[go: up one dir, main page]

RU2055231C1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2055231C1
RU2055231C1 RU93016606A RU93016606A RU2055231C1 RU 2055231 C1 RU2055231 C1 RU 2055231C1 RU 93016606 A RU93016606 A RU 93016606A RU 93016606 A RU93016606 A RU 93016606A RU 2055231 C1 RU2055231 C1 RU 2055231C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
heat exchanger
water
evaporator
manifold
Prior art date
Application number
RU93016606A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93016606A (en
Inventor
И.И. Парфенов
Р.Ш. Файзрахманов
Е.С. Шаньгин
В.А. Силантьев
Original Assignee
СП "Башкорт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by СП "Башкорт" filed Critical СП "Башкорт"
Priority to RU93016606A priority Critical patent/RU2055231C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2055231C1 publication Critical patent/RU2055231C1/en
Publication of RU93016606A publication Critical patent/RU93016606A/en

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: engine is provided with a reservoir for water. The reservoir is connected with evaporators, heat exchanger, expansion machine, and inlet manifold of the engine through controller and pipe lines. The evaporators are mounted on the outlet manifold of the engine. The heat exchanger is mounted inside the outlet manifold. A spacer is interposed between the carburetor and inlet manifold. The spacer serves for optimum batching of fuel supply into the engine and has controllable flowing section. Water is evaporated in the evaporator. The vapor is heated up to 400°C in the heat exchanger, dried in the expansion machine and further heated passing through the remainder part of the heat exchanger. The dry overheated vapor enters the engine cylinder. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в создании нового вида экологически чистых и экономичных двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, and can be used to create a new type of environmentally friendly and economical internal combustion engines.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий форсунку для впрыска воды в цилиндр, соединенную трубопроводом через теплообменник с водяным насосом [1] Теплообменник помещен в струе выхлопных газов и служит для подогрева воды. A known internal combustion engine containing a nozzle for injecting water into a cylinder connected by a pipe through a heat exchanger to a water pump [1] The heat exchanger is placed in a stream of exhaust gases and serves to heat the water.

Недостатком этого двигателя является повышенная токсичность выхлопных газов, обусловленная образованием двуокиси азота и окислов углерода при взаимодействии остатков продуктов сгорания топлива и воды, впрыскиваемой в цилиндр. The disadvantage of this engine is the increased toxicity of exhaust gases due to the formation of nitrogen dioxide and carbon oxides in the interaction of the remnants of the products of combustion of fuel and water injected into the cylinder.

Наиболее близким к изобретению является двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр с впускным и выпускным коллекторами, резервуар для воды, регулятор подачи воды, испаритель, установленный на выпускном коллекторе, и теплообменник [2]
Однако в этом двигателе смесь, подаваемая в карбюратор, представляет собой сочетание воды, отработавших газов и низкотемпературного пара, поскольку на испарение воды и нагрев пара используется небольшая часть горячих отработавших (выхлопных) газов. Кроме того, попадая из малого объема трубопровода в большой объем карбюратора, смесь охлаждается, что ведет к конденсации имеющегося количества пара. Таким образом, существенного положительного влияния на рабочий процесс в двигателе и на повышение экологической чистоты выхлопа не происходит. Кроме того, за счет использования только незначительного количества тепла отработавших газов нельзя ожидать сколь-нибудь значительного повышения экономичности двигателя.
Closest to the invention is an internal combustion engine comprising at least one cylinder with intake and exhaust manifolds, a water tank, a water flow regulator, an evaporator mounted on the exhaust manifold, and a heat exchanger [2]
However, in this engine, the mixture supplied to the carburetor is a combination of water, exhaust gases and low temperature steam, since a small part of the hot exhaust (exhaust) gases is used to evaporate water and heat the steam. In addition, falling from a small volume of the pipeline into a large volume of the carburetor, the mixture cools, which leads to the condensation of the available amount of steam. Thus, a significant positive effect on the working process in the engine and on improving the environmental cleanliness of the exhaust does not occur. In addition, by using only a small amount of heat from the exhaust gas, one cannot expect any significant increase in engine efficiency.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение экономичности и экологической чистоты двигателя внутреннего сгорания. The aim of the invention is to remedy these disadvantages, namely improving the efficiency and environmental friendliness of an internal combustion engine.

Цель достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания, содержащий резервуар для воды, регулятор подачи воды и испарители, дополнительно снабжен теплообменником, выполненным в виде трубчатой спирали, помещенной внутрь выпускного коллектора, вход спирали соединен с испарительными камерами, а выход с впускным коллектором двигателя. Для повышения степени осушения пара теплообменник снабжен расширителем. Кроме того, двигатель снабжен ограничителем подачи топливной смеси, выполненным в виде прокладки с регулируемым размером отверстия, размещенной между карбюратором и впускным коллектором. The goal is achieved in that the internal combustion engine, which contains a water tank, a water supply regulator and evaporators, is additionally equipped with a heat exchanger made in the form of a tubular spiral placed inside the exhaust manifold, the spiral inlet is connected to the evaporation chambers, and the outlet is connected to the engine intake manifold. To increase the degree of dehumidification of steam, the heat exchanger is equipped with an expander. In addition, the engine is equipped with a fuel mixture limiter made in the form of a gasket with an adjustable size of the hole located between the carburetor and the intake manifold.

На фиг. 1 представлен предлагаемый двигатель в разрезе; на фиг. 2 прокладка (ограничитель подачи топлива). In FIG. 1 shows the proposed engine in the context; in FIG. 2 gasket (fuel limiter).

Двигатель внутреннего сгорания содержит емкость 1 для воды, связанную через регулятор 2 трубопроводом 3 с двумя последовательно установленными на выпускном коллекторе 4 двигателя испарителями 5, выход последнего из которых связан с входом теплообменника 6, выполненного в виде секций из трубчатой спирали, установленной внутри выпускного коллектора 4. На теплообменнике 6 между секциями предусмотрена установка расширителя 7, представляющего собой камеру большего, чем трубопровод 3 и теплообменник 6 сечения. Выход одной из секций теплообменника 6 связан трубкой 8 с впускным коллектором 9 двигателя. Для регулирования подачи топливной смеси между карбюратором 10 и впускным коллектором 9 установлена прокладка 11 (см. фиг. 2). Она представляет собой основание 12, размер внутреннего отверстия которого регулируется с помощью жалюзей 13, укрепленных по центру винтом 14 таким образом, что, вращаясь вокруг своей оси, они могут полностью или частично перекрывать внутреннее отверстие. The internal combustion engine contains a water tank 1, connected through a regulator 2 by a pipe 3 with two evaporators 5 sequentially mounted on the engine exhaust manifold 4, the output of the last of which is connected to the inlet of the heat exchanger 6, made in the form of sections from a tubular spiral mounted inside the exhaust manifold 4 On the heat exchanger 6 between sections, an expander 7 is provided, which is a chamber larger than the pipeline 3 and the cross-section heat exchanger 6. The output of one of the sections of the heat exchanger 6 is connected by a tube 8 to the intake manifold 9 of the engine. To regulate the supply of the fuel mixture between the carburetor 10 and the intake manifold 9, a gasket 11 is installed (see Fig. 2). It is a base 12, the size of the inner hole of which is controlled by the blinds 13, mounted in the center by a screw 14 so that, rotating around its axis, they can completely or partially overlap the inner hole.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. The internal combustion engine operates as follows.

При включении двигатель в течение 1-1,5 мин прогревается на холостом ходу. После нагрева, при нажатии на акселерометр (на чертеже не показан) регулятор 2 подачи воды, соединенный с акселерометром, открывает подачу воды, которая за счет разрежения во впускном коллекторе 9 всасывается в испарители 5 и превращается в пар. Проходя через секции теплообменника 6, пар нагревается до 400оС. При этом, проходя через расширитель 7, пар "досушивается". Таким образом, во впускной коллектор поступает перегретый сухой пар. С помощью прокладки 11 достигается оптимизация соотношения пар топливо.When you turn on the engine for 1-1.5 minutes warms up at idle. After heating, by pressing the accelerometer (not shown), the water supply controller 2 connected to the accelerometer opens the water supply, which is sucked into the evaporators 5 due to rarefaction in the intake manifold 9 and turns into steam. Passing through the sections of the heat exchanger 6, the steam is heated to 400 ° C. At the same time, passing through the expander 7, the steam is "dried". Thus, superheated dry steam enters the intake manifold. Using the gasket 11, optimization of the fuel vapor ratio is achieved.

Утилизированное тепло выхлопных газов возвращается в камеру сгорания, принося около половины тепла, необходимого для получения механической работы двигателя. The utilized heat of the exhaust gases is returned to the combustion chamber, bringing about half of the heat necessary to obtain the mechanical operation of the engine.

Предлагаемое техническое решение реализовано в устройстве "АКВАДИС", выпускаемом организацией заявителем. Проведенные стендовые и полигонные испытания показали, что:
повышается на 50% тепловой КПД двигателя за счет утилизации тепла выхлопных газов;
улучшаются условия горения топливной смеси за счет подогрева ее теплом пара и лучшего диспергирования бензина водяным паром;
уменьшается в 5-8 раз выброс окиси углерода за счет лучшего сгорания бензина и растворения его остатков в водяном тумане при выхлопе;
отсутствует нагар на свечах и поршне в связи с полным сгоранием бензина;
отсутствует перегрев двигателя, так как лишнее тепло уносится водяным паром, теплоемкость которого в 1,5 раза выше теплоемкости воздуха;
уменьшается выгорание масла и загрязнение его сгоревшими частицами масла, что увеличивает срок службы одной заправки масла без замены в 1,8 раз.
The proposed technical solution is implemented in the device "AQUADIS", produced by the applicant organization. Conducted bench and field tests showed that:
increases by 50% the thermal efficiency of the engine due to the utilization of heat of exhaust gases;
the combustion conditions of the fuel mixture are improved by heating it with steam heat and better dispersing gasoline with water vapor;
the emission of carbon monoxide is reduced by 5-8 times due to the better combustion of gasoline and the dissolution of its residues in water fog during exhaust;
there is no soot on candles and piston due to the complete combustion of gasoline;
there is no engine overheating, since excess heat is carried away by water vapor, whose heat capacity is 1.5 times higher than the heat capacity of air;
oil burn-out and pollution by burnt oil particles are reduced, which increases the service life of one oil filling without replacement by 1.8 times.

Получаемый экономический и общественно-полезный эффект не вытекает с очевидностью из достигнутого технического уровня. Так, в известных технических решениях попытка утилизации тепла выхлопных газов и повышения КПД вели к одновременному снижению экологической чистоты выхлопа, поскольку смесь выхлопных газов со свежей порцией бензина в присутствии воды вела к образованию и выбросу в атмосферу такого высокотоксичного вещества, как, например, изоперин. The resulting economic and socially beneficial effect does not follow with obviousness from the achieved technical level. Thus, in well-known technical solutions, an attempt to utilize heat of exhaust gases and increase efficiency led to a simultaneous decrease in the environmental cleanliness of the exhaust, since a mixture of exhaust gases with a fresh portion of gasoline in the presence of water led to the formation and release into the atmosphere of such a highly toxic substance, for example, isoperine.

Claims (3)

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий по меньшей мере один цилиндр с впускным и выпускным коллекторами, резервуар для воды, регулятор подачи воды, испаритель, установленный на выпускном коллекторе, и теплообменник, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным испарителем, размещенным на выпускном коллекторе и подключенным последовательно с основным испарителем, теплообменник выполнен двухсекционным, его секции образованы трубчатой спиралью, размещены внути выпускного коллектора последовательно и сообщены с одной стороны с дополнительным испарителем, а с другой - с впускным коллектором, причем вход основного испарителя сообщен с резервуаром для воды через регулятор. 1. INTERNAL COMBUSTION ENGINE, comprising at least one cylinder with intake and exhaust manifolds, a water tank, a water supply regulator, an evaporator mounted on the exhaust manifold, and a heat exchanger, characterized in that it is equipped with an additional evaporator located on the exhaust manifold and connected in series with the main evaporator, the heat exchanger is made two-section, its sections are formed by a tubular spiral, placed inside the exhaust manifold in series and communicated on one side with additional evaporator, and on the other hand with an intake manifold, and the input of the main evaporator is connected to the water tank through the regulator. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что между секциями теплообменника размещен расширитель, выполненный в виде проточной камеры большего, чем теплообменник, сечения. 2. The engine according to claim 1, characterized in that between the sections of the heat exchanger there is an expander made in the form of a flow chamber of a larger section than the heat exchanger. 3. Двигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен ограничителем подачи топливной смеси, размещенным между карбюратором и впускным коллектором и выполненным в виде прокладки с поворотными вокруг центральной оси ее проточного канала жалюзи. 3. The engine according to claims 1 and 2, characterized in that it is equipped with a fuel mixture limiter located between the carburetor and the intake manifold and made in the form of a gasket with shutters rotatable around the central axis of its flow channel.
RU93016606A 1993-04-01 1993-04-01 Internal combustion engine RU2055231C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93016606A RU2055231C1 (en) 1993-04-01 1993-04-01 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93016606A RU2055231C1 (en) 1993-04-01 1993-04-01 Internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2055231C1 true RU2055231C1 (en) 1996-02-27
RU93016606A RU93016606A (en) 1997-03-20

Family

ID=20139536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93016606A RU2055231C1 (en) 1993-04-01 1993-04-01 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2055231C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2135794C1 (en) * 1997-10-30 1999-08-27 Сошников Юрий Борисович Method of delivering non-combustion liquid and fuel into cylinders of internal combustion engine with subsequent conversion of liquid and fuel into steam in steam generators

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1090906, кл. F 02M 25/02, 1984. *
2. Заявка Великобритании N 1515028, кл. F 02M 25/02, опубл. 1978. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2135794C1 (en) * 1997-10-30 1999-08-27 Сошников Юрий Борисович Method of delivering non-combustion liquid and fuel into cylinders of internal combustion engine with subsequent conversion of liquid and fuel into steam in steam generators

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3616779A (en) Gas fueled internal combustion engine
US20090314005A1 (en) Piston engine systems and methods
PL179811B1 (en) Engine with water injection into its cylinder
US3842808A (en) Regenerative steam ignition internal combustion engine
RU2002123226A (en) GAS HEAT PUMP TYPE AIR CONDITIONING DEVICE
JP2002030937A (en) Engine and system
RU2055231C1 (en) Internal combustion engine
KR100404766B1 (en) Waste gas disposition system
KR980003294A (en) Heavy oil emulsion fuel combustion device
RU2631849C1 (en) Power plant and steam generator for this power plant (two versions)
CN1052927A (en) Internal combustion engine with moisture air intake
RU179513U1 (en) STEAM GAS GENERATOR
RU94000342A (en) THERMAL ENGINE
JPS5726241A (en) Compound engine
RU2208178C2 (en) Internal combustion engine
RU2006609C1 (en) Internal combustion engine
RU2093692C1 (en) Method for enhancing efficiency of internal combustion engine and decreasing harmful emissions to atmosphere
EA039210B1 (en) Internal combustion steam engine
RU2049259C1 (en) Device for treating fuel mixture in carburetor internal combustion engine
SU1023121A1 (en) Method of operation of four-cycle internal combustion engine
RU1796773C (en) Gas-turbine plant
RU97121617A (en) METHOD OF OPERATION OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE
KR930004606Y1 (en) Air heater
RU2101479C1 (en) Steam-gas apparatus
SU1659A1 (en) The method of operation of the heat engine