СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ РАБОТЫ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2016 года по МПК F02M53/02 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к вопросам повышения надежности и долговечности работы дизельного двигателя.

Известно, что на надежность и долговечность работы дизельного двигателя оказывает влияние жесткость процесса сгорания топлива, характеризующаяся скоростью нарастания давления в цилиндре в зависимости от угла поворота коленчатого вала двигателя $${\left(\frac{dP}{d\varphi }\right)}_{\max }$$ . Традиционным способом ограничения жесткости является установка оптимального угла опережения впрыскивания топлива [1].

Недостатком указанного способа является невозможность влияния на жесткость при работе дизеля на выбранном виде дизельного топлива.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ снижения жесткости процесса сгорания посредством повышения цетанового числа дизельного топлива путем добавления в него присадки, состоящей из предварительно смешанных циклогексилнитрата и фракции парафиновых углеводородов нормального строения от С₉ до С₂₀ при массовом соотношении указанных компонентов от 4:1 до 1:4. Присадка добавляется в топливо в количестве 0,05-0,75 мас.% [2].

Недостатками предлагаемого способа являются ограниченный предел снижения жесткости и невозможность влияния на жесткость при работе дизеля на альтернативном виде дизельного топлива.

Существенным отличием предлагаемого способа от всех ранее известных решений является расширение пределов снижения и регулирования жесткости процесса сгорания в дизеле при его работе на любом выбранном виде дизельного топлива.

Преимущества предлагаемого способа снижения жесткости обуславливаются следующими обстоятельствами.

Снижение жесткости работы дизеля на любом выбранном виде дизельного топлива достигаемся за счет того, что топливо, подаваемое в цилиндр дизеля, предварительно подвергается нагреванию.

На фиг.1 показана индикаторная диаграмма дизеля при его работе в номинальном режиме и при различной температуре подаваемого топлива.

Линия 1 характеризует изменение давления в цилиндре работающего дизеля при подаче дизельного топлива без предварительного нагрева, линия 2 - при работе на дизельном топливе, имеющем температуру 150°С, линия 3 - при работе на дизельном топливе, имеющем температуру 300°С.

Точка (А) характеризует момент начала впрыскивания топлива, точка (В) - момент его самовоспламенения, точка P_z - максимальное значение процесса сгорания, а угол наклона к горизонту кривой нарастания давления - жесткость процесса сгорания.

Работа дизельного двигателя характеризуется следующим образом.

При подаче дизельного топлива без предварительного нагрева (точка А) через какое-то время происходит его самовоспламенение (точка В), давление в цилиндре повышается до максимального значения в точке P_z.

При подаче дизельного топлива, имеющего температуру 150°С, заметно улучшение его самовоспламенения (точка B₁ сдвигается левее) и снижение жесткости процесса сгорания - нарастание давления в цилиндре дизеля происходит более плавно - линия 2.

При подаче дизельного топлива, имеющего температуру 300°С, самовоспламенение еще более улучшается (точка В₂ приближается к точке А). В результате жесткость процесса сгорания - нарастание давления в цилиндре дизеля - происходит наиболее плавно, что характеризует линия 3.

Цифровые значения показателей процесса сгорания в дизеле при его работе находятся в указанных в таблице 1 пределах.

Таблица 1 n, мин^-1 Температура топлива $${\left(\frac{dP}{d\varphi }\right)}_{\max }$$ , МПа/градус P_z, МПа 1400 60°С 0,516 7,369 150°С 0,486 6,964 300°С 0,462 6,614 1800 60°С 0,461 7,276 150°С 0,429 6,952 300°С 0,401 6,610

Технико-экономическое обоснование предлагаемого изобретения заключается в возможности расширения пределов снижения и регулирования жесткости процесса сгорания в дизеле, тем самым повышаются его надежность и долговечность, а также в расширении ресурсов применяемых дизельных топлив.

Литература

1. Орлин А.С.и др. Двигатели внутреннего сгорания. Конструкция и расчет поршневых и комбинированных двигателей. Под. ред. А.С.Орлина. - М.: Машиностроение, 1972. - 464 с., ил.

2. Патент РФ №2309975. Присадка для повышения цетанового числа дизельного топлива. C10L 1/23 - прототип.

Изобретение относится к двигателестроению. Техническим результатом является повышение надежности и ресурса двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют предварительный нагрев топлива дизельного двигателя в диапазоне от 150°С до менее чем 160°С и от более 250°С до 300°С. За счет нагрева подаваемого в двигатель топлива снижается жесткость работы дизельного двигателя. Применение предложенного способа позволяет также регулировать жесткость процесса сгорания в дизеле при его работе на любом выбранном виде дизельного топлива, при этом расширяется диапазон применяемых дизельных топлив. 1 ил., 1 табл.

Способ снижения жесткости работы дизельного двигателя, отличающийся тем, что топливо, подаваемое в камеру сгорания дизельного двигателя в конце такта сжатия, предварительно подвергается нагреванию в диапазоне от 150°С до менее чем 160°С и от более 250°С до 300°С.