В настоящее время со всей остротой встают проблемы истощения природных ископаемых энергоресурсов, в первую очередь, нефти, и угрожающего экологической катастрофой загрязнения окружающей среды отходами многообразной деятельности человека.
В поршневых двигателях внутреннего сгорания (ПДВС) процесс превращения теплоты сжигаемого топлива в работу сопровождается значительными «потерями» энергии. В первую очередь это относится к «потерям» теплоты с отработавшими газами (ОГ). В дизелях они составляют 85-110 % по отношению к эффективной мощности, в двигателях с принудительным воспламенением топлива превосходят ее на 25-45 %. Эту энергию можно утилизировать. Весьма важным направлением при утилизации «потерь» энергии является использование ее для выработки дополнительной работы.
Существует целый ряд технических систем, которые могут быть использованы для утилизации теплоты ОГ ДВС с целью трансформации ее в работу (Шокотов Н.К., 1980; Жмудяк Л.М., 1981; Зайцев С.В., 1984; Шейпак А.А., 1991; Кукис В.С., 1991, 2000, Руднев В.В., 2004, Meijer R.J., El – Masri M.A. и др.). Сравнительный анализ этих систем, проведенный в настоящей работе, показал перспективность применения комбинированного шеститактного рабочего цикла, предложенного автором.
Двигатель, реализующий такой цикл, работает следующим образом. Первые три такта (впуск, сжатие и рабочий ход) осуществляются в полном соответствии с тактами четырехтактного дизеля. В конце расширения выпускной клапан не открывается. Следующий такт – сжатие отработавших газов (ОГ). В конце этого такта через водяную форсунку, под высоким давлением в объём камеры сгорания впрыскивается вода. В период следующего за этим расширения перегретый пар совершает полезную работу. В конце этого, пятого по счёту такта начинает открываться выпускной клапан. Далее следует такт выпуска. Затем описанный цикл повторяется.
Более полное использование термохимической энергии топлива применением шеститактного комбинированного рабочего цикла позволяет повысить не только мощностные, но и экономические показатели силовой установки, а также существенно снизить дымность и токсичность, выбрасываемых в атмосферу газов. Работы, посвященные исследованию комбинированного шеститактного рабочего цикла, в литературе отсутствуют.
Цель работы: – повысить экономические и улучшить экологические показатели дизеля за счет более полного использования термохимической энергии топлива применением шеститактного комбинированного рабочего цикла.
