Двигатель с внешним подводом теплоты Советский патент 1982 года по МПК F02G1/53 

1

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двигателях с внешним подводом теплоты.

Известны двигатели с внешним подводом теплоты, содержащие по меньшей мере один цилиндр с поршневой группой, охладитель, регенератор и нагреватель, снабженный подогревателем подводимого воздуха отработавшими газами и камерой сгорания, верхняя часть которой снабжена втулкой с воздушным завихрителем и топливной форсункой на входе, а нижняя - обечайкой, причем камера, сгорания выполнена с отверстиями для подвода вторичного воздуха в продукты сгорания 1.

Известным двигателям присущи низкая экономичность в широком диапазоне работы двигателя, вследствие неполноты сгорания топлива.

Цель изобретения - увеличение коэффициента полезного действия путем обеспечения полноты сгорания топлива в широком диапазоне работы.

Поставленная цель достигается тем, что в камере сгорания отверстия для подвода вторичного воздуха размещены в обечайке, а отношение площадей проходных сечений

завихрителя и отверстий для подвода вторичного воздуха равно 0,025-0,14.

На фиг. 1 схематически изобрежен двигатель с внешним подводом теплоты; на фиг. 2 - конструкция верхней части каме5 ры сгорания.

Двигатель состоит из цилиндра 1 поршневой группы 2, охладителя 3, регенератору 4, нагревателя 5, подогревателя воздуха G и камеры сгорания 7. Верхняя часть каме.Q ры Сгорания выполнена в виде втулки 8, на входе которой установлены воздушный завихритель 9 и топливная форсунка 10, а в основании втулки размещена обечайка 11 с отверстиями 12.

Отношения площадей проходных сече15 НИИ завихрителя 9 и отверстий 12 в обечайке 11 могут быть выполнены в пределах 0,025-0,14. При уменьшении этого отношения менее 0,025 резко снижается эффективность рабочего процесса двигателя и

20 ухудшаются его показатели по топливной экономичности и токсичности.

При отношении площадей больщих 0,14 происходит ухудшение условий пуска и значительно уменьшается диапазон устойчивого горения топлива. В то же время уменьшение диапазона устойчивого горения вызывает уменьшение диапазона изменения тепловой мощности камеры сгорания, что так же отрицательно сказывается на топливной экономичности двигателя с внешним подводом теплоты.

При работе двигателя в камеру сгорания 7 через завихритель 9 поступает часть предворительно нагретого в подогревателе 6 воздуха, который отбрасывает топливо, распыливаемое топливной форсункой 10 на внутреннюю стенку втулки 8. В объеме втулки 8 образуется стабильный направленный по спирали к выходу поток в пристенном слое и противоположно направленный поток у оси втулки, что способствует стабилизации пламени в центральном вихре, лучшему перемешиванию и испарению топлива. Основная часть топлива сгорает в потоке за втулкой в камерном пространстве, образованном трубчатыми поверхностями нагревателя 5, куда через отверстия 12 в обечайке 11 поступает остальная часть воздуха, разбавляющая продукты сгорания. Продукты сгорания, омывая поверхности нагревателя 5, отдают основную часть теплоты рабочему телу во внутреннем контуре, включающем регенератор 4, охладитель 3 и рабочие полости цилиндра 1 и, проходя через подогреватель воздуха 6, выбрасываются в атмосферу. Теплота во внутреннем контуре преобразуется в полезную работу, которая через поршневую группу 2 и приводной механизм передается к потребителю.

Наличие в двигателе камеры сгорания, верхняя часть которой выполнена в виде втулки, на входе которой установлены воздушный завихритель и топливная форсунка.

а в основании втулки размещена обечайка с отверстиями, при выполнении отношения площадей проходных сечений завихрителя и отверстий в обечайке в пределах 0,025- 0,14 способствует лучшему перемешиванию, испарению и полному сгоранию топлива в широком диапазоне работы, в результате чего улучшается экономичность двигателя и уменьшается содержание токсических компонентов в выпускных газах.

Формула изобретения

Двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий по меньшей мере один цилиндр

5 с поршневой группой, охладитель, регенератор и нагреватель, снабженный подогревателем подводимого воздуха отработавшими газами и камерой сгорания, верхняя часть которой снабжена втулкой с воздушным завихрителем и топливной форсункой на входе, а нижняя - обечайкой, причем камера сгорания выполнена с отверстиями для подвода вторичного воздуха в продукты сгорания, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента полезного дейст5 ВИЯ путем обеспечения полноты сгорания топлива в широком диапазоне работы, отверстия для подвода вторичного воздуха размещены в обечайке, а отношение площадей проходных сечений завихрителя и отверстий для подвода вторичного воздуха равно 0,025-

0,14.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. «Desigu of the 4-215 DA Automotive Stirling Engine, SAE Preprint, 770022, 1977, p. 8, fig. 10.

uz.1

Фиг. 2