ВИХРЕКАМЕРНЫЙ ДИЗЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК F02B19/08 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в вихрекамерных двигателях с воспламенением от сжатия.

Известны вихрекамерные дизели, например [1] содержащие цилиндр, поршень, головку цилиндра, впускные и выпускные клапаны с направляющими и втулками, впускные и выпускные каналы в головке цилиндров, вихревую камеру сгорания, соединительный канал между полостью вихревой камеры и полостью надпоршневого пространства в цилиндре, форсунку.

Недостатком таких дизелей является отсутствие очистки вихревой камеры сгорания от остаточных газов и низкая вследствие этого топливная экономичность.

Известны также вихрекамерные дизели, например [2] содержащие цилиндр, поршень, головку с впускными и выпускными каналами и клапанами с направляющими и втулками, вихревую камеру сгорания в головке цилиндра, соединительный канал между полостью вихревой камеры и полостью надпоршневого пространства в цилиндре, дополнительный впускной клапан, расположенный в головке цилиндра и имеющий выход в вихревую камеру.

Недостатками такого дизеля являются следующие: сложность конструкции привода дополнительного клапана, сложность его монтажа при сборке, необходимость в дополнительной обработке головки цилиндров с целью получения поверхности седла клапана.

Последняя конструкция вихрекамерного дизеля принята за прототип как наиболее близкая по технической сущности.

Сущность изобретения достигается тем, что в известном вихрекамерном дизеле, содержащем цилиндр, поршень с камерой сгорания, головку цилиндров с впускными и выпускными клапанами с направляющими и втулками, вихревую камеру сгорания в головке цилиндров, соединительный канал между полостью вихревой камеры и полостью надпоршневого пространства в цилиндре, форсунку, согласно изобретению, между полостью вихревой камеры сгорания и полостью впускного клапана выполнен воздушный канал в виде щели в поперечном сечении, пересекающийся осью симметрии с осью впускного канала, втулка которого имеет сквозное поперечное окно, а на направляющей клапана выполнена кольцевая выточка, расположенная выше сквозного поперечного окна во втулке при закрытом положении клапана.

Площадь поперечного сечения воздушного клапана составляет 1,1.1,2 см минимальной площади сечения соединительного клапана.

Такое выполнение вихрекамерного дизеля позволяет обеспечить очистку полости вихревой камеры от остаточных газов за счет организации протока части свежего заряда через ее полость, повысить полноту сгорания, а также улучшить экономичность.

Предлагаемый дизель поясняется чертежом, где представлен поперечный разрез по оси цилиндров.

Вихрекамерный дизель содержит цилиндр 1, поршень 2, головку цилиндров 3 с впускным каналом 4 и выпускным (на чертеже не показан), впускным клапаном 5 и впускным (не показан). Впускной клапан 5 имеет направляющую 6, на которой выполнена кольцевая выточка 7, расположенная при положении закрытого клапана выше сквозного поперечного окна 8, выполненного во втулке 9 клапана 5. В головке цилиндров 3 выполнен воздушный канал 10, который соединяет полость впускного канала 4 с полостью вихревой камеры 11, расположенной в головке цилиндров 3. Воздушный канал 10, пересекающийся осью симметрии с осью впускного клапана 5 в поперечном сечении имеет форму щели.

Полость вихревой камеры 11 соединена с полостью надпоршневого пространства 12 соединительным каналом 13. Форсунка 14 имеет выход в полость вихревой камеры 11.

Площадь поперечного сечения воздушного канала 10 равна 1,1.1,20 см площади поперечного сечения соединительного канала 13 в его минимальном сечении. Такое выполнение воздушного канала 10 необходимо для того, чтобы снизить насосные потери при наполнении цилиндра и при этом обеспечить качественную очистку полости вихревой камеры. Полная очистка осуществляется за счет того, что обычно объем полости вихревой камеры составляет 0,083.0,045 см полного объема дизеля. Последнее соотношение вытекает из условий применения степеней сжатия от 12 до 22.

Работа осуществляется следующим образом. На такте впуска при движении поршня 2 к НМТ клапан 5 открывается и при этом кольцевая выточка 7 совпадает со сквозным поперечным окном во втулке 9, открывая воздушный канал 10. При движении поршня 2 к НМТ происходит наполнение цилиндра 1 через щель, образуемую открытием клапана 5, и через воздушный канал 10, вихревую камеру 11 и соединительный канал 13. При этом полностью очищается от остаточных газов вихревая камера 11. На такте сжатия при движении поршня 1 от НТМ к ВМТ клапан впуска закрыт, перекрыт и воздушный канал 10. В вихревую камеру 11 по соединительному каналу 13 попадает смесь из остаточных газов и чистого воздуха. Причем остаточных газов в смеси значительно меньше, чем в обычном вихрекамерном дизеле. После впрыска топлива форсункой 14 начинается сгорание, а затем расширение. Такое выполнение вихрекамерного дизеля обеспечивает очистку полости вихревой камеры от остаточных газов, повышает полноту сгорания, улучшает экономичность на 2.4%

Использование: вихрекамерные дизели. Сущность изобретения: дизель содержит цилиндр, поршень с камерой сгорания, головку цилиндров с впускными и выпускными каналами и клапанами с направляющими и втулками, вихревую камеру сгорания в головке цилиндра, соединительный канал между полостью вихревой камеры и полостью надпоршневого пространства в цилиндре, форсунку. Между полостью вихревой камеры сгорания и полостью впускного канала выполнен воздушный канал в виде щели в поперечном сечении, пересекающийся осью симметрии с осью впускного клапана, втулка которого имеет сквозное поперечное окно, а на направляющей клапана выполнена кольцевая выточка, расположенная выше сквозного поперечного окна во втулке при закрытом положении клапана. В предпочтительном варианте площадь поперечного сечения воздушного канала составляет 1,1. ..1,2 от минимальной площади сечения соединительного канала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Вихрекамерный дизель, содержащий цилиндр, поршень с камерой сгорания, головку цилиндров с впускными и выпускными каналами и клапанами с направляющими и втулками, вихревую камеру сгорания в головке цилиндра, соединительный канал между полостью вихревой камеры и полостью надпоршневого пространства в цилиндре, форсунку, отличающийся тем, что между полостью вихревой камеры сгорания и полостью впускного канала выполнен воздушный канал в виде щели в поперечном сечении, пересекающейся осью симметрии с осью впускного клапана, втулка которого имеет сквозное поперечное окно, а на направляющей клапана выполнена кольцевая выточка, расположенная выше сквозного поперечного окна во втулке при закрытом положении клапана. 2. Дизель по п.1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения воздушного канала составляет 1,1 1,2 от минимальной площади сечения соединительного канала.