Способ работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

 

1. СПОСОБ РАБОТЫ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО ОГОРАНИЯ путем заполнения ципиндра наодувочным воздухом, сжатия воздуха в цилиндре, подачи топлива в конце сжатия воздуха в цилйЬдре, сгорания топливовоздушной смеси, расшире ния продуктов сгорания на рабочем ходе отбора избыточного воздуха, подачи его вместе с продуктами сгорания в форсажную камеру, сжигания дополнительного топлива и направления из нее отработавших газов для расширения в fурбине , отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, избы-, точный воздух перец подачей в форсажную камеру отбирают цпя подачи в цилиндр с наддувочным воздухом, затем в процессе сжатия воздуха в цилиндре вплоть до момента начала подачи топлива часть воздуха аккумулируют в дополнительном объеме , а на рабочем ходе после окончания подачи топлива аккумулированную часть воздуха возвращают в цилиндр и перемешивают с продуктами сгорания. rs fsi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (21 ) 3385078/25-06 (22) 11.01.82 (46) 07.05.83. Бюл. ¹ 17 (72) А.И. Хуциев и Э. В. Широких (71) Коломенский филиал Всесоюзного заочного политехнического института (53) 623 .43.052 (088.8) (56) 1. Патент Франции ¹ 2219688, кл. Р 02 В 37/00, опублнк. 1974. (54)(57) 1. СПОСОБ РАБОТЫ ЧЕТЫ-.

РЕХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕН.НЕГО СГОРАНИЯ путем заполнения цилиндра наддувочным воздухом, сжатия воздуха в цилиндре, подачи топлива в конце сжатия воздуха в цилйндре, сгорания топливовоздушной смеси, расширения продуктов сгорания на рабочем ходе, „.80„„1016546 А з(д) F 02 B 37/00; F 02 В 41/00 отбора избыточного воздуха,, подачи его вместе с продуктами сгорания в форсажную камеру, сжигания в ней дополнительного топлива и направления из нее отработавших газов для расширения в Уурбине, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения эффективности, избы-» точный воздух перед подачей в форсажную камеру отбирают для подачи в цилиндр с наддувочным воздухом, затем в процессе сжатия воздуха в цилиндре вплоть до момента начала подачи .топлива часть воздуха аккумулируют в дополнительном объеме, а на рабочем ходе после окончания подачи топлива аккумулированную часть воздуха возврашают в цилиндр и перемешивают с продуктами сгорания.

2. Способпо и. l,от лича юш и и с я тем, что количество отбирае мого воздуха изменяют пропорционально давлению наддувочного воздуха.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю ш и и с я тем, что аккумулированную часть воздуха перед возвращением, 6546 в цилиндр подогревают отработавшими газами.

4. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что возвращение в цилиндр аккумулированной части воздуха осуществляют тангенциально относительно стенок цилиндра.

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, и, в частности, к способам работы двигателей внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом и с дополнительной камерой сгорания.

Известны способы работы четырехтакт. ного двигателя внутреннего сгорания путем заполнения цилиндра наддувочным

1 воздухом, сжатия воздуха в цилиндре, подачи топлива в конце сжатия воздуха в цилиндре, сгорания топливовоздушной смеси, расширения продуктов сгорания на рабочем ходе, отбора избыточного воздуха, подачи его вместе с продуктами сгорания в форсажную камеру, сжигания в ней дополнительного топлива и направления иэ нее отработавших газов для расширения в турбине Г13.

Одним из недостатков известных способов работы двигателя является то, что избыточный воздух отбирают от дополнительного источника сжатого воздуха. Это приводит к ухудшению удельных показателей и к снижению эффективности работы двигателя.

Цель изобретения - повышение эффективности работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Для достижения поставленной цели в способе работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания путем заполнения цилиндра наддувочным воздухом, сжатия воздуха в цилиндре, подачи топлива в конце сжатия воздуха в цилиндре, сгорания топливовоэдушной смеси, расширение продуктов сгорания на рабочем ходе, Ьгбора избыточного воздуха, подачи его вместе с продуктами сгорания в форсажную камеру,. сжигания в ней дополнительного топлива и направления из нее отработавших газов для расширения в турби.не, избыточный воздух перед подачей в форсажную камеру отбирают для подачи в цилиндр с наддувочным воздухом, затем в процессе сжатия воздуха в цилиндре вплоть до момента начала подачи топлива часть воздуха аккумулируют в допол5 нительном объеме, а на рабочем ходе после окончания подачи топлива аккумулированную часть воздуха возвращают в цилиндр и перемешивают с продуктами ого ра нияе

При этом количество отбираемого воздуха изменяют пропорционально давлению наддувоч ного воздуха

Причем аккумулированную часть воздуха перед возвращением в цилиндр подогревают отработавшими газами.

Кроме того, возвращение в цилиндр аккумулированной части воздуха осушеетвляют тангенциально относительно стенок цилиндра.

20. На чертеже показана схема двигателя, работа которого осуществляется по предлагаемому способу.

Двигатель содержит коленчатый вал 1 шатун 2, поршень 3, цилиндр 4, камеру

25 5 сжатия, выпускной клапан 6, впускной впуск ной к ла па н 7 и крышку 8 цилиндра. В последней выполнен дополнительный объем 9, сообщаемый скамерой 5 сжатия через перепускной кла30 пан 10, снабженный функциональными связями 11 и 12 соответственно по давлению наддува и фазам вращения коленчатого вала. Двигатель содержит также трубопровод 13 впуска, компрессор 14, 35 ротор 15 которого жестко соединен с ротором 16 турбины 17, и форсажную камеру 18, снабженную устройством 19 топливоподачи и установленную в выпускном трубопроводе 20 перед турбиной 17.

40 Вал 21 ротора турбокомпрессора хинематически связан при помощи передачи

22 с коленчатым валом 1 двигателя.

Предлагаемый способ иск лествпяется следующим образом.

3 101

При работе двигателя через впускной трубопровод 13 и клапан 7 осуществцяют запопнение цилиндра 4 наддувочным воздухом -повышенного давления, обеспечиваемым компрессором,14. Затем в конце процесса сжатия воздуха в цилиндре 4 осушествляют подачу топлива в камеру 5 и сгорание в ней топливовоздушной смеси. Далее происходит расширение продуктов сгорания на рабочем ходе, отбор избыточного воздуха, подача его вместе с продуктами сгорания в форсажную камеру 18, сжигание в ней допопнитепьного топпива и направпение из нее отработав

I ших газов дпя расширения в турбине 17.

Дпя повышения эффективности избыточный воздух перед, подачей в форсажную камеру

1 8 отбирают сначала дпя подачи в ципиндр 4 с наддувочным воздухом. В конце запопнения ципиндра 4 клапан 7 закрывается, а перепускной кпапан 10 с момента достижения заданной величины наддува, контропируемой функциональной связью 11, начинает подкпючать в процессе сжатия допопнительный объем 9 к камере 5 сжатия с продопжительностью, обусповленной фазовой связью 12. При этом в процессе сжатия воздуха в ципиндре 4, вппоть до момента начапа пс;дачи топпива, часть воздуха аккумулируют в дополнительном объеме 9. В конце сжатия воздуха Ьрепускной клапан 10 . закрывается, а в камеру 5 сжатия подается топпиво. На рабочем ходе поспе окончания подачи топлива в конце основного периода горения (40-50 поворота копенчатого вала после верхней мертвой точки) при помоши фазовой связи 12 клапан 10 вновь открывается. В резупьтате этого аккумупированная в допопниТаким образом, предлагаемый способ работы.четырехтактного двигатепя может обеспечить повышение эффективности, путем повышения индикаторного КПД поршневой .части двигатепя, отказа от применения автономного источника получения избыточного воздуха, а также за счет у|илизации теппа отработавших газов.

6546 4 тепьном объеме 9 часть воздуха возвра шается в ципиндр 4 и в камере 5 сжа-тия перемешивается с продуктами сгорания. Воэврашение в цилиндр 4 аккумулированной части воздуха осушествпяют тангенциапьно относительно силенок цилиндра 4.

В конце расширения открывается выпускной клапан 6 и смесь продуктов сго10 рания с избыточным наддувочным воздухом по трубопроводу 20 направняется в форсажную камеру 18 для сжигания дополнительного копичества топпива, пода ваемого устройством 19. Далее отрабо15 тавшие газы с повышенной энергией подаются в турбину 17, где, расширяясь на лопатках ротора 16, сообщают последнему избыточную мошность, значитепьная часть которой передается от вапа 21 ро20 тора турбокомпрессора при помощи кинематической передачи 22 коленчатому валу 1 двигателя.

Дпя дальнейшего повышения э рфектииности работы двигатепя и снижения удепь

2S ного расхода допопнитецьного топлива в форсажной камере 18 количество отбираемого воздуха изменяют пропорционально давлению наддувочного воздуха, а перед возврашением в цилиндр аккумупированную щй часть воздуха подогревают отработавшими газами поспв расширения их в турбине 17.

Составитель В. Кознов

Редактор В. Лазаренко Техред Т.Фанта Корректор В. Бутяга

Заказ 3342/36 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушслсая наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 1