Способ организации рабочего процесса дизеля

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам организации процессов в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Изобретение направлено на повышение эффективности рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания при использовании способа изменения физико-химических свойств топлива. Способ организации рабочего процесса дизеля заключается в том, что топливо подают плунжерным насосом через нагнетательный клапан в форсунку. Изменяют физико-химические свойства топлива в процессе впрыскивания путем подачи в линию высокого давления сжатого воздуха под давлением не более 0,8 МПа через обратный клапан, управляемый волнами разрежения, создаваемыми при отсечке нагнетательным клапаном. 1 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к способам организации рабочего процесса дизелей.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ организации рабочего процесса дизеля, заключающийся в том, что топливо подают плунжерным насосом через нагнетательный клапан в форсунку, изменяют физико-химические свойства топлива в процессе впрыскивания путем подачи в линию высокого давления сжиженного газа через обратный клапан, который управляется волнами разрежения, создаваемыми при отсечке нагнетательным клапаном (SU 1643770 А1, кл. F 02 М 43 /00, 1983). Однако организация рабочего процесса с использованием данного способа смесеобразования не позволяет увеличить полноту сгорания топлива вследствие низкого значения локального коэффициента избытка воздуха в топливном факеле, что значительно снижает эффективность рабочего процесса, а также усложняет конструкцию топливной системы.

Настоящее изобретение направлено на повышение эффективности рабочего процесса дизеля.

Решение поставленной задачи достигается тем, что изменяют физико-химические свойства топлива в процессе впрыскивания путем подачи в линию высокого давления сжатого воздуха, под давлением не более 0,8 МПа через обратный клапан, управляемый волнами разрежения, создаваемыми при отсечке нагнетательным клапаном.

Сопоставляемый анализ заявляемого решения, выбранного в качестве прототипа, показывает, что организация рабочего процесса дизеля с использованием подачи воздуха под избыточным давлением непосредственно в форсунку дизеля позволяет увеличить локальный коэффициент избытка воздуха, создает эффект микротурбулентности в зоне впрыскиваемого топлива, способствует увеличению угла топливного факела за счет роста пузырьков воздуха в капле топлива при падение давления и подъему температуры, происходящим при попадании топлива из форсунки в камеру сгорания, тем самым уменьшает среднее значение коэффициента избытка воздуха в камере сгорания, а также устраняет такие конструктивные задачи, как хранение, подача и заправка сжиженного газа.

Заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что непосредственно в форсунку через обратный клапан подают воздух, при этом воздух поступает от компрессора через ресивер. Таким образом, отличия, связанные с организацией рабочего процесса дизеля, заключающегося в том, что топливо подают плунжерным насосом через нагнетательный клапан в форсунку, изменяют физико-химические свойства, а именно, тем, что через обратный клапан в линию высокого давления подают сжатый воздух под давлением не более 0,8 МПа, позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна". Признаки, отличающие заявляемое техническое решение, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена топливная система для реализации способа организации рабочего процесса дизеля.

Система содержит плунжерный насос 1 с нагнетательным клапаном 2, топливопровод высокого давления 3, автономный источник воздуха высокого давления 4, клапан 5, ресивер 6, обратный клапан 1, форсунку 8, установленную в дизеле 9.

Предлагаемый способ организации рабочего процесса дизеля состоит в следующем.

При работе топливо подается насосом 1 в топливопровод высокого давления 3 и через форсунку 8 впрыскивается в дизель 9. После отсечки подачи, когда нагнетательный клапан 2 своим разгрузочным пояском формирует в топливопроводе высокого давления 3 волну разрежения, последняя подходит к клапану 7, он открывается, и воздух из источника высокого давления 4 через клапан 5 и ресивер 6 входит непосредственно в форсунку. При подходе к обратному клапану 7 волны давления он закрывается, а форсунка 8 оказывается заряженной смесью топлива и сжатого воздуха.

В очередном цикле нагнетания насосом 1 смесь топлива с зарядом воздуха впрыскивается в цилиндр. При истечении топлива происходит рост пузырьков растворенного воздуха в топливе. В результате этого имеет место более интенсивное разрушение топливного факела, увеличивается угол его раскрытия. Кроме того, рост пузырьков воздуха способствует образованию микротурбулентности в зоне ядра и оболочки факела. Физические свойства впрыскиваемой смеси отличаются от свойств топлива наличием микротурбулентности, повышенным содержанием воздуха, а также увеличенным энергосодержанием впрыскиваемого заряда. Смесь более насыщена воздухом, что позволяет существенно снизить локальный коэффициент избытка воздуха в зоне ядра топливного факела и тем самым форсировать рабочий процесс двигателя.

Применение данного способа организации рабочего процесса расширяет пределы обеднения смеси в объеме топливного факела, уменьшает коэффициент избытка воздуха в камере сгорания дизеля, что приводит к повышению экономичности дизелей, их энергетических показателей, снижает пределы дымления, а следовательно, повышает эффективность рабочего процесса дизеля.

Формула изобретения

Способ организации рабочего процесса дизеля, заключающийся в том, что топливо подают плунжерным насосом через нагнетательный клапан в форсунку, отличающийся тем, что изменяют физико-химические свойства топлива в процессе впрыскивания путем подачи в линию высокого давления сжатого воздуха под давлением не более 0,8 МПа через обратный клапан, управляемый волнами разрежения, создаваемыми при отсечке нагнетательным клапаном.

РИСУНКИ

Рисунок 1