CZ76397A3 - Motor se vstřikováním vody do válce - Google Patents

Motor se vstřikováním vody do válce Download PDF

Info

Publication number
CZ76397A3
CZ76397A3 CZ97763A CZ76397A CZ76397A3 CZ 76397 A3 CZ76397 A3 CZ 76397A3 CZ 97763 A CZ97763 A CZ 97763A CZ 76397 A CZ76397 A CZ 76397A CZ 76397 A3 CZ76397 A3 CZ 76397A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
air
water
duct
cylinder
nitrogen
Prior art date
Application number
CZ97763A
Other languages
English (en)
Inventor
Sidney W. Binion
Original Assignee
Entherm, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Entherm, Inc. filed Critical Entherm, Inc.
Publication of CZ76397A3 publication Critical patent/CZ76397A3/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • F02M25/03—Adding water into the cylinder or the pre-combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/02—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/10—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone
    • F02M25/12—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone the apparatus having means for generating such gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

Uvedený vynález se týká obecně motoru, s vnitřním spal&varfřrrfí Γ 0 zejména motoru se vstřikováním vody do válce. Vynález se zejiiiéna týfkéj *1 » Λ motoru s vnitřním spalováním s vstřikováním vody přímo do válc^TéRemL“““' komprese pro zlepšení jeho účinnosti chlazením stlačovaných plynů.
Dosavadní stav techniky ί n-V· · ·'♦ ' *
Různé kapaliny jako je voda a směsi vody s dalšími substancemi jako jsou alkoholy bývají přidávány do motorů spalujících uhlovodíková paliva pro zlepšení chodu motoru. Během komprese se kapky vody odpařují a absorbují tepelnou energii vzniklou uvnitř spalovacího prostoru a zabraňuji předčasnému zapálení. Odpařovaná voda je následně ohřátá hořící palivovou směsí během expanze, přičemž^se zvyšuje mechanická účinnost spalovacího procesu. Uvedené úpravy mohou bránit usazování karbidů na stěnách válce motoru. Výsledkem dané úpravy dané účinkem-vstřikování vody je plynulejší a účinnější chod motoru při chudší palivové směsi. Dále,, snížením horních teplot spalování se snižuje tvorba oxidů dusíku a minimalizuje se tepelné namáhání součástek motoru.
Bylo vytvořeno mnoho různých typů zařízení dodávajících kapaliny do vstupujícího vzduchu u motoru s vnitřním spalováním. Tato zařízení obsahují emulzni vstřikovací systémy a zvlhčovače vstupního vzduchu, kterými vzduch prochází přes vodu před přivedením do motoru. Přímé vstřikování kapaliny do vstupního vzduchu je limitováno schopností mechanických systému přesně měřit relativně malá množství vody pro získání optimálního poměru vody v konečném složení směsi palivo/vzduch. Zvlhčovači systémy nebo systémy s přímým vstřikováním vody jsou nevýhodné protože hlavní část absorbované tepelné kapacity vody se nachází ve fázi transformace z kapaliny na plyn.
Známé systémy nemohou zcela splnit požadavky dané potřebami motoru, kladené na čistě mechanická zařízení, odpovídající v celém širokém rozsahu pracovních podmínek. Způsob dodávání dvou různých kapalin do společného spalovacího prostoru je popsán v US patentu č. 4,031,864 os W.T. Crothera, Voda je použita pro dosažení fáze separace když jsou
Ί metanol a plyn skladovány ve společném zásobníku, ale dodávány z různých hladin uvnitř zásobníku. Základním účelem· tohoto vynálezu je umožnění užití různých paliv. ...........
, itw.1 «, -r ' fl ·**- ř J 'J··· W·-· “ Λ
Způsob dodávání. vody během konečné fáze expanze v motoru s vnitřním spalováním je popsán v US patentu č. 4,351,289 od V A Renda. Vstřikovací voda je přiváděna z tlakové nádrže vstřikovacím čerpadlem, které je sepnuto pouze při předem daném kroutícím momentu, pomocí ovládání tlakového spínače reagujícího na podtlak v sacím kanálu.
I
Způsob dodávání vody do motoru .s, vnitřním spalováním za účelem získání chodu s chudou palivovou směsí je popsán v US patentu č. 4,461,245
I od M. Vinokura. Vnitřní manometr je užit pro řízení vnějšího vodního čerpadla, čímž je dosaženo vstřikování vody v požadovaném poměru.
h
Způsob přivádění vody do válců motoru s turbodmychadlem je popsán v US patentu č. 4,556,665 podaném L. Sandberym. Tento systém vstřikuje vodu do všech rozdělovačích kanálků před každým sacím ventilem a pracuje v závislosti na palivovém systému.
Systém pro vstřikování vody do motoru s vnitřním spalováním, využívající generátory je popsán v US patentu Č. 4,960,080 od J.. O.Neilla, E. Schislera a P. Kubo. Systém je aktivován když výstup generátoru dosáhne
-3předem stanovené hladiny, která je stanovena v závislosti na tvorbě NOx při chodu motoru.
Systém pro vstřikování vody do motoru s vnitřním spalováním se zážehovým systémem je popsán v US patentu č. 4,096,829 od G. Spearse. systém pracuje s vodním vstřikovacím čerpadlem v závislosti na motoru s RPM, kde RPM je směrová indukce na jedno ze zážehových vláken. Množství vstřikované vody je řízeno průtokem vzduchu atomizérem.
Systém vstřikování vody do karburátoru pro získání chudších palivových směsí je popsán v:US páfeňtu č. 4,448,153 od R. Millér. Vodní vstřikovací'čerpadlo je zapínáno a vypínáno v závislosti na velikosti teploty motoru, tlaku oleje a sacího tlaku.
Systém pro koordinaci vstřikování vody a paliva do vstupních kanálků je popsán v US patentu č. 5,148,776 od M.J. Connora. Tento systém využívá počítač pro výpočet poměru palivo/vzduch/voda dodávaného do motoru.
, Žádný z výše uvedených materiálů neprovádí ani vstřikování vody přímo do válce během komprese, ani kombinaci vstřikování vody obohacené kyslíkem.
Podstata vynálezu
Normální zážehový motor, přeplňovaný turbodmychadlem, je založen na kombinaci Ottova cyklu - palivo - vzduch, a Braytonova cyklu - vzduch. Takto složený cyklus je vylepšením základního Ottova cyklu v tom, že část komprese (pomocí turbodmychadla) je z válce odstraněna. Rovněž je zlepšeno proudění média a doprovodný výkon. Nicméně zážehový složený motor stále ztrácí objemovou účinnost a účinnost spalování díky jeho společnému válci pro spalování i kompresi. Ideálně by měly být tyto procesy
-4optimalizovány individuálně a v separovaných komorách tak, jako je tomu u plynové turbíny s Braytonovým cyklem. Složený cyklus ve skutečnosti poskytuje jistý stupeň separace a optimalizace, ale je stále omezen provedením, a tedy termodynamickým kompromisem uvnitř válce. Předložený vynález řeší termodynamickou nerovnost individuální optimalizací termodynamických procesů komprese a spalovaní/expanze za účelem zvýšení celkové účinnosti a výkonu. K těmto procesům dochází v modifikovaném složeném motoru s vratným pístem s turbodmychadlem a s mechanickými a termodynamicky významnými zlepšeními;
Uvedený cyklus motoru je v podstatě nový cyklus a je zlepšením, v tn λ · * τa porovnání s konvenčním složeným cyklem. Do cyklu je přidávána voda a připadne kyslík za účelem zlepšení proudění média, objemové účinnosti, účinnosti spalování, teploty spalování, stability hoření, vznětlivosti a také v
snížení spotřeby paliva a produkování oxidů dusíku nebo NOx.
Účinnost konvenčního zážehového motoru s jiskrou nebo plazmou je omezena,_což je dáno: 1) nižším kompresním poměrem z důvodu vyloučení předčasného zapálení, 2) neúčinným zmírněním nárůstu teploty během kompresního zdvihu, 3) neúčinným - zmírněním5 kompresní práce; 4)· konstantním množstvím, média v komoře po uzavření sacího ventilu a s narůstající teplotou za komprese, 5) omezením procentuálního množství kyslíku ve vzduchu.
Omezení kompresního poměru konvenčního zážehového - jiskra/ nebo plazma - motoru je způsobeno narůstající teplotou vzduchu nebo směsi paliva se vzduchem během kompresního zdvihu a následujícího termálně indukovaného předčasného zapálení. Účinnost motoru je silně závislá na kompresním poměru. Nicméně konvekční zážehový motor (jiskra/plazma) nemůže díky omezení předčasného zapálení využít vysoké účinnosti vysokých kompresních poměrů tak, jako je tomu u dieselového cyklu.
-5Vstřikování nízkoteplotní a/nebo rozprašované vody ve válci před nebo během kompresního zdvihu způsobí fázovou změnu vody na plyn pomocí absorbce okolního tepelného toku (latentní teplo vody při vypařování), čímž dochází k zabránění termálně indukovaného předčasného zapálení.
Konvenční zážehový motor (jiskra/plazma) není sám o sobě schopen efektivně zmírnit nárůst teploty tepelného toku během kompresního cyklu. Během kompresního zdvihu narůstá teplota plynné hmoty uvnitř válce, což je dáno: 1) konvekčním ohřevem a sálavým ohřevem od stěn válce, hlav válců, pjstních. vyklenutí, ventilů a podobně,~2) adiabatickým nebo^ polytropickým ohřevem způsobeným stlačováním objemů plynů pístem. Normální zážehový motor (jiskra/plázma) není schopen efektivně zmírňovat nárůst teploty během kompresního zdvihu nebo cyklu díky výše uvedeným ohřívacím jevům. Vstřikování nízkoteplotní a/nebo rozprašované vody ve válci pred.a/nebo> během kompresního zdvihu bude absorbovat tepelný tok, jehož zdrojem je válec, a teplo kompresní práce. Dojde k fázové změně vody na plynné výpary zmirňující nárůst teploty celkového množství média uvnitř válce. Jinými slovy, konečná teplota stlačeného média (skládající se z vody/vzduchu/paliva nebo vody/vzduchu, obohaceného o O2/paliva) na konci kompresního zdvihu bude významně nižší důsledkem vstřikování’ vody. Tato konečná teplota při kompresním zdvihu bude pod bodem termálního vzníceni stlačené směsi média, čímž dojde k zamezení předčasného zapálení.
Motor, ve kterém dochází ke vstřikování paliva přímo nebo ve válci, a který je také zážehový (jiskra/plazma) - nebo jinak nezapalovaný kompresním ohřevem - bude rovněž vylepšen vstřikováním vody ve válci při kompresním zdvihu. Při tomto cyklu je množství vstřikované vody/vzduchu udržováno pod teplotou vznícení, takže nedojde k předčasnému vznícení vstřikovaného paliva.
-6Konvenční zážehový motor (jiskra/plazma). sám o sobě není schopen efektivně zmírnit kompresní práci během kompresního cyklu. Vstřikování nízkoteplotní a/nebo rozprašované vody ve válci před a/nebo během kompresního zdvihu způsobí fázovou změnu vody na ptyn pomocí absorbování okolního tepelného toku (latentní teplo vody při vypařování), čímž dojde ke snížení teploty nebo zmírnění teploty stlačeného média. Se snížením nebo zmírněním teploty média uvnitř válce je úměrně snížena kompresní práce.
V konvenčním zážehovém motoru (jiskra/plazma) - nebo jinak '...... ~ ‘ ·-· - - v -····- -* — nezapalovaném kompresním teplém - probíhá obecně'cyklus při konstantním ' množství média. Po uzavření sacích ventilů je'během kompresního zdvihu ' množství média ve válci konstantní. Přidáním takového ředícího prostředku, jako je voda během kompresního zdvihu dochází ke zvětšení celkového procházejícího množství média, a tím ke zvýšení výkonu. Výkon, zvýšený vstřikováním vody při kompresním zdvihu, je odvozen jako zvýšené' množství/hybnost vody vzhledem k pístu během expanzního zdvihu pro zvýšení výkonu a účinnosti. Vstřikování tlakové a diferenčně-tlakové vody během komprese nejen zmírní teplotu při kompresním zdvihu, ale také zvýší celkový-výkon motoru v důsledku diferenciálního zvětšení (diferenciálním .7 vstřikováním hmoty) množství média procházejícího během cyklu motoru.
*
Poměr paliva ke vzduchu je u konvenčního zážehového motoru (jiskra/plazma) omezen zdola procentuálním obsahem kyslíku ve vzduchu. Omezení procentuálního obsahu kyslíku ve vzduchu, nominálně 21% na hladině moře, konečně určuje dolní nízkoprocentní mez pro poměr paliva ke vzduchu. Až do nedávná a do příchodu generátorů kyslíku se statickými membránami s relativně vysokou účinností, bylo použití doplňkového kyslíku pro zlepšené spalování neekonomické. S generátory se statickými membránami, turbodmychadly, poháněnými výfukovými plyny a tlakovými rekuperačními turbínami je minimalizována energetická ztráta, způsobená
-7produkováním proudu vzduchu obohaceného o kyslík, zatímco dolní mez poměru paliva ke vzduchu je zvětšena, čímž je zvýšena celková účinnost motoru.
Uvedený návrh vstřikování vody v zážehových motorech (jiskra/plazma) má vedle významných zlepšení cyklu i omezení týkající se: 1) hladin absolutní vlhkosti, 2) rychlosti vypařování vody, 3) objemové účinnosti. Byly navrženy různé typy zařízení pro zavedení tekutin do nasávaného vzduchu u motorů s vnitřním spalováním. Tato zařízení obsahují systémy na —vstřikování, emulze, zvlhčovače nasávaného vzduchu a vstnkovače v sacím kanálu.
Zařízení; která vstřikují vodu do sacího kanálu primárně ovlivňují zvlhčování a zhušťováni dávky vzduchu před kompresním zdvihem. Tyto.
1 systémy jsou významné,, neboť snižují teplotu vstupního vzduchu a provádějí zvlhčování s dosaženou hladinou relativní vlhkosti téměř 100%. Nicméně . absolutní vlhkost je funkcí teploty. Zvlhčování v sacím kanálu je omezeno na
-, nižšíJNadinirabso[utniho_ zvlhqpvání něž je tomu pří vstřikování nízkoteplotní a/nebo rozprašované vody uvnitř válce, neboť první proces probíhá při nižší teplotě, zatímco ke druhému procesu dochází-uvnitř vyššího teplotního á rozmezí, kdy teplota narůstá se zvyšujícím se kompresním poměrem kompresního zdvihu. Vyšší teploty během kompresního zdvihu umožňují, aby bylo ve stlačeném médiu obsaženo větší množství vody bez tvoření kapiček, nebo vysokých relativních vlhkostí, které by mohly vzájemně reagovat s olejovými lubrikanty na stěnách válce a tím narušovat některé z lubrikačních vlastností stěny. Tento vynález je schopen přivádět vysokotlaký proud buď nízkoteplotní anebo rozprašované vody do relativně horkého volného prostoru nad pístem, za účelem vytvoření mírné relativní vlhkosti, ale významně vyšší absolutní vlhkosti v porovnáni se systémy zvlhčování v sacím kanálu.
-8Vstřikování vody v sacím kanálu, jak rozprašováním, přímým proudem nebo v podobě sledu kapiček konečně nasátých do válce je ve všech případech závislé na rychlosti vypařování, která je úměrná teplotě a relativní vlhkosti okolního plynného média. Rozprašování v sacím kanálu, při současných nejvyšších rychlostech vypařování v sacím kanálu je závislé na maximální hladině 100% relativní vlhkosti, za kterou se voda nevypařuje, ale je zavedena do válce s průvodními následky interakce s lubrikanty stěny válce. Přímý proud v sacím kanálu nebo sled vodních kapíček mohou vstřikovat vodu, ale mohou mít také čtyři nežádoucí účinky: 1) vzájemné - působení mezi vodou aJubrikantem stěny, a dopad „tohoto kompromisu na lubrikační systém, 2) předčasná fázová změna vody ná páru, primárně T ' . * 4 Γ'' * · způsobená tepelnou vodivostí sacího ventilu nebo stěny válce, 3) přivedení vody na píst, jehož důsledkem je fázová změna vody na páru, primárně způsobená tepelnou vodivostí vyklenutí pístu (pára nyní vytvořená budef podřízená plné kompresní práči a nebude k dispozici pro zmírnění kompresních teplot nebo kompresní práci), 4) přemístění plynného média kapalnou vodou v dávce válcem nasátého vzduchu snižuje objemovou Í--_,účinnost.rNap.rpti. toniuje .podle _tphotp vynálezu přiváděna nízkoteplotní nebo rozprašovaná voda do volného prostoru nad pístem, která se díky vyšším teplotám při kompresním zdvihu rychleji vypařuje (na rozdíl od nižších teplot sacího kanálu). Teplo absorbované vodou vstřikovanou ve válci je téměř úplně odvozeno od stlačeného plynného média, čímž je pozitivně ovlivňována termodynamika a dynamika spalováni cyklu. Objemová účinnost motoru je maximalizována oproti vstřikování v sacím kanálu, neboť při cyklu vstřikování vody ve válci je přiváděna dávka plynu o maximální hustotě do válce a pak je přidáváno doplňkové množství vody k této dávce ve válci, čímž je dále zvyšována hustota hmoty.
Zvlhčovače vstřikující vodu v sacím kanálu snižují teploty tohoto kanálu a hustotu proudu plynu. Nicméně zvlhčování v sacím kanálu má jistá omezení, která ovlivňují objemovou účinnost dvěma způsoby: 1) při dané
-9teplotě má suchý vzduch větší hustotu než kombinace vzduchu a vlhkosti při stejné teplotě, 2) zvlhčovači systémy jsou omezeny na teploty, které musejí být nad bodem mrazu vstupního proudu vzduchu, aby bylo zamezeno vnikání ledu do válce, Tento vynález používá chladiče (tepelné výměníky) k mezistupňovému ochlazování nasávaného proudu vzduchu, čímž je zajišťována nejvyšší hustota dávky v komoře válce. Tato dávka je dále zhušťována vstřikováním nízkoteplotní a/nebo rozprašované vody ve válci do volného prostoru nad pístem, a dávka plynu je zhušťována doprovodným stlačováním pístem. Síťový efekt tepelných výměníků spolu s nízkoteplotní a/nebo rozprašovanou vodou ve,válci, zajišťuje, v,současné době nejvyšší hustotu dávky u vodních systémů a významně zvyšuje objemovou účinnost
Předložený vynález představuje cyklus zážehového motoru (jiskra/plazma) s vnitřním spalováním, pro nějž je charakteristické: nekonstantní množství média, atmosférický vzduch, případně obohacený o kyslík, vysoká komprese. V současnosti neexistuje žádné známé použití tohoto cyklu. Uvedený cyklus je tedy novým cyklem.
Předložený vynález zahrnuje motor, který má alespoň jeden válec se sacim/výfukovým kanálem a ventily, ve kterém dochází k zapalování směsi paliva a vzduchu nebo paliva a vzduchu obohaceného o kyslík, který má vstrikovač nebo vstřikovače pro dávkování paliva„dvě turbodmychadla, jednu tlakovou rekuperační turbínu/kompresor poháněnou dusíkem, tři dochlazovače, vstřikovače pro dodávání rozprašované. vody nebo jiných forem nízkoteplotní vody a membrány pro separaci kyslíku a dusíku. Systém pro vstřikování vody se skládá ze zdroje tlakové vody a prostředků ná měření času a množství vody, která musí být vstřikována v přesných časových intervalech a při přesně stanoveném tlaku.
Předložený vynález funguje následovně. Dávka vstupního vzduchu je formována ze dvou zdrojů - proud filtrovaného okolního vzduchu a proud
- 10vzduchu vysoce obohaceného kyslíkem. Celkový vstupní proud vzduchu je stlačován tlakovou rekuperační turbínou/kompresorem poháněnou dusíkem a vytlačen do potrubí sacího kanálu. Protože tlak a teplota tohoto vzduchu jsou zvyšovány díky práci vykonané turbínou/kompresorem, proud vzduchu musí být ochlazován, aby byla zvýšena hustota dávky a zredukována práce kompresoru následujícího turbodmychadla. K tomuto konči je připojen dochlazovací tepelný výměník, jehož síť rovněž zvětšuje přítok hmoty do motoru. Tlak následujícího turbodmychadla podporuje vytlačování proudu .. vzduchu, nebo proudu vzduchu obohaceného o kyslík přes dochlazovač do potrubí tvaru T. Jedno jameno tohoto potrubí , vede k další ,kombinaci turbodmychadla á dóchlazováče á dále pák do separátorů dusíku a kyslíku.
Na druhém konci potrubí tvaru T je plynné palivo vstřikováno a míšeno v sacím kanálu. Ochlazený palivový plyn dále snižuje teplotu vstupní dávky a zvyšuje její hustotu. Směs paliva se vzduchem nebo paliva se vzduchem obohaceným o kyslík vstupuje do válce přes sací kanál a sací ventil. U tohoto vynálezu jsou sací ventily opatřeny izolačním povlakem s vysokou tepelnou odolností, který snižuje tepelný tok do směsi paliva se vzduchem. Výsledkem je skutečnost, že směs paliva se vzduchem .ysjupujg; do; válce , s,vyšší ,...... ____ hustotou a tím dochází ke zvýšení objemové účinnosti motoru.
Po vstupu do válce začíná směs paliva se vzduchem nebo'paliva se v
vzduchem obohaceným o kyslík rychle absorbovat teplo. Toto zvýšení teploty směsi je nežádoucí. Účinnost je obětována díky zvýšeným požadavkům na práci pístu, který musí stlačovat teplejší plyny. . Proto dochází během kompresního zdvihu ke vstřikování vysokotlaké nízkoteplotní rozprašované vody vstřikovacím systémem do válce, čímž je zmírňován tento tepelný tok.
To má za následek snížení kompresní práce, způsobené snížením teploty a tlaku směsi paliva se vzduchem nebo paliva se vzduchem obohaceným o kyslík. Vstřikování ochfazovací vody navíc snižuje teplotu směsi paliva se vzduchem nebo paliva se vzduchem obohaceným o kyslík pod teplotu předčasného zapálení během komprese, takže je možný vyšší a účinnější
-11 kompresní poměr. Nižší teplota komprese spolu se schopností vody absorbovat teplo vysvětluje nižší teplotu spalování. Nižší teploty spalování jsou pak příčinou nižších emisí NOx.
Volitelný systém se statickou membránou pro separaci dusíku a kyslíku pracuje optimálně při vyšším tlaku. Až potud jsou druhé turbodmychadlo a tlaková rekuperační turbína/kompresor poháněná dusíkem součástí cyklu, pokud má být použit proud vzduchu obohacený o kyslík. Účinnost membrány je rovněž zvýšena díky recyklování proudu vzduchu obohaceného o kyslík, to znamená, vyšší_obsah kyslíku proudu plynu aplikovaný na membránu zvyšuje * prostupný tok, kterým je v tomto'případě proud obohacený ó kyslík, aplikovaný na sací straně vysokotlaké řel<uperační turbíny/kompresoru poháněné dusíkem. Sací strana tlakového rekuperačního kompresoru poháněného dusíkem pracuje v částečném vakuu, čímž dochází ke snižování·' zpětných tlaků na generátory dusíku/kyslíku se statickou membránou, čímž je výrazně zvyšována jejich účinnost při generaci kyslíku.
*
Cílem tohoto vynálezu je zvýšení pracovní termodynamické účinnosti a omezení tvorby emisí NOx zvýšením kompresního poměru a volitelným zvýšením obsahu · kyslíku v přiváděném vzduchu. 'Tohoto cíle- může býtdosaženo následujícími způsoby: 1) umožnění činnosti s vyšším kompresním poměrem, využitím vstřikování vody pro zmírnění přidružených vysokých teplot komprese, 2) volitelné zvýšení obsahu kyslíku v přiváděném vzduchů využitím membrány pro separaci dusíku a kyslíku.
Přehled obrázků na výkresech
Na obr. je znázorněno schéma celého zapojení vodního vstřikovacího systému s optimálním generátorem kyslíku se statickou membránou.
Příklady provedení vynálezu
-12Uvedený vynález je určen pro zvýšení účinnosti motoru s vnitřním spalováním s pomocí využití systému vstřikování a užitím systému s optimálním generátorem kyslíku se statickou membránou. Uvedený vynález zahrnuje:
(a) motor s vnitřním spalováním obsahuje alespoň jednu spalovací komoru, alespoň jednu hlavu válce připojenou k uvedené spalovací komoře a alespoň jeden píst, umístěný uvnitř spalovací komory, .
, , (b) sací kanál vzduch/palivo procházející hlavou válce, připojený ke spalovací komoře, „ _ . , * '”*· e - *T * ϋι . ** , * A*’ (c) ; ' alespoň jedenVštřikóváč vódý, připojený.k uvedené spalovací, komoře, . ’ (d) zdroj vody o stálém tlaku, připojený potrubím k uvedenému « vstřikovací vody, *
(e) ventily v uvedeném potrubí ovládané elektronickými signály pro otevření a umožnění průtoku vody do vstřikovače vody během komprese j ’ uvedeného pístu, ...
(f) vzduchové sací potrubí připojené k uvedenému sacímu kanálu, vzduch/palivo, . .
' (g) “ výfukový kanál, připojený ke spalovací komoře, > ”/ (h) výfukové potrubí, připojené k uvedenému výfukovému kanálu, (i) alespoň jedno turbodmychadlo připojené k uvedenému výfukovému potrubí a uvedenému vzduchovému sacímu potrubí pro stlačení sacího vzduchu v uvedeném sacím potrubí, (j) skupinu dusík/kyslík statických rozdělovačích membrán, připojených k vzduchovému sacímu potrubí přes membránové potrubí a připojených k sacímu kanálu vzduch/palivo přes vzduch obohacující potrubí pro odstranění části dusíku v sacím vzduchu před jeho vstupem do sacího kanálu vzduch/palivo,
-13(k) druhé turbodmychadlo, připojené k uvedenému výfukovému potrubí a uvedenému membránovému potrubí pro stlačení vzduchu přicházejícího do uvedené skupiny dusík/kyslík membrán, (l) druhé turbodmychadlo po chladícím tepelném výměníku mezi uvedeným druhým turbodmychadlem a skupinou dusík/kyslík membrán, a (m) dusíkové výfukové potrubí připojené k uvedené skupině dusík/kyslík stálých membrán, a (n) tlakovou rekuperační turbínu, 'připojenou k uvedenému výfukovému potrubí a uvedenému dusíkovému výfukovému potrubí pro řízení kompresoru, připojeného k uvedenému vzduchovému sacímu potrubí a vzduch obohacujícímu potrubí pro stlačení vzduchu proudícího do uvedeného vzduch/palivo sacího kanálu.
Řešeni podle tohoto vynálezu je nové pro dvouďobě nebo čtyřdobě motory s vnitřním spalováním, což je vidět na obr., kde je schematicky znázorněno schéma celého zapojení systému s vstřikováním vody s optimálními generátory se statickými membránami pro obohacení kyslíku.
Motor 0 obsahuje alespoň jeden tepelně zpracovaný píst 22 s vrstvou ' ytrium-zirkonium pro omezení přestupu tepla do hlavy pístu. Motor 0 rovněž obsahuje alespoň jednu hlavu 24 válce s alespoň jednou spalovací komorou 12 opatřenou na své horní straně dvěma zapalovacími svíčkami 18a a 18b, alespoň jedním sacím ventilem 11., alespoň jedním výfukovým ventilem 25 a jedním vodním vstřikovačem 17 v každém válci. Sací ventil '11. a výfukový ventil 25 a hlava 24 válce, obklopující spalovací komoru 12 v každém válci, jsou.opatřeny vrstvou ytrium-zirkonia, kromě ventilových sedel. Sací kanál 10 je připojen k palivovému vstřikovači 21, zatímco hlava 24 je propojena s vodním vstřikovačem 17.
Vynález dále obsahuje dvě turbodmychadla 7 a 30, jednu tlakovou rekuperační turbínu 3, tři dochlazovače 4, 9 a 36, membránu 38 na separaci
-14dusíku a kyslíku, vodní vstřikovací čerpadlo a nádrž 13 a kontejner 19 s palivem. Každé turbodmychadlo nebo tlaková rekuperační turbina má kompresor a turbínu v uvedeném pořadí. Každá z turbín je poháněna buď výfukovými plyny nebo odvzduěněným kyslíkem a pohání kompresory pomocí společného hřídele.
Okolní vzduch vstupuje do vstupu 1 tlakového . rekuperačního kompresoru. Nízkotlaký proud vzduchu obohaceného o kyslík vstupuje do tlakového rekuperačního vstupu 40, kde je proporcionálně smíšen s okolním vzduchem. Smíšení okolního vzduchu a nízkotlakého vzduchu obohaceného o kyslík v tlakovém rekuperačním kompresoru 2 vytváří tlakový proud vzduchu ......
obohacený o kyslík, který opouští výstup 47' tlakového' rekuperačního kompresoru a,vstupuje do potrubí 3. Proud vzduchu obohaceného o kyslík vstůpuje do dochlazovače 4, kde je ochlazen po vykonání kompresní práce; tlakové rekuperační turbíny 2 a vystupuje do potrubí 5. Dochlazování je nezbytné pro zvýšení účinnosti kompresoru a zvýšeni hustoty výtlačného množství kompresoru. Proud vzduchu obohaceného o kyslík jde do turbodmychadla 7, kde vstupuje do vstupu 6 turbodmychadla 7, je stlačen a vystupuje výstupem 8. Kompresní výstup 8 turbodmychadla 7 je spojen pomocí potrubí 44 s dochlazovačem 9/ kde je ochlazen po vykonání kompresní práce , turbodmychadla 7.. Výstup dochlazovače 9 je spojen s kompresním vstupem 33 turbodmychadla 30 pomocí T-potrubí 45 a potrubí 32, a také se sacím potrubím 10 pomocí T-potrubí 45. Další stláčení turbodmychadlem 30 na vyšší tlak je vyžadováno pro účinnou funkci separátoru 38 dusíku a kyslíku. Kompresní výstup 34 turbodmychadla 30 je spojen s dochlazovačem 36 pomocí potrubí 35, kde je ochlazen po vykonání kompresní práce turbodmychadla 30. Odstranění tepla vzniklého díky kompresní práci je nezbytné k ochraně separačních membrán. Výstup dochlazovače 36 je spojen se vstupem separátoru 38 dusíku a kyslíku pomocí potrubí 37, kde je odebírán potrubím 41 dusík o vysokém tlaku. Separátoř 38 obsahuje skupinu statických membrán, které jsou tvořeny, dutými
- 15polymerovými vlákny, a které ovlivňují separaci kyslíku a dusíku. Dusík o vysokém tlaku vstupuje do vstupu 42 tlakové rekuperační turbíny a je hnací silou tlakové rekuperační turbíny 2. Po zvýšení tlaku dusíku a jeho průtokové energie jako mechanické kompresní práce, vystupuje dusík výstupem 47 tlakové rekuperační turbíny jako výfukový plyn 43. Výstup separátoru 38 dusíku a· kyslíku, z nějž vychází proud nízkotlakého vzduchu obohaceného o kyslík je pomocí potrubí 39 spojen s kompresním vstupem .40 tlakové rekuperační turbíny 2. Tento proud vzduchu s vysokým obsahem kyslíku nebo obohaceného o kyslík je ten, výše zmíněný, který proudí potrubím 39 a mísí se s filtrovaným^ okolním vzduchem a tím je na výstupu tlakového rekuperačního kompresoru uvolňován do potrubí'’3 proud vzdůchu' obohaceného o kyslík. , . *
Plynné palivo je vstřikováno vstřikovačem 21 a míšeno s tlakovým -------vzduchem- -nebo—vzduchem-obohaceným—o- kyslík—v-sacím- kanálu -10
Ochlazené plynné palivo dále snižuje teplotu nasávané dávky. Stlačená směs paliva se vzduchem nebo paliva sé vzduchem obohaceným o kyslík vstupuje .
_ do spalovací komory 12 pomocí sacího ventilu 11- Pata sacího ventilu H je opatřena izolačním povlakem z yttria se zirkoniem s vysokou tepelnou r odolností, který snižuje přívod tepelného toku- do-směsi paliva se vzduchem.
Povlak rovněž prodlužuje životnost ventilu H při provozu za vysokých teplot. Výsledkem těchto opatření je, že směs paliva se vzduchem vstupuje do válce při nižší než normální teplotě a tím o vyšší hustotě, čímž je zvýšena objemová účinnost motoru.
Po vstupu do spalovací komory 12 začne prudce narůstat teplota směsi paliva se vzduchem. Tento nárůst teploty směsi paliva se vzduchem nebo paliva se vzduchem obohaceným o kyslík je způsoben kombinací konvekčního a sálavého tepla, jehož zdrojem jsou stěny spalovací komory. 12. Po uzavření sacího ventilu H dále narůstá teplota směsi paliva se vzduchem nebo paliva se vzduchem obohaceným o kyslík, což je způsobeno kompresní
- 16prací pístu vykonávajícího zdvih k horní úvrati. Proto se během kompresního zdvihu otevře ventil 16 za účelem vstříknutí rozprašované vody o vysokém tlaku do spalovací komory 12, pomocí vstřikovače 17. Vstřikovaná voda se bude rychle odpařovat a bude zmírňovat nadměrný nárůst teploty. Následkem toho bude omezena kompresní práce, což je dáno nižší teplotou i tlakem směsi paliva se vzduchem nebo paliva se vzduchem obohaceným o kyslík. Vstřikování chladící vody udržuje mimoto teplotu směsi paliva se vzduchem nebo paliva se vzduchem obohaceným o kyslík pod dieselovou teplotou během komprese, čímž je eliminováno předčasné vznícení. Plynná hmota uvnitř válce je rovněž zvětšena o množství vstříknuté vody, což má za následek vyšší výkon motoru. Vstřikování tlakové ňěbó diferenciálně tlakové vody během komprese zvýší hybnost vůči pístu v průběhu expanzního Zdvihu, čímž se zvýší výkon a účinnost. Vstřikování vody uvnitř válce rovněž snižuje teplotu adiabatického spalování, neboť konec kompresního zdvihu je omezen vstřikovánímvodyadocházík^většíabsorbci-tepla-vzniklého-při-spalování-větší inertní hmotou, jejíž složkou je voda.
Djky výše uvedeným opatřením může být kompresní poměr ú tohoto vynálezu zvýšen na takovou hodnotu, jaká je běžná u normálních dieselových? „ motorů. Toto je přínosňé proto, že účinný výkon spalovacích motorů je ovlivněn kompresním poměrem. Směs paliva se vzduchem na konci kompresního zdvihu je směs o vysokém tlaku, relativně nízké teplotě, obohacená o kyslík, s vyšším obsahem vodní páry a s nižším obsahem * dusíku, v porovnání s konvenčními zážehovými motory (jiskra/plazma). Proces spalování je započat zahřátím zapalovacích svíček 18a a 18b sledem impulsů o vysokém napětí. Při tomto procesu je zapálení velmi chudé směsi paliva se vzduchem zdokonaleno a je zamezeno vynechání zapalování.
Relativně vysoká koncentrace kyslíku v plynné směsi uvnitř válce zvyšuje rychlost a stabilitu plamene, a to má za následek zvýšení účinnosti. Zvýšený obsah vody v plynné hmotě má za následek nižší adiabatickou
-17teplotu plamene, čímž je redukována tvorba oxidů dusíku nebo NOx, která je silně závislá na teplotě. Zvýšení obsahu vody snižuje relativní obsah dusíku ve válci, a tím je opět omezen sklon cyklu motoru k tvorbě NOx. Zvýšení obsahu kyslíku zvýší tvorbu NOx při cyklu motoru, ale díky výše uvedeným účinkům vody bude tvorba emisí NOx při celkovém cyklu omezena, na rozdíl : od zážehového motoru (jiskra/plazma) s podobnou konfigurací a s nižším kompresním poměrem a bez vstřikováni vody uvnitř válce.
Expanzní cyklus nebo pracovní zdvih je u tohoto vynálezu zlepšen z _ části z důvodu omezeného tepelného toku uvnitř izolované komory. Hlava 24 spalovací komory 12, píst 22/ventily Tfá25 jsou'opatřeny povlakem odolným proti teplotě. Omezený tepelný tok přes píst 22 dó:vodního pláště v ' hlavě 24 válce a do ventilů přes spalovací komoru zdokonaluje účinnost spalování. Díky nárůstu dostupné energie při vyšších tlacích v souvislosti s^ vyšším' kómpresnim ‘poměrem-a- zvětšení-průtoku-hmoty-přidanou-vodou/e-- -------významně zlepšen expanzní cyklus nebo pracovní zdvih v porovnání s konvenčním motorem.
Výfukový zdvih obsahuje výfukovou dávku o,vyšší teplotě, větší hmotě a vyšším tlaku ’ Ve srovnání s ’ konvenčním zážehovým - motorém (jiskra/plazma). Tato výfuková dávka o vyšší energii opouští motor . prostřednictvím výfukového kanálu 26, který, je izolováno za účelem zachování energie, a vstupuje do vstupů 27 a 29 turbíny pomocí potrubí 26 a 28, v uvedeném poradí, a pohání turbíny turbodmychadel 7 a 30, v uvedeném pořadí. Výfuková dávka o vyšší energii znamená zvýšenou hnací sílu turbodmychadel, která jsou vybavena vysokoteplotními oběžnými koly. Využití
I výfukové dávky o vysoké teplotě zachovává vysokofrekvenční složky výfukového pulsu, a tím je zvýšena účinnost turbodmychadla a motoru.

Claims (10)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Motor se vstřikováním vody do válce, vyznačující se tíni.že obsahuje:
    (a) motor s vnitřním spalováním obsahuje alespoň jednu spalovací komoru, alespoň jednu hlavu válce připojenou k uvedené spalovací komoře a alespoň jeden píst, umístěný uvnitř spalovací komory, (b) sací kanál vzduch/palivo procházející hlavou válce, připojený ke spalovací komoře, e,, h j|' ' ’ p ; ¥ : (c j alespoň jeden vstřikováč vody, připojený k uvedené spalovací · ' “ · ,1. A-nf F r—·.· .r komoře, (d) zdroj vody o stálém tlaku, připojený potrubím k uvedenému vstřikovači vody, ' ' ' Άθ).....ventily v uvedeném-potrubí-ovládané-elektronickými signály-pro— otevření a umožnění průtoku vody do vstřikovače vody během komprese uvedeného pístu.
    • 5l ’ '
  2. 2. Motor se vstřikováním vody do válce podle nároku 1, v y z n a č ú j í c.í se t í m] že obsahuje vzduchové sací potrubí připojené k uvedenému T, sacímu kanálu vzduch/palivo, výfukový kanál, připojený ke spalovací komoře, výfukové potrubí, připojené k uvedenému výfukovému kanálu a alespoň jedno turbodmychadlo připojené k uvedenému výfukovému potrubí a uvedenému vzduchovému sacímu potrubí pro stlačení sacího vzduchu v uvedeném sacím potrubí.
  3. 3. Motor se vstřikováním vody do válce podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se t í m, že dále obsahuje druhé turbodmychadlo za chladícím tepelným výměníkem mezi uvedeným turbodmychadlem a sacím kanálem vzduch/palivo.
    -194. Motor se vstřikováním vody do válce podle nároku 1, vyznačující se t í m, že dáte obsahuje skupinu dusík/kyslík statických membrán připojených k vzduchovému sacímu potrubí přes membránové potrubí a připojených k sacímu kanálu vzduch/palivo přes vzduch obohacující potrubí pro odstranění části dusíku v sacím vzduchu před jeho vstupem do sacího kanálu vzduch/palivo.
  4. 5. Motor se vstřikováním vody do válce, podle nároku 4, v y z n a č u j í c í se t í m, že dále obsahuje druhé turbodmychadlo, připojené k uvedenému výfukovému . potrubía . uvedenému membránovému potrubí pro stlačení vzduchu přicházejícího do uvedené skupiny dušík/kýslík membrán/
  5. 6. Motor se vstřikováním vody do válce podle nároku 5, vyznačující se t í m, že dále obsahuje druhé: turbodmychadlo za chladícím tepelnýnr
    Výměníkem mezr“uvedeným—druhým--turbodmyehadlem-—-a- skupinou— dusík/kyslík membrán.
    ...^Motorse.vstříkovánjm vody do vá[ce podle nároku 6, v.yz n a č u j í c í se t í m, že dále obsahuje dusíkové výfukové potrubí a tlakovou rekuperační turbínu, připojenou k uvedenému výfukovému potrubí a uvedenému dusíkovému výfukovému potrubí pro řízení kompresoru, připojeného k uvedenému vzduchovému sacímu potrubí a vzduch obohacujícímu potrubí pro stlačení vzduchu proudícího do uvedeného vzduch/palivo sacího kanálu.
  6. 8. Motor se vstřikováním vody do válce podle kteréhokoli z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že motor s vnitřním spalováním obsahuje vstřikování vody přímo do válce během komprese pro zvýšení účinnosti snížením kompresní teploty.
    -209. Motor se vstřikováním vody do válce, vyznačující se tím, že obsahuje:
    (a) motor s vnitřním spalováním obsahuje alespoň jednu spalovací komoru, alespoň jednu hlavu válce připojenou k uvedené spalovací komoře, a alespoň jeden píst, umístěný uvnitř spalovací komory, (b) sací kanál vzduch/palivo procházející hlavou válce, připojený ke spalovací komoře, (c) alespoň jeden vstřikovač vody, připojený k uvedené spalovací komoře, (d) zdroj vody o stálém tlaku,’připojený’potrubím k uvedenému vstřikováči vody, ' * * (e) ventily v uvedeném potrubí ovládané elektronickými signály, pro otevření a umožnění průtoku vody do vstřikóvače vody během kompresem -uvedenéhopístUi—----------— — —. -------------- ------------.----— (f) vzduchové sací potrubí připojené k uvedenému sacímu kanálu vzduch/palivo,.
    (g) výfukový kanál, připojený ke spalovací komoře, (h) výfukové potrubí, připojené k uvedenému výfukovému kanálu, (i) alespoň jedno turbodmychadlo' připojené T k ' uvedenému' výfukovému potrubí a uvedenému vzduchovému sacímu potrubí pro stlačení sacího vzduchu v uvedeném sacím potrubí, (j) skupinu dusík/kyslík statických membrán připojených k vzduchovému sacímu potrubí přes membránové potrubí a připojených k sacímu kanálu vzduch/palivo přes vzduch obohacující potrubí pro odstraněni části dusíku v sacím vzduchu před jeho vstupem do sacího kanálu vzduch/palivo.
  7. 10. Motor se vstřikováním vody do válce podle nároku 9, v y z n a č u j í c í se t í m, že obsahuje druhé turbodmychadlo, připojené k uvedenému
    -21 výfukovému potrubí a uvedenému membránovému potrubí pro stlačení vzduchu přicházejícího do uvedené skupiny dusík/kyslík membrán.
  8. 11. Motor se vstřikováním vody do válce podle nároku 10, vyznačujíc í se t í m, že dále obsahuje druhé turbodmychadlo za chladícím tepelným výměníkem mezi uvedeným druhým turbodmychadlem a skupinou dusík/kyslík membrán.
  9. 12. Motor se vstřikováním vody do válce podle nároku 11,vyznačujíc í se t í m, že dále obsahuje dusíkové výfukové potrubí a tlakovou rekuperační turbínu, připojenou k uvedenému-'výfukovému-potrubí a uvedenému dusíkovému' výfukovému ' potrubí* pro řízení kompresoru, připojeného k uvedenému vzduchovému sacímu potrubí a vzduch obohacujícímu potrubí pro stlačení vzduchu proudícího do uvedeného;' ______.vzduch/palivo-sacího kanálu.______________,_________________.
  10. 13. Motor se vstřikováním vody do válce, vyznačující se t í m, že obsahuje:
    ” (a) motor s vnitřnímšpaioyáním obsahujealespoň jednu spalovací , : komoru, alespóň jednu hlávu válce připojenou k uvedené spalovací komoře a alespoň jeden píst, umístěný uvnitř spalovací komory, (b) sací kanál vzduch/palivo procházející hlavou válce, připojený ke spalovací komoře, (c ) alespoň jeden vstřikovač vody, připojený k uvedené spalovací komoře, (d) zdroj vody o stálém tlaku, připojený potrubím k uvedenému vstřikovací vody, (e) ventily v uvedeném potrubí ovládané elektronickými signály pro otevření a umožnění průtoku vody do vstřikovače vody během komprese uvedeného pístu,
    -22(f) vzduchové sací potrubí připojené k uvedenému sacímu kanálu vzduch/palivo, (g) výfukový kanál, připojený ke spalovací komoře, (h) výfukové potrubí, připojené k uvedenému výfukovému kanálu, (i) alespoň jedno turbodmychadlo připojené k uvedenému výfukovému potrubí a uvedenému vzduchovému sacímu potrubí pro stlačení sacího vzduchu v uvedeném sacím potrubí, (j) skupinu dusík/kyslík statických membrán připojených k vzduchovému sacímu potrubí přes membránové potrubí a připojených k. sacímu kanálu vzduch/palivo přes vzduch obohacující potrubí pro odstranění části' dusíku v sacím' vzduchu před jeho vstupem do sacího kanálů * vzduch/palivo, 7 1 ” Λ (k) druhé turbodmychadlo, připojené k uvedenému výfukovému potrubí a uvedenému membránovému potrubí pro stlačení vzduchu’
    ---------přicházejícího-douvedenéskupinydusík/kyslík-membrán^—-----(l) druhé turbodmychadlo po chladícím tepelném výměníku mezi uvedeným druhým turbodmychadlem a skupinou dusík/kyslík membrán, a (m) dusíkové výfukové potrubí připojené k uvedené skupině dusík/kyslík stálých membrán, a
    .....’ (n) tlakovou rekuperační turbínu, připojenou k uvedenému výfukovému potrubí a uvedenému dusíkovému výfukovému potrubí pro řízení kompresoru, připojeného k uvedenému vzduchovému sacímu potrubí a vzduch obohacujícímu potrubí pro stlačení vzduchu proudícího do uvedeného vzduch/palivo sacího kanálu.
CZ97763A 1994-09-12 1995-08-31 Motor se vstřikováním vody do válce CZ76397A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US30412894A 1994-09-12 1994-09-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ76397A3 true CZ76397A3 (cs) 1998-08-12

Family

ID=23175177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ97763A CZ76397A3 (cs) 1994-09-12 1995-08-31 Motor se vstřikováním vody do válce

Country Status (7)

Country Link
US (2) US5718194A (cs)
EP (1) EP0783623A4 (cs)
AU (1) AU3500595A (cs)
CA (1) CA2199840A1 (cs)
CZ (1) CZ76397A3 (cs)
PL (1) PL179811B1 (cs)
WO (1) WO1996008641A1 (cs)

Families Citing this family (85)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998010185A1 (de) * 1996-09-09 1998-03-12 Lars Collin Consult Ab ANTRIEBSEINRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR REDUKTION DER MENGE NOx IN DEN ABGASEN EINES VERBRENNUNGSMOTORS
DK176118B1 (da) * 1997-04-29 2006-09-04 Man B & W Diesel As Fremgangsmåde til drift af en trykladet dual fuel forbrændingsmotor af dieseltypen og en sådan motor
US6170441B1 (en) 1998-06-26 2001-01-09 Quantum Energy Technologies Engine system employing an unsymmetrical cycle
US6397826B1 (en) 1998-12-18 2002-06-04 Clean Fuel Technology, Inc. Fuel cooling system for fuel emulsion based compression ignition engine
US6289853B1 (en) 2000-05-09 2001-09-18 Brunswick Corporation Water injection system for an internal combustion engine of a marine propulsion system
US6289884B1 (en) 2000-06-14 2001-09-18 Caterpillar Inc. Intake air separation system for an internal combustion engine
US6453893B1 (en) 2000-06-14 2002-09-24 Caterpillar Inc Intake air separation system for an internal combustion engine
US6543428B1 (en) 2000-06-14 2003-04-08 Caterpillar Inc. Intake air separation system for an internal combustion engine
US6484673B1 (en) 2000-07-06 2002-11-26 Ford Global Technologies, Inc. Internal combustion engine employing compressed gas injection and transportation vehicle having same assembled therein
DE10055946A1 (de) * 2000-11-10 2002-05-23 Mann & Hummel Filter Brennkraftmaschinensystem
EP1397588B1 (de) * 2001-06-21 2006-01-04 ALSTOM Technology Ltd Verfahren zum betrieb einer kraftmaschine
GB2402973B (en) * 2002-01-25 2005-06-22 World Air Energy Corp Operation of an internal combustion engine with separation of air into nitrogenand oxygen elements
KR100482060B1 (ko) * 2002-01-29 2005-04-13 현대자동차주식회사 엔진의 수분사 장치
US6895945B2 (en) * 2002-07-12 2005-05-24 Parsa Investments, L.P. System and method for conditioning of intake air for an internal combustion engine
US6585809B1 (en) * 2002-07-12 2003-07-01 Komad Parsa Continuous gas separation in an open system
US7318858B2 (en) * 2002-07-12 2008-01-15 Parsa Investment, L.P. Gas separator for providing an oxygen-enriched stream
US7293534B2 (en) * 2003-04-11 2007-11-13 Chan-Jae Lee Premixed charge compression ignition engine and reciprocating generator having the same
KR100429923B1 (ko) * 2003-04-11 2004-05-04 이찬재 예혼합 압축착화 엔진 구조 및 예혼합 압축착화식 왕복발전기
WO2004090302A1 (en) * 2003-04-11 2004-10-21 Chan-Jae Lee Premixed charge compression ignition engine and reciprocating generator having the same
SE526379C2 (sv) * 2004-01-22 2005-09-06 Cargine Engineering Ab Metod och system för styrning av en anordning för kompression
US20060000357A1 (en) * 2004-03-23 2006-01-05 Keith Michael Method and system for producing inert gas from combustion by-products
JP4301094B2 (ja) * 2004-06-25 2009-07-22 トヨタ自動車株式会社 燃料又は還元剤添加装置及び方法、並びにプラズマトーチ
US7051720B2 (en) * 2004-10-01 2006-05-30 Electro-Motive Diesel, Inc. Engine with charge air-cooling system with water fumigation
US20060249102A1 (en) * 2004-11-04 2006-11-09 S.I.S. Power, Inc Devices, systems and methods for controlling introduction of additives into an internal combustion engine
US8353269B2 (en) * 2004-11-18 2013-01-15 Massachusetts Institute Of Technology Spark ignition engine that uses intake port injection of alcohol to extend knock limits
US7225787B2 (en) * 2004-11-18 2007-06-05 Massachusetts Institute Of Technology Optimized fuel management system for direct injection ethanol enhancement of gasoline engines
US8082735B2 (en) * 2005-04-06 2011-12-27 Massachusetts Institute Of Technology Optimized fuel management system for direct injection ethanol enhancement of gasoline engines
US7314033B2 (en) 2004-11-18 2008-01-01 Massachusetts Institute Of Technology Fuel management system for variable ethanol octane enhancement of gasoline engines
US20080060627A1 (en) * 2004-11-18 2008-03-13 Massachusetts Institute Of Technology Optimized fuel management system for direct injection ethanol enhancement of gasoline engines
US20070131180A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-14 The University Of Chicago Water and/or alcohol water secondary injection system for diesel engines
WO2008050192A2 (en) * 2006-03-08 2008-05-02 Ethanol Boosting Systems, Llc Single nozzle injection of gasoline and anti-knock fuel
US7726265B2 (en) * 2006-03-10 2010-06-01 Ethanol Boosting Systems, Llc Fuel tank system for direct ethanol injection octane boosted gasoline engine
US7739985B2 (en) * 2006-03-23 2010-06-22 Lonox Engine Company, Inc. Internal combustion water injection engine
US7793638B2 (en) * 2006-04-20 2010-09-14 Sturman Digital Systems, Llc Low emission high performance engines, multiple cylinder engines and operating methods
BRPI0601626C1 (pt) * 2006-05-08 2009-11-24 Vivaldo Mazon sistema de ignição contìnua para motor a combustão interna por meio de plasma
US20100063712A1 (en) * 2006-07-24 2010-03-11 Leslie Bromberg Single nozzle direct injection system for rapidly variable gasoline/anti-knock agent mixtures
KR101319491B1 (ko) * 2006-09-21 2013-10-17 삼성전자주식회사 도메인 정보를 설정하기 위한 장치 및 방법
EP2014903A1 (en) * 2007-03-23 2009-01-14 LoNox Engine Company, Inc. Internal combustion water injection engine
US20080264393A1 (en) * 2007-04-30 2008-10-30 Sturman Digital Systems, Llc Methods of Operating Low Emission High Performance Compression Ignition Engines
WO2008151020A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-11 Ncl Corporation Ltd. Systems and methods for engine emissions reduction on ships
DE102007036631A1 (de) * 2007-08-01 2009-02-05 Volkswagen Ag Verbrennungsmotor mit einem Abgasturbolader und einem Ladeluftführungssystem mit einem Membranmodul sowie Verfahren zur Minderung einer NOx-Emission des Verbrennungsmotors
US7530349B2 (en) * 2007-08-03 2009-05-12 Rim Julius J Hydrated EGR system, method and apparatus for reducing harmful exhaust emissions and improving fuel economy
US7954472B1 (en) 2007-10-24 2011-06-07 Sturman Digital Systems, Llc High performance, low emission engines, multiple cylinder engines and operating methods
WO2009086190A2 (en) * 2007-12-21 2009-07-09 Green Partners Technology Holdings Gmbh Gas turbine systems and methods employing a vaporizable liquid delivery device
US7958864B2 (en) * 2008-01-18 2011-06-14 Sturman Digital Systems, Llc Compression ignition engines and methods
US20090250045A1 (en) * 2008-04-02 2009-10-08 Liu Feng-Wen Apparatus For Improving Vehicle Efficiency
KR20110044855A (ko) * 2008-06-26 2011-05-02 캠브리언 에너지 디벨롭먼트 엘엘씨 비연료 유체 분사에 의해 엔진을 작동시키기 위한 장치 및 방법
US8522758B2 (en) 2008-09-12 2013-09-03 Ethanol Boosting Systems, Llc Minimizing alcohol use in high efficiency alcohol boosted gasoline engines
TW201014965A (en) * 2008-10-03 2010-04-16 Demand Internat Corp Device to save gasoline consumption
TW201014966A (en) * 2008-10-03 2010-04-16 Demand Internat Corp Transportation equipment to save the gasoline consumption
US8857383B2 (en) 2009-06-30 2014-10-14 Cummins Power Generation Ip, Inc. Apparatus, systems, and methods to address evaporative cooling and wet compression for engine thermal management
US8596230B2 (en) 2009-10-12 2013-12-03 Sturman Digital Systems, Llc Hydraulic internal combustion engines
US8887690B1 (en) 2010-07-12 2014-11-18 Sturman Digital Systems, Llc Ammonia fueled mobile and stationary systems and methods
KR102261770B1 (ko) 2011-04-11 2021-06-07 노스트럼 에너지 피티이. 리미티드 내부 냉각 고압축 희박-연소 내연 기관
US9206738B2 (en) 2011-06-20 2015-12-08 Sturman Digital Systems, Llc Free piston engines with single hydraulic piston actuator and methods
US9464569B2 (en) 2011-07-29 2016-10-11 Sturman Digital Systems, Llc Digital hydraulic opposed free piston engines and methods
US20130073183A1 (en) 2011-09-16 2013-03-21 Ethanol Boosting Systems Llc Open-valve Port Fuel Injection Of Alcohol In Multiple Injector Engines
CN103161613A (zh) * 2011-12-13 2013-06-19 刘辉仁 一种能够单一应用或辅助应用电热能的内燃机
US9488100B2 (en) * 2012-03-22 2016-11-08 Saudi Arabian Oil Company Apparatus and method for oxy-combustion of fuels in internal combustion engines
CN109083770B (zh) * 2013-01-17 2021-01-26 尼马尔·穆利 操作内燃机的方法
US9404443B2 (en) * 2013-03-15 2016-08-02 Mcalister Technologies, Llc Methods for joule-thompson cooling and heating of combustion chamber events and associated systems and apparatus
US8950366B2 (en) 2013-05-07 2015-02-10 Ford Global Technologies, Llc Method for reducing valve recession in gaseous fuel engines
US9777646B2 (en) 2013-05-07 2017-10-03 Ford Global Technologies, Llc Direct injection of diluents or secondary fuels in gaseous fuel engines
US9453465B2 (en) 2013-05-07 2016-09-27 Ford Global Technologies, Llc Direct injection of diluents or secondary fuels in gaseous fuel engines
US9909514B2 (en) 2013-05-07 2018-03-06 Ford Global Technologies, Llc Direct injection of diluents or secondary fuels in gaseous fuel engines
US9624872B2 (en) 2013-05-07 2017-04-18 Ford Global Technologies, Llc Method for reducing valve recession in gaseous fuel engines
US8925518B1 (en) 2014-03-17 2015-01-06 Woodward, Inc. Use of prechambers with dual fuel source engines
US20150260131A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-17 Woodward, Inc. Supplying Oxygen to an Engine
CN105508084A (zh) * 2014-09-26 2016-04-20 夏峰丽 内燃机油缸喷水助推方法
DE102014222464A1 (de) * 2014-11-04 2016-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
US9745927B2 (en) * 2015-03-10 2017-08-29 Denso International America, Inc. Emissions reduction system for an internal combustion engine
US9903323B2 (en) 2015-03-10 2018-02-27 Denso International America, Inc. Emissions reduction system for an internal combustion engine
US9874163B1 (en) 2016-08-02 2018-01-23 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for adjusting engine operation based on evaporated and condensed portions of water injected at an engine
US9976502B2 (en) * 2016-08-02 2018-05-22 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for injecting water at different groups of cylinders of an engine
US10184429B2 (en) * 2016-08-02 2019-01-22 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for selecting a location for water injection in an engine
WO2018057780A1 (en) 2016-09-21 2018-03-29 Donald Williams Carbon capture system, apparatus, and method
DE102016222066A1 (de) * 2016-11-10 2018-05-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Kühlmitteleinspritzung eines Verbrennungsmotors
US10975807B2 (en) 2017-05-04 2021-04-13 Clark Equipment Company Source of water for water injection system
US10590874B2 (en) 2017-11-06 2020-03-17 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for conducting onboard engine cleaning routines in a vehicle
US10753294B2 (en) 2017-11-06 2020-08-25 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for conducting onboard engine cleaning routines in a vehicle
US10550801B2 (en) 2017-11-06 2020-02-04 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for conducting onboard engine cleaning routines in a vehicle
US10876453B1 (en) 2019-06-26 2020-12-29 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Vehicle having an engine-integrated exhaust treatment system with in-cylinder ammonia creation
IT201900018542A1 (it) * 2019-10-11 2021-04-11 Magneti Marelli Spa Motore a combustione interna provvisto di un sistema di alimentazione di un liquido operatore a base acqua presentante un dispositivo riscaldatore
WO2021074666A1 (en) 2019-10-14 2021-04-22 Ablabs, Sia Lpg ultrasonic transducer system and method for operating a diesel common-rail engine
CN111365119B (zh) * 2020-03-14 2021-07-30 北京工业大学 一种零排放二冲程点燃式氢氧发动机及控制方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3177633A (en) * 1961-09-29 1965-04-13 Jr Lee L Mcdonald Oxygen enricher for combustion engines
US3441011A (en) * 1967-09-05 1969-04-29 Thomas M Karl Apparatus for controlling intake air temperature
US3608529A (en) * 1969-05-01 1971-09-28 Combustion Power Air-pollution-free automobile and method of operating same
US3672341A (en) * 1970-07-30 1972-06-27 Combustion Power Air pollution-free internal combustion engine and method for operating same
US3696795A (en) * 1971-01-11 1972-10-10 Combustion Power Air pollution-free internal combustion engine and method for operating same
US3817232A (en) * 1971-11-22 1974-06-18 Nissan Motor Method and apparatus for reducing toxic compounds in exhaust gases from combustion type power plant
US3961609A (en) * 1973-07-12 1976-06-08 Gerry Martin E Pure oxygen supply to an internal combustion engine
US4031864A (en) * 1976-03-09 1977-06-28 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Multiple fuel supply system for an internal combustion engine
US4096829A (en) * 1976-04-29 1978-06-27 Spears George B Water injection system for internal combustion engines
US4069794A (en) * 1976-08-10 1978-01-24 Robert Denney Jordan Positive power control internal combustion engine
US4351289A (en) * 1980-08-06 1982-09-28 Renda Vince A Water injection system for internal combustion engines
US4448153A (en) * 1981-10-02 1984-05-15 Colt Industries Operating Corp Water injection system for a combustion engine
JPS58128439A (ja) * 1982-01-26 1983-08-01 Toyota Motor Corp 内燃機関のノツキング制御方法
US4461245A (en) * 1982-04-13 1984-07-24 Michael Vinokur Fluid injection system for internal combustion engine
DE3236233C2 (de) * 1982-09-30 1985-07-25 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart Anordnung zum Einspritzen von Wasser in eine Hubkolben-Brennkraftmaschine
US4441476A (en) * 1982-11-04 1984-04-10 Roberts James E Charge air cooling system
SE442043B (sv) * 1983-09-09 1985-11-25 Volvo Ab Turboladdad forbrenningsmotor med vatteninsprutning
GB2147947A (en) * 1983-10-11 1985-05-22 Peter Spencer I.C. engine with water injection
US4553504A (en) * 1983-12-30 1985-11-19 Cummins Engine Company, Inc. Means and method for alternate fuel fumigation in internal combustion engines
US4683725A (en) * 1984-07-31 1987-08-04 Diesel Kiki Co., Ltd. Air conditioner for automotive vehicles capable of cooling intake air supplied to an internal combustion engine
JPH0675348B2 (ja) * 1988-03-08 1994-09-21 富士写真フイルム株式会社 磁気ディスクカートリッジの製造方法および装置
US4960080A (en) * 1989-02-28 1990-10-02 Cummins Engine Company, Inc. Pollution control apparatus and method for a turbodiesel motor-generator set
DE3924013C1 (cs) * 1989-07-20 1990-12-20 Forschungszentrum Juelich Gmbh, 5170 Juelich, De
US5081977A (en) * 1990-02-13 1992-01-21 Consolidated Natural Gas Service Company, Inc. Low pollution natural gas vehicle
US5170751A (en) * 1990-05-23 1992-12-15 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Water-injection diesel engine
US5051113A (en) * 1990-06-13 1991-09-24 Du Pont Canada Inc. Air-intake system for mobile engines
US5125366A (en) * 1990-10-11 1992-06-30 Hobbs Cletus L Water introduction in internal combustion engines
US5148776A (en) * 1991-09-23 1992-09-22 Connor Michael J Coordinated water and fuel injection system
US5237964A (en) * 1992-11-30 1993-08-24 Constantin Tomoiu Internal combustion engine with a new sequence of operation and combustion
US5400746A (en) * 1993-06-21 1995-03-28 Odex, Inc. Internal combustion
US5404841A (en) * 1993-08-30 1995-04-11 Valentine; James M. Reduction of nitrogen oxides emissions from diesel engines
US5540191A (en) * 1994-12-12 1996-07-30 Caterpillar Inc. High efficiency thermal regenerated internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
EP0783623A4 (en) 1997-11-19
EP0783623A1 (en) 1997-07-16
US5937799A (en) 1999-08-17
WO1996008641A1 (en) 1996-03-21
US5718194A (en) 1998-02-17
CA2199840A1 (en) 1996-03-21
PL179811B1 (pl) 2000-10-31
MX9701886A (es) 1998-05-31
AU3500595A (en) 1996-03-29
PL319296A1 (en) 1997-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ76397A3 (cs) Motor se vstřikováním vody do válce
US10094339B2 (en) Direct exhaust gas recirculation system
CN109083770B (zh) 操作内燃机的方法
US6286480B1 (en) Reduced emissions elevated altitude diesel fuel injection timing control
US8561581B2 (en) Two-stroke uniflow turbo-compound internal combustion engine
US8046984B1 (en) Airless gas-turbine engine
EP1375875A1 (en) Method of operating reciprocating internal combustion engines, and system therefor
JP2014522941A (ja) ２−ストローク内燃エンジン、２−ストローク内燃エンジンの運転方法及び２−ストロークエンジンの変換方法
US9228491B2 (en) Two-stroke uniflow turbo-compound internal combustion engine
CN1164268A (zh) 缸内喷水发动机
RU2324830C1 (ru) Свободнопоршневой генератор газов прямоточного двигателя с одним поршнем привода компрессора
JP2023010579A (ja) ２ストロークユニフロー掃気クロスヘッド式内燃機関及びこれを動作させる方法
JP2021014851A (ja) 内燃機関
RU2626611C2 (ru) Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с наивысшими технико-экономическими и экологическими критериальными параметрами и электронным управлением аккумуляторной системой впрыска топлива широкого фракционного состава
CN200943539Y (zh) 内燃机油水混合燃烧装置
CN1052927A (zh) 湿式进气内燃机
RU2006611C1 (ru) Способ работы дизельного двигателя внутреннего сгорания
KR102207883B1 (ko) 배기가스 재순환 시스템 및 이를 구비하는 선박
EP4001607A1 (en) Internal combustion engine, exhaust system and method for running an internal combustion engine
MXPA97001886A (es) Motor de inyeccion de agua en el cilindro
CA1234026A (en) Internal-combustion engine
SU1714174A1 (ru) Способ работы двигател внутреннего сгорани
KR820000594B1 (ko) 엔 진
CN1397721A (zh) 用正确理论开发新型内燃机
RU2009111735A (ru) Способ работы и устройство комбинированного двигателя с двухфазным рабочим телом на базе поршневого двигателя внутреннего сгорания

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic