Форкамера двигателя внутреннего сгорания
Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к двигателям внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Форкамера содержит полость, сообщенную с основной камерой сгорания перепускным каналом, смонтирован на наружной части головки блока цилиндров, имеет полость со встроенной распиливающей форсункой, а перепускной канал выполнен в виде профилированного сопла Лаваля, причем входной участок перепускного канала имеет образующую в виде гладкой кривой, форма которой определяется по соотношению Витошинского, а сопряжение входного и выходного участков выполнено по дуге эллипса. Изобретение обеспечивает работу ДВС на бедных жидкотопливно-воздушных и газовоздушных смесях, экономию дизельного топлива, малую токсичность отработавших газов, простоту технического обслуживания и низкую себестоимость. 1 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к двигателям внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, и предназначено для улучшения их технико-экономических и экологических показателей.
Известны форкамеры двигателей внутреннего сгорания, выполненные в головке блока цилиндров, сообщенные с основной камерой сгорания соединительными каналами (см., например, патент США №4442807 кл. F 02 В 19/18, 1984 г., патент РФ №2099550 F 02 В 19/18, 1995 г.)
Недостатками таких форкамер являются высокая трудоемкость производства и технического обслуживания, а также невозможность использования на действующем и производимом парке автотехники, так как неизбежные изменения в конструкции двигателя потребуют вложения капитальных затрат на разработку конструкций его новых деталей и узлов, изменение технологии производства и дополнительное оборудование и техоснастку. Размещение известных форкамер в нижней части головки блока цилиндров существенно затрудняет их технологическое обслуживание и, при необходимости, демонтаж, так как потребует разборку двигателя автомобиля. Указанные недостатки затрудняют внедрение известных форкамер на действующем автопарке и выпускающихся автомобилях и решение в реальном времени задач повышения топливной экономичности автомобилей и экологических проблем в крупных городах и на автотрассах.
Эти недостатки устранены в форкамерах по патентам Великобритании №1261176, Кл. F 02 В 19/12, 1972 г. и РФ №2210677, F 02 В 19/18, 2001 г., смонтированными на внешней (наружной) части головки блока цилиндров и содержащими полость, сообщенную с основной камерой сгорания двигателя при помощи перепускного криволинейного канала. Известные форкамеры просты по конструкции, легко и быстро монтируемы и чрезвычайно дешевы в производстве и эксплуатации, а форкамера по патенту РФ №2210677 на испытаниях показала высокие результаты топливной экономичности и экологичности автомобильных двигателей.
Однако эти форкамеры применимы на двигателях с принудительным (искровым) зажиганием и не могут быть использованы на двигателях с воспламенением от сжатия горючей смеси (дизельных ДВС).
Известны топливные насосы дизельных двигателей с повышенным давлением впрыска топлива 70-100 МПа (70-100 атм), например ЯМЗ ТА 423, ТА 444, ТА 861. Такое увеличение давления впрыска топлива необходимо для лучшего его распыления в камерах сгорания новых двигателей, чтобы сжигать дизтопливо по критериям, удовлетворяющим требованиям экологических стандартов EURO-1, EURO-2 и EURO-3.
Однако такое повышение давления впрыска вызывает повышение мощности топливного насоса и его привода, что составляет 10-15% мощности ДВС, развиваемой автомобилем на крейсерской скорости движения (˜80 км/час). Такая высокая мощность привода топливного насоса обуславливает значительный дополнительный расход топлива, что ухудшает топливную экономичность ДВС, а экологические характеристики автомобиля остаются в существенной степени зависимы от надежности и эффективности работы форсунок и качества смесеобразования в цилиндре ДВС, которые в настоящее время еще очень низкие.
Целью настоящего изобретения является существенное улучшение топливной экономичности и экологичности ДВС с воспламенением от сжатия горючей смеси на основе простого и надежного технического решения.
Для этого известный двигатель с воспламенением от сжатия горючей смеси (например, ЯМЗ-238, КамАЗ-740 дизельные) согласно изобретению оснащается форкамерой, смонтированной на внешней (наружной) части головки блока цилиндров и содержащей полость, сообщенную с основной камерой сгорания при помощи перепускного криволинейного канала, выполненного в виде профилированного сопла Лаваля, выходной участок которого выходит в основную камеру сгорания, а полость форкамеры содержит распыливающую форсунку для впрыска топлива.
Установка форкамеры дизельного ДВС на внешней (наружной) части головки блока цилиндров обуславливает простоту ее конструкции и технического обслуживания, а также высокую доступность и оперативность реализации предложенного технического решения в реальном времени на действующих и новых автодвигателях. Установка в полости форкамеры распыливающей форсунки устраняет необходимость увеличения давления впрыска топливного насоса высокого давления (ТНВД) и оставить его на уровне 300-350 атм, т.к. после впрыска давление в полости форкамеры, после предварительного сгорания топливной смеси, может достигать более 1000 атм, что обусловлено геометрическими и конструктивно-прочностными характеристиками головки блока цилиндров и форкамеры. Выполнение перепускного канала в виде профилированного сопла Лаваля обеспечит наивысшую (сверхзвуковую) скорость истечения топливно-воздушной смеси в цилиндр двигателя и ее наилучшие дисперсность и распыление, что приведет к оптимальным параметрам смесеобразования и сгорания топлива и, как следствие, к снижению расхода топлива, токсичности выхлопных газов и высокому КПД двигателя автомобиля.
Компактная, легко и быстро монтируемая и демонтируемая конструкция форкамеры обеспечит простоту ее производства, эксплуатации и технического обслуживания, низкую себестоимость и доступность широкому потребителю, решение актуальных экологических проблем автотранспорта.
Предложенное техническое решение не известно из доступных источников информации уровня техники, из которого явным образом не следует для специалиста-двигателестроителя и промышленно легко осуществимо для производства форкамерно-факельных систем ДВС, то есть соответствует критериям патентоспособности.
Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1), который имеет чисто иллюстративное значение и не ограничивает объема прав совокупности существенных признаков формулы изобретения, где изображены: форкамера 1, смонтированная на наружной части головки 2 блока цилиндров 3, содержащая полость 4 с установленной распыливающей форсункой 5, перепускной канал 6, выполненный в виде профилированного сопла Лаваля с контуром, образованным плавной кривой и состоящим из входного 7 и выходного 8 участков.
По совокупности конструктивных признаков форкамера представляет собой импульсный реактивый двигатель, работающий в заторможенном (обращенном) режиме, в котором окислитель (воздух) подается через реактивное сопло.
Входной участок 7 перепускного канала 6 имеет образующую в виде гладкой кривой, форма которой может быть определена, например, по известному соотношению Витошинского, а контур выходного участка 8 может быть построен известным методом характеристик. Сопряжение образующих этих участков можно выполнить по дуге эллипса.
Устройство функционирует следующим образом. На такте сжатия ДВС сжатый воздух при Т˜700-900°С из основной камеры сгорания через перепускной канал 6 поступает в полость 4 форкамеры и заполняет ее. В момент впрыска из распылителя форсунки 5 в полость 4 впрыскивается распыленное топливо, где воспламеняется и частично сгорает, температура в полости форкамеры повышается до 1500-2000°С, а давление поднимается до величины более 1000 атм. Раскаленные продукты предварительного сгорания за счет сильного перепада давлений на входе и выходе перепускного канала 6 истекают со сверхзвуковой скоростью в основную камеру сгорания, где интенсивно перемешиваются со сжатым воздушным зарядом и эффективно догорают при наивысшей скорости сгорания топлива и максимальной полноте окисления топлива, обеспечивая повышенное давление на поршень и минимальную токсичность продуктов сгорания в цилиндре ДВС.
Ограниченное сообщение полости форкамеры 4 с объемом цилиндра ДВС за счет малого сечения перепускного канала 6 существенно снижает возможность коррозийного запирания отверстий распылителя форсунки 5 вследствие образования пускового конденсата или их закоксовывания от пригарания масляных брызг, что повышает надежность работы топливной аппаратуры ДВС.
Использование настоящего изобретения обеспечивает надежный пуск дизельного ДВС, устойчивость и мощность его работы на бедных топливно-воздушных смесях при снижении выхлопных газов в десятки раз и снижение скорости разрушения озонового слоя Земли, так как дизельные ДВС составляют более 50% единиц автотранспортной техники всех стран мира.
Форкамера двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержащая полость, сообщенную с основной камерой сгорания перепускным каналом, отличающаяся тем, что она смонтирована на наружней части головки блока цилиндров, содержит установленную в полости распыливающую форсунку и сообщена с основной камерой сгорания двигателя при помощи перепускного канала, выполненного в виде профилированного сопла Лаваля, причем входной участок перепускного канала имеет образующую в виде гладкой кривой, форма которой определяется по соотношению Витошинского, а сопряжение входного и выходного участков выполнено по дуге эллипса.
Форкамера двигателя OM 606 Mercedes W210 | Festima.Ru
Форкамера Toyota 2L 1110654120 (новый) Марка: Toyota Год: 1110654120 Двигатель: 2L, 3L, 5L Номер и производитель: 1110654120 Leweda Кросс-номера: 1110654120 Маркировка: LWD1110654120 Leweda Форкамера Артикул товара №105374 Форкамера подходит: Toyota 4Runner 2 поколение 1989 — 1995 N120, N130 (LN106, LN111, LN130, LN135) двигатель 3L (2.8 Д) Toyota 4Runner 3 поколение 1995 — 2002 N180 (LN107) двигатель 3L (2.8 Д) Toyota 4Runner 4 поколение 2002 — 2009 N210 (LN205) двигатель 5L (3.0 Д) Toyota Blizzard 2 поколение 1984 — 1990 (LD20) двигатель 2L (2.4 Д) Toyota Chaser 3 поколение 1984 — 1988 X70 (LX70) двигатель 2L (2.4 Д) Toyota Chaser 4 поколение 1988 — 1992 X80 (LX80) двигатель 2L (2.4 Д) Toyota Cresta 2 поколение 1984 — 1988 X70 (LX70) двигатель 2L (2.4 Д) Toyota Cresta 3 поколение 1988 — 1992 X80 (LX80) двигатель 2L (2.4 Д) Toyota Crown 10 поколение 1995 — 2001 S150, XS10 (LXS10, LXS12) двигатель 2L (2.4 Д), 5L (3.0 Д) Toyota Crown 7 поколение 1983 — 1987 S120 (LS120, LS126) двигатель 2L (2. 4 Д) Toyota Crown 8 поколение 1987 — 1999 S130 (LS136) двигатель 2L (2.4 Д) Toyota Dyna 5 поколение 1984 — 1994 U60, Y50 (LY50, LY51, LY60, LY61) двигатель 2L (2.4 Д), 3L (2.8 Д) Toyota Dyna 6 поколение 1995 — 2002 U100, U200, Y100 (LY100, LY101, LY102, LY111, LY112, LY121, LY122, LY131, LY132, LY151, LY152, LY161, LY162, LY201, LY202, LY211, LY212, LY220, LY225, LY230, LY235, LY240, LY270, LY280, LY290) двигатель 2L (2.4 Д), 3L (2.8 Д), 5L (3.0 Д) Toyota Hiace 3 поколение 1982 — 1989 H50, H60, H70 (LH51, LH56, LH61, LH66, LH71, LH85) двигатель 2L (2.4 Д) Toyota Hiace 4 поколение 1989 — 2004 h200 (Lh200, Lh202, Lh203, Lh204, Lh205, Lh207, Lh208, Lh209, Lh210, Lh212, Lh213, Lh214, Lh215, Lh217, Lh218, Lh219, Lh223, Lh225, Lh229, Lh240, Lh254, Lh262, Lh264, Lh266, Lh268, Lh272, Lh274, Lh276, Lh278, Lh282, Lh284, Lh286, Lh288, LH80, LH90, LH95) двигатель 2L (2.4 Д), 3L (2.8 Д), 5L (3.0 Д) Toyota Hiace 5 поколение 2004 — 2017 h300 (LXh22, LXh32, LY101, LY111, LY151, LY161) двигатель 2L (2.4 Д), 3L (2. 8 Д) Toyota Hilux 4 поколение 1983 — 1988 N50, N60, N70 (LN51, LN56, LN60, LN61, LN65, LN67) двигатель 2L (2.4 Д), 3L (2.8 Д) Toyota Hilux 5 поколение 1988 — 1997 N100, N110, N120, N130, N80, N90 (LN100, LN106, LN107, LN109, LN80, LN81, LN85, LN86, LN90, LN91) двигатель 3L (2.8 Д), 2L (2.4 Д) Toyota Hilux 6 поколение 1997 — 2005 N140, N150, N160, N170, N190, N200 (LN140, LN141, LN145, LN146, LN147, LN150, LN152, LN155, LN157, LN166, LN167, LN171, LN172, LN191, LN192, LN200) двигатель 2L (2.4 Д), 3L (2.8 Д), 5L (3.0 Д) Toyota Hilux Surf 1 поколение 1984 — 1989 N60 (LN60V) двигатель 2L (2.4 Д) Toyota Land Cruiser 8 поколение 1984 — 2015 J70 (LJ70, LJ72, LJ79) двигатель 2L (2.4 Д), 3L (2.8 Д) Toyota Land Cruiser Prado 2 поколение 1996 — 2002 J90 (LJ90, LJ95) двигатель 3L (2.8 Д) Toyota Mark II 5 поколение 1984 — 1988 X70 (LX70, LX76) двигатель 2L (2.4 Д) Toyota Mark II 6 поколение 1988 — 1992 X80 (LX80) двигатель 2L (2.4 Д) Toyota Regius 1 поколение 1997 — 2002 h50 (LXh53, LXh59) двигатель 5L (3. 0 Д) Toyota Regius Ace 1 поколение 1999 — 2004 h200 (Lh200, Lh202, Lh203, Lh207, Lh209, Lh210, Lh213, Lh215, Lh217, Lh219, Lh223, Lh225, Lh229, Lh240, Lh262, Lh268, Lh272, Lh278, Lh282, Lh284, Lh286, Lh288) двигатель 2L (2.4 Д), 3L (2.8 Д), 5L (3.0 Д) Toyota ToyoAce 5 поколение 1985 — 1995 (LY50, LY51, LY60, LY61) двигатель 2L (2.4 Д), 3L (2.8 Д) Toyota ToyoAce 6 поколение 1995 — 1999 (LY101, LY102, LY111, LY112, LY121, LY122, LY131, LY132, LY151, LY152, LY161, LY162, LY201, LY202, LY211, LY212) двигатель 3L (2.8 Д), 5L (3.0 Д) Toyota ToyoAce 7 поколение 1999 — н.в. (LY220, LY230, LY240, LY270, LY280, LY290) двигатель 5L (3.0 Д) Тойота, Тоета Фораннер, Форанер, Foruneer, 4Runer, Близзард, Чайзер, Креста, Кроун, Краун, Хайс, Хайлюкс, Хайлюкс Сурф, Ленд Крузер, Ланд Крузер, Ленд Крузер Прадо, Ланд Крузер Прадо, Марк 2, Региус, Региус Айс, Тойо Айс, ТойоАйс, Тойо Эйс, ТойоЭйс; ________________________________ Изготовлен на немецком оборудовании и под контролем Deutschland. Товары высокого качества от ведущего производителя, определяется специалистами Европейского экспертного союза. Изготавливаются для внутреннего рынка Европы. Действует гарантия. Товар в наличии. Осуществляем доставку запчастей по всем городам России, Белоруссии, Казахстана и др. любыми транспортными компаниями на ваше усмотрение. Установка только в спец. сервисе, имеющим допуски к данным видам работ, у запчастей имеются допуски по регулировкам. ________________________________ Организуем доставку по Москве и Московской области. Все услуги транспортных компаний оплачивает покупатель при получении. С нами расчет только за сам товар, доставку до терминала ТК и доп. упаковку! Отправка транспортными компаниями и ЕМС почтой Отправляем товар по городам России транспортными компаниями СДЭК (очень быстрая доставка по РФ 2-4 дня), \Энергия\ПЭК\ДелЛинии\ЕМС-почта и другие ТК.
Автозапчасти
Двухтопливный форкамерный дизельный двигатель с природным газом | Дж. Инж. Мощность газовых турбин
Пропустить пункт назначения
Научно-исследовательские работы
С. Сонг,
П. Г. Хилл
Информация об авторе и статье
Дж. Инж. Мощность газовых турбин . Октябрь 1985 г., 107(4): 914-921 (8 страниц)
https://doi.org/10.1115/1.3239836
Опубликовано в Интернете: 1 октября 1985 г.
История статьи
Получено:
1 ноября 1984 г.
Онлайн:
15 октября 2009 г.
- Взгляды
- Содержание артикула
- Рисунки и таблицы
- Аудио
- Дополнительные данные
- Экспертная оценка
- Делиться
- Твиттер
- MailTo
Иконка Цитировать Цитировать
Разрешения
- Поиск по сайту
Цитирование
Сонг С. и Хилл П. Г. (1 октября 1985 г.). «Двойное топливо форкамерного дизельного двигателя с природным газом». КАК Я. Дж. Инж. Мощность газовых турбин . октябрь 1985 г .; 107(4): 914–921. https://doi.org/10.1115/1.3239836
Скачать файл цитаты:
- Рис (Зотеро)
- Диспетчер ссылок
- EasyBib
- Подставки для книг
- Менделей
- Бумаги
- Конечная примечание
- РефВоркс
- Бибтекс
- Процит
- Медларс
Расширенный поиск
Была изучена возможность двухтопливной работы на природном газе в форкамерном дизельном двигателе с особым акцентом на расход топлива и изменение давления в цилиндре. Также было исследовано влияние ограничения подачи воздуха, расхода пилотного дизельного топлива и момента впрыска. Вблизи полной нагрузки уровень расхода энергии топлива был близок к расходу энергии при работе на прямолинейном дизеле, хотя при частичной нагрузке (при отсутствии ограничения подачи воздуха) уровень расхода энергии топлива был относительно высоким. При отсутствии регулировки момента впрыска максимальная выходная мощность при работе на двух видах топлива была сильно ограничена максимальным давлением в цилиндре. Замедление момента впрыска эффективно снижает максимальное давление в цилиндре до безопасного уровня. Анализ кажущегося энерговыделения указывает на различия в механизме сгорания между самовоспламенением дизельного топлива при прямолинейном дизельном режиме и распространением фронтов пламени при двухтопливном режиме.
Раздел выпуска:
Исследования
Темы:
Дизельные двигатели, Натуральный газ, Топливо, Дизель, Цилиндры, Давление, Потребление энергии, стресс, горение, пламя, Поток (Динамика), Потребление топлива, Зажигание
Этот контент доступен только в формате PDF.
В настоящее время у вас нет доступа к этому содержимому.
25,00 $
Покупка
Товар добавлен в корзину.
Проверить Продолжить просмотр Закрыть модальный режим
|