газовый двигатель с форкамерно-факельным воспламенением

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 45^o 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.

Описание изобретения к патенту

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 90^o 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 90^o 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 42-45^o 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 42-45^o 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.