Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F02B75/12 F02D19/08 

4 ND

СО

05

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестрое- нию, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, работа- юцих на газообразном и жидком топливе и в условиях ограниченного возду- хоснабжения.

Целью изобретения является обеспечение работоспособности двигателя на режимах недостатка или полного отсутствия атмосферного воздуха.

На чертеже показана схема предлагаемого двигателя.

Двигатель (преимущественно дизель) содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с поршнем 2, перемещающимся в нем от нижней к верхней мертвой точкам, систему подачи жидкого топлива, снабженную форсункой 3 распьша топлива, топливным насосом 4 и баком 5, компрессор 6 подачи сжатого воздуха и систему подачи газообразного топлива в смеситель 7, снабженную последовательно установленными в топливной магистрали 8 емкостью 9 хранения сжиженного газа. Насосом 10, теплообменником 11 и редуктором 12. Двигатель содержит также запорный клапан 13 с приводом (не показан), емкость 14 xpa хранения жидкого окислителя, насос 15 высокого давления с приводом (не показан), регулятор 16 расхода и по меньшей мере одну дополнительную форсунку 1 7.

Форсунка 3 распыпа топлива при положении поршня, примыкающем к верхней мертвой точке, установлена в цилиндре 1 и подключена через топливный насос 4 к баку 5. Впускное отверстие 18 компрессора 6 сообщено с атмосферой, а воздухонапорный патрубок 19 подсоединен через газовоздущный смеситель 7 к цилиндру 1. Редуктор 12 подсоединен к смесителю 7.

Каждая из дополнительных форсунок 17 установлена Б одном из цилиндров 1, насос 15 высокого давления выполнен с возможностью подачи жидкого окислителя в форсунку 17 при положении порщня в верхней мертвой точке, а запорный клапан 13 установлен во впускном отверстии 18 компрессора 6 и привод насоса 15 высокого давления связан (не показано) с приводом запоного клапана 13.

В цилиндре 1 двигателя установлен впускной газовоздушный клапан 20, а в зоне верхней мертвой точки порщня

5 0 5 Q

д

5

0

5

в стенке цилиндра 1 установлена система 21 подачи жидкости (воды) к завесе внутреннего заградительного охлаждения цилиндра I двигателя.

Двигатель работает следующим образом.

Описьшаемое выполнение двигателя обеспечивает его работу в конвертированном (обрая;енном) режиме.

При работе в обычном режиме запорный клапан 13 открыт и воздух из атмосферы поступает во впускное отверстие 18 компрессора 6, сжимается в нем и поступает при открытом клапане 20 в цилиндр 1 Через воздухонапорный патрубок 19 и газовоздушньЕЙ смеситель 7.

При движении поршня 2 вверх воздух сжимается и при положении поршня 2 в зоне верхней мертвой точки осуществляется впрыск жидкого топлива через форсунку 3 распыпа, подключенную через топливньй насос 4 к баку 5 хранения жидкого топлива.

При работе дизеля в конвертированном режиме запорный клапан 13 закрыт и сообщения с окружающей средой по линии всасьшания нет. Еерез смеситель 7 и газовоздушный клапан 20 в цилиндр 1 поступает лишь газообразное топливо, которое подается из емкости 9 хранения сжиженного газа. Насос 10, теплообменник II и редуктор 12, установленные в топливной магистрали 8, обеспечивают нагнетание сжиженного газа в теплообменник 11, испарение в нем и подачу под определенным давлением в смеситель 7.

В цилиндре 1 осуществляется сжатие газообразного топлива и при положении поршня 2 вблизи верхней мертвой точки через дополнительную форсунку 17 впрыскивается жидкий окислитель (например, азотный тетроксид), который подается из емкости 14 его хранения с помощью насоса 15 высокого давления и регулятора 16 расхода. Привод насоса 15 начинает действовать по сигналу, поступающему по линии связи его, с приводом запорного клапана 13.

После впрыска окислителя (азотного тетроксида) происходит самовоспламенение компонентов газообразного топлива и капли окислителя выгорают в газовой среде горючего. Для снижения теплонапряженности осуществляется подача воды системой 21 подачи жидкости к завесе внутреннего заградительного охлаждения. Пары воды, опускаясь вдоль стенок цилИ1Шра 1 следом эа порошком 2, стекают теплоотдачу к ним со стороны продуктов сгорания, а за счет перемешивания балластируют всю газовую смесь до допустимой температуры. При открытии выпускных органов продукты сгорания, содержащие в основном пары воды и некоторое количество газообразного азота. Через выхлопную трубу попадают в охладитель, где пары конденсируются, а жидкая вода и газообразный азот через обратный клапан выбрасьшаются в окружающую среду с повышенным противодавлением.

В случае работы двигателя в обычном режиме в условиях разреженной атмосферы, например в высокогорье, недостаток кислорода может быть компенсирован дополнительным впрыском сравнительно небольшого количества жидкого окислителя. При этом струи жидкого топлива и окислителя целесообразно выполнить соударяющимися (взаимопроникающими), а привод насосов 4 и 15 - общим. Впрыск жидкого окислителя в этом случае позволяет увеличить эффективное наполнение цилиндра 1 двигателя, что эквивалентно увеличению давления надДува.

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, содержапщй по меньшей мере один цилиндр с поршнем, перемещающимся в нем от нижней к верхней мертвой точкам,

0

5

систему подачи жидкого топлива, снабженную установленной в каждом цилиндре форсункой распыла топлива при положении поршня, примыкающем к верхней мертвой точке, подключенную через топ- топливный насос к баку, компрессор подачи сжатого воздуха, впускное отверстие которого сообщено с атмосферой, а воздухонапорный патрубок подсоединен Через газовоздушный смеситель к цилиндру, и систему подачи газообразного топлива в смеситель, снабженную последовательно установленными в топливной магистрали емкостью хранения сжиженного газа, насосом, теплообменником и редуктором, подсоединенным к смесителю, отличающийся тем, что, с целью обеспечения работоспособности двигателя на режимах недостатка или полно- |го отсутствия атмосферного воздуха, двигатель дополнительно снабжен за- тюрным клапаном, его приводом, емко- 5 стью хранения жидкого окислителя, насосом высокого давления с приводом, регулятором расхода, по меньшей мере одной дополнительной форсункой, причем каждая из этих форсунок установлена в одном из цилиндров, насос высокого давления выполнен с возможностью подачи жидкого окислителя в форсунку при положении поршня в верхней мертвой точке, запорный клапан уста- ноплен во впускном отверстии компрессора и привод насоса высокого давления связан с приводом запорного клапана.

0

0

5

Изобретение м.б. использовано в двигателях, работающих на газообразном и жидком топливе и в условиях ограниченного воздухоснабжения. Цель изобретения - обеспечение работоспособности двигателя на режимах недостатка или полного отсутствия атмосферного воздуха. Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнем 2, систему подачи жидкого топлива, систему подачи газообразного топлива в смеситель 7, запорный клапан 13 с приводом, емкость 14 хранения жидкого окислителя, насос 15 высокого давления, регулятор 16расхода и дополнительную форсунку 17. Форсунка 17 установлена в цилиндре. Насос 15 выполнен с возможностью подачи жидкого окислителя в форсунку 17при положении поршня 2 в верхней мертвой точке. Клапан 13 установлен в впускном отверстии компрессора 6 подачи сжатого воздуха, расположенного в системе подачи жидкого топлива. Привод насоса 15 связан с приводом клапана 13. При работе двигателя в конвертированном режиме клапан 13 закрыт и при сжатии топлива в цилиндре через форсунку 17 впрыскивается жидкий окислитель, который подается из емкости 14 с помощью насоса 15 и регулятора 16 расхода. Привод насоса 15 начинает действовать по сигналу, поступающему по линии связи его с приводом клапана,13. 1 ил. сл