Способ питания двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F02B51/02 

I

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам питания двигателей внутреннего сгорания.

Известны способы литания двигателей внутреннего, сгорания путем каталитической обработки топлива, первичного воздуха и выхлопных газов, для получения горючего, которое смешивают с дополнительным воздухом и подают в камеру сгорания (i|.

Каталитическая обработка происходит в генераторе для крекинга газа. Жидкое топливо и воздух, который полностью или частично может заменяться выхлопными газамн, превращаются в газ крекинга -- горючий газ. Полученный горючий газ имеет высокое октановое чнсло и может сжигаться в камерах сгорания двигателя с продуктами сгорания, значительно менее загрязняющими окружающую среду, чем топлива.

Важное значение имеет выгодная дозировка участвующих в превращении вешеств| горючего, воздуха н возвращенного в цикл выхлопного газа.

Температура в реакционной камере генератора для крекинга газа является задающей для- параметра расчета количества подаваемого в эту камеру воздуха, топдява и выхлопного газа. Расход топлива двигателем внутреннего сгорания осуществляется только в зависимости от полойсения дроссельной заслонки.

Такой способ недостаточно полно использует возможности регулнроваиия количест ва вводимого в двигатель топлива, что при водит к повышенному содержаиию токсмч ных веществ в отработавших газах.

Целью изобретения является синжеит содержания токсичных веществ в отрабо тавшнх газах.

Это .достигается тем, что по предложенному способу коэффициент избытка первич иого воздуха и выхлопных газов в горючеи поддерживают в пределах 0.05-0.5 и дополннтельный воздух добавляют в по меньшей мере до стехиометряческого состава.

Отношение количества дополнительного воздуха к количеству гсфючего поддерживают в интервале I-2, преимущественно I - Д

На фиг. I схематически изображено устройство для осуществления предложенного способа питания двигателя внутреннего его

рання с генератором для крекии --; : и фиг. 2 показана схема включение зл1й,г ;г НЕ-;сго устройства для управления подачей гтзргочего; на фиг. 3 - устройство для свзеигявання горючего газа в, воздука. , Устройство для осуществления предложенного способа состоит из двигателя внутреннего сгорания , грнера о-о« ял- феннога газов 2, стартового устройства 3, устройства 4 для перепуска отработавших газов, электронного устройства 5 для управлё,чйя и регулирования.

. Двигатель внутреннего сгорания i вклю: чает воздушный коллектор 6 с размещенным а нем воздуулным вентилем 7, мйгнитной катушкой 8, датчиком температурь 9, дроссель ной заслонкой 10, связанной с педа.ыо акселератора 1 и потенциометром 19,, к распределитель зажигания 13. Двигате,чь внутреннего сгорания )г папг-г- М

через вентиль 15 с р чпо i га-газа 2. Последн ; ной камеры 16, snofSJ Ci- оч i f-i йористого кагаг а ат оч г/ cier, камеры 18, теолоо5мечн1и с 19т prroit ва воздуха, теплообь енника 20 для подогрева поступающего через вентиль 2 в генератор 2 топлива. Смесительная камера IB соединена с теплообменником 19 трубонро,водом 14 и с теплообменником 20 -- рубонроводом 22. В генераторе газя pasj«erj eH датчик-температуры 23. Нижняя -:-г,- ;иератора соединена че|зез теплообмеыки; 4

и трубопровод 25 с впускным КО.|},1,:ея-СГ;:0; ; V

двигателя 1.

Генератор для крекинга газа ; соедкнен

со стартовым устройством ТрубО 1рОВОЛОМ 26.

Стартовое устройство-еодерж: т п-п--:-,:- :i;::v f из пористого катализатора, тр7бспм::.ьод -0

.для подачи воздуха, запираемьи .леы 29, вентрлк 30 и 31 для вкрыскнванвя горючего и восйламеняюш.кй электрог . Ус ройство 4 для переяускй отулботэ- .-/ : зов содержит nepenycstsofi :. :.,,х связанный с выхлопным коллектороги 34 двигателя, дозирующее устройство 35 с noTeifsциометром .36 и установочным которо. i Электронное устройство 5 для уяравлекик регулирования состоит пз устройства 3R г-.п:.: управления пуском, регулятора теипеоатур 39 и устройства 40 ,цлк управлеыз- я вгцзь-;-: ком горючего.

Устройство 38 для угфавленкя : общено магистралями 41, 42 ч 43 со ; :---; ::товым устройством, магист|эальж -вентилем 15 воздушной магистрали Ь1 -.л, гистралью- 45 - с- магюггной кату й::сй 3 и магистралью 46 - с уе- г;:ойствои /ч y fравления впрыском горючего.

Устройство 40 для уПрЕЙЖНЬЙ ; npr;iOUOi:l

горючего соединено с fiO eiiU LsrcpM /З. распределителем зажигания 3, потенциометром 12 к датчиком температуры 9 магистралями 47, 48, 49 и 50 соответственно, с

: i; 21 - магистра.лью 51 ыфыскивания горючего -

/лагистралыо Ы - -егулятор температуры 39 соединен нагистрйлыо 52 с датчиком температуры 23 и магистралью 53 - с установоч.ным мотором 37.

Устройство, изображенное ла фиг. 2, ::остоит из делительной ступени 54, множительных ступеней .55, 56 и 57, складывающей ступени 58, функционального датчика 59 и импульсного генератора 60. : с ройство для .смешивания горючего газа и воздуха (фиг, 3) состоит из всасывающего трубопроиода 6, трубопровода 61 для всасывания горючего газа, воздушного вентилЯ( состоящего из вентильного седла 62,

вентильной тарелки 6,3, плоской пружины 64, спиральной пружины-65, держателя 66 и магнитной катушки 8.

Необходимый дЛя производства горючего Гоэа воздух пох(, в генератор для крекинга га. 2 по трубопроводу J4 - в сме.сительную камеру 18 н оттуда вместе с парами горючего, поступившего по трубопроводу 22, - в реакционную камеру 16.

Впрыскиваемое в генератор газа 2 топливо регулируется вентилем 21 при помощи

устройства 40 для управления пуском горючего в основном пропорционально потребное- , тк дв.чгателя 1 внутреннего.сгорания. В качестве за.да10.адих ; еличин к устройству 40 ;одаются iiapaivievoK 5оложения дроссель,,. ой .эаслонкк 10, число оборотов двигател - от расаределителя зажигания i3, температура всасываемого воздуха - от датЧ1ШЗ. тени ратус ь{ 9 и количество отводимого обратно отработавшего газа - от дозируюадего устн-йства F(5. Регулятор температурй 39 сравнивав намеренную датчиком 23 температуру в реакционной камере 16 гезшрзтора газа 2 с заранее заданной темiiepaTypoH к в зависимости от разницы межп- :ч;|им p ; -iiVsjyeT положение дозирующего

; i- i--y ;,; ;сгятгшил газов устройства 35. Гогчочай смесь, выходящая из генератора, охлажда.ется в теплообменнике 24 и постуjiae5- ;е трубопроводу .25 во всасывающий трубспрпвад 6 двигателя I. Воздушный-вен.-:v.:t регулируется таким образом, чтобы ; озффрщиент избытка воздуха в- двигателе выдерлсивался равным ,0-1,3.

Ира запуске двигателя устройство 38

;;.Я уггравленкй пуском регулирует количестioo- поступающего в двигатель возду.ха при

ОГйОЕЦи воздушного вентиля 7 и одновременпа обеспечивает подачу воздуха черезвекr .ih Э и додачу топлива через вентиль 30

стящовое устройство 3. а также обеспе. :. воспламенение поступившей смеси

г;п у:вменн аа.км электродом 32.

П--и; ого, как катализатор 27 прогреется . бии-700°С сигнал от устройства 38 для управления пуском передается по магистрали 46 к устройству для управления 4(.

впрыском горючего, которое включает вентиль 3, впрыскивающий в стартовое устройство количество топлива, соответствующее потребиости двигателя при холостом ходе, при этом вентиль 30 закрывается, Получаемый в пусковом устройстве горючий газ гюступает через генератор газа 2, одновременно нагревая его, в двигатель внутрениего сгорания.

При достижении в генераторе газа температуры 600-700°С, устройство 38 для упраш1ення пуском, соединенное по магистрали 52 с датчиком температуры 23, подает сигнал на устройство 40 для управления подачей горючего, которое обеспечивает подацу топлива через вентиль21 в генератор газа 2. Одновременно вентиль 7 переключается на нормальную работу и закрываются воздушный вентиль 29 и впрыскивающий вентиль 3 в стартовом устройстве 3.

Запорный веитиль 5 закрывается устройством 38 при старте и открывается, как тол1: ко начинается впрыск горючего в генератор газа 2.

Подаваемый в двигатель воздух разделяется на первичный воздух я дополнительный (втор ичкый) воздух и сгорание происходит в две стадии: в первой стадии (т. е. а г ерато)е для крекинга газа) топливо с )шм воздухом превращается в горючий газ и во- второй стадия (т. е. в двигателе виутрениепо спзрааая) горючий газ сгорает в отработавшие газы. Следовательно, способ определяется двумя коэффициентами избытка воздуха - превращение в генераторе газа ttdt сгорание в двигателе внутреннего сгорания, прячем 0,05 0,5 и ,

Отсюда следует, что обще сгорание иа обеих стадиях происходит при составе смеси выше стехиометрического зиаченяя, т. е.

,

Состав полученного горючего газа определяется по количеству первиннрго воздуха. Горючий газ такого же состава патучается также в том случае, если первичный воздух заменяется эквивалентным количеством отработавшего газа. Таким образом, коэффмциеит избытка первичного воздуха при замеие первичного воздуха отработавшими газами огначает, что в цикл возвращается как раз такое количество отработавшего газа, которое требуется для получения одинакового состава горючего газа.

Основным згадающим параметром для определения количества топлива, подводимого в генератор для крекиига газа, является положейие дроссельной заслонки и число оборотоа двигателя. При этом 0,05 of 0.5.

Образованная в генераторе смесь горючего газа перед введением в камеры сгорания двигателя смешивается с таким коли честеон вторичного воздуха, чтобы коэффициент избытка воздуха был по меньшей мере равен I. Это обеспечивает по возмож.чостл полное сжигание смеси горючего газа в двнгателе внутреннего сгорания.

Предпочтительнее смешивать подводимое в генератор газа топливо с таккм колнчеством воздуха иУилн отработавшего газа,

в чтобы коэффициент избытка воздуха в генераторе газа был 0,07-0,3, так как npi этом потери теплоотБорной способности топлива приблизительно пропорциональны ко« эффициеиту избытка воздуха. Выгоднее если подводимое в генератоо газа топливо сме шивается с таким количеством воздуха и/ил отработавшего газа, чтобы этот коэффндиear был равен 0,09 и 0.2, При l I «HffHMa bHO pssKom 0,05 н d е минимально равном .всегда больще I,

9 но не превышает aJeda. 2, так как при это в обработавшей газе содержится столы«4 воздуха, что лреврашенне тоялн&а с отработавшим газом в генераторе протекает экзотермически и регулировать температуру реакционной камеры генератора газа невозможно. Однако такие высокие значения коэффициента избытка воздуха допустимы только для газовых двигателей. Для карбюраторных двигателей относительным составом смеси является смесь t-1,3.

39

Формула изобретения

I. Способ питания даигателя внутреннего сгораиня вуте§ каталнтйчес1$ой обработки

топлива, первичшнч) воздуха и выхлопных газов для получения го|иочего, которое смешивают с дополнительным воздухом и подают в камеру сгорания, отличающийся тем, что, с целаю снижения содержания токсичиых веществ в отработавших газах;, коэффициент избытка первичного воздуха и выхлопных газов в горючем поддерживают в пределах 0,05-0,5 и дополнительный воздух добавляют в горючее по меньшей мере до стехиометрического состава.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отношение количества дополнительного воздуха к количеству горючего поддерживают в интервале i-2, преимущественио I- 1,3.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе I. Заявка ФРГ № Г791081, л. 30 D 14, 1971.