СПОСОБ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ
FEED METHOD OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH SPARK IGNITION

Изобретение относится к двигателям с внутреннего сгорания с искровым зажиганием и касается их питания топливовоздушной смесью.
Для снижения максимальной температуры в камере сгорания в рабочих цилиндрах двигателя внутреннего сгорания и тем самым уменьшения эмиссии оксидов азота в топливовоздушную смесь, подаваемую в рабочие цилиндры двигателя, добавляют отработавший газ. Однако эффект от использования отработавшего газа значительно снижается при высокой его температуре. В патенте №4960096, выданном в США, предложено охлаждать наружным воздухом трубы, по которым добавляют отработавший газ. Однако охлаждение отработавшего газа наружным воздухом получается недостаточно эффективным.
Известен из заявки №2875856, МПК F02M 25/07, поданной во Франции, способ питания двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием путем подачи в рабочие цилиндры двигателя смеси топлива и воздуха, в которую при частичной нагрузке двигателя добавляют отработавший газ, охлаждаемый жидкостью, циркулирующей через радиатор, обдуваемый вентилятором. Однако при таком способе требуется затрата энергии на привод вентилятора и насоса, перекачивающего жидкость, что делает двигатель менее экономичным.
Задача - повышение топливной экономичности двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием при питании его топливовоздушной смесью с добавленным отработавшим газом.
Решение задачи обеспечено тем, что при подаче в рабочие цилиндры двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием смеси топлива и воздуха с добавлением отработавшего газа при частичной нагрузке двигателя подаваемый воздух закручивают, создавая вихрь, забирают воздух из центральной зоны вихря, охлаждают им добавляемый отработавший газ и смешивают с воздухом, забираемым с периферии вихря.
В результате создания в подаваемом воздухе интенсивного вихря с неравномерным полем температуры согласно эффекту Ранка, понижающейся от периферии вихря к его центральной зоне, из которой забирают охлажденный воздух и охлаждают им отработавший газ, обеспечено простыми действиями без дополнительной затраты энергии эффективное охлаждение отработавшего газа до оптимальной температуры перед смешением с топливовоздушной смесью.
При питании двигателя внутреннего сгорания подаваемый снаружи воздух очищают фильтром 1 и закручивают в вихревой трубе 2, создавая вихрь. При завихрении воздуха в вихревой трубе температура воздуха на периферии вихря согласно эффекту Ранка повышается, а температура воздуха в центральной зоне вихря значительно понижается. Охлажденный воздух из центральной зоны вихря забирают при частичной нагрузке двигателя и пропускают через теплообменник 3, в котором охлаждают отработавший газ, частично забираемый из выпускного трубопровода 4 для осуществления его рециркуляции. Затем воздух, забираемый из центральной зоны вихря, смешивают с охлажденным отработавшим газом, с воздухом, забираемым с периферии вихря, и с топливом. Приготовленную смесь воздуха и топлива с добавленным отработавшим газом на такте впуска подают по впускному трубопроводу 5 в рабочие цилиндры 6 двигателя, сжимают поршнем 7 на такте сжатия и воспламеняют свечой зажигания 8.
Количество добавляемого отработавшего газа регулируют клапаном 9, количество воздуха, забираемого из центральной зоны вихря для охлаждения отработавшего газа, регулируют клапаном 10. Количество воздуха, забираемого с периферии созданного вихря, регулируют клапаном 11, снабженным электромеханическим приводом 12. Причем клапан 11 выполняет функцию дроссельной заслонки. Упомянутыми клапанами управляют с помощью электронного блока 13, подключенного к датчику положения педали 14 управления двигателем.
В результате питания двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием подаваемой в рабочие цилиндры смесью топлива и воздуха с добавлением при частичной нагрузке двигателя отработавшего газа, охлаждаемого воздухом, забираемым из центральной зоны созданного в подаваемом воздухе вихря, обеспечено без дополнительной затраты энергии эффективное охлаждение отработавшего газа до оптимальной температуры перед его смешением с топливовоздушной смесью и подачей в рабочие цилиндры, что повышает топливную экономичность двигателя.