Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК F02M25/32 F02M27/02 

шивают с водой, присадку отработавших газов производят раздельно к воде и к топливу путем их насыщения перед испарением, а смесь паров топлива с парами воды пропускают через дополнительный высокотемпературный катализатор из металлического сплава, содержащего никель и кобальт с удельной поверхностью, превышающей KTMYCM, причем перемешивание топлива с водой осуи;ествляют непрерывно в процессе работы двигателя и объемное отношение воды к топливу устанав ливают в пределах 0,2-2,0, а подачу топлива осуществляют дискретно: в течение мин топливо подают с объемной скоростью, не превышающей 200 , после чего на 5-20 мин подачу топлива прекращают, при этом в период прекращения подачи смесь воды и отработавших газов дополнительно насыщают воздухом. Двигатель внутреннего сгорания, реализующий указанную последовательность и совокупность операций, дополнительно содержит водяной резервуар с трубопроводом подачи воды, водотопливный смеситель, фильтр и испаритель причем бак и резервуар подключены к реактору через смеситель и испаритель и сообщены с выхлопным коллектором через фильтр для насыщения воды и топ лива отработавшими газами, а реакторная камера разделена на низкотемпературную и высокотемпературную секции, заполненные катализатором из металлического сплава. Кроме того, двигатель дополнительно содержит блок управления, датчик температуры, размещенный EJ низкотемпературной секции реакторной камеры, три исполнительных механизма, первый из которых установлен в трубопроводе подачи воды, а второй и третий последовательно в магистрали подачи топлива. Двигатель также дополнительно содержит реле времени и насос подачи смеси паров топлива с парами воды, установленный между смесителем и испарителем, причем датчик температуры связан с входом блока управления, выходы которого подключены к первому и второму исполнительным механизмам, а реле времени связано с третьим механизмом и насосом. Кроме того, двигатель дополнительно содержит теплообменники, подключен ные к выхлопному коллектору, первый из которых размещен между насосом подачи смеси паров топлива с парами воды и испарителем, а остальные - в трубопроводе подачи воды, На чертеже изображена схема предлагаемого двигателя, реализующего предлагаемый способ. Двигатель 1 содержит бак 7. с топливом и резервуар 3 с водой. Бак 2 и резервуар 3 подключены через смеситель и испаритель 5 к реактору 60 реакторная камера 7 которого разделена на высокотемпературную 8 и низкотемпературную 9 секции, заполненчые катализатором из металлического сплава, содержащего никель и кобальт и сообщены с выхлопным коллектором 10 через фильтр 11, Первый исполнительный механизм 12 установлен в трубопроводе 13 подачи воды. Второй 14 и третий 15 исполнительные механизмы последовательно размещены в магистрали 16 подачи топлива. Блок управления 17 снабжен входом 18, сообщенным с датчиком 19 температуры, размещенным в низкотемпературной секции 9 реакторной камеры 7. Выходы блока управления подключены к первому 12 и второму Н исполнительным механизмам. Насос 20 подачи смеси па.ров топлива с парами воды установлен между смесителем и испарителем 5 и кинематически связан с двигателем 1, а третий исполнительный механизм 15 снабжен реле времени 21, Между насосом 20 и испарителем 5 установлен первый теплообменник 22, остальные теплообменники 23 размещены в трубопроводе 13 подачи воды. Указанные теплообменники подключены к выхлопному коллектору Ю, Предлагаемый двигатель работает следующим образом, В момент запуска и прогрева двигатель работает по обычной схеме, Топливо из бака 2 по магистрали 16 подачи топлива и дозирующему устройству (не показано) поступает в камеру сгорания двигателя. Часть отработавших газов отводится из выхлопного коллектора 10 двигателя и через фильтр 11 поступает в топливный бак и (или) водяной резервуар 3, где происходит насыщение топлива и воды углекислым газом, Одновременно для обеспечения; надежной работы двигателя в зимнее время производится подогрев отработавшими газами воды резервуара 3 и по

дачей отработавших газов в теплооб- менники 22 и 23.

После прогрева двигателя по сигналу датчика 19 блок управления 1 с помощью исполнительных механизмов 12 и Т включает подачу топлива и воды в заданном соотношении в смеситель k, откуда насосом 20 смесь топлива и воды подается в испаритель 5 и далее в низкотемпературную 9 и высокотемпературную 8 секции реакторной камеры 7„ Высококалорийное газообразное топливо вместе с непрореагировавшими продуктами поступает в двигатель 6, где смешивается с воздухом и далее подается в камеру сгорания двигателя.

По сигналу реле времени 21 ис,полнительный механизм 15 периодически производит отключение подачи топлива в смеситель Ц„ Под воздействием паров воды углекислого газа и воздуха, поступающих в этот период времени в реактор, происходит регенерация .катализатора по реакциям

C+H,,j,

,

.

Составы газов при работе на режимах конверсии топлива и регенерации катализатора различаются между собой Подача в двигатель газа постоянного состава достигается применением двух и большего числа параллельно работающих устройств (не показано), причем когда одно из них работает на режиме конверсии водно- топливной смеси, второе - на режиме регенерации катализатора и наоборот.

Таким образом, предлагаемые способ и двигатель позволяют снизить расход топлива на 10-13%-и существенно уменьшить токсичность отработавших газов.

Формула изобретения

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем испарения топлива при помощи подвода тепла отработавших газов к реактору в присутствии катализатора и подачи паров топлива в двигатель в смеси с воздухом и присадкой отработавших газов, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и снижения токсичности, топливо перед

испарением перемешивают с водой, присадку отработавших газов производят раздельно к воде и к топливу путем их насыщения перед испарением, а

смесь паров топлива с парами воды пропускают через дополнительный высокотемпературный катализатор из металлического сплава, содержащего никель и кобальт, с удельной поверхностью, превышающей , причем перемешивание топлива с водой осуществляют непрерывно в процессе работы двигателя и объемное отношение воды к топливу устанавливают в пределах 0,2-2,0, а подачу топлива осуществляют дискретно: в течение 5. 20 мин топливо подают с объемной скоростью, не превышающей 200 ч , после чего на 5-20 мин подачу топлива прекращают, при этом в период прекращения подачи смесь воды и отработавших газов дополнительно насыщают воздухом,

2.Двигатель внутреннего сгорания, содержащий реактор, установленный в

магистрали подачи топлива из бака к цилиндру, обогреваемый отработавшими газами из выхлопного коллектора и снабженный реакторной камерой, заполненной катализатором, о т л и чающийся тем, что двигатель дополнительно содержит водяной резевуар с трубопроводом подачи воды, водотопливный смеситель, фильтр и испаритель, причем бак и резервуар подключены к реактору через смеситель и испаритель и сообщены с выхлопным коллектором через фильтр для насыщения воды и топлива отработавшими газами, а реакторная камера разделена на низкотемпературную и высокотемпературную секции, заполненные катализатором из металлического сплава.

3.Двигатель по п. 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блок управления, датчик температуры, размещенный в низкотемпературной секции реакторной камеры, три исполнительных механизма, первый из которых установлен в трубопроводе подачи воды, а второй

и третий - в магистрали подачи топлива ,

k. Двигатель по пп, 2-3, отличающийся тем,что он дополнительно содержит реле времени и насос подачи смеси паров топлива с парами воды, устаноапенный между смесителем и испарителем, прИ

7

чем датчик температуры связан с вхо дом блока управления, выходы которо го подключены к первому и второму исполнительным механизмам, а реле времени связано с третьим механизмом и насосом,

5. Двигатель по пп, 2-k отличающийся тем, что он дополнительно содержит теплообменник, подключенные к выхлопному кол739038

лектору, первый из которых размещен между насосом подачи смеси паров топлива с парами воды и испарителем, а остальные - в трубопроводе подачи воды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР to № , кл„ F 02 М 27/02, 1938„

W

W