и тепловой изоляцией от головки блока цилиндров.

Двигатель работает следующим образом.

Топливо из системы питания по топливопроводу 11 поступает в топливный насос-регулятор 10, который выполняет функции дозатора и согласует расход топлива с расходом воздуха, поступающего через дроссельную заслонку 4, а также с оборотами двигателя. Подача воздуха предусматривается нагнетанием. В момент, когда в одном из рабочих цилиндров закончился такт продувки, топливным насосом в испаритель 8 нагнетается топливо. При некотором положении поршня 1 на такте всасывания через распределитель электроимпульсов 16, бегунок которого 13 имеет механическую связь с коленчатым валом двигателя 15, пройдет управляющий сигнал на клапан 7, при открывании которого топливо в газообразном состоянии через форсунку 5 поступает в камеру сгорания, в которой смешивается с поступившим на такте всасывания воздухом. Аккумулятор-компенсатор 12 обеспечивает возможность расширения топлива при нагреве, а также подачу топлива в жидком состоянии в двигатель при запуске. По мере прогрева двигателя происходит нагрев теплообменника в испарителе 8 и топливо в камеру сгорания поступает в газообразном состоянии, что обеспечивает большую степень сгорания и исключает смыв смазки с поверхности цилиндров.

Испаритель 8 вместе с аккумулятором-компенсатором 12 работает следующим образом. Топливо, поступая в испаритель, попадает на его разогретые поверхности, где нагревается, испаряется, перегревается, создавая в испарителе значительное избыточное давление. Топливо находится в испарителе продолжительное время, это позволяет подвести значительное количество тепла при малых размерах теплообменника. Тепловая энергия накапливается в тепловом аккумуляторе из легкоплавкого материала при прохождении через испаритель отработанных газов из камеры сгорания. Аккумулятор-компенсатор 12 предохраняет систему от разрушения при расширении топлива в процессе нагрева.

Двигатель внутреннего сгорания предлагаемой конструкции может работать как с принудительным зажиганием от искрового разряда, так и с воспламенением от сжатия, для чего распределитель электроимпульсов 16 регулируется на подачу управляющего сигнала электромагнитному клапану 7 для подачи топлива в момент такта сжатия в рабочих цилиндрах.

Таким образом, изобретение позволяет повысить эффективность сгорания топлива в двигателях внутреннего сгорания, поддерживать оптимальный процентный состав рабочей смеси на всех режимах работы двигателя, использовать в двигателях внутреннего сгорания различные виды топлива и уменьшить износ деталей поршневой группы.

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: двигатель состоит из блока цилиндров 2, количество цилиндров может быть различным, головки с впускным и выпускным клапанами 3, 6, топливного насоса-регулятора 10 дозирующего типа, обратного клапана 9, испарителя 8, расположенного в выпускном канале, аккумулятора-конденсатора 12, клапанной форсунки 5, электромагнитного клапана 7, распределителя электроимпульсов 16, источника электропитания 14. Испаритель выполняется в виде кольцевого канала с тепловым аккумулятором и тепловой изоляцией от головки блока цилиндров. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий блок цилиндров, установленную на нем головку с камерой сгорания, впускным, выпускным клапанами и каналами, клапанную форсунку непосредственного впрыска топлива, электромагнитный клапан, распределитель электроимпульсов с бегунком, коленчатый вал, топливный насос-регулятор, обратный клапан, испарительно-теплоаккумулирующую камеру и аккумулятор-компенсатор, причем клапанная форсунка непосредственного впрыска топлива связана с электромагнитным клапаном, управляемым распределителем электроимпульсов, а бегунок последнего механически связан с коленчатым валом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и уменьшения износа путем полного испарения всех фракций топлива, он снабжен насосом-регулятором и дроссельной заслонкой подачи воздуха в камеру сгорания, причем испарительно-теплоаккумулирующая камера подогрева топлива выполнена в виде кольцевого канала, а последний соединен с аккумулятором-компенсатором. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что насос-регулятор связан с коленчатым валом.