Спосіб роботи багатопаливного двз

1. Спосіб роботи багатопаливного ДВЗ, що полягає у впорскуванні займаючого палива для 39363 ше одним видом палива з поганими займаючими властивостями (збільшення потужності іскри, тисків впорскування тощо). Малий діапазон номенклатури палив, особливо займаючого, що можуть бути подані елементами паливної апаратури в робочу порожнину двигуна для досягнення ним оптимальних параметрів роботи (паливна апаратура ефективно працює лише з конкретним видом палива, що має певні властивості, на які ця паливна апаратура і розрахована). Складність регулювання та узгодження характеристик роботи форсунок - чергової і головної - на різних навантажувальних режимах за різних видів палива. Підвищені загальна питома витрата палива (кг/кВт·год) та рівень токсичності відпрацьованих газів (ВГ). Необхідність проведення підготовчих заходів при заміні виду займаючого палива (промивання та перерегулювання системи живлення тощо). В основу запропонованого винаходу поставлене завдання у відомому способі роботи багатопаливного ДВЗ, шляхом зміни виду займаючого палива, отримати новий технічний результат, що полягає в покращенні екологічності та ресурсозбереженні (економічності) багатопаливного ДВЗ. Поставлене завдання вирішується наступним чином. У відомому способі роботи багатопаливного ДВЗ, що полягає у впорскуванні займаючого палива для формування чергового факела та подачі в цей факел основного палива, згідно із запропонованим винаходом, займаюче паливо утворюють шляхом вилучення із складу відпрацьованих газів води i наступним отриманням з неї водню. Крім того, водень з води отримують шляхом електролізу. Всі суттєві відрізняючі ознаки спрямовані на отримання нового технічного результату, що виражається у покращенні екологічності та ресурсозбереженні багатопаливного ДВЗ. Порівняльний аналіз запропонованого технічного рішення на дату подачі заявки показує, що за сукупністю відрізняючих суттєви х ознак запропонованому способу роботи багатопаливного ДВЗ притаманні новітність та суттєві відмінності, так як він не має з будь-якими відомими заявнику технічними рішеннями ідентичних відрізняючих ознак. На наведеному кресленні зображено можливий варіант функціональної схеми для реалізації запропонованого способу роботи багатопаливного ДВЗ (фіг. 2), що містить наступні основні елементи: корпус робочої машини 4; ротор (поршень) 5; впускний канал 6; випускний канал 7; пристрій вилучення води із складу ВГ 8; проміжний резервуар для води 9; реактор для отримання водню з води 10; чергову форсунку 1; іскрову свічку запалювання 2; головну форсунку 3; резервуар для основного палива 11; робочу камеру 12. Спосіб роботи багатопаливного ДВЗ, згідно із запропонованим винаходом, здійснюється наступним чином. При провертанні ротора 5 у корпусі 4 робочої машини послідовно здійснюється перебіг робочого процесу. Зокрема, через впускний канал 6 у робочу камеру 12 надходить свіжий заряд повітря. В кінці процесу стиску, коли ротор 5 займе відповідне положення, чергова форсунка подає в робочу камеру 12 невелику кількість водню (Н2), що є займаючим паливом. Суміш водню з повітрям займається від іскрової свічки запалювання 2. Цим формується черговий високотемпературний факел, що сприяє ефективному займанню і згорянню основного палива, яке подається в робочу камеру 12 головною форсункою 3. В результаті згоряння паливо-повітряної суміші (займаюче та основне) утворюються горючі гази, що тиснуть на бічну грань ротора 5 i спричинюють його провертання у корпусі 4. При подальшому провертанні ротора 5 горючі гази закінчують виконувати роботу i витікають з камери 12 через випускний канал 7. Тепер гази стають відпрацьованими. До їх складу входять наступні основні компонента: вуглекислий газ СО2; чадний газ - СО; окисли азоту - NOx; різноманітні вуглеводні, які не встигли окислитись, CmHn та пари води - Н2О. Концентрації деяких компонентів у складі ВГ, зокрема i CmHn, можуть бути незначними. Однак у складі ВГ завжди присутні пари води Н2O. За даними різних джерел, для різних типів ДВЗ, при згорянні найбільш розповсюджених вуглеводневих палив, частка парів води у складі ВГ сягає не менше 20% (див.: Ар хангельский В.М. и др. Автомобильные двигатели / Под ред. М.С. Хова ха. - М.: Машиностроение, 1977. – 591 с.). Після витікання із робочої камери 12 через випускний канал 7 ВГ проходять крізь пристрій 8, де з їx складу вилучають воду i направляють її у проміжний водяний резервуар 9. Резервуар 9 попередньо заповнюють водою з стороннього джерела. Кількість води у резервуарі 9 буде поповнюватися із пристрою 8 підчас роботи багатопаливного ДВЗ i становитиме якусь постійну величину. Крім того, запас води у резервуарі 9 може поповнюватися i з по стороннього джерела. 3 резервуара 9 вода надходить в реактор 10, де з неї отримується водень (Н2), який направляється до чергової форсунки 1. Чергова форсунка 1, як згадувалось віще, подає водень в робочу камеру 12. Величина дози Н2, що подасться черговою форсункою 1, може бути постійною для всіх режимів роботи багатопаливного ДВЗ, а може змінюватись. Крім того, автор передбачає наступні моменти щодо реалізації запропонованого способу роботи багатопаливного ДВЗ. Тип робочої машини може бути будь-яким (поршневі ДВЗ, роторно-поршневі тощо). Спосіб сумішоутворення як для займаючого, так i для основного палива може бути будь-яким (внутрішнє, зовнішнє, комбіноване). Принцип роботи пристрою для вилучення води із складу ВГ може бути будь-яким (капілярна абсорбція, ультразвукова конденсація тощо). Принцип роботи реактора для отримання водню з води може бути будь-яким (хімічний, термічний, електроліз тощо). В свою чергу, реактор може являтись складовим елементом пристрою подачі водню (форсунки) в робочу камеру багатопаливного ДВЗ. Крім того, отримання водню з води може здійснюватись безпосередньо у робочій камері багатопаливного ДВЗ при створенні для цього відповідних умов. 2 39363 Займання повітряно-водневої горючої суміші для формування чергового факела може здійснюватись за допомогою будь-якого запалюючого пристрою (іскрова свічка, свічка розжарювання, плазмове запалювання, лазерне, тощо), або ж i без таких (самозаймання від стиску, взаємодія з ініціюючим матеріалом, нанесеним на внутрішню поверхню робочої камери багатопаливного ДВЗ тощо). Якщо в процесі реакції добування водню з води кисень (О2) не зв'язуватиметься, доцільно направити його у робочу камеру багатопаливного ДВЗ для збагачення свіжого повітряного заряду. Підчас примусового гальмування багатопаливного ДВЗ (або силової установки, обладнаної ним) доцільно використовува ти пристрої, що споживають енергію гальмування для отримання з води додаткової кількості водню та наступної подачі цієї додаткової кількості у робочу камеру багатопаливного ДВЗ (принцип рекуперації енергії). Пристрій подачі палива (форсунка) може бути універсальним і передбачати подавання у робочу камеру багатопаливного ДВЗ як займаючого, так i основного палив. Крім того, подача палив i займаючого, i основного може здійснюватись ступінчасто та (або) поетапно. Таким чином, порівняно з існуючим, способу роботи багатопаливного ДВЗ, згідно із запропонованим винаходом, притаманні такі переваги. Наявність (на борту силової установки) постійної і незмінної кількості займаючого палива незалежно від витрати основного палива. Спрощення загальної схеми системи живлення при забезпеченні надійного займання без необхідності застосування спеціальних заходів. Спрощення загальної схеми системи запалювання (зменшення необхідної енергії іскри), так як водню притаманні найкращі займаючі властивості відносно таких для будь-якого із розповсюджених видів вуглеводневих палив. Розширення діапазону номенклатури палив, що можуть використовуватись як основні, з одночасним досягненням оптимальних параметрів роботи багатопаливного ДВЗ. Спрощення загальної схеми системи запалювання (зменшення необхідної енергії іскри), так як водню притаманні найкращі займаючі властивості відносно таких для будь-якого із розповсюджених видів вуглеводневих палив. Розширення діапазону номенклатури палив, що можуть використовуватись як основні з одночасним досягненням оптимальних параметрів роботи багатопаливного ДВЗ. Спрощення регулювання та узгодження характеристик подачі займаючого і основного палив на різних режимах роботи багатопаливного ДВЗ. Покращення паливної економічності (зменшення величини питомої витрати основного палива за рахунок часткового заміщення на водень). Покращення екологічності відпрацьованих газів за рахунок легуючого впливу добавок водню на процес згоряння. Можливість повної автоматизації процесів вилучення води із складу ВГ, добування з неї водню та подачі його у робочу камеру багатопаливного ДВЗ в необхідній кількості, залежно від режиму навантаження (адаптивні системи керування із зворотнім зв'язком). Фіг. 1 3 39363 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4