[go: up one dir, main page]

RU2491430C2 - Method of using ice heat power - Google Patents

Method of using ice heat power Download PDF

Info

Publication number
RU2491430C2
RU2491430C2 RU2011144741/06A RU2011144741A RU2491430C2 RU 2491430 C2 RU2491430 C2 RU 2491430C2 RU 2011144741/06 A RU2011144741/06 A RU 2011144741/06A RU 2011144741 A RU2011144741 A RU 2011144741A RU 2491430 C2 RU2491430 C2 RU 2491430C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
cylinder
exhaust
heat
valve
Prior art date
Application number
RU2011144741/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011144741A (en
Inventor
Евгений Вадимович Задорожный
Original Assignee
Евгений Вадимович Задорожный
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 Евгений Вадимович Задорожный filed Critical Евгений Вадимович Задорожный
Priority to RU2011144741/06A priority Critical patent/RU2491430C2/en
Publication of RU2011144741A publication Critical patent/RU2011144741A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2491430C2 publication Critical patent/RU2491430C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: cylinder block coolant is converted into steam by heat of cylinder outer walls and waste gas heat and superheated steam is forced into receiver and, further, into cylinder. Steam bleeds the working chamber and cylinder inner wall heat to perform the work in the cylinder. Waste steam is discharged from cylinder into condenser to force condensed steam into cylinder block. Note here that air-fuel mix is forced into working cylinder via intake valve while waste gas is discharged therefrom via exhaust valve. Steam intake and discharge valves, air-fuel mix intake and exhaust valves are controlled by electronic control unit to allow ICE operation in four-stroke or steam engine conditions.
EFFECT: higher efficiency.
1 dwg

Description

Область техники - автомобилестроение.The field of technology is the automotive industry.

Уровень техникиState of the art

При работе двигателя внутреннего сгорания (ДВС) (Л.1) большое количество тепловой энергии не используется. Приблизительное распределение расхода тепловой энергии при работе ДВС можно увидеть в таблице 1 (Л.4).During operation of the internal combustion engine (ICE) (L.1), a large amount of thermal energy is not used. The approximate distribution of heat energy consumption during engine operation can be seen in table 1 (L.4).

Таблица 1Table 1 Составляющие теплового балансаThermal balance components %% Теплота, преобразованная в полезную работуHeat converted into useful work 2525 Теплота, отведенная в систему охлажденияHeat allocated to the cooling system 4040 Потери на трениеFriction loss 1010 Теплота, отведенная с отработавшими газами, и излучениеExhaust heat and radiation 2525 ИтогоTotal 100one hundred

Т.е. на 10 л израсходованного топлива двигателем только 2,5 л тратится на полезную работу. Если хотя бы частично использовать теплоту, отводимой системой охлаждения и отводимой отработанными газами, то можно повысить КПД ДВС. Такая попытка была сделана в изобретении паротопливного ДВС (Л12). В данном способе рядом с цилиндром двигателя внутреннего сгорания под углом, V-образно или последовательно устанавливают паровой цилиндр с поршнем, связанным шатуном с общим коленвалом. Горячие газы, выбрасываемые из цилиндра ДВС, направляют для нагрева головки парового цилиндра, выполненной в виде теплообменника. Запускают ДВС на топливе. При этом отработавшие горячие газы прогревают головку парового цилиндра и сам цилиндр. В результате температура головки может достигать 500 гр.С и выше. В головку парового цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ) впрыскивают подогретую в рубашке ДВС воду. Мгновенно испаряясь, вода полностью переходит в пар. При этом пар может достигать давления до 50 кгс/см2. При геометрических параметрах парового цилиндра, близких к параметрам цилиндра ДВС, будет получено усилие на коленвале, близкое к усилию в цилиндрах ДВС, т.е. мощность двигателя приблизительно удвоится. Но при этом необходимо учесть, что в нижней мертвой точке (НМТ) над поршнем будет находиться высокое давление пара. И, хотя выпускной клапан начнет открываться, в первоначальный момент ДВС необходимо затратить значительное усилие, соизмеримое с рабочим усилием для перемещения поршня в НМТ. Причем, с дальнешим открытием выпускного клапана давление над поршнем будет резко падать, хотя все-таки будет затрачиваться энергия на трение и на выталкивание пара. Получается, что при движении поршня под действием пара мощность значительно возрастает, а при движении поршня в паровом цилиндре вверх эта прибавка в мощности отсутствует и еще необходимо затратить энергию на поднятие поршня в ВМТ плюс затраты энергии на открытие и закрытие паровых клапанов. Т.е. нарушается ритмичность работы ДВС. Поэтому для реализации стабильной работы необходимы еще дополнительные технические решения, что усложнит конструкцию и сделает ее дороже. Так что, если из выигрыша в мощности, полученной при перемещении поршня из ВМТ в НМТ, вычесть энергию, затраченную для перемещения поршня из НМТ в ВМТ, и еще учесть затраты на открытие и закратие паровых клапанов, то может оказаться, что выигрыш КПД будет не таким значительным.Those. for 10 liters of fuel consumed by the engine, only 2.5 liters is spent on useful work. If you at least partially use the heat discharged by the cooling system and discharged by the exhaust gases, you can increase the efficiency of the internal combustion engine. Such an attempt was made in the invention of a steam-fuel ICE (L12). In this method, next to the cylinder of the internal combustion engine at an angle, a V-shaped or sequentially install a steam cylinder with a piston connected by a connecting rod to a common crankshaft. Hot gases emitted from the engine cylinder are sent to heat the head of the steam cylinder, made in the form of a heat exchanger. Start the internal combustion engine on fuel. In this case, the exhaust hot gases warm the head of the steam cylinder and the cylinder itself. As a result, the temperature of the head can reach 500 ° C and above. When the piston is at top dead center (TDC), the water heated in the ICE jacket is injected into the head of the steam cylinder. Instantly evaporating, the water completely turns into steam. In this case, the steam can reach a pressure of up to 50 kgf / cm 2 . With the geometric parameters of the steam cylinder close to the parameters of the ICE cylinder, a force on the crankshaft close to the force in the ICE cylinders will be obtained, i.e. engine power will approximately double. But it is necessary to take into account that at the bottom dead center (BDC) above the piston there will be a high vapor pressure. And, although the exhaust valve will begin to open, at the initial moment of the internal combustion engine it is necessary to expend a significant effort commensurate with the working force to move the piston in the BDC. Moreover, with the further opening of the exhaust valve, the pressure above the piston will drop sharply, although energy will still be spent on friction and on the expulsion of steam. It turns out that when the piston moves under the influence of steam, the power increases significantly, and when the piston moves upward in the steam cylinder, this increase in power is absent and it is still necessary to expend energy on raising the piston at TDC plus the energy costs for opening and closing the steam valves. Those. the rhythm of the internal combustion engine is broken. Therefore, for the implementation of stable operation, additional technical solutions are needed, which will complicate the design and make it more expensive. So, if we subtract the energy spent to move the piston from BDC to BDC from the gain in power obtained when moving the piston from TDC to BDC, and also take into account the costs of opening and closing steam valves, it may turn out that the efficiency gain will not be so significant.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Предлагается способ повышения КПД ДВС, для реализации которого принципиальная конструкция ДВС не меняется. Добавляется ресивер (на схеме В), конденсатор (на схеме С), два дополнительных клапана в цилиндрах - для впуска и выпуска пара (на схеме 3, 4), форсунка(на схеме Е) для впрыска воды в блок цилиндров блок управления. Чтобы максимально использовать энергию отводимого тепла, контур охлаждения с радиатором отключается от блока цилиндров. Его можно использовать в конденсаторе. В сам блок цилиндров с охлаждающей жидкостью (на схеме - А) вводятся патрубки, выводящие выхлопные газы из камеры сгорания (на схеме из клапана 2). Целесообразно выпускные патрубки изготавливать с радиаторами для большей отдачи тепла. А в сами патрубки ввести трубки из ресивера (на схеме g), в котором находится насыщенный пар. Так как это использовалось в паровозах, когда в жаровые трубы, через которые выводились раскаленные газы из топки, вводились трубки с паром из котла. Это дает возможность просушить пар и нагреть его до температуры 350-450 град.С (Л5). Т.е. выводные патрубки для вывода отработанных газов (клапан 2), проходя через охлаждающую жидкость в блоке цилиндров, отдают ей тепловую энергию и отдают энергию пару через трубки (на схеме g), которые проходят внутри выводных патрубков и выводятся в точке О для подачи пара в клапана 4. И на выходе трубок - это клапан 4 получается сухой перегретый пар. Сам корпус блока цилиндров также как и ресивер необходимо изготавливать, как котел высокого давления. При работе ДВС охлаждающая жидкость быстро нагревается, и часть ее начинает превращаться в пар, который поступает в ресивер В. При достижении давления пара 2,5-5 МПа его можно использовать для совершения работы в тех же рабочих цилиндрах(на схеме I-IV). Для этого в рабочий цилиндр устанавливаются четыре электронно управляемых клапана 1-4, работу которых регулирует блок управления. 1 - обычный впускной клапан для впуска смеси воздуха с топливом, 2 - обычный выпускной клапан для вывода отработанных газов, 3 - впускной клапан пара высокого давления из ресивера, 4 - выпускной клапан пара высокого давления.A method is proposed for increasing the efficiency of internal combustion engines, for the implementation of which the basic design of internal combustion engines does not change. A receiver is added (in diagram B), a condenser (in diagram C), two additional valves in the cylinders for inlet and outlet of steam (in diagrams 3, 4), an nozzle (in diagram E) for injecting water into the cylinder block. To maximize the energy of the heat removed, the cooling circuit with a radiator is disconnected from the cylinder block. It can be used in a capacitor. Into the cylinder block with coolant itself (in the diagram - A), pipes are introduced that exhaust the exhaust gases from the combustion chamber (in the diagram from valve 2). It is advisable to produce exhaust pipes with radiators for greater heat transfer. And in the pipes themselves, enter the tubes from the receiver (in diagram g), in which saturated steam is located. Since it was used in steam locomotives, pipes with steam from the boiler were introduced into the heat pipes through which hot gases were removed from the furnace. This makes it possible to dry the steam and heat it to a temperature of 350-450 degrees C. C (L5). Those. exhaust pipes for exhaust gas (valve 2), passing through the coolant in the cylinder block, give them thermal energy and give energy to the steam through tubes (in diagram g) that pass inside the exhaust pipes and are output at point O to supply steam to the valves 4. And at the outlet of the tubes - this is valve 4; dry superheated steam is obtained. The cylinder block body itself as well as the receiver must be manufactured as a high-pressure boiler. During the operation of the internal combustion engine, the coolant quickly heats up, and part of it begins to turn into steam, which enters receiver B. Upon reaching a vapor pressure of 2.5-5 MPa, it can be used to perform work in the same working cylinders (in scheme I-IV) . For this, four electronically controlled valves 1-4 are installed in the working cylinder, the operation of which is controlled by the control unit. 1 - a conventional inlet valve for inlet of a mixture of air with fuel, 2 - a conventional exhaust valve for exhaust gas discharge, 3 - a high pressure steam inlet valve from the receiver, 4 - a high pressure steam exhaust valve.

Работа осуществляется следующим образом. Вначале при запуске двигатель работает в обычном режиме 4-х циклов (впуск-сжатие-рабочий ход-выпуск) при участии клапанов 1 и 2. При повышении давления в ресивере до рабочего 2,5-5 МПа блок управления подключает к работе клапана 3 и 4 (клапаны 1-2 временно закрыты). Т.е. в один из рабочих цилиндров через клапан 3 подается пар высокого давления из ресивера В, что заставляет поршень перемещаться вниз и совершать работу. После чего клапан 3 закрывается и открывается клапан 4. Поршень перемещается вверх и отработанный пар поступает в конденсатор С. Порядок работы цилиндров показан в таблице 1.The work is as follows. Initially, when starting, the engine operates in the normal 4-cycle mode (inlet-compression-working stroke-exhaust) with the participation of valves 1 and 2. When the pressure in the receiver increases to a working pressure of 2.5-5 MPa, the control unit connects valve 3 and 4 (valves 1-2 are temporarily closed). Those. in one of the working cylinders through valve 3 high-pressure steam is supplied from receiver B, which causes the piston to move down and do the job. Then the valve 3 closes and opens the valve 4. The piston moves up and the exhaust steam enters the condenser C. The operation of the cylinders is shown in table 1.

Следует обратить внимание, что при поступлении пара из ресивера с температурой порядка 300 град.С в рабочую камеру, в которой перед этим прошел рабочий цикл и в которой температура стенок порядка 900-1000 град.С (Л2), будет происходить дополнительный отбор тепла паром. Причем при поступательном движении поршня будут открываться раскаленные внутренние поверхности цилиндра, что будет дополнительно нагревать пар и повышать давление на поршень. В какой-то момент времени можно закрыть клапан 3 и дальнейшее движение поршня будет осуществляться за счет энергии тепла от стенок цилиндра. Здесь же должно учитываться, что в конце рабочего хода поршня нужно уменьшать давление на поршень, приближаясь к нижней мертвой точке. Еще больше повысит эффективность системы подача пара в два цилиндра сразу (табл.3), поскольку отбор тепла будет осуществляться от стенок 2-х цилиндров сразу, только при таком режиме работы количество пара, подаваемого в один из цилиндров, будет меньше, чтобы суммарное усилие двух поршней не привело к резкому повышению давления на коленчатый вал. Сконденсированная жидкость собирается в емкости D. Откуда эта жидкость через форсунку высокого давления Е возвращается в блок цилиндров. При значительном снижении давления в ресивере блок управления переключает работу клапанов в режим обычной работы клапанов 1-2. В случае несанкционированного повышения давления в ресивере срабатывает аварийный клапан 5. В результате избыточное давление сбрасывается через выхлопную трубу F.It should be noted that when steam enters from the receiver with a temperature of the order of 300 degrees Celsius into the working chamber, in which the working cycle had previously passed and in which the wall temperature was about 900-1000 degrees Celsius (L2), additional heat will be removed by the steam . Moreover, with the translational movement of the piston, the heated internal surfaces of the cylinder will open, which will further heat the steam and increase the pressure on the piston. At some point in time, valve 3 can be closed and the further movement of the piston will be due to the heat energy from the cylinder walls. It should also be taken into account that at the end of the piston stroke it is necessary to reduce the pressure on the piston, approaching the bottom dead center. The supply of steam to two cylinders at once will further increase the efficiency of the system (Table 3), since heat will be removed from the walls of 2 cylinders at once, only in this mode of operation the amount of steam supplied to one of the cylinders will be less so that the total force two pistons did not lead to a sharp increase in pressure on the crankshaft. Condensed liquid is collected in tank D. Where does this liquid come back through the high-pressure nozzle E to the cylinder block. With a significant decrease in pressure in the receiver, the control unit switches the valves to normal operation 1-2. In the event of an unauthorized increase in pressure in the receiver, the emergency valve 5 activates. As a result, the overpressure is released through the exhaust pipe F.

Получается, что при работе ДВС в таком режиме нарушается классический цикл работы цилиндров. Работа с паром предполагает два такта. Впуск пара, он же рабочий ход и выпуск. Поэтому необходимо стыковать классический режим работы на 4 такта с режимом работы с паровой приставкой и оперативно менять циклы работ в зависимости от давления в ресивере. Это возможно осуществить с помощью электронного управления фазами газораспределения.It turns out that when the internal combustion engine operates in this mode, the classical cycle of the cylinders is disrupted. Working with steam involves two measures. Steam inlet, it is a working stroke and release. Therefore, it is necessary to dock the classic 4-cycle mode of operation with the mode of operation with a steam prefix and quickly change work cycles depending on the pressure in the receiver. This can be done using electronic valve timing.

В настоящее время существует множество различных решений электронного управления газораспределением. В частности, свои системы имеют Honda (VTEC), Toyota (VVT-i), Mitsubishi (MIVEC), Nissan (VVL) и др.(Л9). Например, двигатели Honda с системой VTEC К-20, К-24(Л11). Аббревиатура VTEC расшифровывается как Variable Valve Timing and Lift Electronic Control, что означает "электронная система изменения фаз газораспределения и высоты подъема клапанов". Интересными являются разработки с электромагнитными клапанами. Судя по открытым публикациям последнего времени [7, 8], группе немецких ученых и инженеров, работающих на фирме FEV (Motorentechnik GmbH, Aachen), удалось создать экспериментальный поршневой двигатель с электромагнитным приводом клапанов для автомобиля BMW. Есть такие разработки и в нашей стране (Л.6, Л.10).Currently, there are many different solutions for electronic gas control. In particular, Honda (VTEC), Toyota (VVT-i), Mitsubishi (MIVEC), Nissan (VVL) and others (L9) have their systems. For example, Honda engines with the VTEC K-20, K-24 (L11) system. The acronym VTEC stands for Variable Valve Timing and Lift Electronic Control, which means "electronic system for changing the valve timing and valve lift heights." Of interest are developments with solenoid valves. Judging by recent recent publications [7, 8], a group of German scientists and engineers working at FEV (Motorentechnik GmbH, Aachen) managed to create an experimental piston engine with electromagnetic valve control for a BMW car. There are such developments in our country (L.6, L.10).

Некоторые варианты циклов работы ДВС с паровой приставкой представлены в таблицах 1-3.Some options for the cycles of the internal combustion engine with a steam box are presented in tables 1-3.

Таблица 1Table 1 II IIII IIIIII IVIV ВыпVol РабSlave СжSqueeze ВпVp холостойsingle ВыпVol РабSlave СжSqueeze холостойsingle ВпVp ВыпVol РабSlave ВпVp СжSqueeze Раб(пар)Slave (steam) ВыпVol СжSqueeze РабSlave Вып(пар)Vol (steam) ВпVp РабSlave ВыпVol ВпVp СжSqueeze

Таблица 2table 2 II IIII IIIIII IVIV ВыпVol РабSlave СжSqueeze ВпVp холостойsingle ВыпVol РабSlave СжSqueeze холостойsingle холостойsingle ВыпVol РабSlave ВпVp холостойsingle Раб(пар)Slave (steam) ВыпVol СжSqueeze ВпVp Вып(пар)Vol (steam) Раб(пар)Slave (steam) РабSlave СжSqueeze ВпVp Вып(пар)Vol (steam)

Таблица 3Table 3 II IIII IIIIII IVIV ВыпVol РабSlave СжSqueeze 1/2 Вп1/2 VP холостойsingle ВыпVol РабSlave СжSqueeze холостойsingle 1/2 Раб (пар)1/2 slave (steam) ВыпVol 1/2 Раб1/2 slave 1/2 Раб (пар)1/2 slave (steam) Вып(пар)Vol (steam) 1/2 Раб (пар)1/2 slave (steam) ВыпVol Вып(пар)Vol (steam) ВпVp Вып(пар)Vol (steam) Раб(пар)Slave (steam) Раб(пар)Slave (steam) СжSqueeze ВпVp Вып(пар)Vol (steam) Вып(пар)Vol (steam) РабSlave СжSqueeze ВпVp ВпVp ВыпVol РабSlave СжSqueeze

Колонки I-IV - это рабочие циклы в каждом из цилиндров. Холостой - холостой ход, Вп - впуск, 1/2 Вп - впуск уменьшенного количества топлива, Вып - выпуск, Сж - сжатие, Раб - рабочий ход, 1/2 Раб - работа с уменьшенным количеством топлива.Columns I-IV are the duty cycles in each of the cylinders. Idling - idling, Vp - inlet, 1/2 Vp - inlet of a reduced amount of fuel, Vyp - exhaust, Szh - compression, Slave - working stroke, 1/2 Slave - work with a reduced amount of fuel.

При хорошей теплоизоляции ресивера и блока цилиндров, а также при возможности увеличения обьема ресивера можно увеличить продолжительность работы с помощью пара. При уменьшении давления точка кипения, например, воды понижается. На таком принципе работали безтопочные (безогневые) паровозы. Зависимость точки кипения воды от давления видно из таблицы (Л.3):With good thermal insulation of the receiver and the cylinder block, as well as with the possibility of increasing the volume of the receiver, you can increase the duration with steam. With decreasing pressure, the boiling point of, for example, water decreases. On this principle worked fuelless (fireless) steam locomotives. The dependence of the boiling point of water on pressure can be seen from the table (L.3):

Таблица 4Table 4 Темпе ратура, °СTemperature, ° С Давление параSteam pressure Темпе ратура, °СTemperature, ° С Давление параSteam pressure мм рт.ст.mmHg. атмatm кг/см2 kg / cm 2 мм рт.ст.mmHg. атмatm кг/см2 kg / cm 2 105105 906,4906.4 1,1931,193 1,2321,232 165,3165.3 53205320 77 7,2337,233 110110 10751075 1,4151,415 1,3621,362 170170 5961,75961.7 7,8447,844 8,1068,106 111/7111/7 11401140 1,51,5 1,551.55 170,8170.8 60806080 88 8,2668,266 115115 12691269 1,6731,673 1,7261,726 175,8175.8 68406840 99 9,39.3 120120 14911491 1,9621,962 2,0282,028 180180 7546,47546.4 9,9299,929 10,2610.26 120/6120/6 15201520 22 2,0672,067 180,3180.3 76007600 1010 10,33310,333 127,8127.8 19201920 2,52,5 2,5832,583 184184 83608360 11eleven 11,36611,366 130130 20302030 2,6712,671 2,762.76 188188 91209120 1212 12,412,4 133,9133.9 22802280 33 3,13,1 192192 98809880 1313 13,43313,433 139,2139.2 26602660 3,53,5 3,6173,617 195195 1052010520 14fourteen 14,30314.303 140140 27182718 3,5753,575 3,6943,694 200200 1168911689 15,3815.38 15,89215,892 144144 30403040 4four 4,1334,133 213213 1520015200 20twenty 20,66620,666 148148 34203420 4,654.65 4,654.65 220220 1739017390 22,88122,881 23,64423,644 150150 35813581 4,7424,742 4,8694,869 230230 2092620926 27,53527,535 28,45228,452 152,2152.2 38003800 55 5,1675,167 236,2236.2 2280022800 30thirty 30,99930,999 159,2159.2 45604560 66 6/26/2 269,5269.5 3800038000 50fifty 51,66751,667 160160 46524652 6,126.12 6,3246,324 311,5311.5 7600076000 100one hundred 103,33103.33

КПД самой паровой машины составляет порядка 20%, а КПД паровозов может достигать только 5-9% из-за недостаточной эффективности сгорания топлива в паровом котле и потерями тепла пара при передаче его от котла к цилиндрам (в двигателях, использующих цикл Карно, КПД выше). Поэтому предполагается, что внедрение вышеописанного способа, т.е. при использовании тепловых потерь ДВС для превращения этой энергии в пар и последующем использовании этого пара как рабочего тело в камерах сгорания, использующих цикл Карно, должно повысить КПД ДВС до 20%. Это позволит уменьшить расход топлива и уменьшить количество выхлопных газов, фундаментально не меняя конструкции ДВС. Можно упростить использование предлагаемого способа, убрав из схемы конденсатор и клапан 4. В этом случае выброс отработанного пара будет происходить в выхлопную трубу через клапан 2. Но при этом надо учесть, что периодически необходимо будет пополнять жидкостью емкость Е.The efficiency of the steam engine itself is about 20%, and the efficiency of steam locomotives can reach only 5-9% due to the insufficient efficiency of fuel combustion in the steam boiler and the loss of steam heat when transferring it from the boiler to the cylinders (in engines using the Carnot cycle, the efficiency is higher ) Therefore, it is assumed that the implementation of the above method, i.e. when using the heat loss of the internal combustion engine to convert this energy into steam and the subsequent use of this steam as a working fluid in combustion chambers using the Carnot cycle, it should increase the efficiency of the internal combustion engine to 20%. This will reduce fuel consumption and reduce the amount of exhaust gases, without fundamentally changing the design of the internal combustion engine. It is possible to simplify the use of the proposed method by removing the condenser and valve 4 from the circuit. In this case, the exhaust of steam will be released into the exhaust pipe through valve 2. But it should be noted that periodically it will be necessary to replenish the capacity of the fluid E.

Список литературыBibliography

1. Вырубов Д.Н. и др. Двигатели внутреннего сгорания: теория поршневых и комбинированных двигателей. М.: Машиностроение, 1983.1. Vyrubov D. N. et al. Internal combustion engines: theory of piston and combined engines. M .: Engineering, 1983.

2. Гольдберг А.М., Галямичев В.А. Тепловой расчет четырехтактного двигателя:2. Goldberg A.M., Galyamichev V.A. Thermal calculation of a four-stroke engine:

Методич. указ. для студентов лесомеханического факультета спец. 0519. Л., 1985.Methodical decree. for students of the Faculty of Forestry Engineering special. 0519. L., 1985.

3. Лев Давидович Ландау, Александр Исаакович Китайгородский"Физика для всех": Молекулы. - 6-е изд., стер. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984.3. Lev Davidovich Landau, Alexander Isaakovich Kitaygorodsky "Physics for All": Molecules. - 6th ed. - M .: Science. The main edition of physical and mathematical literature, 1984.

4. Элементарный учебник физики под редакцией академика Г.С. Ландсберга том 1, М. 1972.4. An elementary physics textbook edited by academician G.S. Landsberg Volume 1, M. 1972.

5. Хмелевский А.В., Смушков П.И. Паровоз (Устройство, работа и ремонт). Учебник для технических школ железнодорожного транспорта. - 2-е издание. - М., 1979.5. Khmelevsky A.V., Smushkov P.I. Steam locomotive (device, work and repair). Textbook for technical schools of railway transport. - 2nd edition. - M., 1979.

6. Соснин Д.А, Яковлев В.Ф. Новейшие автомобильные электронные системы. - М.: "СОЛОН-Пресс", 2005. 240 с.6. Sosnin D.A., Yakovlev V.F. The latest automotive electronic systems. - M .: "SOLON-Press", 2005.240 s.

7. Ernst Gschweitl. Signitikante Verringerung des Verschlei?es durch Optimierung des Vtntiltriebes. MTZ.61. 2000, №1.7. Ernst Gschweitl. Signitikante Verringerung des Verschlei? Es durch Optimierung des Vtntiltriebes. MTZ. 61. 2000, No. 1.

8. Stefan Pischinger und die anderen. Ladung sbewegung und Gemischbildung bei Ottomotoren mit voll variabler Ventilsteuerung. MTZ.62. 2001, №11.8. Stefan Pischinger und die anderen. Ladung sbewegung und Gemischbildung bei Ottomotoren mit voll variabler Ventilsteuerung. MTZ. 62. 2001, No. 11.

9. Материалы научнотехнической конференции ААИ "Автомобиле- и тракторостроение в России. Приоритеты развития и подготовка кадров", посвященной 145-летию МГТУ МАМИ. Скция 2 "Поршневые и газотурбинные двигатели".9. Materials of the AAI scientific and technical conference "Automobile and tractor engineering in Russia. Development priorities and training" dedicated to the 145th anniversary of MSTU MAMI. Sktsiya 2 "Piston and gas turbine engines".

10. Соснин Дмитрий Александрович. Автоматизированный электромагнитный привод газораспределительных клапанов поршневого ДВС: Дис. канд. техн. наук: 05.09.03: Москва, 2005, 204 с. РГБ ОД, 61:05-5/1903.10. Sosnin Dmitry Alexandrovich. Automated electromagnetic drive of gas distribution valves of a piston engine: Dis. Cand. tech. Sciences: 05.09.03: Moscow, 2005, 204 p. RSL OD, 61: 05-5 / 1903.

11. Микитенко А., Бушин C."Honda Idbufntkb К-20, К-24". Изд. Легион-Автодата, 2008 г.11. Mikitenko A., Bushin C. "Honda Idbufntkb K-20, K-24." Ed. Legion Avtodata, 2008

12. RU, Номер патента: 2117803, Рег. номер заявки: 93017744, 06.04.1993, кл. Р02С 5/02.12. RU, Patent Number: 2117803, Reg. application number: 93017744, 04/06/1993, class P02C 5/02.

Claims (1)

Способ использования тепловой энергии двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что преобразуют охлаждающую жидкость блока рабочих цилиндров двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в пар за счет тепла внешних стенок его цилиндров и тепла отработавших газов, подают перегретый пар в ресивер, из которого его направляют в рабочий цилиндр через клапан подачи пара высокого давления, отбирают паром тепло внутренних стенок рабочей камеры и рабочего цилиндра, совершают работу в рабочем цилиндре за счет энергии пара, выпускают отработавший пар из цилиндра через клапан выпуска пара в конденсатор и возвращают сконденсировавшийся пар в блок цилиндров, при этом впуск смеси воздуха с топливом в рабочий цилиндр осуществляют через клапан впуска, а выпуск отработавших газов из рабочего цилиндра - через выпускной клапан, клапаны впуска и выпуска пара, клапаны впуска смеси воздуха с топливом и выпускной управляются электронным блоком управления с возможностью работы двигателя в режиме четырехтактного цикла двигателя внутреннего сгорания или в режиме парового двигателя. A method of using thermal energy of an internal combustion engine, which consists in converting coolant of a block of working cylinders of an internal combustion engine (ICE) into steam due to the heat of the outer walls of its cylinders and the heat of the exhaust gases, superheated steam is supplied to the receiver, from which it is sent to the working cylinder through the high-pressure steam supply valve, heat is removed from the inner walls of the working chamber and the working cylinder by steam, they work in the working cylinder due to the steam energy, and exhaust steam from the cylinder through the steam release valve to the condenser and the condensed steam is returned to the cylinder block, while the mixture of air and fuel is injected into the working cylinder through the intake valve, and the exhaust gas is released from the working cylinder through the exhaust valve, steam intake and exhaust valves , the intake valves of the mixture of air with fuel and exhaust are controlled by an electronic control unit with the possibility of engine operation in the four-cycle cycle of the internal combustion engine or in the steam engine mode.
RU2011144741/06A 2011-11-07 2011-11-07 Method of using ice heat power RU2491430C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011144741/06A RU2491430C2 (en) 2011-11-07 2011-11-07 Method of using ice heat power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011144741/06A RU2491430C2 (en) 2011-11-07 2011-11-07 Method of using ice heat power

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011144741A RU2011144741A (en) 2013-05-20
RU2491430C2 true RU2491430C2 (en) 2013-08-27

Family

ID=48788709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011144741/06A RU2491430C2 (en) 2011-11-07 2011-11-07 Method of using ice heat power

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2491430C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724071C1 (en) * 2019-07-11 2020-06-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) Piston engine and method of using fuel in piston engine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU19405A1 (en) * 1929-12-12 1931-02-28 Г.В. Логвинович The method of operation of the internal combustion engine
US4143518A (en) * 1976-10-19 1979-03-13 Kellogg Smith Ogden Internal combustion and steam engine
US4281626A (en) * 1979-04-30 1981-08-04 Fishe Gerald R A Vaporizable liquid injection system and method for internal combustion engine
SU1455006A1 (en) * 1986-03-14 1989-01-30 У.С.Марсов и А.К.Херсонский Method of operation of internal combustion engine
RU2226611C2 (en) * 2002-05-28 2004-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ульяновский механический завод" Two-stroke internal combustion diesel engine
RU2304224C2 (en) * 2001-10-04 2007-08-10 Карджайн Инжиниринг АБ Internal combustion engine with steam expansion stroke

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU19405A1 (en) * 1929-12-12 1931-02-28 Г.В. Логвинович The method of operation of the internal combustion engine
US4143518A (en) * 1976-10-19 1979-03-13 Kellogg Smith Ogden Internal combustion and steam engine
US4281626A (en) * 1979-04-30 1981-08-04 Fishe Gerald R A Vaporizable liquid injection system and method for internal combustion engine
SU1455006A1 (en) * 1986-03-14 1989-01-30 У.С.Марсов и А.К.Херсонский Method of operation of internal combustion engine
RU2304224C2 (en) * 2001-10-04 2007-08-10 Карджайн Инжиниринг АБ Internal combustion engine with steam expansion stroke
RU2226611C2 (en) * 2002-05-28 2004-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ульяновский механический завод" Two-stroke internal combustion diesel engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724071C1 (en) * 2019-07-11 2020-06-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) Piston engine and method of using fuel in piston engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011144741A (en) 2013-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1293284C (en) Method for operation of steam thermal engine, in particular as vehicle power unit
RU2506443C2 (en) Ice with interconnected pistons
US9194287B1 (en) Double cam axial engine with over-expansion, variable compression, constant volume combustion, rotary valves and water injection for regenerative cooling
RU2491430C2 (en) Method of using ice heat power
CN104088720A (en) Efficient thermal energy power engine and working method thereof
US9297337B2 (en) Internal combustion and waste heat steam engine having a heat recovery steam generator exhaust manifold
US8850815B2 (en) Hybrid engine
RU78527U1 (en) PISTON ENGINE
US8807094B1 (en) Hybrid multi-power stroke engine
RU2153085C1 (en) Method of operation of four-stroke internal combustion engine and design of such engine
RU2636642C2 (en) Unified piston engine without cooling system
WO2016000403A1 (en) Thermal energy power device and work-doing method therefor
RU2788268C1 (en) Energy complex
RU67184U1 (en) PISTON ENGINE (OPTIONS)
RU159659U1 (en) COMBINED POWER PLANT WITH STEAM POWER UNIT
RU2724071C1 (en) Piston engine and method of using fuel in piston engine
RU2293199C2 (en) Gas-steam engine
RU101499U1 (en) TWO STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU94637U1 (en) COMBINED STEAM-GAS ENGINE
WO2011073718A2 (en) Internal combustion engine arrangement with rankine circuit and hybrid cylinder, especially for an automotive vehicle
RU85557U1 (en) FOUR STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU70938U1 (en) COMBINED STEAM-GAS ENGINE
RU2526605C1 (en) Converter of thermodynamic processes into mechanical work
RU2503834C1 (en) Plunger-free engine
RU85561U1 (en) COMBINED STEAM-GAS ENGINE

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141108