СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F02B17/00 

Изобретение относится к машиностроению.

Известен двигатель внутреннего сгорания, работающий путем впуска в цилиндр расслоенного заряда, его сжатия, поджига и расширения продуктов сгорания, при этом сжигание заряда в цилиндре осуществляют в две стадии.

Известный двигатель не позволяет осуществить полное сжигание топлива, поданного в цилиндр при глубоком расслоении впущенного заряда.

Цель изобретения - повышение эффективности двигателя.

Цель достигается путем впуска в цилиндр компонентов свежего заряда тремя независимыми потоками - двух потоков смеси и одного воздуха, поджига одного из потоков смеси в цилиндре и перепуска продуктов сгорания этого потока последовательно сначала во второй поток смеси и далее в поток воздуха, при этом по меньшей мере поток воздуха и один из потоков смеси впускают в цилиндр через постоянную площадь сечения впускных каналов на любых нагрузочных режимах двигателя, а нагрузку двигателя изменяют изменением количества топлива, подаваемого через недросселируемый канал подачи смеси.

На чертеже изображен предлагаемый двигатель.

Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с поршнем 2, связанным с валом через шатун (не показаны), впускные 3 и выпускной (не показан) каналы, перекрываемые клапанами (не показаны), свечу 4 зажигания. Впускной канал имеет перегородки 5, 6, образующие три канала подвода свежего заряда - С₁^I, С₁^II, С₂, подключенные к источнику 7 воздуха, в том числе каналы С₁^I и С₁^II через средства смесеобразования с распылителями 8, 9 топлива, при этом канал С₁^I может быть снабжен дроссельной заслонкой 10, а распылитель 9 имеет регулировочную иглу 11, способную при своих возвратно-поступательных перемещениях по команде органа 12 управления двигателя изменять проходное сечение канала подачи топлива в распылитель. Поршень или головка цилиндра снабжены выступами 13, 14, расположенными относительно цилиндра аналогично перегородкам впускного канала, при этом элементы 5 и 13,6 и 14 по меньшей мере параллельны между собой или расположены непосредственно друг над другом и снабжены каналами 15, 16. Щель, образуемая поршнем и головкой при расположении поршня в верхней мертвой точке в зоне элементов 13, 14, должна быть минимальна с учетом точности изготовления кривошипно-шатунного механизма. Выступы 13, 14 делят камеру сгорания при расположении поршня в верхней мертвой точке на зоны с объемами О₁^I, О₁^II, О₂. Канал 15 располагается в периферии цилиндра. Объемы О и площади С при конструировании двигателя должны удовлетворять следующим соотношениям: О₁^I : O₁^II = C₁^I : C₁^II, O₂: (O₁^I + O₁^II) = C₂: (C₁^I + C₁^II). Канал 3 может быть расположен в любой зоне цилиндра, но при этом следует стремиться к установке канала с совмещением элементов 5 с 13 и 6 с 14. Свеча 4 располагается в центральной зоне О₁^I. Элементы 11, 10 связаны с органом 12. Каналы 15, 16 могут выполняться на всю высоту выступов 13, 14.

Поршень 2 перемещается в цилиндре 1 возвратно-поступательно, в последнем выполняются процессы впуск, сжатие, поджиг, расширение, выпуск. Свежий заряд подают в цилиндр от воздухоочистителя 7. Распылитель 8 образует смесь со стабильным коэффициентом избытка воздуха (например, равным единице), распылитель 9 готовит смесь с переменным в зависимости от нагрузки двигателя коэффициентом избытка воздуха, меняющимся от 0,4 на максимальных нагрузках до нуля на минимальных, для чего перемещают органом 12 управления регулировочную иглу 11 в жиклере топливного канала распылителя 9, игла изменяет сечение прохода топлива, тем самым изменяет гидравлическое сопротивление току топлива и количество топлива, засасываемого движущимся воздухом через распылитель 9. После полного закрытия иглой 11 топливного канала распылителя 9 дальнейшее уменьшение нагрузки двигателя производится прикрытием дросселя 11. При впуске в цилиндр впускается расслоенный заряд, при этом в зоне О₁^I концентрируется смесь, готовая к поджигу, в зоне О₁¹¹ - основной заряд смеси, а в зоне О₂ концентpиpуется воздух, при сжатии созданное расслоение сохраняется. Расслоение при впуске и сжатии создается и сохраняется параллельностью поверхностей 5, 6 оси цилиндра в зоне клапанного отверстия, взаимным расположением элементов 5, 6 относительно 13, 14, наличием в устройстве элементов 13, 14. После поджига смеси свечей 4 факел пламени выбрасывается через отверстие 15, поджигает смесь в зоне О₁^II, одновременно оттесняя богатую смесь этой зоны от стенок цилиндра и вытесняя максимальное количество смеси и далее продуктов неполного сгорания в зону О₂, где обеспечивается догорание их за счет свежего воздуха. Каналы 16 могут располагаться в любой зоне выступа 13, но предпочтительнее его максимально удалить от канала 15.

Использование изобретения позволяет увеличить эффективность двигателя на всех режимах работы последнего.

Сущность изобретения: заключается в том, что впуск свежего заряда осуществляют тремя потоками: двумя потоками смеси и одним - воздуха и образуют в верхней мертвой точке три камеры сгорания. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем впуска в цилиндр свежего заряда тремя потоками, сжатия свежего заряда, воспламенения, расширения продуктов сгорания и выпуска отработавших газов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, первым и вторым потоками в цилиндре образуют две топливовоздушные зоны, а третьим потоком - воздушную зону, воспламенение осуществляют путем поджига первого потока и продуктами сгорания последнего вытесняют смесь второго потока в воздушную зону. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере два потока свежего заряда впускают в цилиндр через площадь постоянного сечения. 3. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра с впускным и выпускным патрубками с установленными в них впускным и выпускным клапанами и свечу зажигания, закрепленную в головке цилиндра, причем впускной патрубок разделен двумя стенками на три канала, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, поршень снабжен тремя выступами и каналами, связывающими выступы между собой, а впускной клапан - перегородками, причем поверхности, образующие перегородки и выступы, параллельны между собой.