Комбінований двигун з подачею додаткового палива у паровій фазі

Комбінований двигун з подачею додаткового палива в паровій фазі, що містить систему подачі основного і додаткового палива, випускний колектор, розміщений на одному валу з турбіною відцентровий компресор, дифузор якого підключений до впускного колектора двигуна, а також форсунку для подачі додаткового палива, який відрізняється тим, що система додаткової подачі палива оснащена компресором теплового стискання з утилізаційним теплообмінником, розміщеним в його витискувальній магістралі, ежектор, пасивне сопло якого зв'язане з дифузором відцентрового компресора, камера змішування підключена до впускного колектора двигуна, форсунка подачі додаткового палива розміщена в магістралі високого тиску компресора теплового стискання, з'єднаної з активним соплом ежектора, а в випускному колекторі встановлений датчик температури відпрацьованих газів, зв'язаний за допомогою виконавчого механізму з форсункою подачі додаткового палива Винахід відноситься до енергетичного машинобудування, і може бути використаний у комбінованих двигунах, що працюють на двох паливах Відомо комбінований двигун внутрішнього згоряння, обладнаний двопаливною системою живлення [див Патрахальцев Н Н , Альвеар Санчес Л В Пути развития топливных систем для подачи в цилиндр дизеля нетрадиционных топлив //Двигателестроение-1988-NQ 3 -стр 11-13] У такому двигуні для роздільної подачі основного і додаткового палива застосовуються два паливних насоси високого тиску Кожний циліндр двигуна оснащений двома форсунками для впорскування основного і додаткового палива При цьому паливний насос високого тиску для подачі палива з низьким цетановнм числом обладнаний додатковою системою змащення, або в паливо підмішуються загущувачі даткового палива, що не випарувалося, зниження МІЦНОСТІ голівки дизеля через розміщення в ній двох форсунок, втрати енергії на привід додаткового паливного насоса Відомо комбінований двигун внутрішнього згоряння, що працює на дизельному паливі з додаванням спирту [див патент США № 4553504, МПК F02M25/04 від 1911 1985р], обраний за прототип Двигун обладнаний системою подачі основного палива, випускним колектором з турбіною і відцентровім компресором, а також форсункою для впорскування додаткового спиртового палива, з метою його подачі у впускний колектор Додаткове паливо впорскується під тиском у початкову частину равлика безлопаточного дифузора компресора де здійснюється його перемішування з повітрям Недоліком двигуна вищеописаної схеми є підвищені викиди СО і СН на малих навантаженнях і зниження паливної економічності Це обумовлено високою схованою теплотою паротворення спиртів, що веде до незадовільного випаровування У свою чергу, погана випаровуваність є причиною конденсації паров додаткового палива у впускній системі з утворенням плівки Ці явища приводять до незадовільної гомогенізації подаваної на впуск Недоліком такого двигуна є ускладнення конструкції паливної апаратури і голівки, складність забезпечення якісного розпилювання і регулювання малих подач додаткового палива, недостатня гомогенізація паливовоздушної суміші у циліндрах, значний знос деталей циліндропоршньової групи внаслідок змивання мастила з дзеркала циліндра при влученні на нього частини до о со Ю 53012 паливоповітряної суміші, а також до нерівномірності розподілу її по циліндрах двигуна Внаслідок чого мають місце збагачення суміш в окремих циліндрах, а також відкладення у вигляді нагару і лаків на поверхні впускних клапанів Крім того, влучення крапель спиртового палива, що не випарувалися, на лопатки компресора викликає їхній кавітаційний знос В основу винаходу поставлено задачу підвищення ККД комбінованого двигуна і якості сумішоутворення додаткової частини палива шляхом його подачі у вигляді парової фази у впускний колектор Поставлена задача вирішується тим, що в комбінованому двигуні, що містить систему подачі основного і додаткового палива, форсунку для впорскування додаткового палива, розміщений на однім валі з турбіною відцентровий компресор, дифузор якого підключений до впускного колектора двигуна, згідно до винахода, система додаткової подачі палива постачена компресором теплового стиску (КТС) з утилізаційним теплообмінником, розміщеним у його витискувальної магістралі, ежектором, пасивне сопло якого з'єднано з дифузором відцентрового компресора, а камера змішування підключена до впускного колектора двигуна, форсунка подачі додаткового палива розміщена в магістралі високого тиску КТС, зв'язаного з активним соплом ежектора ВІДМІННОЮ рисою комбінованого двигуна, що заявляється є застосування КТС та ежектора є якості агрегатів подачі додаткового палива на впуск двигуна в паровій фазі Тиск і температура повітря, створювані КТС перевищують тиск і температуру, реалізовані відцентровим компресором, однак по видатковій характеристиці помітно зниження значення витрати повітря в КТС Розміщення в магістралі високого тиску КТС форсунки подачі палива з високою схованою теплотою паротворення сприяє поліпшенню випаровуваності додаткового палива Підключення магістралі високого тиску компресора теплового стиску до активного сопла ежектора, пасивне сопло якого з'єднано з впускним патрубком компресора, а камера змішання - із впускним колектором двигуна, забезпечує інтенсивне газодинамічне перемішування паливоповітряної суміші з повітрям від відцентрового компресора перед подачею їх у впускний колектор двигуна У випускному колекторі двигуна встановлений датчик температури відпрацьованих газів (ВГ), зв'язаний за допомогою виконавчого механізму з форсункою подачі додаткового палива Технічна сутність і принцип дії запропонованого винаходу пояснюється кресленням, де зображено комбінований двигун з подачею додаткового палива у паровій фазі,/див Фіг/ Комбінований двигун 1 містить випускний колектор 2, турбіну 3 і компресор 4, що знаходяться на однім ваш, причому випускний патрубок 5 ком пресора 4 з'єднаний із пасивним соплом 6 ежектора, вихлопний патрубок турбіни 7 з'єднаний з утилізаційним теплообмінником 8, встановленим у витискувальній магістралі 9 КТС 10 Магістраль високого тиску 11 КТС 10, з вбудованою в неї форсункою 12 подачі додаткового палива підключена до активного сопла 13 ежектора, камера змішування 14 якого з'єднана з впускним колектором 15 двигуна 1 Випускний колектор 2 містить датчик 16 температури ВГ, підключений до виконавчого механізму 17, зв'язаному з форсункою 12 подачі додаткового палива Комбінований двигун працює наступним чином БГ із випускного колектора 2 двигуна 1 поступають у турбіну 3, потужність якої витрачається на привід відцентрового компресора 4 3 турбіни З ВГ, що мають ще досить високий тепловий потенціал, підводяться до теплообмінника 8, де передають свою теплоту повітрю (робочому тілу КТС 10), що циркулює у витискувальній магістралі 9 Частіша повітря з максимальними термодинамічними параметрами циклу КТС 10 відводиться з ДІЛЬНИЦІ витискувальної магістралі 9, розташованої за теплообмінником 8, до магістралі високого тиску 11 Частина повітря, що залишилася, відводяться на підтримку працездатності КТС 10 У магістралі високого тиску і 1 відбувається випар і змішування додаткового палива, поданого форсункою 12, із гарячим повітрям, що поступає із витискувальної магістралі 9 Далі паливоповітряна суміш підводиться до активного сопла 13 ежектора У свою чергу, до пасивного сопла 6 ежектора з випускного патрубка 5 компресора 4 поступає стиснуте повітря Палнвоповітряна суміш у камері змішування 14 ежектора додатково перемішується з повітрям, стиснутим у відцентровому компресорі 4, і направляється у впускний колектор 15 двигуна 1 У залежності від режиму роботи двигуна КІЛЬКІСТЬ поданого додаткового палива через форсунку 12 регулюється виконавчим механізмом 17, що зв'язаний із датчиком 16 температури ВГ Запропонований комбінований двигун забезпечує в порівнянні з прототипом наступні переваги підвищення якості випару додаткового палива та ефективності роботи комбінованого двигуна шляхом впорскування форсункою в магістраль високого тиску КТС частини палива з утворенням парової фази, подаваної у впускний колектор двигуна, забезпечення гомогенізації додаткового палива при подачі його у впускний колектор двигуна, стійкої, м'якої роботи двигуна шляхом газодинамічного перемішування додаткового палива з повітрям у камері змішування ежектора, зниження температури наддувочного повітря у випадку застосування палив із високою схованою теплотою паротворення (наприклад, спиртів) 53012 Фіг. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24