RU85555U1 - DEVICE FOR EXCITATION IN THE DIESEL CYLINDER OF THE VIBRATION FUEL COMBUSTION MODE - Google Patents

Abstract

Устройство для возбуждения в цилиндре дизеля вибрационного режима горения топлива, представляющее собой вихревую камеру, имеющую входное и выходное отверстия, отличающееся тем, что входное отверстие вихревой камеры снабжено дезинтегрирующей решеткой и раструбом для подсоединения к турбокомпрессору, выходное отверстие камеры оснащено патрубком для сообщения с всасывающим коллектором, а внутри вихревой камеры размещены завихряющие лопатки, установленные тангенциально к выходному отверстию камеры.A device for exciting a vibrational mode of fuel combustion in a diesel cylinder, which is a vortex chamber having an inlet and an outlet, characterized in that the inlet of the vortex chamber is provided with a disintegrating grid and a socket for connection to a turbocharger, the outlet of the chamber is equipped with a pipe for communication with the suction manifold and swirl vanes are placed inside the vortex chamber, mounted tangentially to the chamber outlet.

Description

Полезная модель относится к поршневым двигателям внутреннего сгорания, а именно к системам впуска для завихрения заряда смеси в цилиндре, и может найти применение в дизельных и карбюраторных двигателях для увеличения полноты сгорания топлива.The utility model relates to reciprocating internal combustion engines, namely, intake systems for swirling the charge of a mixture in a cylinder, and can be used in diesel and carburetor engines to increase the completeness of fuel combustion.

Известно явление под названием "вибрационное горение топлива" (Вибрационное горение в некоторых модельных устройствах. Издательство Казанского университета, г.Казань, 1970).Вибрационное горение представляет собой автоколебательный режим горения топлива, в котором участвуют все моды и виды акустических колебаний или волн в звуковом диапазоне частот, а именно: поперечные, продольные, смешанные, радиальные, тангенциальные, бегущие и стоячие. При этом основную роль в процессе вибрационного горения играют бегущие поперечные тангенциальные волны.A phenomenon called “vibrational combustion of fuel” is known (Vibrational combustion in some model devices. Kazan University Press, Kazan, 1970). Vibrational combustion is a self-oscillating mode of fuel combustion, in which all modes and types of acoustic vibrations or waves in sound frequency range, namely: transverse, longitudinal, mixed, radial, tangential, traveling and upright. In this case, the running transverse tangential waves play the main role in the process of vibrational combustion.

Установлено, что вибрационное горение топлива возникает при следующих условиях:It is established that vibrational combustion of fuel occurs under the following conditions:

- достаточно высокая температура газовой среды,- a sufficiently high temperature of the gaseous medium,

- достаточно высокая скорость движения газового потока,- a sufficiently high velocity of the gas stream,

- наличие в газовом потоке возмущений в виде вихрей. Эти вихри, представляющие собой быстро изменяющиеся по форме, местоположению и величине давления пневматические импульсы, излучают широкий спектр акустических волн в диапазоне звуковых частот. Под воздействием этих волн газовая среда и пламя горения приобретают пульсирующий характер, а процесс горения топлива-вибрационный режим.- the presence in the gas stream of disturbances in the form of vortices. These vortices, which are pneumatic pulses rapidly changing in shape, location and pressure, emit a wide range of acoustic waves in the range of sound frequencies. Under the influence of these waves, the gaseous medium and the combustion flame acquire a pulsating character, and the fuel combustion process becomes a vibrational mode.

Установлено также, что вибрационное горение ускоряет теплообменные процессы, увеличивает скорость горения топлива и повышает полноту его сгорания.It was also established that vibrational combustion accelerates heat transfer processes, increases the burning rate of fuel and increases the completeness of its combustion.

Известно устройство для моделирования процесса вибрационного горения газобразного топлива (Вибрационное горение в некоторых модельных устройствах. Издательство Казанского университета, г.Казань, 1970, с.131. Прототип). Это устройство представляет собой вихревую камеру с отверстиями для подачи горючего газа и воздуха под давлением и отвода горючей смеси из камеры, причем отверстие для отвода горючей смеси оснащено трубкой. Вихри, излучающие акустические волны, образуются в камере за счет напорных струй горючего газа и воздуха при их смешении, а также вследствие перепада давления, возникающего при движении горючего газа, воздуха и горючей смеси. Пламя вибрационного горения смеси имеет место на конце отводной трубки при поджигании горючей смеси.A device is known for modeling the process of vibrational combustion of gaseous fuels (Vibrational combustion in some model devices. Kazan University Press, Kazan, 1970, p. 131 Prototype). This device is a vortex chamber with openings for supplying combustible gas and air under pressure and for discharging the combustible mixture from the chamber, and the opening for discharging the combustible mixture is equipped with a tube. Vortices emitting acoustic waves are formed in the chamber due to pressure jets of combustible gas and air during their mixing, as well as due to the pressure drop arising from the movement of combustible gas, air and a combustible mixture. The flame of vibrational combustion of the mixture takes place at the end of the outlet tube when igniting the combustible mixture.

Приведенное устройство предназначено для моделирования процесса вибрационного горения и без существенных конструктивных изменений не может быть использовано для возбуждения вибрационного горения топлива в цилиндре дизеля.The above device is designed to simulate the process of vibrational combustion and without significant structural changes cannot be used to excite vibrational combustion of fuel in a diesel cylinder.

Поставлена задача: приспособить указанное устройство для обеспечения процесса горения топлива в вибрационном режиме в цилиндре дизеля, и тем самым увеличить полноту сжигания и снизить расход топлива, а также уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу.The task is: to adapt the specified device to ensure the fuel combustion process in vibration mode in the diesel cylinder, and thereby increase the completeness of combustion and reduce fuel consumption, as well as reduce emissions of harmful substances into the atmosphere.

Эта задача решена следующим образом. В соответствие с прототипом, устройство для возбуждения в цилиндре дизеля вибрационного режима горения топлива представляет собой вихревую камеру, имеющую входное и выходное отверстия. Согласно полезной модели входное отверстие вихревой камеры снабжено дезинтегрирующей решеткой и раструбом для подсоединения к турбокомпрессору, выходное отверстие оснащено патрубком для сообщения с всасывающим коллектором, а внутри вихревой камеры размещены завихряющие лопатки, установленные тангенциально к выходному отверстию камеры.This problem is solved as follows. In accordance with the prototype, a device for excitation in a diesel cylinder of a vibrational mode of fuel combustion is a vortex chamber having an inlet and an outlet. According to a utility model, the inlet of the vortex chamber is provided with a disintegrating grid and a socket for connection to a turbocharger, the outlet is equipped with a pipe for communication with the suction manifold, and swirl vanes placed tangentially to the outlet of the chamber are placed inside the vortex chamber.

Далее сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично изображена конструкция вышеназванного устройства (в разрезе).Further, the essence of the utility model is illustrated by the drawing, which schematically shows the design of the above-mentioned device (in section).

Устройство для возбуждения в цилиндре дизеля вибрационного режима горения топлива представляет собой вихревую камеру I, имеющую входное 2 и выходное 3 отверстия. Входное отверстие 2 снабжено дезинтегрирующей решеткой 4 и раструбом 5 для подсоединения вихревой камеры 1 к турбокомпрессору (турбокомпрессор на чертеже не показан) Выходное отверстие 3 оснащено патрубком 6 для сообщения вихревой камеры 1 с всасывающим коллектором (коллектор на чертеже не показам) системы впуска воздуха в цилиндры дизеля. Во внутренней полости вихревой камеры 1 размерены завихряющие лопатки 7, которые установлены тангенциально к выходному отверстию 3 камеры.A device for exciting a vibrational mode of fuel combustion in a diesel cylinder is a vortex chamber I having an inlet 2 and an outlet 3 openings. The inlet 2 is provided with a disintegrating grill 4 and a socket 5 for connecting the vortex chamber 1 to the turbocharger (the turbocompressor is not shown in the drawing). The outlet 3 is equipped with a nozzle 6 for communicating the vortex chamber 1 with the suction manifold (the collector is not shown in the drawing) of the air intake system in the cylinders diesel engine. In the inner cavity of the vortex chamber 1, swirl vanes 7 are dimensioned, which are installed tangentially to the outlet 3 of the chamber.

При работе дизеля атмосферный воздух, нагнетаемый турбокомпрессором, через раструб 5 и входное отверстие 2, попадает в вихревую камеру I. Проходя через дезинтегрирующую решетку 4 поток воздуха разделяется на большое количество отдельных струй, которые под воздействие перепада давления образуют турбулентный воздушный поток. Этот поток воздуха, соприкасаясь с завихряющими лопатками 7, закручивается и через патрубок 6 и всасывающий коллектор в виде вихрей поступает в цилиндры дизеля, где смешивается с парами топлива, образуя горючую смесь. Под воздействием вихревого потока воздуха, эта газовая смесь представляет собой множество вихрей, каждый из которых излучает акустические волны и носит пульсирующий характер. При поджигании горючей смеси, под воздействием акустических волн, пламя горения приобретает пульсирующий характер, а процесс горения топлива - вибрационный режим. Такой режим горения топлива ускоряет теплообменные процессы в газовой среде, увеличивает скорость горения топлива и повышает полноту его сгорания.During diesel operation, atmospheric air injected by the turbocompressor through the socket 5 and inlet 2 enters the vortex chamber I. Passing through the disintegrating grating 4, the air stream is divided into a large number of individual jets, which form a turbulent air stream under the influence of pressure drop. This air flow, in contact with the swirling blades 7, is twisted and through the pipe 6 and the suction manifold in the form of vortices enters the cylinders of the diesel engine, where it is mixed with fuel vapor, forming a combustible mixture. Under the influence of a vortex air flow, this gas mixture consists of many vortices, each of which emits acoustic waves and has a pulsating character. When a combustible mixture is ignited, under the influence of acoustic waves, the combustion flame acquires a pulsating character, and the fuel combustion process acquires a vibrational mode. This mode of fuel combustion accelerates heat transfer processes in a gaseous medium, increases the rate of combustion of fuel and increases the completeness of its combustion.

Технический результат полезной модели: увеличение полноты сгорания топлива, снижение расхода топлива, уменьшение выбросов вредных веществ в атмосферу.The technical result of the utility model: increasing the completeness of fuel combustion, reducing fuel consumption, reducing emissions of harmful substances into the atmosphere.

Claims (1)

Устройство для возбуждения в цилиндре дизеля вибрационного режима горения топлива, представляющее собой вихревую камеру, имеющую входное и выходное отверстия, отличающееся тем, что входное отверстие вихревой камеры снабжено дезинтегрирующей решеткой и раструбом для подсоединения к турбокомпрессору, выходное отверстие камеры оснащено патрубком для сообщения с всасывающим коллектором, а внутри вихревой камеры размещены завихряющие лопатки, установленные тангенциально к выходному отверстию камеры.

A device for exciting a vibrational mode of fuel combustion in a diesel cylinder, which is a vortex chamber having an inlet and an outlet, characterized in that the inlet of the vortex chamber is provided with a disintegrating grid and a socket for connection to a turbocharger, the outlet of the chamber is equipped with a pipe for communication with the suction manifold and swirl vanes are placed inside the vortex chamber, mounted tangentially to the chamber outlet.