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 клапан, в надклапанной зоне которого имеется воздушный канал (заявка Японии N 49-40884, опубл. 1970).

При работе двигателя на частичных нагрузках расслоение заряда, впускаемого в цилиндр, ухудшается, что снижает эффективность последнего.

Цель изобретения повышение эффективности двигателя.

Цель достигается путем непрерывной подачи на частичных нагрузках двигателя в надклапанную зону впускного клапана воздуха под постоянным давлением с созданием в надклапанной зоне при закрытом впускном клапане расслоенного заряда, а на мощностных режимах работы двигателя (дроссель открыт) уменьшают подачу воздуха вплоть до полного прекращения.

На фиг. 1 изображен предлагаемый двигатель; на фиг. 2 впускные каналы двигателя в многоцилиндровом исполнении; на фиг. 3 достигаемое расслоение заряда в цилиндре на частичных нагрузках.

Двигатель содержит цилиндр 1, поршень 2, впускной 3 и выпускной (не показан) клапаны, впускной канал 4 с магистралью 5, дроссельной заслонкой 6, карбюратором 7, воздухоочислителем 8, воздушный канал 9, подключенный к надклапанной зоне впускного клапана в зоне чашки клапана со смещением к периферии от оси клапана (или впускного канала) с по меньшей мере одним сопловым отверстием, направленным под углом к поверхности чашки, свечу 10 зажигания, расположенную от зоны месторасположения канала 9 с противоположной стороны цилиндра 1, воздушную магистраль 11 с заслонкой 12. Камера 13 сгорания образована поверхностями цилиндра и поршня, имеет переменный по величине надпоршневой зазор, максимальная часть которого смещена относительно оси цилиндра и расположена напротив воздушного канала 9 относительно оси клапана (то есть там же, где установлена свеча 10). Заслонки 6, 12 подключены к органу управления, например к педали газа (не показана). Заслонка 12 имеет по меньшей мере два положения полное открытие и полное закрытие. Объем каждого из впускных каналов 4 цилиндров до их подключения к магистрали 5, снабжающей смесью цилиндры А, Б, В, Г, соизмерим с объемом цилиндра и имеет порядок 0,4-0,8 объема цилиндра 1. Площадь поперечного сечения магистрали 12 в любом сечении зависит от числа цилиндров А, Б, В, Г подключенных к данному сечению магистрали, и при площади сечения воздушных каналов S, при последовательном подключении каналов 5, площади сечений участков магистрали 11 будут 4S, 3S, 2S, S.

Максимальные нагрузки двигателя: заслонка 6 полностью открыта, заслонка 12 по меньшей мере прикрыта. Воздух по каналу 10 при перекрытом клапане 3 не поступает, при впуске (клапан 3 открыт) в цилиндр 1 засасывается смесь от органов 4-8 и ограниченное количество воздуха от элементов 10, 11, 12, 8 (вплоть до полного прекращения подсоса воздуха) топливная смесь к концу впуска в цилиндр 1 занимает все пространство между головкой и поршнем 2 это зона С, исключение составляет лишь правая воздушная зона Д, которая в зависимости от положения дросселя 12 может содержать либо только смесь, либо частично содержать воздух.

Частичные нагрузки: заслонка 12 полностью открыта, заслонка 6 прикрыта, давление газов в канале 5, 4 меньше, чем давление воздуха в каналах 9, 11. При закрытом положении клапана 3 в канал 4 без смешения со смесью непрерывно поступает воздух от элементов 8, 12, 11, 9, который от чашки клапана 3 вытесняет без смешивающих моментов смесь из канала 4 в магистраль 5. К моменту начала впуска в канале 4 образуется расслоенный заряд, состоящий из воздуха в околоклапанной зоне и смеси в зонах, отнесенных к магистрали 5. При впуске в цилиндр 1 засасывается уже подготовленный вне цилиндра расслоенный заряд из канала 4 сначала поступает воздух, а затем смесь с одновременным засасыванием через канал 9 воздуха. К концу впуска в цилиндре 1 образуется расслоение на смесь С и воздух D, как показано на фиг. 3. Смесь поджигается, продукты сгорания расширяются и выпускаются из цилиндра. Соотношение между объемами С и D зависит от степени дросселирования заслонкой 6 и частоты вращения вала двигателя.

Сущность изобретения: заключается в том, что на частичных нагрузках перед впуском в цилиндр в зону впускного клапана из воздушного канала подают воздух, вытесняющий смесь от впускного клапана, причем воздушный клапан подключен к подклапанной зоне впускного клапана со смещением относительно оси последнего. 2 с.и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем впуска в цилиндр по соответствующим каналам через впускной клапан свежего заряда, состоящего из воздуха и топливно-воздушной смеси, расслоения заряда с образованием в цилиндре топливно-воздушной и воздушной зон, сжатия заряда, воспламенения, сгорания, расширения продуктов сгорания и выпуска отработавших газов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, на частичных нагрузках перед впуском в цилиндр в зону впускного клапана из воздушного канала подают воздух, вытесняющий смесь от впускного клапана. 2. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра со свечой зажигания, впускным и выпускным патрубками с расположенными в них соответственно впускным и выпускным клапанами, причем впускной патрубок образован топливным и воздушным каналами с расположенной по меньшей мере в топливном канале одной заслонкой, связанной с органом управления нагрузкой, а каналы подключены к надклапанной зоне впускного клапана, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности, свеча зажигания размещена в зоне максимального надпоршневого зазора, а воздушный клапан подключен к надклапанной зоне впускного клапана со смещением относительно оси последнего в сторону, противоположную установки свечи зажигания. 3. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что отношение объема топливного канала к объему цилиндра составляет 0,4 0,8.