КАМЕРА СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02B23/06 F02F3/26 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроенияя, а именно к дизелям с камерой сгорания в поршне.

Известна конструкция камеры сгорания ЦНИДИ, выполненная в поршне (книга "Автомобильные и тракторные двигатели", ч. 1, с. 124. М. Высшая школа, 1976) в виде тела вращения с увеличением диаметра от верхнего торца поршня до плоского днища, с острой кромкой в верхней части.

К замечаниям следует отнести то, что топливо, попав в нижнюю часть камеры сгорания, не имеет необходимого количества воздуха, что приводит к недостаточной степени его использования. Ввиду большой скорости вытеснения газов из камеры сгорания при суженной горловине, кромки ее обгорают.

Прототипом может служить предложенная конструкция камеры сгорания, изложенная в заявке Франции N 2021532 F 02 B 23/00, опубл. 1970, в которой она выполнена в виде двух сопряженных между собой выемок, ограниченных боковыми стенками и днищами. Первая выемка выполнена с поперечными размерами, превышающими поперечные размеры второй выемки, выполненной в днище первой и имеющей цилиндрическую боковую стенку.

К недостаткам следует отнести то, что топливо, поданное из форсунки в основном скопляется на периферии первой выемки и не может перемещаться с воздухом достаточно хорошо и гореть до тех пор, пока поршень не сдвинется значительно от верхней мертвой точки к нижней. А это приводит к перерасходу топлива. Частично ликвидирует этот недостаток вторая выемка. Однако ее параметры имеют рациональные пределы, превышение которых дает отрицательный эффект.

Целью настоящего изобретения является улучшение перемешивания топлива с воздухом, уменьшение времени и увеличение полноты его сгорания.

Поставленная цель достигается тем, что камера сгорания в поршне, выполненная в виде сопряженных выемок, имеет боковую волнистую стенку первой и эффективные размеры второй.

Первая выемка 1 (см.чертеж) выполненная в верхней части поршня 2 имеет волнистую боковую поверхность 3. Количество волн не менее пяти, а высота их равна 0,025 0,05 от максимального диаметра цилиндра. Вторая выемка 4 меньших размеров, с цилиндрической боковой поверхностью, выполненная в днище первой, имеет объем и диаметр, соответственно, 0,2 0,3 и 0,6 0,7 от объема и диаметра первой выемки. Топливо в виде распыленной струи подается из форсунки 5. Процесс смесеобразования происходит следующим образом. Топливные струи, выходя из форсунки 5 попадают тангенциально на волнистую поверхность 3 и, отражаясь от них, перемещаются по диаметру первой выемки, в результате чего происходит улучшение их перемешивания с воздухом.

Дальнейшее улучшение перемешивания смеси достигается за счет поступления дополнительного воздуха из второй выемки в первую при начальном движении поршня от верхней мертвой точки к нижней.

Как показали проведенные исследования существуют ограниченные размеры второй выемки в пределах которых она эффективна. Малый объем не оказывает влияния на процесс сгорания, а слишком увеличенный приводит к значительному переобогащению смеси топливом в первой выемке и, следовательно, к плохому сгоранию его при ходе поршня вблизи верхней мертвой точки. В итоге сгорание в основном протекает на линии расширения, что соответствует перерасходу топлива. Учитывая изложенное были выбраны приведенные выше размеры.

Предложенная камера сгорания обеспечивает улучшение смесеобразования и сгорания топлива с соответствующим улучшением экономичности работы двигателя. Одновременно уменьшается токсичность выпускных газов и температура деталей камеры сгорания.

Использование: изобретение может быть использовано в дизельных двигателях с камерой сгорания в поршне. Сущность изобретения: камера сгорания выполнена в виде двух сопряженных между собой выемок 1 и 4, причем первая выемка 1 имеет волнообразную по диаметру боковую стенку с числом волн не менее пяти и их высотой 0,025 - 0,05 от максимального диаметра выемки. Вторая выемка 4 с цилиндрической боковой стенкой, выполнена в днище первой и имеет объем 0,2 - 0,3 и диаметр 0,6 - 0,7 от объема и максимального диаметра первой. При работе двигателя топливо из форсунки 5 подается тангенциально на волнообразную поверхность первой выемки 1. Такое выполнение камеры сгорания улучшит перемешивание топлива с воздухом, уменьшит время и увеличит полноту сгорания топлива. 1 ил.

Камера сгорания дизеля, размещенная в поршне и выполненная в виде двух сопряженных между собой выемок, ограниченных боковыми стенками и днищами, причем первая выемка выполнена с поперечными размерами, превышающими поперечные размеры второй выемки, последняя выполнена в днище первой и имеет цилиндрическую боковую стенку, отличающаяся тем, что вертикальная боковая стенка первой выемки выполнена волнообразной по диаметру с числом волн не менее пяти и их высотой 0,025 0,05 максимального диаметра выемки, объем второй выемки и ее диаметр составляют, соответственно, 0,2 0,3 и 0,6 0,7 от объема и максимального диаметра первой выемки.