Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет повысить топливную экономичность и снизить теплонапряженность деталей, токсичность и дымность отработавших газов. При движении поршня 2 к верхней мертвой точке (ВМТ) воздушный заряд устремляется в камеру сгорания. Несмотря на температурную деформацию кромки горловины 7 воздушный заряд беспрепятственно попадает в полость 5 благодаря наклонному участку полости 6. В результате в полости поршня 2 образуется интенсивный торообразный вихрь. Топливо впрыскивается форсункой 4 так, что топливные факелы касаются поверхности горловины 7, при этом наличие полости 6 позволяет избежать касания топливных факелов о головку 3 при оптимальном выступании носка распылителя форсунки 4. При прохождении поршня 2 ВМТ и движении вниз торообразный вихрь не теряет ориентации, так как попадает в полость 6, где возникают дополнительные вихри, выходящие затем в надпоршневое пространство. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„, ЯО„„55О195

А1 (5I) 5 F 02 В 23/06

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П ИТ СССР

ОДИЩНИЯ ЯЯ()Я Я (=ЦЯЯ F.

{21) 4350875/25-06. (22) 28.12.87 (46) 15.03.90, Бюп. М 10 (71) Производственное объединение

"Челябинский тракторный завод им.В.И.Ленина" и Центральный научноисследовательский институт по моторостроению (72) В.Н.Белоусов, M.С.Гитис, М.Н.Клинкевич, 10.И.Маргулис, Л.Н.Басистый и Е.Г.Пономарев (53) 621.436 ° 056 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1460373, кл. F 02 В 23/06, 14.05.87.

{ 54 ) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить топливную экономичность и снизить теплонапряженность деталей, токсичность и дымность отработавших газов.

При движении поршня 2 к верхней мерт2 вой точке (ВМТ) воздушный заряд устремляется в камеру сгорания. Несмотря на температурную деформацию кромки горловины. 7 воздушный заряд беспрепятственно попадает в полость 5 благодаря наклонному участку полости 6.

В результате в полости поршня 2 образуется интенсивный торообразный вихрь. Топливо впрыскивается форсункой 4 так, что топливные факелы касаются поверхности горловины 7, при этом наличие полости 6 позволяет избежать касания топливных факелов а головку 3 при оптимальном выступании носка распылителя форсунки 4. При прохождении поршнем 2 ВМТ и движенчи вниз торообраэный вихрь не теряет ориентации, так как попадает в полость 6, где возникают дополнительные вихри, выходяшие затем в надпоршневое пространство. 2 s.ï. ф-лы, 7 ил.

1550195

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к .двигателям внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.

Цель изобретения - повышение топливной экономичности и снижение теплонапряженности деталей, токсичности и дымности отработавших газов.

На фиг. 1 изображен разрез двигателя внутреннего сгорания, в котором

10 полость в головке цилиндров выполнена в виде образований по косинусоиде в интервале от -Т до+7(поверхности вращения; на фиг,2 — вариант двига 15 теля внутреннего сгорания с дополнительной полостью в головке, выполненной по.поверхности усеченного конуса; на фиг.3 — вариант двигателя внутреннего сгорания с дополнительной поло20 стью в головке, выполненной по поверхности шарового сегмента; на фиг.4— вариант двигателя внутреннего сгораНия, в котором дополнительная полость

В головке цилиндров выполнена в виде

25 конуса; на фиг.5 — вариант выполнений цилиндра двигателя внутреннего сгорания с дополнительной полостью в гоЛовке цилиндров, выполненной в виде цилиндра, сопряженного с шаровым сегментом; на фиг.6 — вариант двигателя внутреннего сгорания с дополнительНой полостью в головке цилиндров, в котором полость в головке цилиндров выполнена в виде. тора на фиг.7— вариант выполнения цилиндра двигателя 3 внутреннего сгорания с дополнительной полостью в головке цилиндров, выполненной в виде шарового усеченного сегмента.

Двигатель внутреннего сгорания (фиг. 1) с воспламенением от сжатия

Содержит цилиндр 1 с поршнем 2, гоЛовку 3 цилиндра-1, топливоподающую форсунку 4 и камеру сгорания, образованную основной 5 и дополнительной 45

6 полостями. Основная полость 5 выполнена в днище поршня 2 и снабжена горловиной 7 диаметром D- . Дополнительная полость 6 размещена в головке

3 цилиндра t соосно с основной поло- 5О стью и выполнена в виде тела вращения

По профильной поверхности, причем профильная поверхность дополнительной полости образована косинусоидой в интервале от -tl до +tl обращенной 55 к горловине 7 основной полости 5„ Основание дополнительной полости 6 выПолнено с диаметром, превышающим диaMeтр горловины оснонной полости и равным (0,35-0,9)O„ диаметра цилиндра. Дополнительная полость 6 выполнена тороидальной формы с радиусом образующей окружности, пренышающим в

1,1-1,8 раза радиус цилиндра..

В варианте выполнения двигателя внутреннего сгорания (фиг.2) дополнительная полость 6 в головке 3 цилиндра 1 выполнена в виде усеченного конуса, обращенного к горловине 7 полости 5 в поршне 2 большим основанием, диаметр которого равен 0,350,9 диаметра цилиндра, а объем полости головки цилиндра составляет 0,02=

0,1 от общего объема камеры сгорания.

В варианте выполнения двигателя внутреннего сгорания (фиг.3) дополнительная полость 6 в головке 3 цилинд.ра 1 выполнена в виде шарового сегмента, диаметр основания которого равен 0,35-0,9 диаметра цилиндра, а объем полости головки цилиндра составляет 0,02-0,10 ат общего объема.

В варианте выполнения двигателя внутреннего сгорания (фиг.4) дополнительная полость 6 в головке 3 цилиндра t выполнена в виде конуса с диаметром основания, равным 0,35-0,9 диаметра цилиндра, а объем полости головки цилиндра составляет 0,02

0,10 от общего объема камеры сгорания.

В варианте выполнения двигателя внутреннего сгорания (фиг.5) дополнительная полость 6 в головке 3 цилиндра 1 выполнена в виде сопряженных между собой цилиндра и шарового сегмента, причем диаметры цилиндра и основания шарового сегмента равны

0,35-0,9 диаметра цилиндра, а объем полости головки цилиндров составляет

0,02-0,10 от общего объема камеры сгорания.

В варианте выполнения двигателя внутреннего сгорания (фиг.6) дополнительная полость 6 н головке 3 цилиндра 1 выполнена в виде тороидальной полости с радиусом образующей окружности, превышающим в 1,1-1,8 раза радиус диаметра цилиндра:

Наличие вытеснитсля, через который выходит в камеру сгорания носок распылителя форсунки, способствует искривлению траектории вихря, интен50195 6

Ф о р м у л а

5 15 сифицирует его вращение, улучшает перемешивание топлива с воздухом, что способствует повышению полноты сгорания, улучшению топливной экономичности, снижению токсичности и дымности, В варианте выполнения двигателя внутреннего сгорания (фиг.7) дополнительная полость 6 в головке 3 цилиндра 1 выполнена в виде шарового усеченного сегмента, обращенного к горловине полости в поршне большим основанием, диаметр которого равен

0,35-0,9 диаметра цилиндра, а объем полости головки цилиндров составляет

0,02-0, 10 от общего объема камеры сгорания.

Если диаметр основания дополнительной полости 6 меньше 0,350 ; тогда кромка камеры поршня 2 при тепловой деформации будет находится напротив плоского "огневого" днища головки

3 цилиндра. При прохождении поршнем

2 верхней мертвой точки (BMT) и при нахождении его в BMT задерживается перетекание воздушного заряда из надпоршневого пространства из-за образовавшейся узкой горловины по периметру наружной кромки камеры сгорания и плоским днищем головки цилиндров, в результате чего радиальные воздушные вихри зажимаются и теряется их ориентация при тепловой деформации кромки камеры поршня, что уменьшает долю воздушного заряда, принимающего участие в процессе сгорания, снижается турбулизация смеси, ухудшается топливная экономичность, повышается токсичность и дымность отработавпых газов.

В случае, если диаметр фигуры нижнего основания полости 6, выполненной в головке 3 цилиндра 1, будет больше величины 0,9 диаметра цилиндра, то это .приводит также к образованию "засстойных" зон в надпоршневом пространстве, нарушению герметичности газового стыка, нарушению процесса смесеобразования, снижению полноты сгорания, увеличению токсичности и дымности отработавших газов.

Если диаметр основания дополнительной полости 6, выполненной в головке 3 цилиндра, равен (0,35-0,9)Э,, тогда при прохождении порщнем 2 верхней мертвой точки топливовоздушный поток беспрепятственно поступает в полость поршня 2 из надпоршневого

40 пространства, радиальные вихри не эажимаются и не теряется их ориентация при тепловой деформации кромки камеры поршня, что увеличивает долю воздушного зарядя, принимающего участие в процессе сгорания, поддерживается интенсивная турбулизация смеси, по-, вышается топливная экономичность, .снижается токсичность и дымность отработавших газов.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

При движении поршня 2 в верхней мертвой точке (фиг. 1) воздушный заряд устремляется в камеру сгорания. Несмотря на температурную деформацию кромки горловины 7, воздушный заряд беспрепятственно попадает в полость

5 благодаря наклонному участку полости 6. В результате в полости поршня

2 образуется интенсивный торообраэный вихрь. Топливо впрыскивается форсункой 4 так, что топливные факелы касаются поверхности горловины 7, при этом наличие полости 6 позволяет избежать касания топливных факелов о головку 3 при оптимальном выступании носка распылителя форсунки 4. При прохождении поршнем 2 BMT и движении вниз торообразный вихрь не теряет ориентацию, так как попадает в полость 6, где возникают дополнительные вихри, выходящие затем в надпоршневое пространство.

Таким образом, наличие полости 6 в головке 3 цилинцра 1, выполненной соосно полости 5 в поршне 2 и с оптимальным соотношением объемов, позволяет вовлечь в процесс смесеобразования возможно большую часть воздушного заряда цилиндра 1 при движении поршня 2 к ВМТ и поддержать интенсивную турбулиэацию смеси после прохождения поршнем 2 ВМТ, свести к минимуму потери энергии на перетекание, что обеспечивает полноту сгорания топлива, повышается топливная экономичность, снижаются токсичность и дымность отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержащий по меньшей мере один цилиндр с поршнем, головку цилиндра, топливоподающую форсунку и камеру сгорания, 1550195 образованную основной и дополнительной полостями, первая из которых выполнена в днище поршня и снабжена горловиной а вторая размещена в гоЭ

5 ловке цилиндра соосно с основной по» лостью и выполнена в виде тела вращения по профильной поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения топливной экономич- 10 ности и снижения теплонапряженности деталей, токсичности и дымности отработавших газов, основание дополнительной полости выполнено диаметром, превышающим диаметр. горловины основной полости и равным 0,35 — 0,9 диаметра цилиндра.

2. Двигатель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что профильная поверхность дополнительной полости образована касинусоидой в интервале от -f до +У, обращенной к горловине основной полости.

3. Двигатель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что дополнительная полость выполнена тороидальной формы с радиусом образующей окружности, превышающим в 1, 1 - 1,8 раза радиус цилиндра.

1550195

1550195

Составитель С.Андреева

Техред Л.0лийнык

Корректор Т.Малец

Редактор А.Ревин

Заказ 258 Тираж 441 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 1Ьсква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101