способ работы газового двигателя внутреннего сгорания
Классы МПК: | F02B47/10 циркуляция выхлопных газов в замкнутых или полузамкнутых контурах, например с одновременной присадкой кислорода F02B43/12 рабочие процессы |
Автор(ы): | Пискунов С.Е., Абаскулиев Д.А., Писаренко В.Н. |
Патентообладатель(и): | Пискунов Семен Евсеевич, Абаскулиев Джангир Ахмедович, Писаренко Виталий Николаевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-02-04 публикация патента:
20.08.2000 |
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к способу работы газового двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Смесь газообразного углеводородного топлива и часть продуктов сгорания попадают в ДВС с коэффициентом избытка окислителя более 0,8, сжимают рабочим органом до самовоспламенения с образованием продуктов сгорания и совершением механической работы. В рабочий объем ДВС можно подавать смесь газообразного углеводородного топлива, окислителя, часть продуктов сгорания и дозированное количество воды или водяного пара, при сжатии рабочим теплом они самовоспламеняются с образованием продуктов сгорания и совершением механической работы. В рабочий объем ДВС, частично заполненный продуктами сгорания от предыдущего цикла, можно подать топливно-окислительную смесь и часть продуктов сгорания от предыдущего рабочего цикла, при сжатии рабочим телом они самовоспламеняются с образованием продуктов сгорания и совершением механической работы. В топливно-окислительную смесь может подаваться добавка, инициирующая процесс самовоспламенения горючей смеси и расширяющая пределы устойчивого горения. ДВС может иметь также дополнительную систему зажигания горючей смеси (искровая, впрыск топлива и др.). Технический результат заключается в проведении оптимального процесса горения с улучшением мощностных, экологических и эксплуатационных характеристик двигателя 5 з.п. ф-лы, 1 ил. 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. Способ работы газового двигателя внутреннего сгорания (ДВС), включающий подачу в рабочий объем ДВС топливно-окислительной смеси на основе окислителя и углеводородного сырья, в том числе природного газа, ее сжатие и горение с образованием продуктов сгорания и совершением механической работы, отличающийся тем, что в топливно-окислительную смесь вводят часть продуктов сгорания предыдущего рабочего цикла, сжимают до ее самовоспламенения при коэффициенте избытка окислителя![способ работы газового двигателя внутреннего сгорания, патент № 2154742](/images/patents/317/2154023/945.gif)
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в рабочий объем ДВС подают дозированное количество воды или водяного пара. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в рабочем объеме ДВС оставляют часть продуктов сгорания от предыдущего цикла. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что углеводородное сырье подают в линию рециркуляции продуктов сгорания. 5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что дополнительно используют систему зажигания горючей смеси. 6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что в углеводородное сырье подают добавку, инициирующую процесс самовоспламенения горючей смеси и расширяющую пределы ее устойчивого горения.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к способу работы газового двигателя внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано в различных отраслях промышленности: в энергетике, в нефтяной и газовой промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте и др. Известен способ работы газового двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в подаче в цилиндры двигателя топлива и всасывания искусственной газовой смеси, сжатия, воспламенения, сгорания, расширения продуктов сгорания. Сущность изобретения состоит в том, что часть отработавших газов обогащают кислородом при их нагреве другой частью отработавших газов до температуры перегрева пара в газовой смеси (см. патент РФ N 2013587). Недостатком данного способа является низкая эффективность процесса горения. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ работы газового двигателя внутреннего сгорания, включающий подачу в качестве газового топлива природного газа в смеси с водородом в рабочий объем камеры сгорания (см. заявку WO 95/30825). Содержание водорода в топливно-окислительной смеси поддерживается от 21 до 50% об. В качестве окислителя используется воздух. Эквивалентное соотношение топливо-воздух приблизительно равно 0,625. В результате расширяются пределы горения природного газа как моторного топлива двигателей традиционных транспортных средств, а также пределы выбора воздух - топливного отношения для достижения наивыгоднейшей мощности, эффективности и уменьшения выбросов в окружающую среду. Основным недостатком прототипа является использование в качестве компонента моторного топлива водорода, который имеет высокую стоимость, взрыво- и пожароопасность. Вызывает затруднение также хранение больших количеств водорода на заправочных станциях. Недостатком прототипа является необходимость для работы ДВС принудительного воспламенения горючей смеси, что снижает коэффициент полезного действия (КПД) работы двигателя. Задачей изобретения является обеспечение оптимального проведения процесса горения (полноты сгорания) с повышением КПД и мощности двигателя, снижение концентрации вредных выбросов (NOx, CO, CH, и т.д.) и снижение тепловых и механических нагрузок двигателя, что способствует улучшению его эксплуатационных характеристик. Поставленная задача решается тем, что способ работы газового двигателя внутреннего сгорания (ДВС), включающий подачу в рабочий объем ДВС топливно-окислительной смеси на основе окислителя и углеводородного сырья, в том числе природного газа, ее сжатие, и ее горение с образованием продуктов сгорания и совершением механической работы, согласно изобретению, в топливно-окислительную смесь вводят часть продуктов сгорания предыдущего рабочего цикла, сжимают до ее самовоспламенения при коэффициенте избытка окислителя![способ работы газового двигателя внутреннего сгорания, патент № 2154742](/images/patents/317/2154023/945.gif)
![способ работы газового двигателя внутреннего сгорания, патент № 2154742](/images/patents/317/2154023/945.gif)
![способ работы газового двигателя внутреннего сгорания, патент № 2154742](/images/patents/317/2154023/945.gif)
Класс F02B47/10 циркуляция выхлопных газов в замкнутых или полузамкнутых контурах, например с одновременной присадкой кислорода
Класс F02B43/12 рабочие процессы