Двигатель внутреннего сгорания снепосредственным впрыском топлива

Двигатель внутреннего сгорания снепосредственным впрыском топлива

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Совет:ких

Социалистических

Республик

«>822766. (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 28.0478 (21) 2609455/25-06 р1)м. к,з

F 02 8 23/00 (32) 29.04.77

13.01.78 13,03.78 (33) Австрия (23) Приоритет

A 3071/77 (31) А 263/78

A 1792/78

Опубликовано 15.04.81. Бюллетень ¹ 14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.43. .056(088. 8) Дата опубликования описания 150481 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Ханс Лист, Зигфрид Пахернегг и Бруно Ш (Австрия) Иностранец

Ханс Лист (Австрия) (71) Заявитель (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ВПРЫСКОМ ТОПЛИВА этой причине контакта поршня с крьхакой цилиндра и уменьшить радиальную скорость впуска воздуха в полость камеры сгорания при обратном движении поршня для того, чтобы не препят-. ствовать вращению потока воздуха, со- здаваемого впускным клапаном Ю.

Однако замедление воздуха, на впуске приводит к возникновению преждевременного прерывания сгорания при перетекании топливной смеси из нижней полости в верхнюю при ходе поршня вниз. Неоптимальное соотношение размеров камеры сгорания не позволяет достичь качественного процесса смесеобразования.

Цель изобретения — улучшение смесеобразования путем оптимизации размеров камеры сгорания.

Для достижения поставленной цели минимальный диаметр горловины составляет 75-90% от максимального диаметра камеры сгорания, а объем верхней полости — 10-ЗОВ от суммарного объема камеры сгорания.

Угол кромки горловины, образованный пересечением касательных к образующей верхней полости.и к образую.щей нижней полости, примыкающей к

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к выполнению камер сгорания для улучшения организации рабочего процесса в двигателях внутреннего сгорания с непосредственным впрыском топлива и воспламенением от сжатия.

Известен двигатель в .утреннего 10 сгорания с непосредственным впрыском топлива, воспламенением от сжатия и вращательным движением топливного заряда вокруг оси цилиндра, содержащий размещенную в поршне камеру сгора-5 ния, имеющую форму тела вращения и снабженную горловиной, разделяющей камеру сгорания на две полости: верхнюю с наклонной относительно оси ка меры образующей, расположенную между 20 плоскостью днища поршня и кромкой горловины, и нижнюю, расположенную под кромкой, в которую направлены оси сопел форсунки, причем носок распылителя форсунки установлен соосно с камерой сгорания. Плоская форма верхней полости позволяет избежать выпучивания днища поршня в сторону головки цилиндра, обусловленного воздействием тепла, и возникновения по 30

822766 кромке горловины, может составлять

70-120%.

Горловина выполнена в виде узкой цилиндрической поверхности.

Образующие верхней и нижней полости на участках, примыкающих к горловине, скруглены.

Расстояние от горловины до днища поршня составляет 20% от наибольшей глубины камеры сгорания.

Образующая нижней полости на участке, примыкающем к кромке горловины, выполнена конической.

Образующая верхней полости на участке, примыкающем к горловине, выполнена конической. Образующая нижней полости, по меньшей мере, частично выполнена цилиндрической и расположена параллельно оси поршня.

Образующая верхней полости сопряжена с поверхностью днища поршня по 20 скругленной поверхности.

Днище нижней полости выполнено, по менвшей мере, частично плоским и сопряжено с образующей этой полости.

Днище нижней полости выполнено в виде 25 соосного с полостью конического выступа с вершиноф, обращенной к днищу поршня.

Угол при вершине конического выступа нижней полости не превышает угла между осями сопел форсунки, а высота конического выступа может составлять ие более 75% наибольшей глубины камеры сгорания.

Образующая конического выступа нижней полости параллельна конической образующей этой полости .на участке, примыкающем к кромке горловины.

Диаметр основания конического выступа нижней полости может составлять 403 от наибольшего диаметра 40 полости.

На фиг. 1 показано вертикальное сечение поршня и цилиндра двигателя внутреннего сгорания при положении поршня в верхней мертвой точке; на фиг. 2 - то же, сечение поршня и цилиндра при положении поршня перед верхней мертвой точкой, в начале впрыска, или при ходе поршня вниз после верхней мертвой точки; на фиг. 3 - поршень,.вид сверху," на фиг. 4 — сечение поршня по камере сгорания с цилиндрической кромкой горловины и выступом на дне камеры; иа фиг. 5 — сечение поршня по камере сгорания со скругленной образующей верхней полости и выступом на дне камеры; на фиг. б — сечение поршня по камере сгорания с острой кромкой горловины и цилиндрической образующей нижней полости; на фиг, 7 — бО сечение поршня по камере сгорания с острой кромкой горловины и цилиндрической образующей нижней полости, сопряженной по скругленной поверх« ности с плоским дном камеры; на 65 фиг. 8 - сечение поршня по камере сгорания с цилиндрической кромкой горловины и цилиндрической ббразующей нижней полости, сопряженной поверхности с плоским участком дна камеры, в центре которого размещен выступ.

Двигатель внутреннего сгорания с непосредственным впрыском топлива, воспламенением от сжатия и вращательным движением топливного заряда вокруг оси 1 цилиндра 2 содержит раз" мещенную в поршне 3 камеру сгорания

4, имеющую форму тела вращения и снабженную горловиной 5, разделяющей камеру сгорания 4 на две полости: верхнюю б с наклонной относительно оси 7 камеры 4 образующей 8, расположенную между плоскостью днища 9 поршня 3 и кромкой горловины 5, и нижнюю

10, расположенную под кромкой горловины 5 с образующей 11. Оси сопел 12 форсунки 13 направлены в нижнюю полость 10, причем носок распылителя 14 форсунки 13 установлен соосно с камерой сгорания 4. Горловина 5 камеры сгорания 4 может быть снабжена узкой цилиндрической поверхностью 15.

Вращение топливной смеси осуществляется в направлении стрелки 16, которой отмечено направление перетекания топливного заряда иэ полости цилиндра 2 в полость камеры сгорания 4.

Днище 9 поршня 3 может быть снабжено выступом 17. Направление перетекания горючей смеси после сгорания отмечено стрелкой 18.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Всасываемый воздух в процессе сжатия приводится во вращение в соответствии со стрелкой 15. При приближении поршня 3 к верхней мертвой точке воздух, вращающийся в полости цилиндра 2, перетекает через горловину 5 камеры сгорания 4 при сильном увеличении скорости в вертикальном направлении, как показано стрелкой

16. B состоянии интенсивной турбулизации топливо разбрыэгивается по меньшей мере тремя струями из сопел 11 форсунки 12 на стенку камеры сгорания ниже горловины 5, т.е. в нижнюю полость 10 камеры сгорания 4, причем распыливание топлива в воздухе осуществляется очень мелкое и за корот" кий промежуток времени, Улучшение смесеобраэбваииЯ достИГаЕтСЯ прИ вЫполнении определенных соотношений размерою полостей, а именно объем верхней полости б должен составлять 1030% от суммарного объема камеры сго" рания 4, а минимальный диаметр горловины 5 составлять 75-90% от максимального диаметра камеры. сгорания 4.

Оптимальные размеры угла кромки гор» ловины 5, образованного пересечением касательных к образующей 8 верхней полости б и к образующей 10 ниж822766 ней полости, примыкающей к кромке горловины 5, составляет 70-120%.

Предлагаемая конструкция камеры сгорания 4 и выполнение днища .9 поршня 3 с центральным выступом 17 способствует лучшей организации процесса смесеобразования. Вследствие улучшения смесеобразования и увеличения полноты сгорания, а также сокращения потерь при дросселировании удалось достичь снижения расхода топлива и эмиссии несгоревших углеводородов и сажи даже при очень высокой степени сжатия быстроходных двигателей внутреннего сгорания.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания с непосредственным впрыском топлива, воспламенением от.сжатия и вращатель- щ ным движением топливного заряда вокруг оси цилиндра, содержащий Размещенную в поршне камеру сгорания, имеющую форму тела вращения и снабженную горловиной, разделяющей камеру сгорания на две полости верхнюю с наклонной относительно оси камеры образующей, расположенную между плоскостью днища поршня и кромкой горловины, и нижнюю, расположенную под кромкой, в которую направлены,оси со- о пел форсунки, причем носок распылителя форсунки установлен соосно с камерой сгорания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения смесеобразования, минимальный диаметр горловины составляет 75-90:. от максимального диаметра камеры сгорания, а объем верхней полости — 10-30;от суМмарного объема камеры сгорания.

2. Двигатель по п.1, о т л и ч а ю-4О шийся тем, .что угол кромки горловины, образованный пересечением касательных к образующей верхней полости и к образующей нижней полости, примыкающей к кРомке гоРловины, со- 45 ставляет 70-120%.

3. Двигатель по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что горловина выполнена в виде узкой цилиндрической поверхности.

4. Двигатель по п.2, о т л ич а ю.шийся тем, что образующие верхней и нижней полости на участках, примыкающих к горловине, скруглени.

5. Двигатель по п.1, о т л и.ч а ю шийся тем, что расстояние 55 от горловины до днища поршня составляет 20% от наибольшей глубины камеры сгорания.

6. Двигатель по п.2, о т л и ч а ю шийся тем, что образующая нижней полости иа участке, примыкающем к кромке горловины, выполнена конической.

7. Двигатель по п.2, о т л и - . ч а ю шийся тем, что образующая верхней полости на участке, примыкающем к горловине, выполнена. конической. 8. Двигатель по п.2, о,т л и ч аю шийся тем, что обраэукицая нижней полости, по меньшей мере, частично выполнена цилиндрической и распо". ложена параллельно оси поршня, 9. Двигатель по п.2, о т л и ч аю шийся тем, что образующая верхней полости сопряжена с поверхностью днища поршня по скругленной поверхности

10. Двигатель по п.1, о.т л ич а ю шийся тем, что днище нижней полости выполнено, по меньшей мере, частично плоским и сопряжено с образующей этой полости.

11. Двигатель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что днище нижней погости выполнено в виде соосного с полостью конического выступа . с вершиной, обращенной к днищу поршня.

12. Двигатель по п.11, о т л ы.чающий с я тем, что угол при вервжне конического выступа нижней полости -не превышает угла между осями сопел форсунки, а высота конического выступа составляет ие более

75Ъ наибольшей глубины камеры сгорания.

13. Двигатель по пп. 6 и 11, о тл и ч а ю щ и и сятем,,. .что образующая конического выступа нижней полости параллельна конической образующей этой полости на участке, примыкающем к кромке горловины, 14. Двигатель по п.11, о т л ич а ю шийся тем, что диаметр основания конического выступа нижней полости составляе 40Ъ от наибольшего диаметра полости.

Приоритет по пунктам

29.04.77 по пп. 3, 5, 7, 9, 11

13.01.78 по пп. 1, 2, 4, 12

13. 03. 78 по пп. 6, 8, 10,. 13, 14.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Швейцарии 9 211350, кл. 104 а, опублик. 1937.

822766

11 Л

ff 3

Ä èà. 7 фиа 8

Составитель T. Верновская

Техред А.Ач Корректор Г. Назарова

Редактор К, Волощук

Заказ 1916/86 Тираж 581 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4