Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №; —, ;.,;;; „-;-=-р Г,;":-, Заявлено 08.I.19i69 (№1300325/2 попп.1, 2,4,5, 608.1

Кл, 46а-, 3

Приоритет № 599/68 Япония, по № 34924/68 Япония

МПК, F 02Ь 25/04

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 29.Х,1970, Вюлле

Дата опубликования описания

УДК 621.43-144.4-43 (088.8) Авторы изобретения и заявители

Иностранцы

Сигеру Ониси и Сабуро Уи (Япония) ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области машино.строения,,в частности к двухта кт ным двигателя м.

Известны двухта1ктные двигатели внут реннего GI oð B íèÿ ñ 1петлевой продувкой, содержа щее цилиндр с по ршнем, движущимся возврат но-поступательно и обеспечивающим вращение воздушного заря да, а также головку, в

loToipoH установлены форсунка с топлиьоьпрыакивающими отверстиями и искровая зажигательная свеча и выполнена выемка, образующая частыкамеры сгорания.

П!редложенный двигатель отличается от известных тем, что форсунка размещена в:выем ке, а топливовпрыокиваю щие отверстия на,ITpBIB;ICHbI в ее полость TBIBII.HIIIHB.IbHO,âîçtäóøному заряду цилиндра, Выемка может быть выполнена с фе1рической или клиново й. Отверстия могут быть HBIII pBBJIeHbl против напра вления,вр а щения воздушного,зарха, по .нап равлетсию его вращения или же часть отверстия против вращения заряда, а часть по на gP BIBJIQIHHIG его вРаЩениЯ.

Такое вы пол нение двухтактного двигателя обеспечивает расслоение смеси вдоль внут ренней поверхности головки.

На фиг. 1 схематически изображен предложен ный двухта ктный двигатель внутреннего

Сгорания, разрез; на фиг. 2 — IQJIQBlKB IH циJIHIHIBIp; на фиг. 3 — камера сгорания и,ïo êBза на траектория движения частиц топлива; на фиг. 4 — траектория движения частиц по IloBeðõHîcTH головки;,на фиг. 5 — взаIHмное,расположе ние |потоков воздуха и частиц го плива; на фиг. 6 — факел распыла топлива; нп фиг. 7 — варианты разреза по А — А на фпг. 6; на фи г. 8 — один из вариантов предложенного двигателя, разрез; на фиг. 9 — камера сгорания двигателя, показанного на фиг. 8, и

10 траектория движения частиц топлива, разрез и вид сверху; на фиг. 10 — голодовка:с форсункой, разрез и траектория движения частиц тороплива; на фиг. 11 — раз рез по Б — Б на фиг. 10; на фиг. 12 — другой вар иант выпол15 нения двухтактного двигателя; на фиг. 13— разрез,по  — 8 на фиг. 12 и траекто рии движения частиц топлива; на фиг. 14 — взаимное ,раоположение IIQTQIKoв воздуха и частиц TQIIIлива,и факел раопыла топлива;,на фиг. 15 —20,разрез allo I — l на фиг. 14 и фа кел распыла топлива.

Двухтактный двигатель в нутреннего сгopBния с петлевой продувкой содержит цилиндр i с поршнем 2, движущимся возвратно-посту25 пательно и соединенным при,помощи шатуна

3 с коленчатым, валом 4. Картер 5 двигателя соединен с цил индром продувочным каналом б. Цилиндр имеет выхлопное отверстие /, Газо распределение двигателя осуществляется

30 поршнем, который вращает воздушный заряд

285665

65 цилиндра 1. Головка 8 цилиндра 1 нмеет сферическую,выемку 9, ipa gnyc которой меньше радиуса внутренней поверхности .головки. В стенке головки 8 в выемке 9 установлена форсунка 10 с топливовпрыскиваю щими отверстия »H, направленными в полость выемки 9 тангенциально и против вращения возду шного заряда цилиндра. В результате происходит расслоение смеси;вдоль внутренней поверхности гол.овки 8.

Выемка 9 имеет форму полус феры или клина, .поверхность ее в направпении в прыска топлива форсучкой 10 имеет кромку 11, ооразующую границу,выемки 9 и остальной части

Io;IoBxH 8 и разделяющую на клонную (или верти1кальную) поверхность казимеры сгорания и криволинейную (или плоскую) поверxность выемки 9. Кромка 11 (вид сверху),расположена кснцентрично цилиндру 1. В центре выемки 9 установлена также искровая запальная свеча 12, а форсунка 10 расположена под определенным q глом к голов|ке.

Форсунка 10 имеет топливовпрыскивающее

oTIBcpcTHc или отверстия 18 с определенным углом факела;расцыла или расхождения струй. Хотя факел paoIIbna направлен за свечу 12, он проходит, вдоль внутренней пове рхности выем ки 9 в непо средственной близости к ней (в выемке образуется локализованный поток воздуха) .

Двигатель (см. фиг. 2) имеет факел распыла, ее доходящий до свечи 12, однако в результате в ращения воздушного заряда факел доходит до зоны, расположенной непосредственно у свечи.

Форсунка (см. фиг. 6, 7) размещена в центре выемки и имеет несколько топливовпры|с-киваюш их отверстий 18, часть из которых направлена .по,направлению в ращения, а часть — против направления вращения В03душ ного заряда цилиндра. Для получения однородной смеси;в выем ке 9 струи топлива должны;расходиться под определенными углами с учетом вращения воздушного цилиндра и требуемого расслоения сме си. Поверхность выемки отражает частицы топлива и ооеспечивает нео бходи мый распыл и однородность смеси, à B полости ее с локализованным

IIIo To KoM воздуха временно удерживает1ся и перемешивается с воздухом впр ыскиваемое в

aBmva Terr b топливо.

При движении поршня 2 вчиз от B M.T. отк рьгвается выхло п ное отверстие 7, и часть отработавших газов удаляется из цилиндра.

Л ри QTNpblTHH продувочного канала б;сжатый

IB картере 5 воздух выталKHtBapт оставшиеся отработавшие газы из цилиндра и движется по траектории, показанной пунктирной линией. Открытие отверстия 7 и. ка нала б спосооствует образованию потока .воздуха, который при переирытии поршнем 2 отверстия 7 и канала б вращаепся с вектором, перпендикулярным оси цилиндра (в связи с чем остаточиые газы находятся в центре цилиндра). Топливо впрыскивается в выемку 9 головки 8, поэтом

55 в областями с плохой способностью к горениго ие происходит,распыления то|плива, что повышает экономичность двигателя. Вп рыск топлива в выемку обе с печивает та кже о богащенне и повышение однородности с меси в периферийных областях воздушного потока цилиндра. В обедненной же кислородом центральной части заряда или,не происходит распыления тороплива, или же ра апыляется его минимальное,количество. При такте сжатия неиопари вшееся толли во постепенно перемешивается с воз духом, а омесь имеет неодно родную структуру по объему цилиндра, что обеепечивает полноту сгорания топлива.

В точке 14 (см. фиг. 3), расположенной вблизи топливовирыокивающего отверстия 18, скорость частицы топлива значительно боль1ше скорости воздуха, и поэтому его влияние мало, а отклонение линии 15 незнач1ительно.

Вследствие малого размера частица при. достижении точки 1б теряет скорость. Сто рость воздуха остается постоянной, поэтому уменьшается отклонение частицы от прямолинейной траектории и опа движется по криволичейной траектории 17. Частицы немеют,различные размеры и движутся по различным траекториям 18 — 21. Чем меньше частица, тем ,меньший путь она п роходит. Достигнув поверхности выемии 9, частицы оседают на ней, однако основная часть топлива увлекается воз1ду.ш,ным зарядо м.

При изменении высоты уста новки форсунки

10 и угла наклона .впрыаки вающих отверстий

13 изменяются траектории движения частиц и факел раапыла то пл ива. Частицы движутся по траекториям 22 и 28, а воздушные потоки стремятся удалить их друг от друга, увеличивая угол расхождения струй и образуя факел pacabIла 24 (см. фиг. 4). Частицы, попадающие в область 25 факела 24, отбрасываюпся воздухом. П ри сжатии заряда ускоряется испарение то плиева, осевшие на поверхности выемки 9 и romoBixH 8 частицы также ис паряются, и тоиливо перемешивается с воздухом. Торопливо испаряется в периферийной части воздушного заряда, поэтому смесь,рас слаивает ся,,около свечи 12 образуется наиболее обогащенная смесь с по вышенной надежностью,воспламенения.

Обогащенная смесь находится около головки 8, поэтому теплонапряженность ее повышается и îд новременно снижается тепло|напряженность поршня, что .опосо б ствует улучшению смазки и охлаждению двигателя. Снижается та кже токсичность отработавших,газов, так как продувочный,воз дух,на правляется,в первую очередь в область неполно го огорания (IK головке).

П ри в прыске топлива по,HaiIIравлению вращения, потока (ем. фиг. 2) относительно большие частицы:топлива достигаит поверхности выемки, по степенно иопаряются, мелкие частицы увлекаются пото|ком, и смесь также расслаивается, 285666

Смесь, расслаивается по поверхности головки 8, поэта му вп рыак можно осуществлять как при;полезностью закрытом выхлопном отверстии 7 так и при, не полностью закр1>1то м.

Топливо (см. фиг. 8, 9) впрыскивают .в ооласть, близ кую к области завихрения воздуш ного заряда цилиндра. Все п роцессы происходят аналогично спи санным,выше, только траектории движения частиц еще более,ис к;ривлены. В этс м случае также обеспечивается надежное воспламенение смеси, так как свеча 12,находится в ее обогащен нам слое.

Газообразное топл иво по дается через фортунку, сопла которой удлинено и изогнуто (см.,фиг. 10 и 11).

Форсунка имеет электроматнитный клапан для подачи газа .под давлением. Смесеобразование в,двигателе .происходит как описано выше, но с отклонением струй газа, который на выходе из сопла имеет большую скорость.

Перемешивание газа с воздухом происходит в основном в зоне голо вки 8 цилиндра 1, причем чем позже будет подан газ, тем .выше концентра ция у голов;ки.

Если двигатель регулируется без дросселя, то давление воздуха в цилиндре на частичных нагрузках остается, почти постоянным, вследствие чего сопла форсунки. 10 не перегревается. Изменением фар мы сопла;регулируется степень расслоения смеси. Газ не осаждается .на по верхности головки 8, что повышает технико-экономические по казателм двигателя.

Форсунка 10 размещена в .наиболее глуоокой части выемки 9 д вухтакт ного двигателя (см. фиг. 12 и 13), работает двигатель так же, как описано выше. На номинальных нагрузках впрыск жидкого тороплива или подача газа

35 происходят прои больших углах поворота колснчатого вала двигателя, чтобы не было переобогащения смеси у свечи. Возможна установка двух свечей зажигания для повышения надежности воспламенения.

Выемка 9 головки 8 также выполнена (см. фиг. 14,и 15):кли новой, но форсунка 10 раз мещена в неглубокой ее части, а в головке установлены две свечи 12.

Предмет изобретения

1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с петлевой продувкой,,содержащий цилиндр с возвратно-,поступательно движущиьмся поршнем, обеспечивающим в ращательное дви кение воздушного заряда, и головку, в которой установлены форсунка с топливовпрьгскивающими от верстиями и искровая зажи гательная свеча и выполнена выемка, образующая часть камеры сгорания, отличающийся тем, что, с целью ipaccлоения,смеси вдоль внутренней поверхности головки, форсунка размещена в выемке, а топливовпрыскивающие отверстия направлены в ее полость тангенциально воздушному заряду цилиндра.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что выемка выполнена сферической.

3. Двигатель,по п. 1, отличающийся тем, что выемка,выполнена клина вой.

4. Двигатель по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что отверстия направлены IltpOTHB вра,щения воздушного за ряда, 5. Двигатель ло пп, 1 — 3, отличающийся тем, что отверстия на правлены по вращению воздушного заряда.

6. Двигатель по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что часть отверстий направлена протиг ,вращения заряда, а часть — по вращению.

Составитель JI. Синай

Редактор Е. Кравцова Техред 3. Н, Тараненко Корректор О. Б. Тюрина

Заказ 3790714 Тираж 48С Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раугпская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2