Твердотопливный двигатель внутреннего сгорания

Твердотопливный двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕ;ГО СГОРАНИЯ, содержащий по меньшей мере один цилиндр с впускными и выпускными окнами, размещенный в цилиндре порщень и крышку цилиндра с установленным в ней устройством для подачи пылевидного твердого топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности двигателя, в крышке цилиндра дополнительно установлены выпускные клапаны , а в цилиндре размешен фильтрующий элемент, выполненный в виде диафрагмы. (Л 00 о ел 4 сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1180545 д (sl)4 Г 02 В 45/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /" -::-:-;,/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4Риг. f (21) 3723139/25-06 (22) 22.02.84 (46) 23.09.85. Бюл. № 35 (72) В. К; Сыркин, В. А. Лашко, В. E. Иевлев и С. Н. Кучин (71) Хабаровский политехнический институт (53) 621.43.248(088.8) (56) Патент ФРГ № 2609963, кл. F 02 В 45/02, 1973. (54) (57) 1. ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий по меньшей мере один цилиндр с впускными и выпускными окнами, размещенный в цилиндре поршень и крышку цилиндра с установленным в ней устройством для подачи пылевпдного твердого топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности двигателя, в крышке цилиндра дополнительно установлены выпускные клапаны, а в цилиндре размещен фильтрующий элемент, выполненный в виде диафрагмы.

l 180545

2. Двигатель по п. !, отличающийся тем, что в цилиндре дополнительно установлена форсунка для подачи вещества, предотвращающего нагарообразование.

3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличаюи(«ucÿ тем, что фильтрующий элемент выполнен гофрированным.

Изобретение относится к двигателестроению и может найти применение в малооборотных судовых двигателях с петлевой схемой газообмена, работающих на угольной пыли.

Цель изобретения — повышение долговечности двигателя путем устранения попадания на трущиеся поверхности абразивных частиц топлива.

На фиг. 1 изображен двигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 — гофрированный фильтрующий элемент; на фиг. 3 двигатель с фильтрующим элементом выпуклой формы; на фиг. 4 — фильтрующий элемент с каналами для подвода охлаждающей жидкости; на фиг. 5 — вид А на фиг. 4; на фиг. 6 — вариант выполнения канала для подвода охлаждающей жидкости; на фиг. 7 — схема движения газа в процессе сжатия; на фиг. 8 — то же, при рабочем ходе; на фиг. 9 — то же, в начале выпуска; на фиг. 10 — то же, при выпуске; на фиг. 11 — то же, при продувке; и а фиг. 1 2 — схема подачи водорода в цилиндр двигателя; на фиг. 13 — график зависимости гидравлического сопротивления фильтра от пылеемкости.

Двигатель содержит поршень 1, цилиндр

2, в котором выполнены впускные окна 3 и выпускные окна 4, крышку 5 цилиндра. В крышке 5 цилиндра установлены устройство

6 для подачи пылеугольного топлива (форсунка) и дополнительные выпускные клапаны 7, сообщенные с выпускным трубопроводом 8.

В цилиндре 2 в камере сгорания установлен фильтрующий элемент 9. Форма фильтрующего элемента 9 может быть плоской (фиг. 1) или выпуклой в направлении днища поршня l. Фильтрующий элемент 9 может также быть выполнен гофрированным (фиг. 2), и в качестве материала может использоваться пористая керамика.

Система для подачи водорода в цилиндр двигателя для предотвращения нагарообразования содержит баллон 10 с водородом, устройство 11 управления подачей водорода, клапан 12, сообщающий баллон 10 с двигателем 13 и форсунки для подачи водорода 14. Предлагаемая система позво5 !

О

4. Двигатель по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что филь-,рующий элемент выполнен выпуклым в направлении днища поршня.

5. Двигатель по пп. I — 4, отличающийся тем, что фильтрующий элемент снабжен каналами для подвода охлаждающей жидкости. ляет осуществлять дозированную подачу водорода.

Система охлаждения фильтрующего элемента (фиг. 4) содержит фильтрующий элемент 9, в котором выполнены каналы 15 для подвода охлаждающей жидкости (воды). Каналы 15 могут быть ориентированы тангенциально, как это показано на фиг. 5.

3а счет циркуляции охлаждающей жидкости в каналах 15 достигается эффективное охлаждение фильтрующего элемента 9. В каналах 15 могут быть выполнены окна 16 и установлены форсунки 17 для подачи воды.

Тогда при пульсирующей подаче воды через форсунки 17 в полости канала 15 образуется пар, который проходит благодаря окнам 16 через поры фильтрующего элемента 9 и способствует его очистке. При таком выполнении каналов 15 достигается одновременно охлаждение и очистка фильтрующего элемента 9.

Двигатель работает следующим образом.

При нахождении поршня 1 в нижней мертвой точке цилиндр заполнен свежим зарядом. При движении поршня 1 от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке он перекрывает впускные окна 3, и происходит процесс сжатия. При этом по мере приближения поршня 1 к верхней мертвой точке воздух перетекает через фильтрующий элемент 9. При нахождении поршня 1 в верхней мертвой точке зазор между днищем поршня 1 и фильтрующим элементом 9 имеет минимальное значение, назначенное из условия отсутствия задевания днища поршня 1 за фильтрующий элемент 9. Следовательно, при нахождении поршня 1 в верхней мертвой точке практически весь воздух перетекает в камеру сгорания, которая образована днищем крышки 5 цилиндра и фильтрующим элементом 9.

После подачи топлива газы начинают расширяться и, проходя через фильтрующий элемент 9, очищаются от твердых частиц и действуют на днище поршня 1. Поршень 1 совершает рабочий ход. При приближении поршня 1 к нижней мертвой точке сначала открываются дополнительные выпускные клапаны 7, и выпускные газы из камеры сго1 180545

15 рания поступают в выпускной трубопровод 8.

Вместе с газами в выпускной трубопровод

8 выносится и зола с поверхности фильтрующего элемента 9. Удалению золы с поверхности фильтрующего элемента 9 способствует также то, что в начальном периоде выпуска возникает течение газа из надпоршневой области через фильтрующий элемент 9.

Впоследствии зола может быть отделена от выпускных газов с помощью. циклона или гидроулавливателя.

При дальнейшем движении поршня 1 к нижней мертвой точке открываются выпускные окна 4, и происходит выпуск из надпоршневого пространства. Затем открываются впускные окна 3 и происходит продувка и наполнение цилиндра 2. На этом рабочий цикл двигателя заканчивается.

Как видно из рассмотрения рабочего цикла двигателя, усилие, действующее на частицы золы в период продувки цилиндра, существенно меньше усилия, действующего на них в процессе сгорания. В этом случае не будет происходить забивания пор фильтра.

На фиг. 13 участок а — б кривой отражает процесс быстрого первичного забивания пор фильтра. При этом (первичном) забивании пор фильтра тонкость фильтрования повышается, и фильтр выходит на рабочий режим. При этом гидравлическое сопротивление фильтра резко увеличивается.

После забивания пор пыль уже не может проникнуть внутрь фильтра и участок б — в показывает, что в дальнейшем сопротивление

10 фильтра возрастает пропорционально толщине слоя пыли на поверхности фильтра. Но в предлагаемом двигателе слой пыли никак не может отложиться на поверхности фильтрующего элемента 9, поскольку при продувке незакрепленные частицы золы с его пЬверхности будут выноситься в выпускной трубопровод 8. Следовательно сопротивление фильтра никогда не превысит максимального значения, соответствующего точке б на кривой. Теоретически фильтр будет работать без регенерации неопределенно долго, не снижая своей фильтрующей способности.

Применение изобретения позволит значительно увеличить долговечность твердотопливного двигателя.

1 180545

1180545

Пылееж ослв

Щиг. У

Редактор Е. Лушникова

Заказ 5874 30

Соста в итель С. Березин

Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 537 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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