SU1746025A1

SU1746025A1 - Method of internal combustion engine operation

Info

Publication number: SU1746025A1
Application number: SU894766254A
Authority: SU
Inventors: Василий Федорович Передрий; Владислав Васильевич Передрий; Николай Иванович Носков; Леонид Андреевич Петренко
Original assignee: В.Ф.Лередрий, В.В.Передрий, Н.И.Носков и Л.А.Петренко
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Использование: изобретение относитс к двигател м внутреннего сгорани , а именно к способам работы двигателей с термохимической конверсией части топлива. Сущность изобретени : согласно способу первую порцию топлива перед сгоранием впрыскивают в цилиндр 1 в конце расширени , а впрыск второй порции топлива производ т в конце сжати зар да. Выпуск газов из цилиндра осуществл ют двум раздельными фазами. Первую начинают после достижени поршнем 2 нижней мертвой точки, через клапан 5 эту часть газов направл ют в ресивер 10, котора затем на такте впуска из ресивера подаетс в цилиндр . Заканчивают первую фазу при превышении давлени в ресивере над давлением в цилиндре. Вторую фазу начинают после завершени первой, через клапан 6 отработавшие газы из цилиндра 1 удал ютс в атмосферу. 1 ил. 736 w е а О о ND СПUsage: the invention relates to internal combustion engines, in particular to methods of operating engines with a thermochemical conversion of a part of the fuel. SUMMARY OF THE INVENTION: According to the method, the first batch of fuel is injected into the cylinder 1 at the end of expansion before combustion, and the second batch of fuel is injected at the end of the charge compression. The release of gases from the cylinder is carried out in two separate phases. The first one is started after the piston 2 reaches the bottom dead center, through the valve 5 this part of the gases is directed to the receiver 10, which is then fed to the cylinder during the intake stroke. The first phase is completed when the pressure in the receiver is above the pressure in the cylinder. The second phase begins after the completion of the first, through the valve 6, the exhaust gases from cylinder 1 are released into the atmosphere. 1 il. 736 w e aa o nd sp

Description

Изобретение относитс к двигател м внутреннего сгорани , а именно к способам работы двигателей с термохимической конверсией части топлива.The invention relates to internal combustion engines, in particular to methods for operating engines with a thermochemical conversion of a part of the fuel.

Известен способ работы двигател внутреннего сгорани , при котором порци топлива в цилиндр передаетс ступенчато или за два раза при сжатии (или при сжатии и на впуске) 1.There is a method of operating an internal combustion engine in which a portion of the fuel into the cylinder is transmitted in steps or two times during compression (or compression and inlet) 1.

Недостатком данного способа вл етс то, что он не позвол ет использовать дл совершени полезной работы ту часть теплоты , котора уноситс с отработавшими газами .The disadvantage of this method is that it does not allow the use of that part of the heat that is carried away with the exhaust gases.

Известен также способ работы двигател внутреннего сгорани путем впуска в цилиндр зар да, его сжати , впрыска в цилиндр то плива двум порци ми, сгорани топлива, расширени продуктов сгорани с преобразованием их энергии в возвратно- поступательные движени поршн между верхней и нижней мертвыми точками и выпуска отработавших газов, первую порцию топлива подают на такте расширени , а вторую - в конце такта сжати , причем первую часть в продукты сгорани , которые отдел ют от надпоршневой части камеры сгорани в испарительной камере 2.There is also known a method of operating an internal combustion engine by injecting into a cylinder of charge, compressing it, injecting it into a cylinder of fuel by two portions, burning fuel, expanding combustion products by converting their energy into reciprocating movements of the piston between upper and lower dead points and exhausting exhaust gas, the first portion of fuel is supplied at the expansion stroke, and the second at the end of the compression stroke, the first part being fed to the combustion products, which are separated from the piston section of the combustion chamber in the evaporation chamber 2.

Однако реализаци указанного способа не позвол ет добитьс использовани тепла отработавших газов дл улучшени топливной экономичности двигател . По этому способу испарительна камера соедин етс с цилиндром на период времени от конца такта сжати до середины такта расширени , поэтому и в испарительную камеру дл термической обработки первой части топлива из рабочего цикла отбираетс наиболее ценное рабочее тело, совершающее полезную работу. Отбор даже малой части работающего тела вместе с увеличенными тепловыми потер ми через развитые поверхности двух камер и гидравлическими потер ми при перетекании через узкий канал приведут к потери эффективности работы и, следовательно, к увеличению расхода топлива .However, the implementation of this method does not allow to achieve the use of exhaust heat in order to improve the fuel efficiency of the engine. According to this method, the evaporation chamber is connected to the cylinder for a period of time from the end of the compression stroke to the middle of the expansion stroke, therefore, the most valuable working medium that performs useful work is taken out into the evaporation chamber for heat treatment of the first part of the fuel. The selection of even a small part of the working body together with increased heat losses through the developed surfaces of the two chambers and hydraulic losses when flowing through a narrow channel will lead to a loss of work efficiency and, consequently, to an increase in fuel consumption.

Целью изобретени вл етс повышение экономичности двигател внутреннего сгорани .The aim of the invention is to increase the efficiency of the internal combustion engine.

Цель достигаетс тем, что при способе работы двигател внутреннего сгорани путём спуска в цилиндр зар да, его сжати , впрыска в цилиндр топлива двум порци ми , сгорани топлива, расширени продуктов сгорани с преобразованием их энергии в возвратно-поступательное движение поршн между верхней и нижней мертвыми точками и выпуска отработавших газов, причем первую порцию топлива перед сгораниемThe goal is achieved by the method of operating an internal combustion engine by lowering the charge cylinder, compressing it, injecting fuel into the cylinder in two portions, burning the fuel, expanding the combustion products to convert their energy into reciprocating piston between the upper and lower dead. points and exhaust, with the first portion of the fuel before burning

впрыскивают в продукты сгорани в конце их расширени , а впрыск второй порции топлива производ т в конце сжати зар да, выпуск газов из цилиндра осуществл ютis injected into the combustion products at the end of their expansion, and the second portion of fuel is injected at the end of the charge compression, gases are released from the cylinder

двум раздельными фазами, первую из которых начинают после достижени поршнем нижней мертвой точки, производ т в ресивер и завершают при превышении давлени в ресивере над давлением в цилинд0 ре. впуска газы в цилиндр, а вторую фазу начинают после завершени первой.Two separate phases, the first of which begin after the piston reaches the bottom dead center, are produced in the receiver and terminated when the pressure in the receiver exceeds the pressure in the cylinder. the intake gases into the cylinder, and the second phase begins after the completion of the first.

На чертеже изображена схема двигател внутреннего сгорани , реализующего предлагаемый способ.The drawing shows a diagram of the internal combustion engine that implements the proposed method.

5 Двигатель содержит цилиндр 1, в котором размещен поршень 2, совершающий возвратно-поступательное движение между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой. Цилиндр снабжен крышкой 3, в5 The engine includes a cylinder 1 in which a piston 2 is placed, reciprocating between upper dead center and lower dead center. The cylinder is provided with a lid 3,

0 которой установлены впускной клапан 4, выпускные клапаны 5 и 6 и форсунка 7. Последн подключена к топливному насосу 8, обеспечивающему впрыск топлива двум порци ми. Выпускное отверстие, закрывае5 мое клапаном 5, св зано патрубком 9 с ресивером 10, который через патрубок 11 св зан с впускной системой двигател .In which the intake valve 4 is installed, the exhaust valves 5 and 6 and the nozzle 7. The latter is connected to the fuel pump 8, which provides fuel injection in two portions. The exhaust port, closed by valve 5, is connected by a pipe 9 to a receiver 10, which is connected via pipe 11 to an intake system of the engine.

При движении поршн к нижней мертвой точке не такте расширени в концеWhen the piston moves to the bottom dead center, the expansion stroke is not at the end

0 такта в цилиндр 1 топливным насосом 8 через форсунку 7 подают первую порцию топлива, котора в услови х высоких температур вступает в эндотермические реакции с двуокисью углерода и парами воды, содер5 жащимис в продуктах сгорани топлива. В процессе этой реакции поглощаетс тепло, равное тепловому эффекту реакции, и образуетс новое топливо, основными горючими компонентами которого вл ютс СО и На.0 strokes into cylinder 1 by the fuel pump 8 through the nozzle 7 feed the first batch of fuel, which under high temperatures enters endothermic reactions with carbon dioxide and water vapor contained in the combustion products of the fuel. In the course of this reaction, heat is absorbed, which is equal to the thermal effect of the reaction, and a new fuel is formed, the main combustible components of which are CO and Ha.

0 Теплотворна способность конвертированного топлива выше теплотворной способности исходного топлива на величину теплового эффекта реакции. Так как тепловой эффект реакции обеспечиваетс за счет0 The calorific value of the converted fuel is higher than the calorific value of the original fuel by the magnitude of the thermal effect of the reaction. Since the thermal effect of the reaction is provided by

5 низкопотенциального тепла продуктов сгорани , поскольку топливо впрыскиваетс в конце такта расширени , когда энерги расшир ющихс газов преобразована в поступательное движение поршн (в тра0 диционном способе работы в конце такта расширени открывают выпускной клапан дл удалени из цилиндра отработавших газов ), то осуществл етс регенераци тепла путем поглощени его в процессе термо5 химических реакций и превращени во внутреннюю энергию конвертированного топлива.5 low-grade heat of combustion products, since the fuel is injected at the end of the expansion stroke, when the energy of the expanding gases is converted into the forward movement of the piston (in the traditional way of working at the end of the expansion stroke, the exhaust valve is opened to remove the exhaust gas from the cylinder) by absorbing it during thermo chemical reactions and converting the converted fuel to internal energy.

При достижении поршнем 2 нижней мертвой точки осуществл ют первую фазу выпуска,, дл чего открывают выпускной к л апан 5, из цилиндра 1 начинает выходить конвертированное топливо в смеси с отработавшими газами через патрубок 9 в ресивер 10 и далее на такте впуска через патрубок 11 в цилиндр двигател . Выпускной клапан 5 закрывают при превышении давлени в ресивере над давлением в цилиндре . Поскольку топливо впрыскиваетс в объем продуктов сгорани , примыкающий к крышке 3, то в первую очередь этот объем отработавших газов и будет удал тьс из цилиндра 1. Поэтому за период времени, в течение которого будет открыт клапан 5, из цилиндра выйдет конвертированное топливо в смеси.с продуктами сгорани .When the piston 2 reaches the bottom dead center, the first exhaust phase is carried out, for which the exhaust to the ap 5 is opened, the converted fuel from the cylinder 1 begins to flow in the mixture with the exhaust gases through the pipe 9 into the receiver 10 and then at the intake stroke through the pipe 11 engine cylinder. The exhaust valve 5 is closed when the pressure in the receiver is above the pressure in the cylinder. Since the fuel is injected into the volume of combustion products adjacent to the lid 3, this volume of exhaust gases will first be removed from cylinder 1. Therefore, over a period of time during which valve 5 will open, the converted fuel in the mixture will come out of the cylinder. with combustion products.

После завершени первой фазы выпуска осуществл ют вторую фазу, дл чего открывают выпускной клапан б и из цилиндра 1 удал ют отработавшие газы в атмосферу на такте выпуска при движении поршн 2 к верхней мертвой точке.After the completion of the first release phase, the second phase is carried out, for which the exhaust valve b is opened and the exhaust gases from the cylinder 1 are removed to the atmosphere at the discharge stroke when the piston 2 moves to the upper dead center.

На такте впуска через открытый впускной клапан 4 в цилиндр поступают свежий воздух и конвертированное топливо, В последующем такте производ т сжатие смеси свежего воздуха и конвертированного топлива , а в конце этого такта подают топливным насосом 8 через форсунку 7 вторую порцию топлива, котора при своем воспламенении приводит к сгоранию конвертированного топлива.During the intake stroke, fresh air and converted fuel enter the cylinder through the open intake valve 4. In the subsequent stroke, the mixture of fresh air and converted fuel is compressed, and at the end of this stroke the fuel pump 8 is fed through the nozzle 7 to a second batch of fuel. leads to the combustion of the converted fuel.

При сгорании конвертированного топлива выдел етс и превращаетс в полезную работу тепло, регенерированное в предыдущих тактах при термохимических реакци х конверсии исходного углеводородного топлива в продуктах сгорани . Следовательно, осуществл етс термодинамическое усовершенствование цикла за счет регенерации тепла с последующим превращением его в полезную работу. На следующем такте осуществл ют рабочий ход, и далее цикл повтор ют снова.During combustion, the converted fuel is released and the heat recovered in previous cycles during thermochemical reactions of the conversion of the original hydrocarbon fuel in the combustion products is converted into useful work. Consequently, a thermodynamic improvement of the cycle is carried out by heat recovery, followed by its transformation into useful work. At the next cycle, a working stroke is performed, and then the cycle is repeated again.

При проведении термохимических 5 реакций топлива с продуктами сгорани в цилиндре в конце такта расширени обеспечиваютс температурные услови дл наибольшего количества топлива, которое сможет прореагировать с отработавшимиWhen conducting thermochemical 5 fuel reactions with combustion products in the cylinder at the end of the expansion stroke, temperature conditions are provided for the greatest amount of fuel that can react with the spent

Claims

0 gases, which increases the amount of heat returned to the working cycle. In addition, the replacement of a part of the liquid fuel with its conversion products improves the process of burning out of the liquid fuel due to the presence of active gaseous combustible materials in the converted fuel, Na, CO, etc., which also contributes to an increase in fuel efficiency. Claims The method of operation of the engine internal

0 combustion by intake into the cylinder of charge, its compression, injection into the cylinder of fuel by two portions, combustion of fuel, expansion of combustion products with the conversion of their energy into reciprocating

5, the movement of the piston between the upper and lower dead points and the production of exhaust gases, with the first portion of the fuel being injected into the combustion products before combustion at the end of their expansion, and the injection

The second portion of the fuel is produced at the end of the charge compression, characterized in that, in order to increase efficiency, the gases are released from the cylinder in two separate phases, the first of which

5 begin when the piston reaches the bottom dead center, is produced in the receiver and is completed when the receiver pressure is above the pressure in the cylinder, gases are injected into the cylinder, and the second phase is started

0 after completing the first.