Способ воспламенения рабочей смеси в цилиндрах газодизельного двигателя внутреннего сгорания

Авторы патента:

F02D19/10 - с воспламенением от сжатия, причем основное топливо - газообразное

F02B7/06 - с парообразным топливом в рабочей смеси

Владельцы патента RU 2645847:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ включает подачу в цилиндр с нагретой за счет сжатия основной рабочей смеси воздуха и газа дополнительной порции жидкого топлива, воспламеняющей основную рабочую смесь. В качестве дополнительной порции жидкого топлива используют воду, подвергаемую воздействию электрогидравлического разряда. При этом ионизируемая жидкость под действием электрогидравлического разряда разлагается на две составляющие: водород и кислород, которые воспламеняются, образуя фронт пламени, воспламеняющий основную рабочую смесь. Повышается термический коэффициент полезного действия, снижается содержание вредных примесей в отработавших газах, а также повышается экономичность газодизельного двигателя внутреннего сгорания, реализующего предлагаемый способ.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к производству двигателей внутреннего сгорания, а именно дизельных поршневых двигателей сгорания, работающих на газе.

Известен способ воспламенения рабочей смеси дизельного двигателя внутреннего сгорания, заключающийся во впрыскивании топлива в нагретый при сжатии воздух в цилиндре. Воспламенение рабочей смеси происходит за счет высокой температуры воздуха в цилиндре (Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. Учеб. пособие для вузов / А.И. Колчин, В.П. Демидов - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2002. - С. 13).

Недостатком описанного способа является невозможность применения его при использовании трудновоспламеняемых топлив, например газа.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ воспламенения рабочей смеси в цилиндрах газодизельного двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в подаче в цилиндр газовой системой подачи рабочей смеси с нагретой за счет сжатия основной рабочей смесью воздуха и газа дополнительной порции жидкого топлива, например дизельного, которая воспламеняет при сгорании основную рабочую смесь, посредством системы подачи жидкого топлива (Политехнический словарь / Гл. ред. акад. И.И. Артоболевский. – М.: Советская Энциклопедия, 1976. - С. 99).

Однако введение подачи дополнительной порции жидкого топлива посредством дополнительной к газовой системе подачи рабочей смеси дополнительной системы подачи жидкого топлива и использование при этом двух видов топлива, например газа и дизельного топлива, приводит к таким недостаткам, как пониженный термический коэффициент полезного действия, повышенные содержание вредных примесей в отработавших газах и эксплуатационные расходы на топливо газодизельного двигателя внутреннего сгорания, реализующего вышеописанный способ.

В основу изобретения поставлена задача повышения термического коэффициента полезного действия, снижения содержания вредных примесей в отработавших газах, а также повышение экономичности газодизельного двигателя внутреннего сгорания, реализующего предлагаемый способ.

Для решения поставленной задачи в способе воспламенения рабочей смеси в цилиндрах газодизельного двигателя внутреннего сгорания, включающем подачу в цилиндр с нагретой за счет сжатия основной рабочей смеси воздуха и газа дополнительной порцией жидкого топлива, воспламеняющей основную рабочую смесь, согласно изобретению в качестве дополнительной порции жидкого топлива используют ионизируемую жидкость, например воду, подвергаемую воздействию электрогидравлического разряда.

Повышение термического коэффициента полезного действия, снижение содержания вредных примесей в отработавших газах, а также повышение экономичности газодизельного двигателя внутреннего сгорания, реализующего предлагаемый способ, обусловлены наличием водорода, сгорающего в цилиндре двигателя внутреннего сгорания и улучшающего процесс сгорания, при использовании ионизируемой жидкости, стоимость которой меньше стоимости углеводородного топлива.

Способ воспламенения рабочей смеси в цилиндрах газодизельного двигателя внутреннего сгорания осуществляется следующим образом.

В цилиндр с нагретой за счет сжатия основной рабочей смесью воздуха и газа подают дополнительную порцию жидкого топлива, воспламеняющую основную рабочую смесь. В качестве дополнительной порции жидкого топлива используют ионизируемую жидкость, например воду, подвергаемую воздействию электрогидравлического разряда. При этом ионизируемая жидкость, например вода, под действием электрогидравлического разряда разлагается на две составляющие: водород и кислород, которые воспламеняются, образуя фронт пламени, воспламеняющий основную рабочую смесь.

Для реализации предлагаемого способа может быть использовано устройство для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания, содержащее систему создания искры высокого напряжения внутри цилиндра, связанную с топливоподающим насосом, выполненную в виде высоковольтного электрода, подключенного к источнику высокого напряжения и размещенного внутри токопроводящего резервуара с образованием зазора между резервуаром и высоковольтным электродом. Топливоподающий насос соединен каналом через резервуар с цилиндром двигателя. Токопроводящий резервуар выполнен закрытым и снабжен по периферии одним или несколькими сквозными отверстиями, направленными в сторону камеры сжатия цилиндра (патент RU 161984, МПК F02B 3/02 (2006.01), F01T 13/54 (2006.01), F02M 57/06 (2006.01), F02N 19/00 (2010.01)).

Наличие водорода, сгорающего в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, улучшает процесс сгорания, повышает топливную экономичность, снижает содержание вредных примесей в отработавших газах (патенты США 4108114, МПК F02M 21/02, F02M 33/00, F02B 43/08, C01B 3/36, F02B 1/04, F02B 3/06, 6988492, МПК F02D 19/06, F02M 21/02).

Таким образом, применение предложенного способа воспламенения рабочей смеси в цилиндрах газодизельного двигателя внутреннего сгорания позволяет повысить значение термического коэффициента полезного действия за счет наличия водорода, сгорающего в цилиндре двигателя внутреннего сгорания и улучшающего процесс сгорания, и снижает содержание вредных примесей в отработавших газах. Кроме того, создается экономический эффект вследствие меньшей стоимости воды по сравнению со стоимостью жидкого углеводородного топлива.

Способ воспламенения рабочей смеси в цилиндрах газодизельного двигателя внутреннего сгорания, включающий подачу в цилиндр с нагретой за счет сжатия основной рабочей смеси воздуха и газа дополнительной порции жидкого топлива, воспламеняющей основную рабочую смесь, отличающийся тем, что в качестве дополнительной порции жидкого топлива используют воду, подвергаемую воздействию электрогидравлического разряда.

Изобретение относится к способу работы двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением, в частности, для транспортных средств, в который в режиме работы на одном виде топлива подают самовоспламеняющееся жидкое топливо, а в режиме работы на двух видах топлива - жидкое топливо в качестве воспламенителя, а также газообразное или жидкое альтернативное топливо, при этом двигатель внутреннего сгорания в режиме работы на двух видах топлива работает с повышенным относительно режима работы на одном виде топлива коэффициентом рециркуляции отработавших газов, и дополнительно к этому подачу воздуха в системе впуска дросселируют так, что в отработавших газах устанавливается значение коэффициента избытка воздуха от более 1 до максимум 1,3, предпочтительно от более 1 до максимум 1,2, наиболее предпочтительно от 1,03 до 1,1.

Топливный клапан для впрыска газообразного топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением и способ // 2619971

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи для двигателей внутреннего сгорания с самовоспламенением (ДВС). Предложен топливный клапан (50) для впрыска газообразного топлива в камеру сгорания ДВС.

Топливный клапан и способ впрыска газообразного топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания // 2618800

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (ДВС). Предложен топливный клапан (50) для впрыска газообразного топлива в камеру сгорания ДВС.

Система подачи топлива в камеру сгорания газодизеля // 2578770

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система топливоподачи, содержащая источник дизельного топлива 1, источник сжиженного нефтяного газа (пропан-бутан) 2 и источник природного газа (метан) 3.

Система впрыска топлива // 2541365

Способ регулирования подачи первого топлива и второго топлива в двигатель, который питается только первым топливом в первом режиме работы и смесью первого и второго топлив во втором режиме работы, при этом предложенный способ включает следующие стадии: 1) вычисление массы Md первого топлива, необходимой для двигателя в случае его работы в первом режиме; 2) вычисление исходя из массы Md энергии Fe топлива, которую обеспечивает это количество массы Md; 3) определение минимального уменьшенного количества Fdmin первого топлива, необходимого для работы двигателя во втором режиме; 4) вычисление количества Msub второго топлива, которое вместе с уменьшенным количеством дизельного топлива Fdmin будет обеспечивать энергию топлива, эквивалентную Fe.

Способ корректируемой подачи горючего биогаза в газодизеле энергетической установки // 2540029

Изобретение относится к регулированию топливоподачи двигателей с воспламенением от сжатия, работающих одновременно на нескольких видах топлива, с основным топливом - газообразным.

Каталитическая система регулирования выбросов для двигателя внутреннего сгорания, работающего на природном газе // 2505686

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, работающим на природном газе. Сущность изобретения: двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, работающий на бедной топливной смеси на основе природного газа, имеющий выхлопную систему, которая содержит катализатор окисления, который содержит комбинацию палладия и золота.

Способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания // 2442903

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам эксплуатации двигателя внутреннего сгорания с принудительным воспламенением рабочей смеси, например, автомобиля.

Способ подачи горючего газа в рабочие цилиндры газодизеля // 2319846

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к способам питания газодизелей. .

Способ коррекции запальной дозы дизельного топлива в дизелях, работающих по газодизельному процессу, и устройство для его осуществления // 2182249

Изобретение относится к системам регулирования двигателей, работающих по газодизельному процессу. .

Судовая энергетическая установка на сжиженном природном газе // 2598478

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам и способам питания судовых двигателей внутреннего сгорания. Предложенный двигатель 7 запускается на дизельном топливе, подаваемом в двигатель по линии 9 подачи дизельного топлива.

Способ эвакуации хвостов из хвостохранилища // 2044896

Изобретение относится к хвостохранилищам для складирования отходов обогащения горно-обогатительных предприятий и может быть использовано при эвакуации хвостов из хвостохранилищ.

Пародизель // 2644644

Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является упрощение узла для подачи охлаждающей рабочей среды (ОРС) в двигатель.

Шеститактный двигатель внутреннего сгорания // 2642973

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Способ эксплуатации двигателя (варианты) // 2641423

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложены способы и система регулирования впрыска воды в отключенные цилиндры на основании продолжительности работы двигателя в режиме с одним или несколькими отключенными цилиндрами и температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов.

Способ эксплуатации двигателя и система двигателя // 2620889

Способ эксплуатации двигателя заключается в том, что выполняют автоматическое отведение воды из дизельной топливной системы в систему рециркуляции выхлопных газов (EGR) в ответ на превышение порогового значения расхода EGR.

Комбинированный поршнетурбинный двигатель внутреннего сгорания // 2596888

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к комбинированным двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является уменьшение тепловых потерь и повышение экологичности.

Система приготовления и подачи водно-топливной смеси в двигатели внутреннего сгорания // 2579310

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система приготовления и подачи водно-топливной смеси в ДВС, включающая емкость для воды 2, содержащую двойные стенки, между которыми осуществляется циркуляция отработавших газов, в результате чего вода в емкости нагревается до температуры около 70°C.

Система питания двигателя внутреннего сгорания // 2579308

Изобретение относится к системам топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система питания ДВС, включающая топливный бак 7, топливный насос 6, топливный фильтр 5, подающий 8 и сливной 4 трубопроводы, рампу 2 форсунок с топливными форсунками 1 и регулятор 3 давления топлива.

Способ продувки выхлопных газов в двигателях внутреннего сгорания (варианты) // 2578248

Изобретение относится к области очистки цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение качества очистки без потерь свежего заряда.

Способ и система контроля потребления топлива // 2573074

Изобретение относится к области регулирования двигателей с рециркуляцией выхлопных газов (EGR). Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя на переходных режимах.