СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F02B17/00 

Изобретение относится к машиностроению.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, поршень, свечу зажигания, камеру сгорания, разделенную на свечную и безсвечную полости, сообщенные каналом [1]
Известный двигатель не обеспечивает полного сжигания топлива, поданного в цилиндр на мощностных режимах при глубоком расслоении заряда на воздух и смесь.

Цель изобретения повышение эффективности двигателя.

Цель достигается путем засасывания воздуха и смеси в цилиндр по двум каналам образования, при расположении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ), поверхностями поршня, головки и цилиндра по меньшей мере одного точечного канала, сообщающего между собой свечную и безсвечную полости, перепуска газов свечной полости в воздушную после поджига и дожиге продуктов неполного сгорания перепуском воздуха в свечную полость из безсвечной через дополнительный канал.

На фиг. 1 изображен двигатель; на фиг. 2 камеры сгорания при расположении поршня в ВМТ.

Двигатель содержит цилиндр 1, поршень 2, впускной 3 и выпускной (не показан) клапаны, топливный 4 и воздушный 5 каналы, образованные перегородкой 6, по меньшей мере часть которой в надклапанной зоне параллельна плоскости, проведенной через ось стержня клапана 3. Свеча зажигания 7, располагаемая со стороны топливного канала 4, разделительные перегородки 8, 9 соответственно в головке цилиндра и на днище поршня, параллельные между собой и плоскости перегородки 6, разделяющие меж собой топливную 10 и воздушную 11 полости камеры сгорания при расположении поршня в ВМТ. Поверхности перегородок 8, 9 и цилиндра 1 при расположении поршня 2 в ВМТ образуют по меньшей мере один точечный канал 12, располагаемый в периферии цилиндра 1 в зависимости от установленной для цилиндра степени сжатия либо в зоне противоположной от свечи 7 зажигания, либо в области свечи (показано пунктиром). В противоположной каналу 12 зоне может располагаться дополнительный канал 13. Направленность сопел каналов 12, 13 (от широкой к узкой части) будет соответственно от зоны 10 к 11 и от зоны 11 к 10. Каналы 12, 13 могут быть снабжены обратными клапанами 14, ограниченно вращающихся на осях 15 с обеспечением свободного тока газов в направлении стрелок и запиранием каналов обратному току газов.

Соотношение между площадями (П) каналов 4, 5 и зонами цилиндров 10, 11 должно преимущественно удовлетворять соотношению: П₄:П₅ П₁₀:П₁₁.

На фиг. 2 первый разрез вид по стрелке Б на фиг. 1 стрелке А, а второй вид по Б;
Работа двигателя. Через каналы 4, 5 впускают в цилиндр соответственно обогащенную смесь и воздух (или бедную смесь). Впуском образуют в цилиндре расслоение на смесь в топливной зоне 10 и воздух в воздушной 11. При сжатии созданное расслоение сохраняют, разделяют друг от друга перегородками 8, 9 зоны 10, 11 при расположении поршня 2 близ ВМТ, одновременно образуя каналы 12, 13. При этом в зоне 10 располагается обогащенная смесь, а в 11 воздух. Смесь поджигают (при низких степенях сжатия) в области канала 12, а при высоких степенях сжатия в зоне, противоположной каналу 12. Поджигают свечей 7. В первом случае в зону 11 после начала горения перепускаются продукты сгорания через канал 12 (предотвращается возможность детонации в зоне 11, а во втором в зону 11 сначала перепускается смесь, поджигаемая воздухом зоны 11, нагретой сжатием, чем повышается эффективность горения.

Процесс горения в заявленном объекте в основном осуществляется в течение периода разобщения меж собой зон 10, 11 при расположении поршня в ВМТ. Происходит две стадии горения независимо от месторасположения свечи 7 в зоне 10. После поджига горение развивается в зоне 10, что сопровождается повышением давления в этой зоне, продукты неполного сгорания через канал 12 интенсивно нагнетаются в чистый воздух зоны 11 с созданием вращательного момента, одновременно в течение некоторого времени происходит задержка поджига в этой зоне, клапан 14 перекрыт. Далее начинается интенсивное горение в зоне 11 за счет избыточного окислителя этой зоны, теперь уже давление зоны 11 превышает давление зоны 10, клапан 14 перекрывается, а клапан 14 верхний открывается, чистый воздух, до сих пор не участвовавший в горении, активно нагнетается в объем продуктов неполного сгорания зоны 10, обеспечивая их догорание с созданием опять же момента вращения. Наконец вскрывается щель между перегородками 8, 9 и горение продолжается при интенсивных турбулизующих моментах, создаваемых вращением газов в цилиндре, процессами горения и наличием выступов-перегородок 8, 9.

Сущность изобретения:камера сгорания снабжена перегородками 8 и 9, установленными соответственно в днище поршня и головке цилиндра и делящими камеру сгорания на части. При расширении происходит перепуск продуктов сгорания из топливной зоны в воздушную. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем впуска в цилиндр по двум каналам соответственно воздуха и обогащенной смеси с расслоением на воздух и смесь и образованием топливной и воздушных зон, сжатия воздуха и смеси, воспламенение смеси в топливной зоне, сгорания, расширения и впуска отработавших газов, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности к концу сжатия образуют две камеры сгорания с возможностью сообщения между собой по меньшей мере одним перепускным каналом. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воспламенение производят в зоне, противоположной расположению перепускного канала. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что воспламенение производят в зоне перепускного канала. 4. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра с подсоединением к ней впускным и выпускным патрубкам, впускной и выпускной клапаны, расположенные соответственно во впускном и выпускном патрубках, камеру сгорания, образованную днищем поршня и головкой цилиндра, стенку, установленную во впускном патрубке и разделяющую последнюю на два трубопровода для впуска соответственно смеси и воздуха, и свечу зажигания, закрепленную в головке, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, камера сгорания снабжена по меньшей мере одной перегородкой, разделяющей последнюю на две части с образованием по меньшей мере одного канала, сообщающего между собой части камеры сгорания и выполненного в виде перепускной магистрали. 5. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что камера сгорания снабжена двумя перегородками, одна из которых закрепляется в головке, а другая - на днище поршня с образованием второго канала, причем каналы расположены на периферии цилиндра, по меньшей мере один из них содержит автоматический клапан, а стенка, установленная во впускном патрубке, параллельна перегородкам камеры сгорания.