Способ работы двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F02B37/02 

1

(21)4332574/25-06

(22)26.И.87

(46) 30.06.89. Бюл. 24

(71)Дальневосточный технический институт рыОной промышленности и хозяйства

(72)В. Л.Шурипа

(53)621.43.052(088.8)

(56)Заявка Франции N 2265979, кл. F 02 В 37/00, опублик. I973.

Авторское свидетельство СССР № 566008,-кл. F 02 В 37/02, 1973.

(54)СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕ ГО СГОРАНИЯ

(57)Изобретение относится к машино строению и позволяет улучшить эффективные показатели двигателя. В цилин - драх осуществляется сжатие свежего заряда и расширение продуктов сгора.ния. Отработавшие газы из каждого цилиндра поочередно выпускают в общий выхлопной коллектор. Сжатый воздух и топливо подают в дополнительную камеру сгорания и выпускают из нее продукты сгорания в тот же коллектор/ Подачу сжатого воздуха в до-, полнительную камеру сгорания осуществляют с колебаниями расхода воздуха относительно среднего значения с частотой колебаний, равной периодичности выпуска отработавших газов в коллектор, и с увеличением расхода при увеличении давления выпускаемых газов. Энергия отработавших газов из коллектора используется в турбокомпрессоре наддува двигателя, вследствие стабилизации процесса горения в дополнительной камере улучшается использование энергии газов в турбине. 2 ил.

с S

ел

с

Изобретение относится к машиностроению и позволяет улучшить эффективные показатели двигателя. В цилиндрах осуществляется сжатие свежего заряда и расширение продуктов сгорания. Отработавшие газы из каждого цилиндра поочередно выпускают в общий выхлопной коллектор. Сжатый воздух и топливо подают в дополнительную камеру сгорания и выпускают из нее продукты сгорания в тот же коллектор. Подачу сжатого воздуха в дополнительную камеру сгорания осуществляют с колебаниями расхода воздуха относительно среднего значения с частотой колебаний, равной периодичности выпуска отработавших газов в коллектор, и с увеличением расхода при увеличении давления выпускаемых газов. Энергия отработавших газов из коллектора используется в турбокомпрессоре наддува двигателя. Вследствие стабилизации процесса горения в дополнительной камере улучшается использование энергии газов в турбине. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестро- ению, а конкретно к системам использования отработавших газов двигателя внутреннего сгорания в турбине.

Цель изобретения - улучшение эффективных показателей двигателя.

На фиг.1 приведена принципиальная схема двигателя для реализации предлагаемого способа; на фиг.2 - профилированное колесо.

Двигатель внутреннего сгорания (дизель) I вьтолиен с общим выхлопным коллектором 2, к которому подключены выпускные органы всех цилиндров 3. В глухом торце коллектора установлена дополнительная камера 4 сгорания с каналом 5 подачи воздуха. Открытый

торец коллектора подключен к турбиие 6 турбокомпрессора наддува. В канале 5 подачи воздуха установлен подпружиненный клапан 7, шток которого через профилированное колесо 8 и ки нематическую связь 9 соединен с валом ,10 дизеля. Для подачи топлива в дополнительную камеру сгорания предусмотрена топливная магистраль 1I.

В процессе работы цилиндры двигателя (дизеля) 1 заполняются свежим зарядом из турбокомпрессора в соответствии с порядком работы цилиндров. В цилиндрах производится сжатие заряда и расширение продуктов сгорания, энергия расширения используется для вращения коленчатого вала IО двигателя. После расширения отработавшие

4 CD

О 00

о

0

.газы из каждого цилиндра выпускаются в обпГий коллектор 2 с давлением, изменяющимся в зависимости от угла поворота коленчатого вала. В камере сгорания каждого цилиндра 3 сжигают смесь, состоящую из топлива, поступающего по магистрали 11, и воздуха, поступающего по каналу 5. Подачу воздуха в камеру сгорания регулируют клапаном 7, положение которого определяется профилированным колесом 8, соединенным кинематической связью 9 с валом 10. Колесо 8 спрофилировано так, что при его вращении сечение клапана изменяется в соответствии с изменением давления газов.

При периодическом поступлении отработавших газов в коллектор давление в нем Р колеблется. Расход воздуха через дополнительную камеру сгорания при этом зависит от давлений на входе в нее и на выходе и определяется уравнением

Сб

6

1 2k РвГ,Рг.2(к ..,.

1 k-1 р; JP

где.

в площадь проходного сечения канала для подачи воздуха; 1,4 - показатель изоэнтропы;

давление газов в коллекторе Перед турбиной; давление, под которым подается воздух;

уделвньй объем подаваемого воздуха.

Количество подаваемого в камеру сгорания воздуха и количество топлива связаны соотношением

Р Р„ Gg G,.L, .,,

(2) 40

- теоретически необходимое

количество воздуха для сжигания 1 кг воздуха; - коэффициент избытка воздуха,

GB

Б

2k Ре Г,Р

I) Рв

- () М

Рв J

Рг - Рг Рг

т г „ г т - Гг Jо

(3)

Расход топлива, подаваемого в дополнительную камеру сгорания по магистрали 11, также зависит or давлений

с, .,. |П

(А)

п

15

20

25

30

35

0

5

0

где f - площадь проходного сечения топливной форсунки;

f - плотность топлива;

Р - давление, под которым подается топливо,

т.е. при колебаниях давления в выхлопном коллекторе (вследствие поочередной работы цилиндров) изменяются условия горения в дополнительной камере сгорания. Энергия отработавших газов из коллектора используется в турбине в турбокомпрессоре. Периодическое изменение сечения клапана 7 позволяет увеличивать подачу воздуха в дополнительную камеру сгорания при увеличении давления выхлопных газов и стабилизировать в ней процесс горения. При этом вследствие увеличения полноты сгорания уменьшается загрязнение окружающей среды, а вследствие стабильной работы дополнительной камеры сгорания улучшается использование энергии газов в турбине и улучшаются эффективные показатели двигателя.

Формула изобретения

Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем совершения в его цилиндрах процессов сжатия свежего заряда и расширения продуктов сгорания, поочередного выпуска отработав ших газов с изменяющимся давлением каждого цилиндра в общий выхлопной коллектор, подачи сжатого воздуха и и топлива в дополнительную камеру сгорания, выпуска из нее продуктов сгорания в тот же коллектор и использования энергии газов из коллектора в турбокомпрессоре наддува двигателя, отличающийся тем, что, с целью улучшения эффективных показателей двигателя, подачу сжатого воздуха в дополнительную камеру сгорания осуществляют с колебаниями расхода воздуха относительно среднего значения с частотой колебаний, равной периодичности выпуска отработавших газов в коллектор и с увеличением расхода при увеличении давления выпускаемых газов.

11 5 7

Фиг. 2