Способ работы теплового двигателя

Способ работы теплового двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

петтФч Î Фь.:й;.- sea ó

4 л ° т

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.02.78 (2 I ) 2 580874/25-06 с присоединением заявки,¹вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 25,05,80, Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 26.05.80 (5! )М. Кд.

Р 02 В 43/10

F 01 К 25/06

Гасударстееииый комитет (53) ) Д}(621.43. ,О 19. 7 (088.8)

1 ио делам изобретеиий и открытий

И. Л. Варшавский, П. М. Канино, А. IT. Кудряш и О. И. Митрофанов, (72) Авторы изобретения

Институт проблем машиностроения АН Украинской ССР (7I) Заявитель (54) СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОВОГО

ДВИГАТЕЛЯ"

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигатепям внутреннего сгорания, а именно к способам их работы с присадкой газообразного топпива.

Известны способы работы теплового двигателя, в частности двигатепя внутреннего сгорания, путем подачи воздуха и углеводородного топлива, сжигания последнего в камере сгорания, о

При етом вследствие непопного сгора-. ния вводимого топлива и частиц маспа на деталях образуется слой нагара. В поршневых" двигателях нагар откпадывается на поршнях, в канавках компрес15 сионных и маслосъемных копецтна клапанах (или окнах гильз цилиндров),. на распылителях форсунок, выпускном коплекторе, проточной части турбокомпрессоров (при примененяи турбонаддува) на гпушитепях, т.е. по всему тракту спедования выпускных газов, а в гаэотурбинном двигателе нагар откладывается на деталях камеры сгорания, проточной час2 ти турбины, распылителей форсунок, в полостях регенератора. В реэупьтате этого в процессе дпитепьной аксппуатации вследствие ухудшения газодинамических свойств теплового двигателя из-за уменьшения проходных сечений выпускных устройств, сопповых аппаратов и других элементов ухудшается экономичность и надежность, происходит потеря мощности двигателя.

В связи с этим тепловые двигатщуи,особенно поршневые, в процессе акспауатации приходится очищать от нагрева. Наиболее высокие требования к очистке от нагара предъявляют двигатели внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом. Традиционный способ очистки тепловых двигателей, эаюпочается в том, что двигатель останавпивают, разбирают и моют; а нос= пе етого снова собирают (lj

Рассмотренный способ приводит к дпитепьному простою энергоустановки, кроме того, разборка -- сборка тепповт го двигатепя приводит к эначитепьному сокращению его моторесурса.

9 и выхлопной трубопровод 10. Дги подачи углеводородного топлива предусмотрена ФорсУнка 11. В карбюраторном двигателе подачу водорода мощно

Осу3Д>естэлять B карбюра Гор.

Б газотурбпнном двигателе (см.фиг. 2)

Водородный баллон через регулирующие элеме3>-ты 1 2 B 1 3 подсоединйэзтся K Камере сгорания 14, к которой подключен исто 3И33к 16 углеводородного топлива и

16 пОдачи Воздуха. Продук

Tb3 сгОра33ия попадают В компрессорну30

1 7 И Тягову30 18 T>>@ >Bhbf.

В течение заданного промежутка времени между чистками, например в течение 200 ч работы стапионарного двигателя или 8000 км пуЯе>га те32ловоза, двигатель работает с подачей В него воздуха и f глеВОдороднОГО тОплива и с28ига ния . последне О В камере сГОраниЯ ПО ис» течении указанного периода времени тепловозный дизель подкщочается к устройству подачи Bogopoaa. Дизель запускаетса дЛЯ работы с введением водорода. Вопород вводится Вк,амеру сгорания B KG пичестве 0 >О 1- О, 1 Весовых дОлей От Ве» са уГлеводОродпогО топлива, . пОдаваемОГО на поминальном режиме. После работы.

f3anpffxfep, Ва холостом ходу в течение

0,2-1,6% GT периода работы двигателя между чистками (для указанного примера

20 мин — 3 q) двигатель Останавливают для проведен33я профилактическогo осмот—

Pa B Q BCtK>f ЭЛЕМЕНТОВ И СИСТЕМ> НЕ ОМЫ

Вае М3>3 х Вы пускнь3 ми Газа мн. 3> с лу чае > если экспериментально установлено, что промывка этих элеме33тов может осущест.

Влиться ре же > Остановка дВиГателя не обязательна. Продол2к33тельность работы

4Î двигателя с подачей водорода зависит от пропентнОГО соотношения углеводородного топлива и водорода, подаваемых в камеру сгорания. Чем больше пропентное со» держа3П3е Водорода, тем меньше продолж

23>>>тел ьность работы>

Экспериментальная зависимость ме жду этими п>араметра юн представлена на фиг. 8, Где Q, — весовое количест, "82.

ВО BOgOPOga, q,т — ВЕСОВОЕ КОЛИЧЕСТВО

50 углеводородного топлива, 4 — отношен33е продолжительности ввода: водорода к продолжительности периода работы двигателя между чистками.

В газотурбинной установке продукты сгорания смеси углеводородного топлива и водорода поступают в компуессорную турбину 17„а затем в тяговую турбину

18 и далее на выхлоп.

3 735814 4

Известны также способь3 работы двигателя внутреннего сгорания, позволяющие производить периодическую Очистку

dT отложений продуктов неполного сгорания без его Остановки 2 „

В процессе работы двигателя перидически в каме>2у сгорания Вводят ката лизатор, участвующий в процессе сгоре ния и Вовлекающий Отложения В хВМВческую реакпию,продукты которо пото10 ком отработавших газов уносятся па выхлоп. В качестве такой присадки исполь зуют воду, которую вводят в течение нескольких секунд в подавамь3й Воздух

B KOfiB×eCTBH 6 0-75% GT Boff BGFQ насы15 щения, при температуре ЭО C > суMìap. ное время работы с ка ализатором состав лает npffhfapno 6 0 мин B Неделю» Для повышения полноты очистки Одновремен. но с Введением воды в воздух ее вводят

„-о в трубопровод отвода отработавших га—

ЗОВ.

Известеп>3й способ имеет Ограниченно применение, Вследствие того, что GB не

Обес деч33вает полноты Очистки трубопровода отвода Отработавших газов у двигателек со сравнительно низкой температурой выхлопа. Кроме того, часть тепла В камере сгорания расходуется на испарение и разложение воды, вследствие чего его э33фектБВность „недОстаточно ВысОка.

Целью изобретениа является повышеНИЕ ЭффЕКТИВЖИ" ТИ ОЧИСТКИ>

ДЛЯ ЭТОГО KBTaBHBGTop Вводят В Випе, свободного водорода В Te>fenne 0,2-1,5% от периода работы двигателя между чист ками и в количестве, составляющем

0„01-0„„весовых долей От Веса углеводородного топлива, подаваемого на номинальном ре2киме„.

На фиг. 1 схематически изображено

)cTp03fcTBo, ПОзвОляющее Осуществить предложенный способ для двигателя внутpeB33ef"o сгорания дизеля; на фиг. 2 - ТО же, применительно K газотурбинному двигател3о; на фиг. 3 - показан график зависимости времени очистки теплового двигателя от количества подаваемого водоp0g8, Баллон 1 с водородом (см. фиг. 1) через запорный регулируемый вентиль 2

I и установленный В цилиндре невозвратный дозирующий клапан 3 соединен с пи. линдром 4 дизеля, в котором перемещается поршень 5.

К цилиндру подключен турбокомпресCGp 6 через Воздухопровод 7, ВоздухоВпускные клапаны 8, выпускные клапаны

Водород, после введения s камеру сгорания, участвует в процессе сгорания, т.е. способствует увеличению потенциальной энергии продуктов сгорания. Наряду с 9TRM вместе с продуктами сгора 5 ния угпеводородного топлива он образует катапизатор1 Вовлекающий в химическую реакцию отложения продуктов непопного сгорания, и обес печивает sblcoKpG с те пень очи:тки m" этих отложений рабочих О поверхнсстей двигатепя вплоть до полного исчезновения следов отложений.

Таким образом, эФФективность очистки по сравнению с известными способами повышается. t5

Формула изобретени я

Способ работы теплового двягателя, например двигатепя внутреннего сгорания.путем цодачи воздуха и угпеводород7

1 б ного топлива, сжигания последнего в камере сгорания и периодической очистки поверхностей двигатепя от отпожений продуктов неполного сгорания при помощи ввода в камеру сгорания катализатора, отпичающийся тем,что,с цепью повышения эФФективности очистки, катализатор вводят в виде свободного водорода в течение 0,2-1,5% от периода работы двигатепя между чистками и в ко пичестве, составляющем 0,01-0,1 весовых допей от веса углеводородного топлива, подаваемого на номинапьном режиме.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Тепловоз 2Т31ОВ. Руководство по эксплуатации и обслуживанию. М„

Транспорт, 1875, с. 250-252, 2. Патент CEA И 3779213, кп. 123-1, опубп. 1973.