Способ работы двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК F02B43/00 

: Изобретение относится к машино- (троению, а именно к ДБС, работающим ia альтернативных спиртовых топливах в частности на метаноле, и исполь- зующим антидетонационные присадки, водяной пар.

Цель изобретения - повышение эф- фективньк показателей двигателя.

На чертеже изображена схема дви- ателя, реализующего предлагаемый (|;пособ.

I две 1 содержит по меньшей мере (|)дин цилиндр (не показан), снабжен- йый впускньм и выпускным каналами 2 и 3. К впускному каналу 2 подключена йоздуховпускная труба А с дроссель- Вой заслонкой 5, выполненная с патрубком 6, который снабжен дроссель- йой заслонкой 7 и фильтром 8. С вы- пускным каналом 3 сообщена выпускная Магистраль 9, на.которой размещен : оздухозаборник 10 с фильтром 11. | езер вуар 12 с топливоводной смесью имеет вход 13 и выход 14, первый из Которых подключен к воздухозаборнику 10, а второй - к воздуховпускной трубе 4. В резервуаре 12 размещен подогреватель 15 рециркулирующей топливо- водной смеси, сообщенньй с рубашкой 16 охлаждения двигателя 1 при помощи 1атрубков 17 и 18, радиатора 19, тер юстата 20 и насоса 21. В патрубке 18 установлен регулирующий вентиль й2 тепловой нагрузки, управляемый от ;атчика 23 температуры, замеряющего температуру на выходе из контактной зоны, который размещен в рециркулирующей трубе 24. Рециркулирующая. труба 24 встроена в подогреватель 15 а в верхней части ее расположена эрлифтная контактная зона 25. В верхней части резервуара 12 размещен кап леотделитель 26. Резервуар 12 также соединен с регулятором 27 уровня через клапан 28 наполнения и снабжен указателем 29 уров ня топливоводной смеси и патрубком 30 слива с клапаном 31 слива.

Описываемый способ резализуется следующим образом.

Перед пуском ДВС резервуар 12 при . открытом клапане 28 наполнения и закрытом клапане 31 слива заполняют топливоводной смесью с содержанием воды не более 25% до заданного рабо- чего объема по указателю 29 уровня и обеспечивают постоянную его подпитку через рег улятор 27 уровня.

5 0 5

5

0

5

0

5

0

Затем осуществляют пуск двигателя 1. При этом воздух из атмосферы засасывается через воздухозаборник 10 в количестве, равном верхнему концентрационному пределу используемого топлива, и, пройдя вход 13 резервуара 12, попадает в эрлифтную контактную зону 25, где воздух насьпцается парами топлива и воды. Так как температуры топливоводной смеси и воздуха сравнимы с температурой окружающей среды (которая редко превьш1ает ), то в полученной после контактной зоны 25 топливоводовоздушной смеси преобладают пары топлива по сравнению с парами воды. Топливо- водовоздушная смесь проходит через каплеотделит ель 26 и подается по воздуховпускной трубе 4 через впускной канал 2 в цилиндры двигателя 1. При этом заслонка 7 в патрубке 6 закрыта и в цилиндры двигателя 1 поступает предельно богата:я смесь, состоящая практически только из воздуха и паров топлива. После пуска двигатель 1 прогревается, температура топливо- водной смеси, циркулирующей через ре- циркулирующую трубу 24, повьппается благодаря взаимодействию в подогревателе 15 с охлаждающей жидкостью двигателя 1, которая подается в подогреватель 15 из рубашки 16 охлаждения через патрубок 18. Регулировочный вентиль 22 тепловой нагрузки, установленный в патрубке 18, управляется от датчика 23 температуры и автоматически поддерживает температуру смеси паров топлива и воды на выходе из контактной зоны на 5-25°С вьше равновесной температуры при соотношении по массе над смесью равном 1:4. Избыток охлаждающей жидкости системы охлаждения ДВС с помощью насоса 21, термостата 20 отрабатывается в радиаторе 19 в автоматическом режиме. Спустя некоторое время после пуска двигателя воздух, засасываемый через воздухозаборник 10 и нагретый от выпускной магистрали 9, пройдя через эрлифтную контактную зону 25, содержит уже большее количество паров воды в смеси по сравнению с пусковым режимом двигателя, но еще не 25% по массе к парам топлива. Затем соотношение жидких и газообразных фаз в резервуаре 12 уравновешивается благодаря непрерывной подпитке жидкой фазы через регулятор 27 уровня топливоводной смесью, содержащей 9-25% воды по массе, и поддержанию температуры на выходе из контактной збн на 5-25 С вьше равновесной температуры при соотношении по массе над смесью, равном 1:4, с помощью датчик 23 температуры и регулировочного вентиля 22. На выходе 14 из резервуара 12 получают предельно богатую смесь с содержанием паров воды 25% по массе (или менее 25% воды по массе при подпитке резервуара 12 топливовод- ной смесью с содержанием воды менее 25% по массе), которую обедняют, добавляя воздух, засасываемый из атмосферы через фильтр 8 по патрубку 6 при открытой заслонке 7, которую открывают после пуска двигателя. Угол открытия заслонки 7, а следовательно, и количество добавляемого в топливоводовоздушную смесь воздуха, зависит от режима работы двигателя и от вида используемого топлива, так как воздух добавляется в количестве, необходимом для ведения наиболее оптимального горения используемого топлива.

Формула изобретения

Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем нагрева воздуха теплотой отработавших газов, подачи воды в эрлифтную зону контакта с воздухом для контактного увлажнения нагретого воздуха парами воды, поддержания разности температур жидкой

1599569

и газообразной фаз на выходе из контактной зоны, равной 5...25°С, проведения рециркуляции жидкой фазы при поддержании соотношения жидкой и газообразной фаз, равного (6...15):1, испарения топлива, заполнения цилиндров смесью воздуха с парами воды и топлива, сжигания топлива в этой смеси, Q преобразования энергии расширяющихся газов во вращательную энергию вала и отвода теплоты охлаждения двигателя охлаждающей жидкостью, отличающийся тем, что, с цепью повьш1ения эффективных показателей двигателя, подачу воды в контактную зону производят совместно с топливом, поддерживают соотношение масс воды и топлива в интервале (0...1):4, net 0 ремешивают эту смесь с рециркулирую- щей жидкой фазой и теплотой охлаждающей жидкости, нагревают полученную смесь, а испарение топлива производят одновременно с увлажнением 5 воздуха в эрлифтной зоне, причем количество воздуха перед контактным увлажнением вьщерживают равным верхнему концентрационному пределу горения используемого топлива, а тем- Q пературу воды с топливом на выходе из контактной зоны устанавливают на 5... 25 С вьш1е равновесной температуры смеси паров воды и топлива при соотношении по массе над смесью, равном 1:4, а полученную смесь увлаж- 5 ненного воздуха с парами топлива

перед подачей в цилиндры разбавляют . ;атмосферным воздухом.

Изобретение позволяет повысить эффективные показатели двигателя внутреннего сгорания за счет использования в качестве топлива спиртовых топлив, в частности метанола, с присадкой водяного пара. Воздух из атмосферы засасывается через воздухозаборник 10 в количестве, равном верхнему концентрационному пределу горения используемого топлива, и, пройдя вход 13 резервуара 12, попадает в эрлифтную контактную зону 25, где воздух насыщается парами топлива и воды. Топливоводовоздушная смесь проходит через каплеотделитель 26 и подается по воздуховпускной трубе 4 через впускной канал 2 в цилиндры двигателя 1. Регулировочный вентиль 22 тепловой нагрузки, установленный в патрубке 18, управляется от датчика 23 температуры и автоматически поддерживает температуру смеси паров топлива и воды на выходе из контактной зоны на 5...25°С выше равновесной температуры при соотношении по массе, равном 1:4. Избыток охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя с помощью насоса 21, термостата 20 отрабатывается в радиаторе 19 в автоматическом режиме. Соотношение жидких и газообразных фаз в резервуаре 12 уравновешивается благодаря непрерывной подпитке жидкой фазы через регулятор 27 уровня топливоводной смеси. 1 ил.