форкамерный двигатель. Форкамерно факельное зажигание

газовый двигатель с форкамерно-факельным воспламенением - патент РФ 2080471

Использование: в газовой промышленности и может быть использован на автомобилях, морских и речных судах. Сущность изобретения: в газовом двигателе с форкамерно-факельным воспламенением, содержащем форкамеру, установленную в крышке цилиндра под углом к его оси, и свечу зажигания, размещенную по оси цилиндра со стандартным межэлектродным зазором, форкамера размещена под углом 42-45o и в ней установлена дополнительная свеча зажигания с межэлектродным зазором 0,28-0,34 мм, а зазор основной свечи зажигания составляет 0,15-0,25 мм. Изобретение обеспечивает увеличение КПД до 39-40% и применение любых альтернативных газовых видов топлив (биогаз, шахтный газ). 1ил. Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для автомобилей, тепловозов, морских и речных судов. В настоящее время известен целый ряд газовых двигателей с форкамерно-факельным воспламенением, являющихся наиболее прогрессивным [Транспорт на газе. -М. Недра, 1992, с.142] Газовый двигатель состоит из цилиндра, внутри которого движется поршень, передающий через кривошипно-шатунный механизм энергию коленчатому валу и далее потребителю. На цилиндре смонтированы форкамера, например, шарообразной формы и свеча зажигания. Форкамера расположена под углом 90o к оси рабочего цилиндра. Существенным недостатком аналога является резкое снижение эффективных показателей при использовании в качестве топлива альтернативных газов (канализационного, биогаза, шахтного газа). Наиболее близким по технической сущности является газовый двигатель типа 11ГД-100 [авт.св. N 220676, кл. F 02 M 21/04, 1965] взятый авторами в качестве прототипа. Этот газовый двигатель с форкамерно-факельным воспламенением содержит форкамеру, установленную в крышке цилиндра под углом 90o к его оси, и свечу зажигания, размещенную по оси рабочего цилиндра со стандартным межэлектродным зазором. При использовании в качестве топлива природного газа этот двигатель по сравнению с дизелями этого класса имеет безусловное преимущество в отношении износа деталей, расхода смазочного масла, межремонтных сроков и других эксплуатационных показателей. Исследования газовых двигателей этого типа показали, что для сжигания в них других видов альтернативных топлив (шахтный газ, канализационный или биогаз) существующая система неприемлема, т.к. резко снижает эффективность работы двигателя, что является существенным недостатком. Для повышения экономичности и надежности в известном двигателе с форкамерно-факельным воспламенением, включающем форкамеру, установленную в крышке цилиндра под углом к его оси, и свечу зажигания, размещенную по оси рабочего цилиндра со стандартным межэлектродным зазором, форкамера размещена в крышке цилиндра под углом 42-45o и в ней установлена дополнительная свеча зажигания с межэлектродным зазором 0,28-0,34 мм, а зазор основной свечи зажигания составляет 0,15-0,25 мм. На чертеже представлена схема газового двигателя с форкамерно-факельным воспламенением. Предложенный газовый двигатель состоит из цилиндра 1, крышки цилиндра 2, в которой по оси цилиндра расположена основная свеча зажигания 3 с межэлектродным зазором 0,28-0,34 мм, в крышке цилиндра 2 установлена форкамера 4 под углом 42-45o к оси цилиндра с дополнительной свечой зажигания 5 и газовпускным клапаном 6. Двигатель работает следующим образом. На такте всасывания (впуска в цилиндр рабочей смеси) в цилиндр 1 подается некоторое количество свежей газовоздушной смеси. В то же время форкамера 4 продувается чистым газом через газовый клапан 6, очищаясь от продуктов сгорания. На такте сжатия в форкамеру 4 поступает часть обедненной газовоздушной смеси из цилиндра 1, создавая в форкамере 4 необходимые условия для воспламенения. В момент возникновения искры на электродах дополнительной свечи зажигания 5 смесь в форкамере 4 воспламеняется и в цилиндр 1 выбрасывается мощный факел горящих газов. Основная свеча зажигания 3 поджигает рабочую смесь лишь в ближайшей к ней зоне. Основным инициатором сжигания цилиндровой газовоздушной смеси является факел горящих газов. Как показали экспериментальные исследования, в предлагаемом двигателе возможно высокоэффективное и надежное сжигание (при КПД 39-40%) не только природного газа, но также биогаза и шахтного газа, которые требуют более тщательной организации рабочего процесса, в частности подготовки газовоздушной смеси. При этом сохраняется мощностные показатели и температурные поля основных деталей цилиндропоршневой группы.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Газовый двигатель с форкамерно-факельным воспламенением, содержащий форкамеру, установленную в крышке цилиндра под углом к его оси, и свечу зажигания, размещенную по оси рабочего цилиндра со стандартным межэлектродным зазором, отличающийся тем, что форкамера размещена в крышке цилиндра под углом 42 45o и в ней установлена дополнительная свеча зажигания с межэлектродным зазором 0,28 0,34 мм, а зазор основной свечи зажигания составляет 0,15 0,25 мм.

www.freepatent.ru

Некоторые разновидности рабочих циклов двигателей внутреннего сгорания

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

Автомобили и трактора

Некоторые разновидности рабочих циклов двигателей внутреннего сгорания

Для повышения экономичности и увеличения мощности четырехтактного карбюраторного двигателя разработано фор-камерно-факельное зажигание рабочей смеси.

В двигателе с фор камерно-факельным зажиганием, кроме основной камеры сгорания (рис. 8), располагаемой над поршнем, имеется дополнительная небольшая камера (форкамера или предкамера), сообщающаяся с основной камерой одним или несколькими каналами. Форкамера снабжена дополнительным впускным клапаном, который управляется общим с основным впускным клапаном, коромыслом и имеет свечу зажигания. Камера питается горючей смесью от дополнительной части основного карбюратора, который приготовляет раздельно для питания цилиндра бедную смесь и для питания форкамеры обогащенную, хорошо и быстро воспламеняющуюся от искры.

При движении поршня вниз оба клапана открываются и цилиндр двигателя заполняется бедной смесью, а форкамера — обогащенной. Затем смесь сжимается поршнем. двигающимся вверх. В конце такта сжатия электрической искрой в форкамере воспламеняется обогащенная смесь, горящий факел которой через канал под большим давлением проникает в основную камеру, пронизывая весь объем находящейся в ней сжатой бедной смеси, чем обеспечивается ее быстрое воспламенение и сгорание. Остальные процессы протекают так же, как в обычном четырехтактном карбюраторном двигателе.

Как показали испытания, в случае применения форкамерно-факельного зажигания вследствие полного сгорания топлива значительно улучшается топливная экономичность двигателя при одновременном снижении токсичности отработавших газов.

Следует отметить, что двигатели с фор-камерно-факельным зажиганием имеют несколько более сложную конструкцию механизма газораспределения и системы питания, чем обычные двигатели.

В последние годы появились двигатели, в которых бензин посредством форсунки впрыскивается в цилиндр (рис. 9, а) или во впускной трубопровод и зажигается электрической искрой. Такого типа двигатели имеют повышенную экономичность и развивают большую мощность, но для впрыска бензина требуется сложная топливная аппаратура.

Рис. 8. Схема четырехтактного карбюраторного двигателя с форкамерно-факельным зажиганием

Большой интерес представляют многотопливные двигатели, которые могут работать на различных сортах топлива (дизельном, керосине, бензине) без изменения экономических и мощностных показателей .

На рис. 9, б изображена схема многотопливного дизельного двигателя, работающего по так называемому М-про-цессу (с объемно-пленочным смесеобразованием).

В сферическую камеру сгорания. расположенную в днище поршня, топливо впрыскивается в конце сжатия двухструйной форсункой, Малая струя (около % всего заряда) впрыскивается в толщу воздуха и быстро самовоспламеняется.

Рис. 9. Разновидности рабочих циклов двигателей:а — с непосредственным впрыском бензина в цилиндр; б — многотопливного дизельного двигателя; — форсунка: – впускной клапан; — свеча зажигания; — выпускной клапан: — малая струя: — камера сгорания: 7 — основная струя

Основная струя направляется на горячие стенки шаровой камеры. Особая конструкция впускного клапана и трубопровода создает вихревое движение воздуха в камере сгорания. Воздух растягивает топливную пленку вдоль стенок камеры и сдувает с них испарившееся топливо в зону сгорания, где оно постепенно сгорает. Постепенное сгорание —- основное условие возможности работы двигателя на различных топливах. Мощность двигателя тем выше, чем больше топлива сгорает в цилиндрах в единицу времени.

Эффективным средством повышения мощностных, динамических и экономических показателей двигателей является наддув воздуха в цилиндр под давлением. Наиболее распространен наддув воздуха в цилиндры во время такта впуска при помощи турбокомпрессора. Такой наддув применяют на дизельных двигателях “ЯМЗ-238НБ, Д-130 и д().

Турбокомпрессор состоит из радиальной газовой турбины (рис. 10) и центробежного нагнетателя (компрессора). Рабочее колесо турбины закреплено на одном валу с рабочим колесом компрессора. Детали турбокомпрессора охлаждаются и смазываются при помощи систем охлаждения п смазки дизельного двигателя. Работа турбокомпрессора осуществляется следующим образом. Отработавшие газы, пройдя по выпускному трубопроводу. попадают на лопатки рабочего колеса турбины и вращают его с большой частотой (30—40 тыс. об/мин). Затем по трубопроводу газы отводят в атмосферу. При вращении колеса турбины вращается рабочее колесо компрессора, которое засасывает воздух из атмосферы через воздухоочиститель и под давлением 0,13—0,16 МПа нагнетает его по впускному трубопроводу в цилиндр.

При наддуве масса поступающего воздуха будет больше, чем без наддува, поэтому в цилиндр можно подавать и в нем сжигать большее количество топлива. Это дает возможность повысить эффективную мощность дизельного двигателя на 25—30% при улучшении экономичности на 3—5%. Однако наддув увеличивает механическую и тепловую нагрузку деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов.

Читать далее: Сравнение дизельных и карбюраторных двигателей

Категория: - Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

форкамерный двигатель — Форкамерно-факельное зажигание. Кто нибудь знаком с таким видом двигателя? — 22 ответа

форкамерный двигатель газ 3102

В разделе Сервис, Обслуживание, Тюнинг на вопрос Форкамерно-факельное зажигание. Кто нибудь знаком с таким видом двигателя? заданный автором Денис Андреев лучший ответ это Принцип форкамерно-факельного зажигания был разработан Горьковским автомобильным заводом (автор – Эварт Г. В. ) в сотрудничестве со специалистами Института химической физики АН СССР еще в 50-е годы. Авторское свидетельство на разработку было получено 18 декабря 1956 года.Толчком к созданию двигателя с форкамерно-факельным зажиганием на «ГАЗе» послужил серийный выпуск в 1972 году таких моторов японской фирмой Honda, которая смогла обойти приоритетность отечественного патента. Советский двигатель получил обозначение ГАЗ-4022.10. От своего предшественника ГАЗ-24Д он отличается новой головкой блока цилиндров с иными газовыми каналами, дополнительными маленькими впускными клапанами для форкамер, системой впуска воздуха, настроенным выпуском, увеличенным ходом клапанов, модернизированным распредвалом. Кроме того, были разработаны карбюратор К-156 оригинальной конструкции, распределитель зажигания, новая система охлаждения двигателя (как у двигателя ВАЗ-2101), а водяной насос внедрили в блок цилиндров. Впервые на этих моторах ГАЗ был применен воздушный фильтр с бумажным фильтрующим элементом.Приемочные испытания автомобиля ГАЗ-3102, на который устанавливался двигатель ГАЗ-4022.10, были проведены в 1980 году. Они показали преимущество этого автомобиля перед ГАЗ-24 по топливной экономичности и токсичности отработавших газов, особенно по показателю выброса окиси углерода. В том же году были выпущены первые 25 автомобилей с данным мотором.Затем документацию по изготовлению двигателей ГАЗ-4022.10 передали Заволжскому моторному заводу, который с 1981 года начал их серийное производство, но уже под новым названием – ЗМЗ-4022.10. Наибольшее количество этих моторов было выпущено в 1986 году – 4000 шт. Всего за 11 лет произведено около 27 тыс. автомобилей ГАЗ-3102 с двигателями ЗМЗ-4022.10.Однако последующая эксплуатация автомобилей ГАЗ-3102 с двигателями ЗМЗ-4022.10 не подтвердила их значительной топливной экономичности. Сложность конструкции и необходимость финансовых затрат на доводку моторов обусловили прекращение их выпуска в 1992 году. На смену этим двигателям пришли модели ЗМЗ-402.10 и ЗМЗ-406.10. форкамерный двигатель

ссылкаПервоисточник сейчас это уже все в прошлом

Ответ от 2 ответа[гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Форкамерно-факельное зажигание. Кто нибудь знаком с таким видом двигателя?

Ответ от CatSoup[гуру]А как жеж, целая глава истории отечественного гавномобилестроения, правда на помойке они уже все...

Ответ от Johni[гуру]на Волгу 3102, такие движки ставили, ЗМЗ-4022.10.

Ответ от Николай[гуру]все дизеля на этом принципе работают правда у КАМАЗа нет таковойА у других марок почти у всех есть.Правда она перкочевала из ГБЦ в днище поршня - КрАЗ, МАЗ, ИСУДЗУ, НИССАН-ДИЗЕЛЬ, и др.на заре развития были такие дизеля которые имели калильное зажигание, чтобы запустить такой дизель нужно было раскалить докрасна шар чугунный и вставить его в спец приспособление в ГБЦ.В более поздних был кран-декомпрессор с фитилем внутри, байонетного крепления, у него была трубочка на конце, в которую вкладывался фитить, поджигался, затем раскрычивали кривым стартеров маховик и втыкали в гнездо этот кран-деромпрессок в еще более поздних дизелях эта система умерла сменившись на воспламенение от сжатия. Но камера форсгорания оставалась долгое время в ГБЦ, и тлько в 40- перекочевала в поршень..

Ответ от NIK[гуру]Это дизельные двигателя с такой конструкцией

Ответ от Ёергей Сёмин[гуру]Оно померло так и не родившись....

Ответ от Serzh .[новичек]В США в 60-х уже инжекторы были, а мы в 80-х форкамеры на допотопный карбюратор приделали...

Ответ от 2 ответа[гуру]

Привет! Вот еще темы с нужными ответами:

Ответить на вопрос:

22oa.ru