Двигатель с внешним подводом теплоты

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

«» 941659 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.11.80 (21) 3002078/25-06 с присоединением заявки №вЂ”

lf (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

F 02 С 1 053

Гееударстееиимй кемитет

СССР

Опубликовано 07.07.82. Бюллетень №25 (53) УДК 621.4 (088.8) пп демам изееретеиий и еткрмтий

Дата опубликования описания 17.07.82 (72) Авторы изобретения

Ю. А. Иванов, А. И. Лушпа, Ю. В. Усачев и .. ко

Bt,,(оч. „

3 4 рд Л

Московский автомобильно-дорожный институт ".::.

1 (71) Заявитель (54) ДВИГАТЕ.ЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕП,ЛОТЫ

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двигателях с внешним подводом теплоты.

Известны двигатели с внешним подводом теплоты, содержащие по меньшей мере один цилиндр с поршневой группой, охладитель, регенератор и нагреватель, снабженный подогревателем подводимого воздуха отработавшими газами и камерой сгорания, верхняя часть которой снабжена втулкой с воздушным завихрителем и топливной форсункой на входе, а нижняя — обечайкой, причем камера сгорания выполнена с отверстиями для подвода вторичного воздуха в продукты сгорания 11).

Известным двигателям присущи низкая экономичность в широком диапазоне работы двигателя, вследствие неполноты сгорания топлива.

Цель изобретения — увеличение коэффициента полезного действия путем обеспечения полноты сгорания топлива в широком диапазоне работы.

Поставленная цель достигается тем, что в камере сгорания отверстия для подвода вторичного воздуха размещены в обечайке, а отношение площадей проходных сечений

2 завихрителя и отверстий для подвода вторичного воздуха равно 0,025 вЂ,14.

На фиг. 1 схематически изобрежен двигатель с внешним подводом теплоты; на фиг. 2 — конструкция верхней части камеs ры сгорания.

Двигатель состоит из цилиндра 1 поршневой группы 2, охладителя 3, регенератора

4, нагревателя 5, подогревателя воздуха б и камеры сгорания 7. Верхняя часть камеры сгорания выполнена в виде втулки 8, на входе которой установлены воздушный завихритель 9 и топливная форсунка 10, а в основании втулки размещена обечайка 11 с отверстиями 12.

Отношения площадей проходных сече1s ний завихрителя 9 и отверстий 12 в обечайке 11 могут быть вйполнены в пределах

0,025 — 0,14. При уменьшении этого отношения менее 0,025 резко снижается эффективность рабочего процесса двигателя и ухудшаются его показатели по топливной экономичности и токсичности.

При отношении площадей больших 0,14 происходит ухудшение условий пуска и значительно уменьшается диапазон устойчивого горения топлива. В то же время умень941659

3 шение диапазона устойчивого горения вызывает уменьшение диапазона изменения тепловой мощности камеры сгорания, что так же отрицательно сказывается на топливной экономичности двигателя с внешним подводом теплоты.

При работе двигателя в камеру сгорания 7 через завихритель 9 поступает часть предворительно нагретого в подогревателе 6 воздуха, который отбрасывает топливо, распыливаемое топливной форсункой 10 на внутреннюю стенку втулки 8. В объе-. ме втулки 8 образуется стабильный направленный по спирали к выходу поток в пристенном слое и противоположно направленный поток у оси втулки, что способствует стабилизации пламени в центральном вихре, лучшему перемешиванию и испарению топлива. Основная часть топлива сгорает в потоке за втулкой в камерном пространстве, образованном трубчатыми поверхностями нагревателя 5, куда через отверстия 12 в обечайке 11 поступает остальная часть воздуха, разбавляющая продукты сгорания. Продукты сгорания, омывая поверхности нагревателя 5, отдают основную часть теплоты рабочему телу во внутреннем контуре, включающем регенератор 4, охладитель 3 и рабочие полости цилиндра 1 и, проходя через подогреватель воздуха 6, выбрасываются в атмосферу. Теплота во внутреннем контуре преобразуется в полезную работу, которая через поршневую группу 2 и приводной механизм передается к потребителю.

Наличие в двигателе камеры сгорания, верхняя часть которой выполнена в виде втулки, на входе которой установлены воздушный завихритель и топливная форсунка, 4 а в основании втулки размещена обечайка с отверстиями, при выполнении отношения площадей проходных сечений завихрителя и отверстий в обечайке в пределах 0,025—

0,14 способствует лучшему перемешиванию, испарению и полному сгоранию топлива в широком диапазоне работы, в результате чего улучшается экономичность двигателя и уменьшается содержание токсических компонентов в выпускных газах.

Формула изобретения

Двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий по меньшей мере один цилиндр с поршневой группой, охладитель, регенератор и нагреватель, снабженный подогревателем подводимого воздуха отработавшими газами и камерой сгорания, верхняя часть которой снабжена втулкой с воздушным завихрителем и топливной форсункой на входе, а нижняя — обечайкой, причем камера сгорания выполнена с отверстиями для подвода вторичного воздуха в продукты сгорания, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента полезного действия путем обеспечения полноты сгорания топлива в широком диапазоне работы, отверстия для подвода вторичного воздуха размещены в обечайке, а отношение площадей проходных сечений завихрителя и отверстий для подвода вторичного воздуха равно 0,025— зо 0,14.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Desigu of the 4 — 215 DA Automotive

Stirling Епрпе», SAE Preprint, 770022, 1977, р. 8, fig. 10.

941659

Составитель С. Амандыков

Редактор Н. Гунько Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 4793/21 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам йзобретеннй и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4