RU2006611C1 - Method of operation of diesel internal combustion engine - Google Patents

Method of operation of diesel internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2006611C1
RU2006611C1 SU4782094A RU2006611C1 RU 2006611 C1 RU2006611 C1 RU 2006611C1 SU 4782094 A SU4782094 A SU 4782094A RU 2006611 C1 RU2006611 C1 RU 2006611C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
injection
internal combustion
fuel
combustion engine
water
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.В. Корженков
Ю.П. Чухланцев
Original Assignee
Корженков Юрий Викторович
Чухланцев Юрий Петрович
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 Корженков Юрий Викторович, Чухланцев Юрий Петрович filed Critical Корженков Юрий Викторович
Priority to SU4782094 priority Critical patent/RU2006611C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2006611C1 publication Critical patent/RU2006611C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: air is throttled and oxygen content of the air is increased before injection to cylinders of the engine. Phase of injection of a coolant into the cylinders, which is overheated by exhaust gases, and a coolant of a cooling system is in the range: at 5-0 before the beginning of the fuel the injection begins, at 5-10after the top dead center injection ends. EFFECT: enhanced efficiency of the engine and decreased toxicity of exhausts owing to decreasing pressure at the end of compression stroke. cl, dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, точнее к двигателям внутреннего сгорания. The invention relates to mechanical engineering, more specifically to internal combustion engines.

Известны технические решения, обеспечивающие повышение мощности, улучшение экономичности ДВС и снижение токсичности выхлопа путем введения в состав рабочего тела хладагента воды или жидкости в испаренном или капельно-жидкостном состоянии. При подаче в ДВС воды в конце такта сжатия - начале расширения достигается уменьшающее токсичность выхлопа по NOx снижение температуры сгорания и увеличение массы рабочего тела с одновременным уменьшением средней молекулярной массы ( μ ) и показателя политропы расширения (n2) и увеличением характеристической газовой постоянной (R) рабочего тела на такте расширения, что ведет к росту работы расширения, а значит, улучшает мощностные и топливно-экономические характеристики ДВС (прототип патент США N 4408573, кл. 123-25, 1983). При этом разогрев впрыскиваемой воды (топливно-водяной эмульсии, другой жидкости) теплотой ОГ и охлаждающего агента системы охлаждения позволяет снизить затраты теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, на разогрев впрыскиваемой жидкости и увеличить дозу впрыска ее, но в этом случае целесообразно дозу повышать лишь максимум до 40-70% от массы топлива, так как большая доза снижает термодинамические параметры рабочего тела на такте расширения, а значит, и мощность ДВС и ухудшает его экономичность (Сомов В. А. и Ищук Ю. Г. Судовые многотопливные двигатели. Л. : Судостроение, 1983, с. 240), в то время как при больших дозах впрыскиваемой воды возможен дальнейший рост работы расширения за счет дополнительного уменьшения μ и n2 и увеличения R, что при работе ДВС по известным способам не может быть достигнуто.Known technical solutions for increasing power, improving the efficiency of internal combustion engines and reducing exhaust toxicity by introducing into the composition of the working fluid refrigerant water or liquid in an evaporated or drip-liquid state. When water is supplied to the internal combustion engine at the end of the compression stroke - the beginning of expansion, a reduction in the exhaust gas toxicity by NO x decreases and the mass of the working fluid decreases, while the average molecular weight (μ) and the expansion polytropic index (n 2 ) and the characteristic gas constant increase ( R) the working fluid on the expansion stroke, which leads to an increase in the expansion work, and therefore, improves the power and fuel and economic characteristics of the internal combustion engine (prototype US patent N 4408573, CL 123-25, 1983). At the same time, heating the injected water (water-water emulsion, another liquid) with the heat of the exhaust gas and the cooling agent of the cooling system allows to reduce the cost of the heat released during combustion of the fuel to heat the injected liquid and increase the injection dose, but in this case it is advisable to increase the dose only to a maximum up to 40-70% of the fuel mass, since a large dose reduces the thermodynamic parameters of the working fluid at the expansion stroke, which means that the power of the internal combustion engine also worsens its economy (Somov V.A. and Ischuk Yu. G. Ship multi-fuel e engines AL:. Shipbuilding, 1983, p 240), whereas at higher doses the water injection work is possible further expansion growth by further reducing μ n and 2, and larger R, that when the internal combustion engine by known processes can not. to be achieved.

Известны также технические решения, в которых за счет дросселирования свежего заряда на впуске в ДВС на режиме холостого хода (заявка ФРГ N 2906915, кл. F 02 D 9/00) и малых нагрузок снижают затраты работы на сжатие свежего заряда ДС, что повышает мощность и улучшает экономичность ДВС. Однако на режимах, близких к номинальной мощности, дросселирование приводит к недостаточному содержанию в рабочей смеси кислорода, необходимого для сгорания топлива, что вызывает падение мощности, ухудшение экономичности и рост токсичности выхлопа по причине нарастания неполноты сгорания топлива. Technical solutions are also known in which, due to the throttling of the fresh charge at the inlet of the ICE at idle (application Germany No. 2906915, class F 02 D 9/00) and low loads, they reduce the cost of compressing the fresh charge of the DS, which increases the power and improves the efficiency of ICE. However, at regimes close to the rated power, throttling leads to insufficient oxygen in the working mixture necessary for fuel combustion, which causes a drop in power, a decrease in efficiency and an increase in exhaust toxicity due to an increase in incompleteness of fuel combustion.

Известны технические решения, обеспечивающие работу ДВС при кислородном обогащении (КО) свежего заряда путем, например, присадки к нему находящегося при двигателе в сниженном, сжатом или химически связанном виде кислорода (озона) или, что является более перспективным, путем отделения некислородных составляющих от поступающего в ДВС воздуха непосредственно на двигателе с помощью электромагнитного разделения (заявка ФРГ N 3013673, кл. F 02 М 33/00), центробежной сепарации (заявка Японии N 61-28750, кл. F 02 M 33/00), разделения воздуха на газовых мембранах (авт. св. СССР N 853133, кл. F 02 B 51/00). За счет КО рабочего тела уменьшается токсичность выхлопа ДВС по некоторым компонентам при незначительном увеличении мощности и улучшении топливной экономичности ДВС (см. Рефератный журнал "Двигатели внутреннего сгорания", отдельный выпуск ГКНТ СССР, АН СССР, ВИНИТИ, 1988, N 7, с. 35, 1988, N 12, с. 25, 1987, N 3, 1978, N 5, с. 40). Это происходит из-за сокращения периода индукции, возрастания скорости и полноты сгорания топлива. Known technical solutions that provide the internal combustion engine during oxygen enrichment (CO) of a fresh charge by, for example, adding oxygen (ozone) that is present when the engine is in a reduced, compressed, or chemically bound form, or, which is more promising, by separating non-oxygen components from the incoming in the internal combustion engine of air directly on the engine using electromagnetic separation (application of Germany N 3013673, class F 02 M 33/00), centrifugal separation (application of Japan N 61-28750, class F 02 M 33/00), separation of air into gas membranes (aut St. USSR N 853133, class F 02 B 51/00). Due to KO of the working fluid, the toxicity of internal combustion engine exhaust is reduced for some components with a slight increase in power and improved fuel economy of internal combustion engines (see Abstract Journal of Internal Combustion Engines, separate issue of the USSR State Committee for Science and Technology, USSR Academy of Sciences, VINITI, 1988, N 7, p. 35 1988, N 12, p. 25, 1987, N 3, 1978, N 5, p. 40). This is due to a reduction in the induction period, an increase in the speed and completeness of fuel combustion.

Однако в известных схемах при КО сохраняются термодинамические параметры процессов наполнения и сжатия, весь положительный эффект вызван ростом параметров сгорания, в частности скорости сгорания, что увеличивает среднее давление цикла (Кузнецов Е. В. Влияние концентрации кислорода на процесс двигателя. - Сборник АН СССР, 1956, с; 107-114). При этом значительная часть энергии, получаемой при сгорании топлива, затрачивается на сжатие не участвующей в процессе сгорания части рабочего тела (в основном молекулярный азот N2), а рост температуры сгорания ведет к росту выброса с отработавшими газами (ОГ) окислов азота.However, the thermodynamic parameters of the filling and compression processes are retained in the well-known schemes for SC, the whole positive effect is caused by an increase in the combustion parameters, in particular, the combustion rate, which increases the average pressure of the cycle (Kuznetsov E.V. Effect of oxygen concentration on the engine process. 1956, p; 107-114). At the same time, a significant part of the energy received during fuel combustion is expended on the compression of a part of the working fluid that is not involved in the combustion process (mainly molecular nitrogen N 2 ), and an increase in the combustion temperature leads to an increase in the emission of nitrogen oxides with exhaust gases (OG).

Целью изобретения является повышение эффективных показателей ДВС. The aim of the invention is to increase the effective performance of ICE.

Указанная цель достигается тем, что свежий заряд дросселируют на впуск в ДС, его кислородосодержание повышают, фазу впрыска хладагента выдерживают в интервале: начало впрыска - за 5-0о поворота коленчатого вала (ПКВ) до начала впрыска топлива, окончание впрыска - за 5-10оповорота коленчатого вала после верхней мертвой точки (ВМТ).This goal is achieved by the fact that the fresh charge is throttled to the inlet to the DS, its oxygen content is increased, the refrigerant injection phase is maintained in the interval: the beginning of injection - for 5-0 about crankshaft rotation (PCV) before the start of fuel injection, the end of injection - for 5- 10 about the rotation of the crankshaft after top dead center (TDC).

За счет дросселирования свежего заряда на впуске снижается давление конца наполнения (Ра), что уменьшает затраты энергии на сжатие рабочего тела до снижающегося ввиду этого давления конца сжатия (Рс), но температура конца сжатия и в этом случае достаточна для самовоспламенения дизельного топлива (заявки ФРГ кл. F 02 D 9/00, F 02 D 39/02, N 2906915) даже при Ра= 0,015 МПа. Воспламенение топлива от внешнего источника, например свечи зажигания, при таких Ра происходит в карбюраторных ДВС на режимах малых нагрузок без затруднений.Due to the throttling of the fresh charge on the intake pressure is reduced end filling (P a), which reduces the working fluid compression energy cost to the declining in view of this end of compression pressure (P s), but the temperature at the end of compression in this case is sufficient for auto-ignition of diesel fuel ( applications from Germany, class F 02 D 9/00, F 02 D 39/02, N 2906915) even at P a = 0.015 MPa. Ignition of fuel from an external source, such as a spark plug, at such P a occurs in carburetor ICEs under low load conditions without difficulty.

При впрыске в рабочее тело воды расширяться в ДВС будет уже рабочее тело с большим содержанием воды, а значит, и с меньшей средней молекулярной массой ( μ ) и большей характеристикой газовой постоянной (R), чем это было при сжатии, причем увеличение водосодержания рабочего тела снижает величину показателя политропы расширение (n2). Это позволяет скомпенсировать потери рабочего тела от дросселирования и, следовательно, сохранить и даже повысить величину работы расширения по сравнению с серийным ДВС. Наличие воды позволяет не допустить роста температуры сгорания, ведущего к увеличению выброса с ОГ окислов азота.When water is injected into the working fluid, the working fluid with a higher water content, and, therefore, with a lower average molecular weight (μ) and a larger characteristic of the gas constant (R) than during compression, will already expand in the internal combustion engine, and the increase in the water content of the working fluid reduces the magnitude of the index of polytropic expansion (n 2 ). This allows you to compensate for the loss of the working fluid from throttling and, therefore, to maintain and even increase the magnitude of the expansion work compared to a serial ICE. The presence of water makes it possible to prevent an increase in the combustion temperature, leading to an increase in the emission of nitrogen oxides from the exhaust gas.

Так как величина затраченной на сжатие рабочего тела работы уменьшается, а полученная при расширении работа поддерживается неизменной и даже увеличивается, то суммарная работа цикла ДВС, а значит, и его КПД возрастает. Since the amount of work spent on compressing the working fluid decreases, and the work obtained during expansion is maintained unchanged and even increases, the total work of the ICE cycle, and hence its efficiency, increases.

Совместное КО и дросселирование свежего заряда дает возможность уменьшить работу сжатия при сохранении в рабочем теле того же количества окислителя-кислорода воздуха, необходимого для сгорания той же дозы топлива, что и в серийном ДВМ, а впрыск большого (в несолько раз больше дозы топлива) количества разогретой воды обеспечивает возможность восстановления массы рабочего тела, частично потерянной при дросселировании, причем это становится возможным лишь благодаря одновременному КО и дросселированию на впуске, снижающему массу свежего заряда без уменьшения количества топлива, что высвобождает часть теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, на разогрев впрыскиваемой воды. При этом наличие большого количества воды позволяет не допускать роста температуры сгорания, а значит, и выброса с ОГ окислов азота не только без снижения, а даже при возрастании работы расширения относительно серийного ДВС ввиду роста массы и характеристической газовой постоянной рабочего тела на также расширения и уменьшения величины показателя политропы расширения. Значит, наблюдается суперэффект, превосходящий сумму эффектов при раздельном применении КО, дросселировании свежего заряда на впуске и впрыска воды, причем его возникновение возможно лишь при совместном их применении. Joint KO and throttling of a fresh charge makes it possible to reduce the work of compression while maintaining in the working fluid the same amount of oxidizing agent-oxygen, which is necessary for combustion of the same dose of fuel as in a serial DVM, and the injection of a large (several times more dose of fuel) amount heated water provides the ability to restore the mass of the working fluid, partially lost during throttling, and this becomes possible only due to the simultaneous KO and throttling at the inlet, which reduces the mass of fresh aryada without reducing the amount of fuel that releases part of the heat released during the combustion of fuel to heat the water injection. At the same time, the presence of a large amount of water makes it possible to prevent an increase in the combustion temperature, and hence the emission of nitrogen oxides from the exhaust gas, not only without a decrease, but even with an increase in the work of expansion relative to the serial ICE due to the increase in mass and the characteristic gas constant of the working fluid to also expand and decrease the magnitude of the indicator of polytropic expansion. This means that a super-effect is observed that is superior to the sum of the effects when the KO is used separately, the fresh charge is throttled at the inlet and the water is injected, and its occurrence is possible only when combined.

Новым в изобретении является совместное КО и дросселирование свежего заряда и впрыск в ДВС разогретой воды в конце сжатия - начале горения. Сравнение с аналогами показывает, что при этом достигается результат, превышающий сумму эффектов при их раздельном применении. Это дает возможность сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критериям "новизна" и "существенные отличия". New in the invention is the joint KO and throttling of a fresh charge and the injection of heated water into the internal combustion engine at the end of compression - the beginning of combustion. Comparison with analogues shows that in this case a result is achieved that exceeds the sum of the effects when applied separately. This makes it possible to conclude that the claimed invention meets the criteria of "novelty" and "significant differences".

На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа. The drawing shows a device for implementing the proposed method.

Устройство состоит из базового дизельного ДВС 1, устройства для обогащения воздуха кислородом, например мембранного газоразделителя 2, водяного насоса 3, теплообменника-рекуператора 4 охлаждающая жидкость-впрыскиваемая вода, теплообменника-рекуператора 5 отработавшие газы - впрыскиваемая вода, теплообменника-рекуператора - экрана 6, размещенного на огневом днище головки ДВС, нагнетательного клапана 7, водяного бака 8, трубопровода 9 подачи воздуха из воздухоочистителя 10 через кран 11 в газоразделитель 2 и далее в ДВС 1, обводного трубопровода 12 с дросселем 13 и сбросного трубопровода 14 с эжектором 15, расположенным в выхлопном тракте ДВС, и водяных трубопроводов - низкого давления 16 и высокого давления 17. The device consists of a basic diesel engine 1, a device for enriching air with oxygen, for example, a membrane gas separator 2, a water pump 3, a heat exchanger-recuperator 4, a cooling liquid-injected water, a heat exchanger-recuperator 5, the exhaust gas is injected water, a heat exchanger-recuperator - screen 6, located on the fire bottom of the head of the internal combustion engine, the discharge valve 7, the water tank 8, the pipe 9 for supplying air from the air cleaner 10 through the valve 11 to the gas separator 2 and then to the internal combustion engine 1, the bypass pipe 12 with a throttle 13 and an exhaust pipe 14 with an ejector 15 located in the exhaust tract of the internal combustion engine, and water pipelines - low pressure 16 and high pressure 17.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Поступающий в ДВС через воздухоочиститель 10 воздух может двигаться во впускной коллектор двумя путями: через кран 11 и газоразделитель 2, причем здесь в ДВС поступает газовая смесь (воздуа), обогащенная кислородом до 45% , или через обводной трубопровод 12 при открытом дросселе 13. При этом газовая смесь (воздух) с пониженным кислородосодержанием отсасывается эжектором 15 со стороны низкого давления газоразделителя 2 в выхлопной тракт ДВС. Суммарное кислородосодержание поступающей в ДВС газовой смеси регулируется краном 11 и дросселем 13: при закрытом полностью дросселе 13 и открытом кране 11 в двигатель поступает дросселируемая на газоразделителе смесь с максимальным кислородосодержанием (45% кислорода); при закрытом кране 11 и открытом дросселе 13 - обычный воздух. При промежуточных положениях крана 11 и дросселя 13 кислородосодержание поступающего в ДВС воздуха изменяется от 23 до 45% . При этом давление конца наполнения Раизменяется от 0,09 на обычном воздухе до 0,06 МПа на воздухе с максимальным кислородосодержанием. Это позволяет при повышенном кислородосодержании и пониженной массе цилиндрового заряда подать в цилиндр значительно больше, чем это бывает возможно при традиционных способах работы ДВС, количество воды, причем впрыскиваемая через нагнетательный клапан 7 насосом 3 вода, забираемая из бака 8, предварительно разогревается теплотой охлаждающей жидкости в теплообменнике-рекуператоре 4, теплотой отработавших газов в теплообменнике-рекуператоре 5 и теплотой горящей смеси в теплообменике-экране-рекуператоре 6. Подача воды начинается за 5-0о ПКВ. до начала впрыска топлива и заканчивается через 5-10о после ВМТ.The air entering the internal combustion engine through the air cleaner 10 can move into the intake manifold in two ways: through the valve 11 and the gas separator 2, and here the gas mixture (air) enriched with oxygen up to 45% enters the internal combustion engine or through the bypass pipe 12 with the throttle open 13. When this gas mixture (air) with low oxygen content is sucked off by the ejector 15 from the low pressure side of the gas separator 2 in the exhaust path of the internal combustion engine. The total oxygen content of the gas mixture entering the internal combustion engine is regulated by the valve 11 and throttle 13: when the completely throttle 13 and the valve 11 are open, the mixture with the maximum oxygen content (45% oxygen) throttled on the gas separator enters the engine; with a closed valve 11 and an open throttle 13 - ordinary air. At intermediate positions of the valve 11 and throttle 13, the oxygen content of the air entering the internal combustion engine varies from 23 to 45%. The pressure of the end of the filling R a varies from 0.09 in ordinary air to 0.06 MPa in air with a maximum oxygen content. This allows, with increased oxygen content and reduced mass of the cylinder charge, to supply much more to the cylinder than is possible with traditional ICE methods, the amount of water, the water injected through the pressure valve 7 by the pump 3, taken from the tank 8, is preheated by the heat of the coolant in heat exchanger-recuperator 4, the heat of exhaust gases in the heat exchanger-recuperator 5 and the heat of the burning mixture in the heat exchanger-screen-recuperator 6. Water supply starts at 5-0 about PC AT. before the start of fuel injection and ends 5-10 about after TDC.

Итак, при работе дизеля по заявляемому способу благодаря совместному дросселированию и кислородному обогащению свежего заряда снижается масса цилиндрового заряда, что уменьшает затраты энергии на сжатия, но фактическое количество кислорода остается таким же, как у серийного дизеля, что позволяет сжечь то же количество топлива, что при традиционных способах работы ДВС. Потеря части цилиндрового заряда при дросселировании полностью возмещается за счет впрыска в цилиндр разогретой воды, что позволяет сохранить или даже повысить работу расширения при умеренной величине наибольшей температуры цикла Тz. В результате повышается мощность и экономичность двигателя и в результате роста концентрации кислорода в смеси и поддержании умеренной температуры Tz снижается токсичность выхлопа.So, when operating a diesel engine according to the claimed method, due to the combined throttling and oxygen enrichment of the fresh charge, the mass of the cylinder charge decreases, which reduces the energy consumption for compression, but the actual amount of oxygen remains the same as a serial diesel engine, which allows you to burn the same amount of fuel that with traditional methods of operation of internal combustion engines. The loss of part of the cylinder charge during throttling is fully compensated by the injection of heated water into the cylinder, which allows you to save or even increase the work of expansion at a moderate value of the highest cycle temperature T z . As a result, engine power and economy are increased, and as a result of an increase in the oxygen concentration in the mixture and maintaining a moderate temperature T z, the toxicity of the exhaust is reduced.

У серийного ДВМ 4411/12,5 с геометрической степенью сжатия ε = 16 давление конца наполнения Ра≈ 0,09 МПа, давление конца сжатия Рс ≈4 МПа, эффективная мощность при номинальной частоте вращения 2200 мин-1составляет Nc= 56,6 кВт. Уравнения термодинамической работы для политропного процесса имеют вид
сжатие lc=

Figure 00000001
(Pa· Va - Pс· V b) ,
расширение lp =
Figure 00000002
(P2· Vz - Pb· V b) , где n1, n2 - показатели политропы процессов сжатия и расширения;
Va, Vc, Vz, Vb - соответственно полный объем, объем камеры сгорания ДВС, объем при максимальном давлении сгорания Рz и объем при давлении конца расширения Рв.For a serial DVM 4411 / 12.5 with a geometric compression ratio ε = 16, the pressure of the end of filling is P a ≈ 0.09 MPa, the pressure of the end of compression is P s ≈4 MPa, and the effective power at a nominal speed of 2200 min -1 is N c = 56 , 6 kW. The equations of thermodynamic work for the polytropic process have the form
compression l c =
Figure 00000001
(P a · V a - P s · V b ),
extension l p =
Figure 00000002
(P 2 · V z - P b · V b ), where n 1 , n 2 are the indicators of the polytropic processes of compression and expansion;
V a , V c , V z , V b - respectively, the total volume, volume of the combustion engine of the internal combustion engine, the volume at the maximum pressure of combustion P z and the volume at the pressure of the end of expansion P in .

Расчетным путем можно установить, что при повышении кислородосодержания свежего заряда путем прокачки его через мембранный газоразделитель на базе поливинилтриметилсилановых мембpан до 45 мас. % и дроссселировании свежего заряда до Ра= 0,06 МПа Рс снижается до 2,6 МПа и затраты энергии на сжатие заряда снижаются почти на 40% (на 803,4 нм). Впрыскиваемую в цилиндр воду разогревать целесообразно последовательно: в теплообменнике теплотой охлаждающей жидкости, затем теплотой продуктов сгорания в теплообменнике-рекуператоре ОГ - вода и теплообменнике-экране, установленном на контактирующей с горячей рабочей смесью поверхности головки цилиндра. При этом за счет впрыска воды повышается максимальное давление цикла, снижается показатель политропы расширения n2 и в результате этого сохраняется или даже несколько увеличивается величина работы расширения. В итоге эффективная мощность двигателя повышается примерно на 16,5% , а наличие в рабочем теле большего количества кислорода и вода и малого количества азота способствует снижению токсичности выхлопа по окислам азота.It can be established by calculation that when the oxygen content of a fresh charge is increased by pumping it through a membrane gas separator based on polyvinyltrimethylsilane membranes to 45 wt. % and dross-sieving of a fresh charge to P a = 0.06 MPa, P s decreases to 2.6 MPa and the energy consumption for compressing the charge decreases by almost 40% (by 803.4 nm). It is advisable to heat the water injected into the cylinder sequentially: in the heat exchanger with the heat of the coolant, then with the heat of the combustion products in the exhaust heat exchanger-heat exchanger - water and the heat exchanger-screen mounted on the surface of the cylinder head in contact with the hot working mixture. Moreover, due to water injection, the maximum pressure of the cycle rises, the polytropic exponent n 2 decreases, and as a result of this, the magnitude of the expansion work is preserved or even slightly increased. As a result, the effective engine power is increased by about 16.5%, and the presence in the working fluid of a greater amount of oxygen and water and a small amount of nitrogen helps to reduce the toxicity of exhaust from nitrogen oxides.

При более полной утилизации отводимой от ДВС теплоты можно увеличить дозу и температуру впрыскиваемой воды, что еще более повысит работу расширения. Дополнительно увеличить эффект позволяет также теплоизоляция деталей, образующих камеру сгорания. With a more complete utilization of the heat removed from the internal combustion engine, the dose and temperature of the injected water can be increased, which will further increase the work of expansion. Thermal insulation of parts forming the combustion chamber also allows to increase the effect.

(56) Заявка ФРГ N 3013673, кл. F 02 M 33/00, 1981. (56) Application of Germany N 3013673, CL F 02 M 33/00, 1981.

Патент США N 4408573, кл. 123-25, опубл. 1983.  U.S. Patent 4,408,573, class. 123-25, publ. 1983.

Claims (1)

СПОСОБ РАБОТЫ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ путем впуска в цилиндры воздуха, его сжатия, впрыска и воспламенения топлива, расширения продуктов сгорания, преобразования энергии расширяющихся газов во вращательную энергию вала и выпуска отработавших газов, причем часть неиспользованной при расширении теплоты продуктов сгорания утилизируют путем перегрева при помощи отработавших газов хладагента системы охлаждения и его впрыска в цилиндры, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективных показателей, воздух перед впуском в цилиндры дросселируют и повышают его кислородосодержание и фазу впрыска хладагента выдерживают в интервале: начало впрыска - за 5 - 0o поворота коленчатого вала до начала впрыска топлива, окончание впрыска - через 5 - 10o поворота коленчатого вала после верхней мертвой точки. WAY OF WORKING THE INTERNAL COMBUSTION DIESEL ENGINE by admitting air into the cylinders, compressing it, injecting and igniting the fuel, expanding the products of combustion, converting the energy of the expanding gases into the rotational energy of the shaft and discharging the exhaust gases; exhaust gas of the refrigerant of the cooling system and its injection into the cylinders, characterized in that, in order to increase effective performance, the air in front of the inlet Ohms are throttled into cylinders and its oxygen content is increased and the refrigerant injection phase is maintained in the interval: the beginning of the injection is 5 - 0 o turn the crankshaft before the start of fuel injection, the end of the injection is 5 - 10 o turn the crankshaft after top dead center.
SU4782094 1990-01-15 1990-01-15 Method of operation of diesel internal combustion engine RU2006611C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4782094 RU2006611C1 (en) 1990-01-15 1990-01-15 Method of operation of diesel internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4782094 RU2006611C1 (en) 1990-01-15 1990-01-15 Method of operation of diesel internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2006611C1 true RU2006611C1 (en) 1994-01-30

Family

ID=21491428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4782094 RU2006611C1 (en) 1990-01-15 1990-01-15 Method of operation of diesel internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2006611C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5718194A (en) In-cylinder water injection engine
CN109083770B (en) Method for operating an internal combustion engine
RU2082891C1 (en) Internal combustion engine and method of its operation
US7434551B2 (en) Constant temperature internal combustion engine and method
US20090314005A1 (en) Piston engine systems and methods
US8550042B2 (en) Full expansion internal combustion engine
RU2521529C2 (en) Heat ice, adjustment procedure, method for definition of engine dimension and vehicle with engine
US8973539B2 (en) Full expansion internal combustion engine
US6182614B1 (en) Carbon black tailgas fueled reciprocating engines
RU2006611C1 (en) Method of operation of diesel internal combustion engine
Klett et al. Internal combustion engines
US6484673B1 (en) Internal combustion engine employing compressed gas injection and transportation vehicle having same assembled therein
RU2626611C2 (en) Two-stroke internal combustion engine with highest technical-economical and environmental criterial parameters and electronic control of accumulated fuel injection system of large fraction composition
JP2007146854A (en) Cylinder injection engine with turbosupercharger and its control method
JP2023103406A (en) Exhaust gas recirculation system and ship provided with the same
Sen et al. Performance analysis of supercharging process in SI engine & CI engine and application of supercharger
RU2163975C1 (en) Internal combustion engine operation method
RU2220306C2 (en) Method to control engine by changing compression ratio and fuel delivery irrespective of octane rating of fuel
Sen et al. ANALYSIS OF CHARGING PROCESS IN SI ENGINE & CI ENGINE AND APPLICATION OF SUPERCHARGER
JPH0842346A (en) Two-cycle diesel engine
Gentili et al. Influence of Engine Parameters on ATAC Behaviour in a GDI Two-Stroke Engine
JPH0921327A (en) Four cycle internal combustion engine causing one time burning per revolution of crankshaft
WO2003021103A1 (en) A method of increasing the part load efficiency of the combustion engine
JP2000234569A (en) Direct injection engine
MXPA99003952A (en) Carbon black tailgas fueled reciprocating engines