Способ питания двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1977 года по МПК F02M21/00 F02M27/02 F02B43/08 

(54) СПОСОБ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВПУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области двигателестроенпя.

Известны способы нитания двигателя внутреннего сгорания, заключающиеся в том, что жидкое топливо смешивают с воздухом и образовавшуюся смесь подают в реактор, например каталитический или карбюраторный, для превращения при повышеииой температуре в горючую смесь, имеющую окись углерода, которую смешивают с воздухом, а образовавшийся заряд направляют в цилиндры двигателя для сжигания и получения полезной работы.

Известны также способы нитания двигателя внутреннего сгорания, при которых в реакторе получают смесь, имеюнаую окись углерода и метан, а выходящую из реактора смесь охлаждают в теплообменнике.

Известные способы обладают тем недостатком, что выходящие из реактора газы имеют высокую температуру, вследствии чего возможно самовоснламенение, снижается наполнение двигателя, повышается токсичность отработавших газов.

С целью снижения токсичности отработавщих газов в выходящую из реактора горючую смесь впрыскивают воду, снижая температуру, и изменением количества подаваемой воды

поддерживают примерно постоянную температуру горючей смеси, смешение которой с воздухом осущест зляют с больишм кочффициенTo;vi избытка нос.педнего.

При максимальной температуре двигателя температуру в реакторе снижают до минимального уровня, а с понижением температуры двигателя температуру в реакторе повышают путем увеличения избытка воздуха в смеси, подаваемой в реактор.

Температуру в реакторе повышают с одного уровня на другой носле уменьшения температуры двигателя от одного заданного уровня до другого и ноддерживают ее постоянной в заданном диапазоне температуры двигателя.

Воздух перед смешением с горючей смесью сжимают, а температуру в реакторе уменьшают путем подачи воды в смесь жидкого топлива и воздуха.

На фиг. 1 изображеиа схема системы питаиия двигателя внутреннего сгорания, работаюшая согласно предложенному способу; на фиг. 2 - вариант выполнения системы.

Система питания содержит топливный бак i (фиг. 1), соединенный при помощи трубопровода 2 и крана 3 с насосом 4. Из бака 1 топливо, например прямогонный бензин, подается под избыточным давлением к клапану 5 регулирования количества подаваемого топлива, который соединен при помощи трубопровода 6 с форсункой (на чертеже не показана), расположенной в теплоизолированном карбюраторном или каталитическом реакторе 7. ПоследНИИ при помощи патрубка 8 с клапаном 9 регулирования количества подаваемого воздуха соединен с трубопроводом 10, на входе в который размещен воздухоочиститель 11. Выход реактора 7 соединен при помощи трубопровода 12 с датчиком 13 температуры выходящей горючей смеси со смесителем 14, в который поступает воздух по трубопроводу 10. Смеситель 14 выполнен в виде диффузора и подключен при помощи трубопровода 15 с дроссельным клапаном 16 ко входам цилиндров двигателя 17 внутреннего сгорания, отработавщие газы из которых отводятся по выхлопному трубопроводу 18.

Работа системы происходит следующим образом.

Подаваемое из бака 1 при помощи насоса 4 жидкое топливо распыливается в поступающем в реактор 7 воздухе.

При поддержании определенной температуры в реакторе происходит превращение смеси жидкого топлива и воздуха в горючую смесь, имеющую окись углерода и метан без сажеобразования, а соотношение в смеси жидкое топливо - воздух поддерживается с малыми значениями коэффициента избытка воздуха а, вследствии этого достигаются малые потери на преобразование смеси. Выходящая из реактора 7 горючая смесь смещивается с атмосферным воздухом в смесителе 14 с большим коэффициентом избытка воздуха а, а образовавшийся заряд направляется по трубопроводу 15 в цилиндры двигателя 17 для сжигания и получения полезной работы.

Температуру горючей смеси на выходе из реактора 7 поддерживают примерно на постоянном уровне путем впрыска воды при помощи установленных в реакторе 7 форсунок (на чертеже не показаны). Температуру в самом реакторе 7 регулируют водой, впрыскиваемой в поступающий по патрубку 8 воздух, а также изменением количества подаваемого от клапана 5 жидкого топлива, что изменяет коэффициент избытка воздуха в смеси, подаваемой в реактор 7. При максимальной температуре двигателя 17 температуру в реакторе 7 снижают до минимального уровня, в результате чего горючая смесь обогащается метаном и имеет повышенные устойчивость к детонации и теплотворную способность. При понижении температуры двигателя 17 температуру в реакторе 7 повыщают, в результате чего горючая смесь обогащается водородом. Так как в цилиндры двигателя 17 поступает смесь окиси углерода, метана и воздуха, то обеспечивается широкий диапазон качественного регулирования, что повышает полноту сгорания топлива и снижает токсичность отработавших газов вследствии уменьшения количества образующихся окислов азота.

Регулирование температуры в реакторе 7 можно осуществлять путем ее повыщения с одного уровня па другой после уменьшения температуры двигателя от одного заданного уровня до другого и поддержания ее примерно постоянной в заданном диапазоне температуры двигателя.

Трубопровод 10 (фиг. 2) подключен к выходу компрессора 19, приводимого от газовой Турбины 20, работающей на отработавших газах, подаваемых по трубопроводу 18, а между смесителем 14 и дроссельной заслонкой в трубопроводе 15 предусмотрен теплообменник 21, к которому подводится охлаждающая среда по трубопроводу 22 регулирующим клапаном 23. Отвод среды от теплообменника 21 осуществляется по трубопроводу 24. Двигатель 17 снабжен датчиком 25 температуры, включенным в общую систему управления (на чертеже не показана) вместе с клапанами 5, 9 и 23 и датчиком 13. Работа системы (фиг. 2) осуществляется так же, как описано выше (фиг. 1), только в реактор 7 и к смесителю 14 поступает сжатый воздух от компрессора 19. Это обеспечивает повышение наполнения цилиндров двигателя, которому также способствует снижение температуры заряда за смесителем 14 при помощи теплообменника 21.

Таким образом, предлагаемый способ питания позволяет посредством преобразования жидкого топлива, например прямогонного бензина, в газовую смесь, имеющую окись углерода и метан, улучшить сгорание в цилиндрах двигателя и снизить токсичность отработавших газов.

Формула изобретения

что температуру в реакторе повышают с одного уровня на другой после уменьшения температуры двигателя от одного заданного уровня до другого и поддерживают ее постоянной в заданном диапазоне температуры двигателя. 4. Способ по пп. 1-3, отличаюшийся

12

fuz.l

тем, что воздух перед смешением с горючей смесью сжимают.

17

Фиг, 2