Камера сгорания для объемной машины

Камера сгорания для объемной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 02 В 53/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ. СССР

I

" " " - . Ю4 :,;!,у

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 3580247/06 (22) 18.04.83 (46) 15.09.92. Бюл. Из 34 (72) В.И. Богданов (56) Акцептованная заявка Японии

М 58-9268, кл. 51 В 60, 1983. (54)(57) КАМЕРА СГОРАНИЯ ДЛЯ ОБЪЕМНОЙ МАШИНЫ с трехгранным ротором— поршнем, содержащая корпус с впускными и выпускными окнами, установленную в корпусе вращающуюся жаровую трубу,. выполненную в виде сферического золотника, Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к камерам сгорания для объемных машин с постоянным объемом сгорания топлива, преимущественно для объемных машин с трехгранным ротором-поршнем.

Целью изобретения является повышениЕ надежности воспламенения топлива путем устранения пульсаций давления и температуры.

На фиг.1 изображен продольный разрез камеры сгорания; на фиг. 2 — обьемная машина с камерой сгорания; на фиг.3 — сечение А-А на фиг.2.

Камера сгорания содержит корпус 1, установленную в нем с воэможностью вращения жаровую трубу, являющуюся одновременно золотником 2. на входе в который расположена форсунка 3. В корпусе 1 имеется пламеперебрасывающий канал 4, расстояние между входом 5 и выходом 6 которого больше расстояния между вырезами (окнами) 7 соседних полостей 8 золотнифорсунку, размещенную во впускном окне, и воспламенитель, установленный в корпусе, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности воспламенения топлива, в корпусе концентрично с золотником выполнен пламеперебрасывающий канал с входом и выходом, а золотник снабжен тремя симметрично расположенными вырезами, образующими полости равных объемов, причем, расстояние между входом и выходом пламеперебрасывающего канала больше расстояния между вырезами соседних полостей золотника. ка 2, что обеспечивает сообщение между собой (через канал 4) двух соседних поло- ф стей 8, когда их вырезы 7 перекрыты корпусом 1. Камера сгорания имеет вход 9 и выход

10 для сообщения с полостью двигателя. В корпусе 1 на выходе 6 пламеперебрасываю- а щего канала установлен воспламенитель 11. 0

Вращающийся золотник 2 (на фиг.1 стрелкой показано направление вращения) имеет форму сферы и разделен на три полости 8, каждая из которых имеет свой вырез 7. образующий окно для входа и выхода рабочего 0© тела. Для организации процесса продувки каждая полость золотника снабжена расположенной в окне 7 перегородкой 12.

° ей

При работе камеры сгорания воздух поступает на ее вход 9, смешивается с топливом, подаваемым через форсунку 3.

Образовавшаяся горючая смесь поступает в полость 8 золотника 2. когда окно 7 золотника обращено к входу 9 камеры сгорания.

Когда при вращении золотника окно 7 перекрывается корпусом 1 с образованием эам1192458

10

20

35

45

55 кнутого объема, смесь зажигается от воспламенителя 11 (при запуске) и сгорает при постоянном объеме. Затем, когда при вращении окно золотника сообщается с входом

Р пламеперебрасывающего канала 4, продукты сгорания с повышенным давлением и температурой Т =- 2000К через канал 4 устремляются в соседнюю полость и зажигают находящуюся там свежую топливо-воздушную смесь, зажигание и сгорание смеси происходит в замкнутом объеме. При этом отпадает необходимость в работе воспламенителя 11 (системы зажигания). Затем, когда при вращении окно 7 золотника сообщается с выходом 10, продукты сгорания выходят из камеры. Продувка полостей 8 осуществляется, когда при вращении золотника окно 7 одновременно сообщается со входом 9 и выходом 10 камеры (положение золотника на фиг.1), Объемная машина содержит компрессор 13, расположенный в корпусе 14, который переходит в лопаточный диффузор 15 и далее в ресивер 16. В ресивере 16 установлена форсунка 3 впрыска топлива. Ресивер

16 сообщен с входами 9 двух камер сгорания 17, расположенных диаметрально противоположно друг другу на корпусе двигателя 18, двигатель выполнен с трохоидальной полостью и трехгранным роторомпоршнем (двигатель Ванкеля). Золотники 2 камер имеют привод от вала 19 двигателя через систему 20 шестерен и валов. Выходы

10 камер сгорания coooLUBHbt с рабочими камерами 21 двигателя Ванкеля, а выпускные окна 22 рабочих камер сообщены с атмосферой и выполнены из условия их полного перекрытия торцевой поверхностью ротора 23 при определенном угловом его положении для исключения перетекания газов из одной рабочей камеры в другую.

Взаимное угловое псложение золотника 2 и ротора 23 двигателя Ванкеля (синхронно вращающихся) выбрано иэ следующего условия: в момент совмещения окна 7 золотника с выходом 10 камеры сгорания (начало выпуска продуктов сгорания из камеры) выход 10 камеры должен быть полностью перекрыт гранью ротора 23, а объем рабочей камеры 21, образованный гранью ротора и корпусом 18, должен быть при этом минимальным. Каждой полости 8 золотника 2 соответствует определенная грань ротора 23 (три полости — три грани), Вал 19 двигателя через редуктор 24 кинематически связан с компрессором 13, Отбор мощности производится от вала 19 двигателя Ванкеля.

Работа комбинированной силовой установки осуществляется следующим образом.

Сжатый воздух иэ компрессора 13 через лопаточный диффузор 15 поступает в ресивер

16, где смешивается с топливом, подаваемым форсункой 3. Подготовленная топливовоздушная смесь далее поступает в камеру

17, где сгорает в замкнутом постоянном объеме (подробное описание работы камеры приведено выше). При вращении ротора 23 (направление вращения ротора 23 и золотников 2 камер сгорания показано стрелками на фиг.3) его грань перекрывает выход 10 камеры сгорания с образованием минимального объема рабочей камеры 21 двигателя Ванкеля. В этот момент окно 7 золотника начинает совмещаться с выходом

10 камеры и продукты сгорания с повышенным давлением из полости 8 золотника устремляются в рабочую камеру 21 двигателя

Ванкеля, где, воздействуя на ротор 23, вращают его, При определенном угловом положении ротор 23 открывает выпускное окно

22 в корпусе двигателя, Через него продукты сгорания с избыточным давлением, близким к нулю (в данной конструкции, в двигателе Ванкеля, может быть сработан весь перепад давлений), выбрасываются в атмосферу.

При совмещении выреза одной из полостей с входом пламеперебрасывающего канала в последний иэ полости устремляются продукты сгорания с пЬвышенными давлением и температурой Т ==2000 К. Эти газы по каналу поступают в соседнюю полость со свежей топливовоэдушной смесью и пронизывают весь объем перемещающейся полости. При этом происходит интенсивное перемешивание горячих газов со всей смесью, надежное ее воспламенение и сгорание, свойственные факельному зажиганию, к которому близко по физике процесса предлагаемое воспламенение топлива, В предлагаемом решении система зажигания работает только на запуске. Это позволяет также использовать в качестве воспламенителя свечу с мощным поверхностным разрядом (как в обычных ГТД), что, в свою очередь, позволит повысить пусковые свойства системы зажигания. Кроме того, известно, что факельное зажигание уменьшает в выхлопных газах содержание токсичных веществ. При этом также следует отметить, что применяемое в настоящее время факельное зажигание в двигателях внутреннего сгорания требует работы воспламенителя (свечи) в течение всей работы двигателя в отличие от предлагаемого решения.

В предлагаемой конструкции, благодаря кратковременному (только на запуске) 1192458 режиму работы системы зажигания, можно применить более надежную низковольтную систему со свечой с мощным поверхностным разрядом, облегчающим воспламенение топлива.

Это создает возможность запуска двигателя в таких экстремальных по низкой температуре и давлению условиях, где обычный ДВС не запустится.

На основных режимах работы двигателя (система зажигания отключена) воспламенение топлива производится энергоемкими горячими (Г(: 2000 К) продуктами сгорания, оказывающими, кром» того, турбулизирующее воздействие на свежую топливовоздушную смесь, что в

5 итоге обеспечивает надежное воспламенение, высокие скорость и полноту сгорания, свойственные факельному зажиганию. При этом следует отметить, что существующие в настоящее время системы факельного зажи10 гания (например, на двигателе последней модели автомобиля "Волга" ) требуют постоянной работы системы зажигания.

1192458

А - А по8ериуг то

Составитель

Редактор Е.Гиринская Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 4062 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101