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 одновременного впуска свежего заряда в цилиндр двумя параллельными потоками, поджига, расширения и выпуска отработавших газов.

Известный двигатель не обеспечивает на мощностных режимах при глубоком расслоении заряда на воздух и смесь полного сжигания топлива.

Цель изобретения - повышение эффективности двигателя.

Цель достигается путем впуска в цилиндр с переменным надпоршневым зазором на любых нагрузочных режимах воздуха и смеси (при этом на мощностных режимах в цилиндр впускают смесь с коэффициентом избытка воздуха α = 0,3-0,6) под прямым углом к оси полости, пересекающей цилиндр относительно плоскости, разделяющей каналы, сжатия заряда с отделением к концу сжатия полости от остальной части камеры сгорания, подвига смеси, вытеснения продуктами сгорания воздуха из полости по двум каналам вдоль пристеночных зон цилиндра по его периметру встречными друг другу потоками.

На фиг. 1 изображен предлагаемый двигатель; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, с вариантом исполнения разделительного канала.

Двигатель содержит цилиндр 1, поршень 2, впускные каналы 3, 4 подачи смеси и воздуха, расположенные напротив друг друга, разделенные перегородкой 5. Площадь-сечение С₃ канала 3 относительно общей площади сечения каналов (С₃+С₄) составляет порядка (0,3-0,6) и зависит от состава смеси, подаваемой в цилиндр на максимальном нагрузочном режиме. Под прямым углом к плоскости перегородки 5 в поршне 9 располагается полость 6 в виде продолговатого полуцилиндра, пересекающего камеру сгорания через весь поршень. Зона полости со стороны канала 4 в периферии цилиндра снабжена каналами 7, направленными вдоль пристеночных слоев цилиндра по его периметру в направлении к топливной зоне 8. При расположении поршня в верхней мертвой точке поверхности головки 9 цилиндра и поршня образуют между собой канал 10 минимального по условиям изготовления элементов кривошипно- шатунного механизма сечения. Для увеличения сопротивления перетокам газов по каналу 10 последний может быть образован дополнительными выступами 11, 12 в головке и поршне. Канал 10 обеспечивает отделение зоны полости 6 от остальной части камеры сгорания. Каналы 3, 4 перекрыты одним впускным клапаном 13. Свеча 14 зажигания располагается в топливной зоне 8 цилиндра, напротив которой располагается воздушная зоне 15. Граница 16 между зонами 8, 15 представляет собой условную вертикальную плоскость, параллельную плоскости 5 и перпендикулярную оси 17 полости 6, одновременно являющейся осью симметрии. Выпускной клапан на чертеже не показан.

При открытом впускном клапане 13 в цилиндр 1 через каналы 3, 4 всасываются смесь и воздух. К концу впуска смесь располагается в топливной зоне 8 цилиндра, а воздух в воздушной 15 с границей между зонами вдоль плоскости 16 на всю глубину цилиндра. В процессе сжатия смеси и воздух вытесняются в полость 6 с минимумом смешивающих моментов между впущенными компонентами заряда. К концу сжатия дроссельный канал 10 отделяет полость 6 от остальной части камеры сгорания (в том числе выступами 11, 12, расположенными вдоль границ полости 6). После поджига смеси свечей 14 смесь при расположении поршня 2 в верхней мертвой точке сгорает неполностью только за счет окислителя смеси, продукты неполного сгорания вытесняют воздух (без смешивающих моментов) из полости 6 по каналам 7 через периферийные зоны цилиндра в направлении к топливной зоне 8 навстречу друг другу по мере огибания цилиндра, при этом воздух оттесняет смесь от пристеночных зон цилиндра в зоне 8. При расширении канал 9 вскрывается и продукты неполного сгорания дожигаются при активных турбулизующих моментах, обеспечиваемых движением воздуха формой камеры сгорания, горением. Продукты сгорания расширяют и выпускают из цилиндра. Воздух на любых нагрузочных режимах подают через постоянную площадь - сечение впускного канала. Нагрузку двигателя регулируют изменением состава смеси канала 3 и при необходимости уменьшают количество смеси, впускаемой через этот канал.

Сущность: способ работы двигателя внутреннего сгорания осуществляется путем впуска в цилиндр воздуха и смеси по двум каналам, сжатия впущенного заряда, отделения ходом поршня зоны, где располагается полость, от остальной части камеры сгорания, поджига смеси в зоне полости и вытеснения воздуха из зоны полости по двум каналам навстречу друг другу, расширения и выпуска отработавших газов. Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр, поршень, два впускных канала, полость в поршне, проходящую через ось цилиндра вдоль каналов, разделительные выступы вдоль полости в поршне и головке, каналы в воздушной зоне полости, направленные навстречу друг другу. 2 с. и 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем впуска в цилиндр свежего заряда, разделение камеры сгорания на две части, в одной из которых размещена полость, поджиг свежего заряда в одной из зон последней с образованием продуктов сгорания при расположении поршня в верхней мертвой точке, расширения продуктов сгорания и выпуска отработавших газов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, перед расширением часть свежего заряда из другой зоны полости вытесняют продуктами сгорания по двум каналам, примыкающим к периферии слоев цилиндра. 2. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра с двумя впускными патрубками соответственно для впуска воздуха и топливно-воздушной смеси, камеру сгорания, образованную головкой цилиндра, днищем поршня и полостью в днище поршня, свечу зажигания, закрепленную в головке цилиндра напротив полости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, впускные патрубки выполнены за одно в виде впускного трубопровода, разделенного перегородкой, а площадь сечения патрубка подачи смеси составляет 0,3 - 0,6 общей площади впускного трубопровода. 3. Двигатель по п. 2, отличающийся тем, что днище поршня выполнено с двумя каналами, подключенными к полости со стороны патрубка впуска воздуха с противоположных сторон полости, горизонтальная ось которой расположена под прямым углом к полости перегородки, а полость выполнена в виде полуцилиндра. 4. Двигатель по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что он снабжен разделяющими выступами, расположенными в головке цилиндра и днище поршня в зоне полости.