Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания

Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет увеличить долговечность и топливную экономичность двигателя. Камера сгорания выполнена в форме усеченного конуса, имеющего горловину с кромкой. Над горловиной, в центре или смещенно от центра, расположена форсунка с многосоплоЕьпи распылителем 6 топлива. Кромка горловины содержит чередующие - ся скругленные участки 7 и острые участки 8. Оси 10 сопел 9 распылителя ориентированы в сторону скругленных участков. При перетекании заряда через горловину в камеру при сжатии надпоршиевого пространства кромка формирует кольцевой вихрь. На участке горловины с острой кромкой образуется участок вихря с повьшенной угловой скоростью, причем вихрь располагается ближе к горловине. На участке горловины со скруглениой кромкой образуется вихрь с пониженной уг- ;ловой скоростью и располагается ближе к дну камеры. Радиус скругления кромки подбирается таким, чтобы интенсивность вихря на этом участке соответствовала оптимальному расходу топлива. 4 ил. с 5 (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% 01) (51)4 F 02 В 23/С6 F 02 F 3 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4049698/25-06 (22) 07.04.86 (46) 07.03.88. Бюл. К 9 (71) Институт проблем машиностроения

AH УССР (72) А.М.Левтеров, В.В.Овечкин, Ф.И.Абрамчук и И.В.Лесовицкий (53) 621.436(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) - )084479, кл. F 02 В 3/26, 1984. (54) КАИЕРА СГОРАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРА11ИЯ (57) Изобретение позволяет увеличить долговечность и топливную экономичность двигателя. Камера сгорания выполнена в форме усеченного конуса, имеюцего горловину с кромкой. Над горловиной, в центре или смещенно от центра, расположена форсунка с многосопловым распылителем 6 топлива.

Кромка горловины содержит чередующие ся скругленные участки 7 и острые участки 8. Оси 10 сопел 9 распылителя ориентированы в сторону скругленных участков. При перетекачии заряда через горловину в камеру при сжатии надпоршневого пространства кромка формирует кольцевой вихрь. На участке горловины с острой кромкой образуется участок вихря с повьппенной угловой скоростью, причем вихрь располагается ближе к горловине. На участке горловины со скругленной кромкой образуется вихрь с пониженной уг,ловой скоростью и располагается ближе к дну камеры. Радиус скругления кромки подбирается таким, чтобы интенсивность вихря на этом участке соответствовала оптимальному расходу топлива. 4 ил.

1379475

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к дизельным дви— гателям с полуразделенными камерами сгорания.

Цель изобретения — увеличение долговечности и топливной экономичности.

На фиг.1 изображена камера сгорания; на фиг.2 — разрез Л-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 — разрез В-В на фиг.2.

Камера 1 сгорания расположена в поршне 2 и выполнена в форме тела вращения, а именно усеченного конуса

3, имеющего горловину 4 с кромкой.

Над горловиной 4 в центре или смещенно от центра расположена форсунка 5 с многосопловblM (четыреx-èëè пятисопловым) распыпителем 6 топлива. Кромка горловины 4 содержит чередующиеся скругленные 7 и острые 8 участки.

Чи ло скругленных участков 7 кромки равно числу сопл 9 распылителя 6 форсунки 5, поскольку оси 10 сопл 9 ориентированы в сторону скругленных участков 7 кромки.

Устройство работает следующим образом.

При подходе поршня 2 к верхней мертвой точке на такте сжатия в камере 1 создаются потоки воздуха в виде кольцевого вихря, причем за острыми участками 8 кромки горловины 4 образуются вихри с более высокой угловой скоростью вращения, чем на скрученных участках 7 кромки горловины 4.

Струи топлива подаются только в направлении скругленных участков 7 кромки горловины 4. При этом достигается наилучший эффект смесеобразования за счет того, что вихри за скругленными участками кромки располагаются в нижней части камеры 1 и струи топлива из сопел 10 взаимодействуют в большем объеме. На этих участках вихри частично тормозятся встречными струями топлива и зажигаются с образованием очагов горения. В то же время вихри, образовавшиеся за острой кромкой и получившие большее ускорение закрутки, продолжают вращаться, не затронутые струями топлива. На оси этих вихрей образуется разрежение, способствующее проникновению зажженных вихрей за острые участки кромки

8 горловины. При этом происходит интенсивное вихревое горение с распа20

55 дом кольцевого вихря. Кроме того, при продувках камера сгорания с неравномерной кромкой лучше освобождается от остаточ ых газов, так как образовавшийся вихрь раньше распадается и не обладает такой живучестью, как кольцевой за сплошной кромкой.

Кроме того, снижается термическое напряжение в горловине 4 камеры 1, так как скругленные кромки менее подвержены перегреву и занимают половину или большую часть горловины 4 и частично отводят тепло на себя, а острые кромки могут расширяться в свободные зоны в стороны участков со скругленными кромками, что увеличивает прочность горловины.

Эффективность камеры сгорания обусловлена тем, что при сжатии надпоршневого пространства в камере сгорания иэ него происходит перетекание заряда через горловину в камеру, расположенную в поршне. При этом кромка горловины формирует кольцевой вихрь.

На участке горловины с острой кромкой образуется участок вихря с повышенной угловой скоростью, причем вихрь располагается ближе к горловине. При этом на участке горловины со скругленной кромкой образуется вихрь с пониженной угловой скоростью и располагается он ближе к дну камеры. Радиус скругления кромки подбирается таким, чтобы интенсивность вихря на этом участке соответствовала оптимальному расходу топлива.

При этом при подаче распыленной струи в сторону скругленной кромки из-за более дальнего расположения вихря на этом участке образуется более широкий контакт капель топлива и вихря, а так как направление вихря и топлива из сопла противоположны, то вращение вихря на этом участке частично гасится, что способствует эффективному образованию очагов горения в более спокойной части вихря.

Однако часть вихря за острой кромкой продолжает интенсивно вращаться, при этом на оси этого вихря создается пониженное давление, всасывающее по винтовой линии зародившиеся очаги горения в прилегающих к нему вихрям за скругленной кромкой. При этом очаги горения интенсивно окисляются в быстром вихре и происходит интенсивное зажигание топлива во всем объеме ка еры сгорания, что также способст!

379475 вует более плавному нарастанию давления газов в камере сгорания, способствующему снижению шума процесса сгорания, сокращению периода задержки воспламенения заряда.

Кроме того, облегчается продувка камеры сгорания воздухом, так как кольцевой вихрь, образуемый горловиной с чередующимися участками со 1О скругленной и острой кромками, более ускоренно разрушается в сравнении с живучестью вихря за сплошной кромкой.

Лучшее наполнение окислителем камеры сгорания способствует повышению экономичности двигателя.

Кроме того, подача топлива на участки горловины со скругленной кромкой, обладающей повышенным эффектом охлаждения за счет испарения пленки рр топлива и отвода тепла теплопроводностью в массу поршня, способствует меньшему разрушению как ее самой, так и примыкающих участков с острой кромкой, температура которых также понижается. В горловине камеры происходит перераспределение температурных градиентов, что снижает напряжение трещинообразования и способствует увеличению прочности горловины.

Формула изобретения

Камера сгорания двигателя внутрен него сгорания, размещенная в поршне, выполненная в виде тела вращения с конусной образующей и горловиной с кромкой и снабженная топливной форсункой с многосопловым распылителем, установленным над горловиной, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения долговечности и топливной экономичности, кромка горловины выполнена иэ чередующихся острых и скругленных участков, а оси сопл распылителя ориентированы в направлении скругленных участков.

1379475

Составитель Т.Терновская

Техред М.Дидык Корректор С.Черни

Редактор П.Гереши

Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 959/35

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4