Способ работы двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК F02B19/12 

2.Способ ,отличаю- щ и и с я тем, что пленку образуют путем подачи струи топлива и растекания ее на нагретой поверхности.

3.Способ по п.25 отличающийся тем, что струю подают в виде полого корпуса.

Изобретение относится к машине-. строениЮэ В частности двигателестрое- нию, а именно к способам организации рабочего процесса в двигателях с фор- камерой.

Известны способы работы двигателя внутреннего сгорания путем ввода обогащенной топливовоздушной смеси в форкамеру, организации горения этой смеси и периодического вытеснения продуктов неполного сгорания из фор- камеры в основную камеру сгорания. В известньк способах смесь вводят в форкамеру через отдельный клапан и воспламеняют при помощи запальной электрической свечи. В процессе работы состав смеси в районе электро- лов свечи меняется и условия воспламенения и сгорания смеси от цикла к циклу изменяются 11.

Для устранения этого недостатка в форкамере отделяют при помощи экрана зону со сравнительно .малой тур- болентностью потока и свечу располагают в этой зоне 2. Б этом способе предусматривают подогрев подводимого воздуха в рабочей полости форка- меры и встречный впрыск распыленного топлива, поэтому испарение основной части топлива организуют с поверхности капель топлива. Далее часть образовавшейся таким путем топливо- воздушной смеси вводят в отдельную зону стабилизации и поджигают ее искровым разрядом. После этого фронт пламени из зоны стабилизации распространяют в основную массу топливовоздушной смеси, облегчающей зону стабилизации, и сжигают ее, в результате поднимают давление в форкамере и организуют выброс продуктов сгорания в основные камеры двигателя.

4. Способ по по.1-3, отличающийся тем, что воздух, вводимый в зону испарения топлива с поверхности пленки, предварительно подогревают теплом форка- меры.

Для воспроизведения повторного под- жига форкамеру продувают и из нее отводят остаточные продукты сгорания, а далее заполняют свежим зарядом топлива и окислителя, В период про- дувки, подвода воздуха и топлива полностью исключается зажигание смеси.

Известные способы эффективны применительно к поршневым двигателям внутреннего сгорания.

i

Б роторных двигателях, особенно

двигателях типа Ванкель, то, в свя- зи с протяженностью основной камеры сгорания и в связи с тем. что основная камера сгорания перемещается в процессе работы вдоль сопла форкаме- ры, периодичность вспьшек в форкамере не может обеспечить эффективность сгорания в основной камере и повысить экономичность роторного двигателя.

Цель изобретения - повьшюние экономичности двигателя путем более полного использования продуктов неполного сгорания.

Для достижения поставленной дели горение в форкамере поддерживают непрерывно и топливовоздушную смесь формируют в отдельной зоне форкамеры путем образования пленки топлива на нагретой поверхности, отделяющей эту зону от зоны горения, и введения воздуха в зону испарения топлива с поверхности пленки.

Пленку образуют путем подачи струи топлива и растекания ее на нагретой поверхности.

Струю подают в виде полого конуса.

Воздух, вводимый в зону испарения топлива с поверхности пленки, предварительно подогревают теплом форкамеры.

На чертеже приведена форкамера, предназначенная для реализации предлагаемого способа,

Форкамера выполнена составной из корпуса 1, крьшкн 2 и закрепленного между ними теплового экрана 3, выполненного в виде конуса. Форма экрана может быть и иной. Для крепления экран снабжен перемычками 4. Экран делит форкамеру на зону горения, в которой размещена запальная свеча 5, установленная в гнезде 6 корпуса и закрытая козырьком 7, и зону формирования топливовоздушной смеси, к которой через штуцер 8, кольцевую каме ру 9, топливоподающее устройство 10 и распылитель 11 подведено топливо. Для подачи воздуха в зону формирования топливовоздушной смеси форкамера снабжена штуцером 12 и тангенци- альными каналами 13..С основной камерой сгорания форкамера соединена при помощи сопла 14. По пути от штуцера до каналов воздух подогревается теплом форкамеры.

В процессе работы двигателя в форкамеру через распьшитель 11 подают струю топлива в виде полрго конуса, направленного на поверхность экрана 3. При этом топливо растекается по этой поверхности в виде пленки и испаряется с ее поверхности. Воздух подают через тангенциальные каналы 13 в зону испарения топлива. Непрерывное поступление топлива и воздуха обеспечивает непрерывное образование топливовоздушной смеси.

Через кольцевой зазор между экраном и стенками форкамеры эта смесь прот

кает в зону горения, сообщенную с основной камерой сгорания при помощи сопла 14. Для первоначального воспламенения смеси используется свеча 5. Козырек 7 служит для стабилизации потока в зоне электродов свечи. После первоначального воспламенения горение поддерживается постоянно.

В процессе горения экран нагревается, что необходимо для нагрева поверхности, отделяющей зону формирования топливовоздушной смеси от зоны горения.

5 10 15 0 5

0

5

0

5

0

В процессе работы двигателя его ротор вращается и образуемые им камеры сгорания периодически сообщаются с форкамерой. Через сопло 14 продукты неполного сгорания вытесняются из форкамеры в основную камеру сгорания.

Горение смеси при этом происходит непрерывно, в результате чего в фор- камере возникает аэродинамическая рециркуляция, при которой тепло продуктов сгорания постоянно переносится на встречу движению свежей смеси и, таким образом, обеспечивается непрерывность воспламенения и стабилизация пламени.

Смесь в форкамере формирутот обогащенную, В результате ее сгорания образуются продукты, в которых кроме. СО и СО содержится значительное количество Н, радикалов ОН и других частично окисленных веществ, «оторые, попадая в основную камеру сгорания, образуют активные очаги горения и способствуют интенсивному и полному сгоранию смеси в двигателе.

Для того, чтобы обеспечить максимально возможное насыщение зарядов основных камер сгорания роторного двигателя и своевременного использования активных веществ в период их повышенной активности на выходе из форкамеры, эти продукты дросселируют в сопле 14 (в период сообщения форкамеры с основной камерой сгорания) , чем повьшшют их скоростной напор, масштабы турбулизации и температуру факела продуктов неполного сгорания.

Таким образом, использование предлагаемого способа обеспечивает возможность непрерывного и мощного генерирования активных центров горения, представляющих собой частично окисленные продукты. В результате обеспечиваются снижение тепловых потерь, теплонапряженности корпусных и силовых деталей роторного двигателя, повышение 1ШД и полноты использования теплоты топлива, применение наряду с бензином иных (менее дорогих) сортов топлива, снижение токсичности отработавших газов путем увеличения полноты сгорания.

/v

12

Редактор Н.Данкулич

Составитель М.Файн

Техред М.Ходанич. Корректор А.Ференц

Заказ 2430/30 Тираж 523 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4