Способ смесеобразования в двигателе внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия и устройство для его осуществления

Способ смесеобразования в двигателе внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ханс-Юрген Цюрнер, Вернер Штаймер/ и ЙолЪфрам Эммерл (ФРГ) изобретения

Иностранная фирма

М A Н Машиненфабрик Аугсбург-Нюрнберг АГ" = (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ С ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ ОТ СЖАТИЯ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в двигателях, у которых камера сгорания расположена в поршне.

Известны способы смесеобразования в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением оТ сжатия путем подачи воздушного разряда в цилиндр двигателя, его завихривания вокруг продольной оси камеры сгорания, впрыска струи тонко распыленного топлива наклонно к продольной оси камеры сгорания в направлении вращающегося воздуха и распределения топлива в камере сгорания в соответствии с ее геометрией (11.

Устройства для осуществления спо-. соба смесеобразования в двигателе внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия содержат камеру сгорания, размещенную в днище поршня и выпол-. ненную в виде тела вращения с наклонной стенкой, образующая которой сопряжена с плоским дном по радиусу ,и составляет суженную горловину с поверхностью днища поршня, и снабженную по меньшей мере одним сопловым отверстием топливную форсунку, установленную в головке цилиндра у кромки горловины под углом к продольной оси цилиндра и камеры сгорания, причем диаметр камеры сгорания увеличивается .по направлению к ее дну(1).

Известные способы смесеобразования и устройства для их осуществления позволяют получить удовлетворительные характерные смеси..

Однако при работе двигателя при малых нагрузках с малой частотой вращения коленчатого, вала процесс смесеобразования ухудшается.

Цель изобретения — улучшение процессов смесеобразования.

Поставленная цель достигается тем, что топливо впрыскивают в зоне от стенки камеры сгорания до 1/3 радиуса ее горловины и распределяют в этой зоне от дна камеры сгорания до кромки ее горловины..

Лри впрыске топлива ось топливной струи можно .расположить по касательной к кругу с диаметром, равным 0,60,7 диаметра горловины.

Кроме того, отношение диаметра горповины камеры сгорания к диаметру поршня выполнено равным 0,44-0,51отношение высоты камеры сгорания к ди990085 аметру горловины — 0,55-0,63, и угол наклона образующей камеры сгорания к продоль ной оси камеры составляе т

4-70

Отношение радиуса, сопрягающего образующую камеры сгорания с ее дном к диаметру горловины, может быть выполнено равным 0,2-0,25.

Отношение поперечного сечения соплового отверстия топливной форсунки к длине сопла в форсунке с одним соп-10 лом может быть выполнено равным

0,55-0,75.

Отношение поперечного сечения соплового отверстия к соответствующему сечению по меньшей мере одного до 15 полнительного соплового отверстия может быть выполнено равным 4-2.

Углы наклона осей сопловых отверстий форсунки к продольной оси камеры сгорания могут быть выполнены равными 40-50О.

На фиг . 1 показано устройство для осуществления способа смесеобразования в двигателе внутреннего сгорания, общий вид; на фиг. 2 — зависимость скорости U вихревого движения воздушного заряда от радиуса камеры сгорания r; на фиг. 3 — камера сгорания, на которой показано распределение плотности топлива, впрыснутого в воздух через форсунку с одним распыливающим отверстием, продольный разрез; на фиг. 4 — то же, с двумя распыливающими отверстиями; на фиг. 5 верхняя часть поршня с камерой сгорания и впрыском топлива через форсунку с одним распыливающим отверстием, продольный разрез; на фиг. б то же, вид сверху;.на фиг. 7 — то же, с двумя распыливающими отверстиями, продольный разрез; на фиг. 8 — то же 40 вид сверху.

Устройство для осуществления способа смесеобраэования в двигателе внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия содержит камеру сгорания 1, 45 размещенную в днище 2 поршня 3. Камера сгорания 1 выполнена в виде тела вращения с наклонной стенкой 4, образующая которой сопряжена с плоским дном 5 камеры сгорания 1 и составляет суженную горловину б с поверхностью днища 2 поршня 3. В головке цилиндра (не показана) у кромки 7 горловины б установлена топливная форсунка (не показана) под углом к продольной оси 8 цилиндра и камеры сгорания 1. Форсунка снабжена по меньшей мере одним сопловым отверстием 9.Диаметр камеры сгорания 1 выполнен увеличивающимся по направлению к ее дну 5.

Отношение диаметра горловины б О0 камеры сгорания 1 к диаметру поршня

3 выполнено равным 0,44-0,5, отношение высоты камеры сгорания к диамет» ру горловины — 0,55-0,63. Образующая стенки 4 камеры сгорания накло- 65 нена к продольной оси 8 камеры сгорания под углом 4-7О . Отношение радиуса R, сопрягающего образующую стенки

4 камеры. сгорания с ее дном 5, к диаметру горловчны б выполнено равным

0,2-0, 25. Отношение поперечного сечения соплового отверстия 9 к длине сопла, если применена форсунка с одним соплом, выполнено равным 0,55О, 75.

В форсунке с двумя или более сопловыми отверстиями отношение поперечного сечения соплового отверстия

9 к соответствующему сечению дополнительного соплового отверстия 10 выбрано равным 4-2. Углы наклона осей (не показаны) сопловых отверстий форсунки к профильной оси 8 камеры сгорания выполнены равными 40-50

Способ осуществляется следующим образом.

В цилиндр двигателя подают воздушный разряд 11, завихривают его ВоК руг продольной оси 8 камеры сгорания 1. В направлении вращающегОся воздуха впрыскивают струю тонко распыленного топлива наклонно к продольной оси 8 камеры сгорания 1 в зоне от стенки камеры сгорания 4 до 1/3 радиуса ее горловины (Г ) и раздеЬ ляют топливо в этой зоне от дна 5 камеры сгорания 1 до кромки 7 ее гор.ловины б в соответствии с геометрией камеры сгорания. При впрыске топлива ось струи 12 располагают по касательной к кругу 13 с диаметром, равным 0,6-0,7 диаметра горловины б.

Максимальная окружная скорость

Ч „ воздушного заряда возникает на расстоянии r< от оси 8 камеры сгорания, равном О, 6-0, 7 радиуса горловины б камеры сгорания, а наибольшая плотность воздуха достигается между стенкой камеры сгорания и расстоянием от оси камеры сгорания, равным 0,6-0,7 радиуса горловины.

Частота вращения воздушного заряда, отнесенная к 0,7 диаметра поршня, при полностью открытом впускном клапане и средней осевой скорости поршня 10 м/с составляет 130-150 Гц.

При реализации данного способа топливо в результате тонкого распыливания не прижимается к стенке 4 камеры сгорания. Это обеспечивается размерами сопловых отверстиИ и давлением впрыска, которое должно быть постоянно и достаточно высоким на всех режимах работы двигателя. Угол о конусности струи топлива составляет

35-45О. В том случае, если настоящий способ применяется в двигателе с плоской камерой сгорания или с камерой сгорания относительно большого размера, целесообразно впрыскивать топливо несколькими струями 12 и 14.

Струя 14 является дополнительной.

990085 торой сопряжена с плоским дном камеры сгорания по радиусу и составляет суженную горловину с поверхностью днища поршня, и снабженную по меньшей мере одним сопловым отверстием

5 топливную форсунку, установленную в головке цилиндра у кромки горловины под углом к продольной оси цилиндра и камеры сгорания, причем диаметр камеры сгорания увеличивается по на$Q правлению к ее дну, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью улучшения процессов смесеобразования, отношение диаметра горловины камеры сгорания к диаметру поршня выполнено равным 0,44-0,5, отношение высоты камеры сгорания к диаметру горлови ны — 0,55-0,63, а угол наклона образующей камеры сгорания к продольной оси камеры сгорания составляет 4-7 .

4. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отношение радиуса, сопрягающего образующую камеры сгорания с ее дном, к диаметру горловины выполнено равным 0,2-0,25.

5е Устройство по п 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отношение поперечного сечения соплового отверстия топливной форсунки к длине сопла в форсунке с одним соплом выполнено равным 0 55-0 75.

6. Устройство по и. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что отношение поперечного сечения соплового отверстия к соответствующему сечению по меньшей мере одного дополнительного

35 соплового отверстия выполнено равным 4-2.

7. Устройство по пп. 3-6,о т л ич а ю щ е е с я тем, что углы наклона осей сопловых отверстий форсунки

4p к продольной оси камеры сгорания выполнены равными 40-50 .. Формула изобретения

1. Способ смесеобразования в двигателе внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия путем подачи воздущуого заряда в цилиндр двигателя, его завихривания вокруг продольной оси камеры сгорания, впрыска струи тонко распыленного топлива наклонно к продольной оси камеры сгорания в направлении вращающегося воздуха и распределения топлива в камере сгорания в соответсвий с ее геометрией,". о т л и ч а ю щ и и сятем,,что, с целью улучшения процессов смесесбраэования,.топливо впрыскивают в зоне от стенки камеры сгорания до одной трети радиуса ее горловины и распыливают в этой зоне от дна камеры сгорания до кромки ее горловины.

2. Способ по п. 1,о т л и ч а юшийся тем, что при впрыске топлива ось топливной струи располагают по касательной к кругу с диаметром, равным 0,6-0,7 диаметра горловины.

3. Устройство для осуществления способа смесеобразования в двигателе внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержащее камеру сгорания, размещенную в днище поршня и выполненную в виде тела вращения с наклонной стенкой, образующая коУгол d конусности при применении форсунки с двумя сопловыми отверстиями остается равным 35-45, причем угол в пределах 5-10о образуется дополнительной струей 14.

Описанный способ смесеобразования в двигателе внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия и устройство для его осуществления в результате удачно подобранных соотношений размеров и параметров топливоподачи позволяет улучшить процессы смесеобразования в двигателе внутреннего сгорания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45 1. Патент СССР Р 691103, кл. F 02 В 23/06, 1975.

990085 иг.7

Составитель A. Байков

Редактор Н. Швыдкая Техред И.Гайду Корректор Е. Рошко

Заказ 11162/79 Тираж 547 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изооретений и открытий

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

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