СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02B17/00 

Изобретение относится к машиностроению.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, поршень, впускной и выпускной клапаны, перегородку во впускном канале, образующую два канала, по которым подают воздух и смесь.

В известном двигателе со снижением нагрузки расслоение заряда все более и более ухудшается и в конечном итоге уменьшается количество заряда, всасываемого в цилиндр, что снижает его эффективность.

Цель изобретения - повышение эффективности двигателя.

Цель достигается путем создания на частичных нагрузках уже на стадии подготовки к впуску в топливном канале расслоения на воздух и смесь, для чего при закрытом впускном клапане в зону топливного канала, примыкающую к чашке клапана, вводят воздух из воздушного канала, а нагрузку двигателя изменяют путем изменения количества вводимого в топливный канал воздуха.

На фиг. 1 изображен заявленный двигатель; на фиг. 2 - впускные каналы четырех- цилиндрового двигателя; на фиг. 3 - впускной канал, вид снизу; на фиг. 4 - показано достигаемое расслоение заряда в цилиндре на частичных нагрузках.

Двигатель содержит цилиндр 1, поршень 2, впускной канал, снабженный перегородкой 3, образующей топливный 4 и воздушный 5 каналы для обогащенной и обедненной смеси (вплоть до чистого воздуха), свечу 6 зажигания в зоне вихря обогащенной смеси. Часть перегородки 3, приближенная к чашке впускного клапана 7, параллельна плоскости, проходящей через ось впускного клапана. Камера 8 сгорания имеет переменный надпоршневой зазор, наибольший в зоне свечи зажигания, расположенный со стороны топливного канала 4. Каналы 4, 5 подключены соответственно к магистралям 9, 10. Двигатель имеет карбюратор 11 и воздухоочиститель 12. Карбюратор 11 не имеет дроссельной заслонки. Канал 10 может иметь вентилятор 13, создающий некоторое давление в канале 10, и карбюратор (не показан) без дросселя. Перегородка 3 заканчивается, не доходя до чашки клапана 7 при его закрытом положении, и образует между своей нижней частью и чашкой щель (канал) заданной высоты. Щель перекрывается подпружиненной заслонкой 14 с закрепленной на ней тягой 15, взаимодействующей с кулачком 16 вала 17, связанного с органом 18 управления двигателя (например, педалью газа). Заслонка 14 свободно возвратно-поступательно перемещается вдоль перегородки 3 и направляющих 19. Кулачок 16 при вращении вала 17 через тягу 15 обеспечивает заслонке 14 два крайних положения: полное прижатие нижней части заслонки к поверхности чашки клапана (при этом каналы 4, 5 изолируются друг от друга) и полное вскрытие заслонкой 14 щели между чашкой клапана и перегородкой 3 и любое промежуточное положение. Магистраль 9 и каналы 4 имеют одинаковое сечение. Каналы 5 имеют постоянное одинаковое сечение (С), а сечение магистрали 10 на разных участках переменно и зависит от числа цилиндров, подключенных к данному участку магистрали каналами 5. Для четырехтактного двигателя с четырьмя цилиндрами А, Б, В, Г при последовательном подключении последних к магистрали сечения отдельных участков магиcтрали cлева направо будут 4С, 3С, 2С, С. Впуcком доcтигаетcя на чаcтичных нагрузках расслоение заряда в цилиндре на зоны Д - обогащенная смесь (в зоне свечи и в зоне максимального надпоршневого зазора) и С - воздух. Соотношение и размеры зон Д, С устанавливаются заслонкой 14. Объем канала 4 до магистрали 9 должен быть расчетным, соизмеримым с объемом обогащенной смеси, впускаемой в цилиндр через канал 4 при закрытом положении заслонки. Это 0,2-0,5 объема цилиндра 1.

Максимальные нагрузки. Заслонка 14 кулачком 16 установлена в крайнее нижнее положение с опиранием при закрытом клапане 7 в чашку последнего, каналы 4, 5 меж собой разобщены. При впуске клапан 7 открывается, при этом заслонка 14 может следовать, а может и не следовать за чашкою клапана. Компоненты заряда при движении поршня вниз всасываются в соответствующие зоны цилиндра 1. Смесь заполняет зону Д на всем пространстве от головки цилиндра до поршня, а зона С заполняется воздухом канала 5, имеет место только расслоение заряда по вертикали.

Частичные нагрузки. Кулачок 16 поворотом вала 17 по команде органа 18 через тягу 15 устанавливает заслонку 14 в любое промежуточное положение от чашки клапана 7 до нижнего конца перегородки 3, постоянно сообщая между собой каналы 4, 5 щелью (каналом). При закрытом положении клапана 7 воздух канала 5, имеющий некоторое превышение давления над смесью канала 4, поступает в канал 4 и без смешения со смесью вытесняет последнюю из канала 4 в магистраль 9 с образованием к моменту начала впуска в канале 4 расслоенного заряда, состоящего из воздуха в зоне канала 4, прилегающей к чашке клапана, и смеси в зоне канала 4, примыкающей к магистрали 9. При впуске компонентов заряда после открывания клапана 7 при расположении поршня 2 в нижней мертвой точке в цилиндре образуется расслоение на воздух - С и смесь - Д, как это показано на фиг. 4, тем самым создаются оптимальные условия расслоения заряда в цилиндре не только по вертикали цилиндра 1, но и по его горизонтали. Превышению давления газов канала 5 над газами канала 4 способствуют отсутствие карбюратора в канале 5, наличие в нем вентилятора 13, соответствующего исполнения магистрали 10, площадь-сечение каждого участка которой равно площади-сечению всех каналов 5 цилиндров, подключенных к данному участку магистрали. Перечисленные факторы могут иметь место либо все сразу, либо каждый по отдельности.

Сущность изобретения: на частичных нагрузках осуществляется впуск воздуха и смеси с образованием расслоения, причем количество воздуха изменяют в зависимости от режима работы двигателя. 2 с.п.ф-лы, 4 ил.

1. СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ путем впуска в цилиндр через впускной клапан по воздушному и топливному каналам соответственно воздуха и смеси, сжатия, воспламенения, расширения продуктов сгорания и выпуска отработавших газов, причем изменение нагрузки осуществляют изменением количества смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, смесь перед впуском в цилиндр расслаивают воздухом из воздушного канала, а изменение количества смеси производят изменением количества воздуха, подаваемого в топливный канал. 2. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра с подсоединенными к ней впускным и выпускным патрубками с установленными в них соответственно впускным и выпускным клапанами, топливный и воздушный каналы, расположенные во впускном патрубке и образованные перегородкой, свечу зажигания, закрепленную в головке, и орган управления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он снабжен заслонкой, подключенной к органу управления, и перепускным каналом, а топливный и воздушный каналы связаны между собой через перепускной канал, перекрываемый заслонкой.