23.12.2018
218.016.aa3e

Камера детонационного сжигания топлива (варианты)

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002675643
Дата охранного документа
21.12.2018
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности сжигания топлива. Сущность изобретения заключается в том, что камера детонационного сгорания топлива в двигателе состоит из металлического корпуса с внутренней сферической поверхностью и керамическим покрытием, клапанной системы подачи сжатого воздуха и отвода сгоревших газов в поршневую систему через металлокерамические патрубки с системой вихреобразования. Форсунка для распыливания топлива имеет отверстия впрыска на ее окончании, расположенные на одинаковом расстоянии от внутренней поверхности камеры сгорания. Согласно изобретению внутренняя поверхность металлокерамической камеры выполнена шаровой, а впрыск топлива происходит из центра камеры во все стороны равноудаленно от стенок в камере сгорания. При детонационном сгорании топлива существенно сокращается его потребление и увеличивается полнота его сгорания. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области машиностроения, а точнее может быть применено во всех транспортных средствах, а также в энергопроизводстве (тепловых электростанций). Задачей изобретения является способ детонационного сжигания топлива, для экономии в двигателях внутреннего сгорания, для увеличения мощности, долговечности, частоты вращения, уменьшения габаритов и. т.д.

Рассмотрим патенты, наиболее близкие по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому:

В патенте US 4594976 А - обычная сферическая, предварительная «открытая» камера сгорания в корпусе соединенная через открытый канал с основной камерой сгорания в поршне по обычному циклу.

В патенте SU 688664 А1 камера сгорания - тороидального типа для лучшего завихрения сжимаемого воздуха и впрыск топлива из ее центра в диагональном направлении из конусообразного наконечника с выемкой, не предполагаемого детонационного сгорания топлива.

В патенте US 5178109 А вихревая камера сгорания имеет объемную квадратную внутреннюю форму. Сама камера сгорания хоть и отделена от обычной поршневой системы расширения, но не является герметично закрывающейся, во время цикла сгорания, сохраняя диаметрально расположенные каналы вокруг клапана, соединяющие ее с основной камерой. И эта система не предполагает детонационное сгорание топлива в камере. Хотя и предполагает керамическое покрытие камеры сгорания.

В патенте US 4807579 А предполагается двухтактная система сгорания топлива в отдельной камере сгорания, соединенной с основной камерой сгорания и двумя клапанами на выхлопе для лучшей продувки цилиндра.

В патенте GB 714126 А сферический элемент устанавливается не в центре фор камеры, а со сдвигом и крепится к стенкам, либо форсунке может быть как из металла, так и из керамики. Но он не является распылителем наконечника форсунки с отверстиями по всей сфере, а служит для нагрева топливной смеси или ее поджога при впрыске, и так же не содержит герметичную камеру сгорания, отдельно стоящую от механизма преобразования давления газов в крутящий момент.

Все вышеописанные устройства для сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания объединяет сжигание топлива не в отдельно стоящей камере сгорания, а в совмещенной общим объемом с механизмом преобразования давления газов в крутящий момент. Но, несмотря на разницу в конструкции, работа двигателя оставалась четырехтактной либо двухтактной, а технологическая схема подачи и сгорания топлива осталась неизменной.

Задачей данного изобретения является конструирование отдельно стоящей камеры сгорания с детонационным циклом сжигания топлива, позволяющей максимально использовать ресурс сжигания топлива, уменьшение токсичных выхлопов. Предлагаемым изобретением эта задача решается.

Данная задача достигается тем, что детонационная камера сгорания, состоящая из металлического корпуса с внутренней сферической поверхностью и керамическим покрытием, клапанной системой подачи сжатого воздуха и отвода сгоревших газов в поршневую систему, через металлокерамические патрубки с системой вихреобразования, а также форсункой для распыления топлива, с отверстиями впрыска на ее окончании, расположенными на одинаковом расстоянии от внутренней поверхности камеры сгорания, отличающаяся тем, что: металлокерамическая камера с детонационным сгоранием смеси имеет внутреннюю шаровую поверхность, а впрыск топлива происходит из центра камеры во все стороны равноудаленно от стенок в камере сгорания.

Примером применения данного способа применения камеры с детонационным сгоранием топлива может служить двухтактный роторный двигатель с детонационными камерами сгорания 1, содержащий отдельные герметичные металлокерамические детонационные камеры сгорания 13 с внутренней шаровой керамической поверхностью 7, и металлическим корпусом 2 с клапанной системой, подачи воздуха 4 и отвода сгоревших газов 5 в поршневую систему роторного двигателя с внутренней металлокерамической поверхностью. Подведенные патрубки 3 с системой вихреобразования, а также форсунку 8 для распыления топлива с окончанием в виде шара, равноудаленную от внутренних поверхностей камеры сгорания. Отверстия распыления топлива также равноудалены от стенок камеры. А также двухроторным механизмом 1 для преобразования давления сгоревших газов 6 в крутящий момент на выходном валу, и содержащий ротор для накачки воздуха под давлением в детонационные камере сгорания 13, вместе с дополнительным набором вспомогательных устройств.

На Фиг. 1 изображен двухтактный роторный двигатель с детонационной камерой сгорания 13 на базе двухроторной машины 1. Изображены также детонационные камеры сгорания 13, в которые накачивается сжатый воздух от воздушного компрессора через воздуховод 3.

На Фиг. 2 изображен разрез двухтактного роторного двигателя 1 с детонационной камерой сгорания 13 в момент рабочего хода с потоком сгоревшей детонационной смеси 6. Шестнадцать детонационных камер сгорания 13. Закрытый впускной клапан 4 и открытый выпускной клапан 5, через который детанационно сгоревшие газы вращают ротор двигателя 1. Отработанные газы 11, выходящие в атмосферу. Сжатый воздух 10 для накачки в детонационную камеру сгорания.

На Фиг. 3 изображена сферическая детонационная камера сгорания 13 с металлическим внешним корпусом 2 и керамическим покрытием 7. Изображена также керамическая форсунка впрыска 8 со сферической головкой, расположенной в центре детонационной камеры сгорания 13 со сжатым воздухом 9. Также изображены впускной клапан 4 для сжатого воздуха 10, выпускной клапан 5 и сгоревшие газы 6.

На Фиг. 4 изображен вариант впрыска топлива с форсунки 8 в противоход завихрения воздуха в металлокерамическую камеру сгорания 13 с керамическим покрытием 7 и сжатым воздухом 9.

На Фиг. 5 изображен вариант впрыска топлива с форсунки 8 по направлению завихрения воздуха в металлокерамическую камеру сгорания 13 с керамическим покрытием 7 и сжатым воздухом 9.

На Фиг. 6 изображен вариант впрыска топлива из форсунок 8 по контуру сгорания металлокерамической камеры сгорания 13 в центр, с керамическим покрытием 7 и сжатым воздухом 9.

На Фиг. 7 изображен вариант впрыска топлива из форсунок 8 по контуру сгорания металлокерамической камеры 13 с керамическим покрытием 7 в противоход завихрения сжатого воздуха 9.

На Фиг. 8 изображен вариант впрыска топлива из форсунок 8 по контуру сгорания металлокерамической камеры 13 с керамическим покрытием 7 в сторону завихрения сжатого воздуха 9.

На Фиг. 9 на разрезе изображен поперечный разрез вихревой выемки 12 в канале отвода сгоревших газов с керамическим покрытием 7.

Двухтактный роторный двигатель с детонационными камерами сгорания работает следующим образом: при крайнем положении перегородки одного из поршней, открывается клапан подачи сжатого воздуха 4 через входной патрубок воздухопровода 3 с системой вихреобразования, и металлокерамическая детонационная камера 13 наполняется сжатым воздухом 10 из воздухопровода 3. При перемещении ротора, двухтактного роторного двигателя 1, в другое крайнее положение за 3-5 градуса до мертвой точки, оба клапана 4 и 5 металлокерамической детонационной камеры 13 закрываются, и происходит вихревая подача топлива через форсунку 8. При столкновении с керамическими стенками 7 камеры, происходит детонационное сгорание смеси (скорость сгорания топлива около 2000 м / сек). Форсунка 8 закрывается, и примерно за 1 градус до крайнего положения ротора клапан 5, отвода сгоревших газов 6, из металлокерамической детонационной камеры 13, открывается, а в это же время закрывается клапан отвода в атмосферу использованных расширенных газов в механизме роторного двигателя 1. Раннее открытие клапана 5 необходимо для тушения инерции движения ротора при подходе до крайней мертвой точки. Давление сгоревших газов, через открытый клапан 5, толкает ротор в противоположное крайнее положение. С другой стороны стенки ротора происходит такт отвода отработанной смеси в атмосферу, то есть ротор вращается в противоположном направлении, выталкивая отработанную смесь 11 сгоревших газов 6, через выпускной клапан роторного двигателя в атмосферу. Сгоревшая смесь в другой детонационной камере 13 за это время снова получает доступ с обратной стороны перегородки ротора, в камеру роторного двигателя 1, и цикл повторяется. Весь объем рабочего пространства обоих поршней используется постоянно в двухтактном цикле. Для экономии топлива, при холостом ходе или неполной загрузки мощности двигателя, возможна работа только двух детонационных камер сгорания 13, при минимальной подаче топлива и при минимальной частоте вращения выходного вала в 60-90 оборотов в минуту. Ну а при полной выборке мощности двигателя, педаль газа в пол, при двухтактной работе, задействованными оказываются все 16 камер сгорания, (для данного типа детонационного двигателя), и нет холостого хода движения поршня (или рабочее давление газов, с одной стороны перегородки поршня, или выталкивание сгоревших газов с другой стороны).


Камера детонационного сжигания топлива (варианты)
Камера детонационного сжигания топлива (варианты)
Камера детонационного сжигания топлива (варианты)
Камера детонационного сжигания топлива (варианты)
Камера детонационного сжигания топлива (варианты)
Камера детонационного сжигания топлива (варианты)
Камера детонационного сжигания топлива (варианты)
Камера детонационного сжигания топлива (варианты)
Камера детонационного сжигания топлива (варианты)
Камера детонационного сжигания топлива (варианты)
Источник поступления информации: Роспатент

Всего документов: 7
Всего документов: 7

Похожие РИД в системе

Защитите авторские права с едрид