Двигун внутрішнього згоряння

1 Двигун внутрішнього згоряння, що включає циліндропоршневу групу, випускний колектор з теплообмінником-випарювачем і водяний резервуар, з'єднаний з входом теплообмінникавипарювача, який відрізняється тим, що водяний резервуар з'єднаний з входом теплообмінника випарювача через нагнітальний насос, а вихід те плообмінника-випарювача з'єднаний з робочою порожниною циліндропоршневої групи через регулюючий клапан 2 Двигун по п 1, який відрізняється тим що теплообмінник-випарювач виконаний у вигляді трубки, розташоааної в каналі випускного колектора уздовж його осі 3 Двигун по п 1, який відрізняється тим, що водяний резервуар, сполучений з каналом випускного колектора в зоні між теплообміникомвипарювачем і виходом колектора, розташовано під випускним колектором Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до двигунобудування, і може бути використаний в пристроях утилізації теплової енергії вихлопних газів для підвищення ККД двигуна Відомий двигун внутрішнього згоряння (заявка ФРН № 3111053, F02M 25/02, 1982) , що включає циліндропоршневу групу і форсунку для впорскування води у впускний колектор циліндропоршневої групи, з'єднану трубопроводом через теплообмінник-випарювач, розміщений у потоці вихлопних газів, з водяним резервуаром Вода під впливом розрідження у впускному колекторі з резервуара надходить у теплообмінник-випарювач Пару, отриману в результаті підігріву води в теплообміннику за рахунок теплової енергії вихлопних газів, через форсунку впорскують у впускний колектор, з якого вона надходить у робочу порожнину циліндропоршневої групи Загальними ознаками зазначеного аналога і двигуна, що заявляється, є циліндропоршнева група, водяний резервуар і розміщення теплообмінника-випарювача в потоці вихлопних газів Зазначене рішення дозволяє утилізувати теплову енергію відпрацьованих газів для підігріву води і одержання пари з наступним введенням її в циліндр, однак не забезпечує перетворення теплової енергії газів в потенційну енергію робочого тіла для підвищення ККД двигуна Як прототип вибрано двигун внутрішнього зго ряння (по патенту Російської Федерації № 2033553, МКВ6 F02M 25/022, пріоритет від 19 02 92) що включає циліндропоршневу групу впускний і випускний колектори водяний резервуар, послідовно з'єднаний за допомогою трубопроводу з термочутливим клапаном, теплообмінником-випарювачем, що розташований на випускному колекторі і форсункою, встановленою у впускному колекторі На вході трубопроводу подачі води в теплообмінник встановлений жиклер Двигун працює таким чином Після запуску двигуна і досягнення температури випускного колектора 250-255°С спрацьовує термочутливий клапан і вода під впливом розрідження у впускному колекторі через жиклер по трубопроводу надходить в теплообмінник-випарювач Одержана після теплообміну води з вихлопними газами водяна пара через патрубок надходить у впускний колектор і разом з робочою сумішшю подається в циліндр Загальними ознаками прототипу і рішення що заявляється, є двигун внутрішнього згоряння, що включає циліндропоршневу групу, випускний колектор з теплообмінником-виларювачем J водяний резервуар, з'єднаний з входом теплообмінникавипарювача Зазначений пристрій забезпечує утилізацію тепла вихлопних газів для одержання пари, яка подається в робочий циліндр, що знижує токсичність відпрацьованих газів двигуна, однак пробле CM со 5 41622 ма утилізації теплової енергії вихлопних газів з перетворенням и в потенційну енергію робочого тіла залишається невирішеною В основу винаходу поставлена задача удосконалення двигуна внутрішнього згоряння шляхом утилізації теплової енергії вихлопних газів з перетворенням її в потенційну енергію робочого тіла, що забезпечує підвищення ККД двигуна Поставлена задача вирішується тим, що в двигуні, що включає циліндропоршневу групу випускний колектор з теплообмінником-випарювачем і водяний резервуар, з'єднаний з входом теплообмінника-випарювача, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, водяний резервуар з'єднаний з входом теплообмінника-випарювача через нагнітаючий насос а вихід теплообмінника-випарювача з'єднаний з робочою порожниною циліндропоршневої групи через регулюючий клапан Перераховані ознаки складають сутність винаходу і забезпечують досягнення технічного результату - утилізацію теплової енергії відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згоряння з перетворенням її є потенційну енергію робочого тіла Доцільно теплообмінник-випарювач виконати у вигляді трубки, розташованої в каналі випускного колектора, уздовж його осі Доцільно також водяний резервуар з'єднати з каналом випускного колектора в зоні між теплообмінником-випарювачем і виходом колектора і розташувати його під випускним колектором Причинно-наслідковий зв'язок істотних ознак винаходу і технічного результату, що досягається, виявляється в такому Особливістю двигуна, що заявляється, є те, що вхід теплообмінникавипарювача з'єднаний з водяним резервуаром через нагнітаючий насос, а вихід з'єднаний з робочою порожниною циліндропоршневої групи через регулюючий клапан, забезпечує утилізацію теплової енергії відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згоряння з перетворенням її в потенційну енергію робочого тіла Таким чином признаки рішення, що заявляється (циліндропоршнева група, випускний колектор з теплообмінником-випарювачем, водяний резервуар з'єднаний з входом теплообмінникавигіарювача через нагнітаючий насос, вихід теплообмінника-випарювача з'єднаний з робочою порожниною циліндропоршневої групи через регулюючий клапан), знаходяться в причиннонаслідковому зв'язку з технічним результатом, що досягається (утилізація теплової енергії вихлопних газів з перетворенням її в потенційну енергію робочого тіла) Двигун внутрішнього згоряння, що заявляється у порівнянні з прототипом простіше конструктивно, забезпечує більш м'який температурний режим роботи за рахунок зниження температури в робочому циліндр) в результаті теппообмшу між газом і парою, що знижує рівень вимог до мастильних матеріалів і здатний збільшити ККД двигуна на 4-5% Нижче наводиться опис двигуна, що заявляється, з посиланнями на креслення, на якому схематично зображений загальний вид двигуна Двигун внутрішнього згоряння включає циліндр 1 з поршнем 2, впускний колектор 3, випускний колектор 4 з теплообмінником-випарювачем 5 і водяний резервуар 6, з'єднаний з входом 7 теплообмінника-випарювача 5 Водяний резервуар 6 з'єднаний з входом 7 теплообмінника-випарювача 5 через нагнітаючий насос 8 а вихід 9 теплообмінника-випарювача 5 з"єднаний з робочою порожниною 10 циліндра 1 через регулюючий клапан 11 Теплообмінник-випарювач 5 виконаний у вигляді трубки 12 розташованої в каналі 13 випускного колектора 4 уздовж його осі 14 Водяний резервуар 6 сполучений з каналом 13 випускного колектора 4 в зоні 15 між теплообміником-випарювачем 5 і виходом 16 випускного колектора 4 і розташований під випускним колектором 4 Двигун працює таким чином Вода, що нагнітається насосом 8 з водяного резервуара 6 у трубку 12, розташовану в каналі 13 випускного колектора 4 уздовж його осі 14, нагріваючись перетворюється в пару У момент досягнення поршнем 2 у такті робочого ходу положення при якому тиск газів, що розширюються в робочому циліндрі 1, стає меншим тиску пари у трубці 12 теплообмінника-випарювача 5, спрацьовує регулюючий клапан 11, відкриваючи доступ пари в робочу порожнину 10 циліндра 1, що дозволяє підвищити потенційну енергію робочого тіла, що в свою чергу забезпечує підвищення КЛД двигуна При зворотному ході поршня 2 відпрацьовані гази з парою, введеною у робочу порожнину 10 циліндра 1, надходять через випускний колектор 4 у теплообмінник-випарювач 5 де відбувається їх теп лообмін з трубкою 12 Водяний резервуар 6 сполучений з випускним колектором 4 і розташований під випускним колектором 4, що дозволяє поповнювати водяний резервуар 6 конденсатом, отриманим в результаті конденсації пари в випускному колекторі 4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрлатент) вул Сім'ї Хохлоеих, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90