Способ работы двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК F02M23/08 

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к способам работы двигателя внутреннего сгорания с присадкой водорода и устройствам для его осуществления.

Известны способы работы двигателя внутреннего сгорания путем присадки к бензовоздушной смеси дополнительной водородовоздушной смеси, подачи в цилиндр и сжигания образовавшейся бензоводородовоздушной смеси 1.

Известны также устройства для осуществления способа работы двигателя внутреннего сгорания, содержащие подключенные к впускному коллектору карбюратор для приготовления бензоврздушной смеси, снабженный диффузором, и воздуховод со смесительной камерой водорода и воздуха и установленным в нем диффузором 1.

В таких способах и устройствах присадка дополнительной водородовоздушной смеси, позволяет повысить полноту сгорания углеводородного топлива путем интенси, фикации процесса сгорания и расширить концентрационные пределы сгорания свежей смеси, в результате чего появляется

возможность осуществления качественного регулирования.

Однако при применении известных способов и устройств отсутствует возможность введения дополнительного топлива 5 и отключение системы при необходимости регулирования только карбюратором, в результате чего не принимаются никакие меры по повышению эффективности работы двигателя на режимах запуска и холостого хода.

Цель изобретения - повышение экономичности и снижение токсичности.

Указанная цель достигается тем, что на режимах запуска и холостого хода в цилиндр подают только водородовоздушную 15 смесь, а на частичных режимах - бензоводородовоздушную смесь, причем количество водородовоздушиой смеси в ней поддерживают постоянным.

Кроме того, воздуховод снабжен воздушной заслонкой, а площадь проходного сечения диффузора смесительной камеры составляет 15-20% от площади проходного сечения.

На фиг. 1 показана схема исполнения устройства и взаиморасположение элементов впускной системы с воздухопроводом; на фиг. 2 - вариант выполнения основной впускной системы и воздуховода с установленным в нем диффузором в виде двух ветвей; на фиг. 3 - то же, в виде ответвления; на фиг. 4 - график изменеНИН расхода топлива Gg в зависимости от скорости V автомобиля «Москвич-412 при работе с обычной системой регулирования и при работе по заявляемой системе регулирования двигателя. Устройство для осуществления описываемого способа содержит воздухоочиститель 1, карбюратор 2 для приготовления бензовоздушной смеси с установленным в нем воздушной заслонкой 3, жиклером 4, диффузором 5, дроссельной заслонкой 6 и воздуховод 7 со смесительной камерой 8 водорода и воздуха, в которой установлена воздушная заслонка 9, диффузор 10, жиклер 11 подачи водорода через электромагнитный клапан 12, редуктор высокого давления 13из емкости 14 для хранения или получения водорода. Карбюратор 2 и воздуховод 7 установлены на впускной коллектор 15. Описываемый способ и работа устройства реализуются следующим образом. При запуске двигателя внутреннего сгоран1 я воздушная заслонка 3 открыта, дроссельная заслонка 6 закрыта полностью (на фиг. 1 показано пунктиром), воздушная заслонка 9 дополнительной смесительной камеры 8 открыта полностью. При включении зажигания открывается электромагнитный клапан 12 и осуществляется подача водорода и дополнительного воздуха «через воздуховод 7 во впускной коллектор 15, а затем в камеру сгорания двигателя. Истечение бензина из жиклера 4 не происходит, так как разрежение под дроссельной заслонкой 6 недостаточно. При работе двигателя на холостом ходу состояние элементов впускной системы такое же как и при запуске и двигатель работает только на водородовоздушной смеси. Истечение бензииа из жиклера 4 не происходит из-за малого разрежения под дроссельной заслонкой 6, так как подача воздуха и водорода происходит только через воздуховод 7 и смесительную камеру 8, расположенную в нем. При работе на частичных нагрузках открывается дроссельная заслонка 6 карбюратора 2 и полностью открыта воздушная заслонка 3, . а так как скорости течения воздуха в карбюраторе 2 незначительны, то истечение бензина из жиклера 4 карбюратора 2 уменьшено, а основное количество топлива и воздуха подается через воздуховод 7 и смесительную камеру 8. При работе двигателя на режимах номинальной и максимальной мощности воздушная заслонка 9 дополнительной смесительной камеры 8 закрывается (на фиг. 1 показано пунктиром) и закрывается электромагнитный клапан 12. Последний перекрывает подачу водорода, и двигатель работает только на бензовоздушной смеси, получаемой в карбюраторе 2 обычным способом. Использование предлагаемого способа и устройства для его осуществления позволяет осуществлять качественное регулирование мощности двигателя на основных режимах работы городского транспорта за счет активации процесса горения углеводородных топлив в воздухе водородом и обеспечивает получение бензоводородовоздушной смеси, состав которой может изменяться в широких пределах по коэффициенту избытка воздуха «А от 1,5-2,0 на частичных нагрузках до 4-6 на холостом ходу и при запуске. Соотношение площадей проходных сечений карбюратора и воздуховода выполнены так, чтобы обеспечивался коэффициент избытка воздуха 4-6 на холостом ходу и на частичных нагрузках ci 1,5- 2,0; а также из условия достижения разрежения в карбюраторе такой величины, чтобы на режиме холостого лода и запуска не было истечения бензина, а на режимах частичных нагрузок это истечение было уменьшено. Предлагаемые способ и устройство для его осуществления обеспечивают уменьшение количества токсичных составляющих в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания, причем содержание СО уменьшено более, чем в 80 раз на холостом ходу и более, чем в 5-6 раз на частичных нагрузках. Содержание углеводородов уменьшено в 3-4 раза, а окислы азота NOx практически отсутствуют. Расход основного эксплуатационного топлива на режимах запуска, холостого хода и частичных нагрузок снижен в среднем на 30-40%, что показано на фиг. 4, в виде кривой 16 для известного способа и кривой 17 для описываемого. Формула изобретения 1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем присадки к бензовоздушной смеси дополнительной водородовоздушной смеси, подачи в цилиндр и сжигания образовавшейся бензоводородовоздушной смеси, отличающийся тем, что, с делью повышения экономичности и снижения токсичности, на режимах запуска и холостого хода в цилиндр подают только водородовоздушную смесь, а на частичных режимах - бензоводородовоздушную смесь, причем количество водородовоздушной смеси в ней поддерживают постоянным.

2. Устройство для осуществления способа работы двигателя внутреннего сгорания, содержащее подключенные к впускному коллектору карбюратор для приготовления бензовоздущной смеси, снабженный диффузором, и воздуховод со смесительной камерой водорода и воздуха и установленным в ней диффузором, отличающееся тем, что, с целью повыщения экономичности, воздуховод .снабжен воздущной заслонкой, а, площадь проходного сечения диффузора

смесительной камеры составляет 15-20% от площади проходного сечения диффузора карбюратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Разработка и исследование системы питания двигателя ЗИЛ-130 для работы на бензоводородовоздушных смесях. Отчет Завода-Втуза при автозаводе им. Лихачева. Государственный регистрационный № 78025018. М., 1977, с. 52-54.

Й/г./ 15