ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Советский патент 1995 года по МПК F02B43/08 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания, работающим на водороде.

Цель изобретения - повышение надежности путем предотвращения обратных вспышек во впускном трубопроводе.

На фиг. 1 изображена схема описываемого двигателя; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Двигатель содержит цилиндр 1 (фиг. 1) заданного объема с размещенным в нем поршнем 2, кинематически связанным при помощи шатуна 3 с коленчатым валом. Подводящие патрубки 4 (фиг. 2) впускного коллектора 5 подключены к впускным каналам 6 цилиндров при помощи соединительных фланцев 7. В патрубках 4 размещены водородоподводящие трубки 8, обращенные входными торцами 9 к выпускным каналам 6. Минимальную длину L_мин каждого из подводящих патрубков 4 устанавливают в соответствии с соотношением
L_мин = 1,273 , м расстояние l от выходных торцев 9 водородоподводящих трубок 8 до соединительных фланцев 7 устанавливают в соответствии с соотношением
l = , а соотношение площадей проходных сечений подводящих патрубков 4 и водородоподводящих трубок 8 выдерживают в интервале 3-4, где Vh_ц - рабочий объем цилиндра, м³;
ϕ_вп - продолжительность впуска, град, поворота коленчатого вала;
i - число подводящих патрубков, объединенных в один коллектор;
V_вп - объем впускного канала цилиндра, м³;
D - диаметр подводящих патрубков, м.

Во впускных каналах 6 устанавливают клапаны 10.

Двигатель работает следующим образом.

При закрытом клапане 10 (фиг. 1) одного из каналов 6 приток воздуха в подводящий патрубок 4 отсутствует. Оставшийся в патрубке 4 воздух вытесняется водородом, непрерывно поступающим по водородоподводящей трубке 8. Это обеспечивает образование в канале 6 над клапаном 10 богатой водородовоздушной смеси с концентрацией водорода, превышающей верхний предел воспламенения (более 74% по объему). В начальный момент впуска в цилиндр 1 поступает только богатая водородом невоспламеняющаяся смесь, в результате чего температура остаточных газов снижается, последующее заполнение в формирование топливовоздушной смеси происходит при температуре газа в цилиндре, не превышающей температуру воспламенения водородовоздушных смесей стехиометрического состава, и обратной вспышки не возникает.

Установленными соотношениями минимальной длины L_мин подводящих патрубков 4, расстояние l от выходных торцов 9 водородоподводящих трубок 8 до соединительных торцов 7 и площадей проходных сечений подводящих патрубков 4 и водородоподводящих трубок 8 обеспечивается полное подавление обратных вспышек во впускном коллекторе 5.

Изобретение позволяет повысить надежность двигателя. Поршень цилиндра двигателя кинематически связан при помощи шатуна с коленчатым валом. Подводящие патрубки 4 впускного коллектора 5 подключены к впускным каналам 6 цилиндров при помощи фланцев 7. В патрубках 4 размещены водородопроводящие трубки 8, обращенные входными торцами 9 к выпускным каналам 6. Минимальная длина подводящих патрубков, расстояние от выходных торцов 9 до фланцев 7 и соотношение площадей проходных сечений патрубков 4 и трубок 8 устанавливаются в соответствии с определенными математическими соотношениями. Этим обеспечивается полное подавление обратных вспышек во впускном коллекторе. 2 ил.

ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий цилиндры заданного объема с размещенными в них поршнями, кинематически связанными с коленчатым валом, впускной коллектор, подводящие патрубки которого подключены к впускным каналам цилиндров при помощи соединительных фланцев, и водородоподводящие трубки, размещенные в подводящих патрубках коллектора и обращенные выходными торцами к впускным каналам цилиндров, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем предотвращения обратных вспышек во впускном коллекторе, минимальную длину L_мин каждого из подводящих патрубков устанавливают в соответствии с соотношением:

расстояние l от выходных торцов водородоподводящих трубок до соединительных фланцев устанавливают в соответствии с соотношением

а соотношение площадей проходных сечений подводящих патрубков и водородоподводящих трубок выдерживают в интервале 3 - 4,
где Vh_ц - рабочий объем цилиндра, м³;
ϕ_вн - продолжительность впуска, град.поворота коленчатого вала;
i - число подводящих патрубков, объединенных в один коллектор;
V_вп - объем впускного канала цилиндра, м³;
D - диаметр подводящих патрубков, м.