Способ работы двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02B47/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам работы двигателей внутреннего сгорания с высоким наддувом и впрыском воды в цилиндры.

Цель изобретения - повышение эффективности путем снижения теплонапряженности деталей и улучшения пусковых свойств.

На чертеже изображена схема двигателя, работающего по описываемому способу.

Поршень 1 находится в нижней мертвой точке. Между поршнем 1, цилиндром 2 и головкой 3 цилиндра образован объем цилиндра для впрыска и испарения воды. Головка цилиндра имеет два дополнительных

гнезда для установки форсунок 4 и 5 для впрыска воды. В гоповке 3 цилиндра установлена также форсунка 6 для впрыска топлива. Форсунки 4 и 5 взаимозаменяемы но каждая из них распиливает воду в своей половине объема цилиндра. На чертеже показано также распределение струй воды по объему цилиндра.

При работе двигателя сжатый воздух до давления 0,25 МПА впускают в цилиндр 2. В процессе впуска за 30бугла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки начинают впрыск воды. Количество впрыскиваемых топлива и воды регулируют в зависимости от нагрузки. При регулировао XI ы ел о

нии количества впрыскиваемой воды изме- ряюттемпературу воздуха на входе в цилиндры и давление сжатого воздуха после компрессора (не показан). Количество впрыскиваемой воды на номинальном и максимальном режимах устанавливают в соответствии со следующей зависимостью:

„ Ts а ,. рг 9н --отс V1

235

макс )

Рк-А

где Ts температура воздуха на входе в цилиндры;

а - коэффициент избытка воздуха на номинальном и максимальном режимах;

PZ шкс заданное значение максимального давления сгорания;

Рк - давление сжатого воздуха после компрессора;

А степень повышения давления; Е- степень сжатия; ni - коэффициент, равный 1,36-1,38; П2 коэффициент, равный 1,36-1,37, На частичных режимах количество впрыскиваемой воды регулируют в зависимости от изменения давления сжатого воздуха после компрессора и поддерживают постоянным максимальное давление сгорания

PZMOKC и при Ргмам Рк А впрыск воды прекращают.

Эмпирическая зависимость количества впрыскиваемой воды, полученная на базе аналитических и экспериментальных данных, ограничизает количестве воды температурой точки росы, зависящей от влагосодержания рабочего тела.

При помощи указанных приемов обеспечивается, как указывалось, поддержание постоянства заданного значения максимального давления сгорания. Последнее представляет собой максимальное давление сгорания базового двигателя до его пе- реоборудования для работы с использованием в рабочем цикле воды. В связи с чем для обеспечения указанного значения давления сгорания степень сжатия увеличивают на 40-60% по сравнению с ее значением в базовом двигателе.

Формула изобретения Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем нагнетания воздуха в цилиндры при помощи компрессора, сжатия

воздуха в цилиндрах с допустимой степенью сжатия, впрыска воды и топлива в цилиндры, сжигания последнего, преобразования энергии расширившейся парогазовой смеси во вращательную энергию вала и

выпуска отработавшей парогазовой смеси, причем количества впрыскиваемых топлива и воды регулируют в зависимости от нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем снижения

теплонапряженности деталей и улучшения пусковых свойств, измеряют температуру воздуха на входе в цилиндры Ts , давление воздуха после компрессора Рк и максимальное давление сгорания Р2 , впрыск воды производят в процессе нагнетания воздуха в цилиндры, количество впрыскиваемой воды на номинальном и максимальном режимах устанавливают в соответствии со следующей зависимостью:

Ts а (Ргмакс л

9 235 t1 Р/ТУТ Т)

где Ts- температура воздуха на входе в цилиндры. К;

a - коэффициент избытка воздуха на

номинальном и максимальном режимах;

PZMC.KC заданное значение максимального давления сгорания, МПа;

Рк - давление воздуха после компрессора, МПа;

А - степень повышения давления в процессе сгорания;

к - степень сжатия; ni - коэффициент, равный 1,36-1,38; П2 - коэффициент, равный 1,36-1,37,

на частичных режимах количество впрыскиваемой воды регулируют в зависимости от изменения давления сжатого воздуха после компрессора и поддерживают постоянным максимальное давление сгорания PZM,

и при PZMOKC Рк А впрыск воды прекращают.

I X/ г

W///i

а / I i

to / A

/ 6rf

n /

a

V

;

V

; v

x v

v v

N

ч

Изобретение относится к машиностроению и позволяв повысить эффективность двигателя внутреннего сгорания с высоким наддувом и впрыском воды в цилиндры путем снижения теплонапряженности деталей и улучшения пусковых свойств. Впрыск воды в цилиндры производят в процессе нагнетания воздуха. При регулировании, количества впрыскиваемой воды измеряют температуру воздуха на входе а цилиндры и давление сжатого воздуха после компрессора. Количество впрыскиваемой воды на номинальное и максимальном режимах устанавливают в соответствии с зависимостью, приведенной в описании изобретения. На частичных режимах количество впрыскиваемой воды регулируют в зависимости от изменения давления сжатого воздуха после компрессора и поддерживают постоянным давление сгорания Ргмакси при Рк щают, где Рг. 1А Б впрыск воды прекра- , - заданное значение мак. LMQKC симального давления сгорания; Р« - давление сжатого воздуха после компрессе ра; А - степень повышения давления; е - степень сжатия, щ - коэффициент, равный 1,36-1,38, П2 - коэффициент, равный 1,36- 1,37. 1 ил. (Л С