ВИХРЕКАМЕРНЫЙ ДИЗЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК F02B19/08 

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

Известен вихрекамерный дизель, содержащий поршень с камерой сгорания, цилиндр, головку цилиндра с впускными и выпускными клапанами, вихревую камеру сгорания в головке цилиндра, соединительный канал между полостью вихревой камеры сгорания и полостью надпоршневого пространства в цилиндре, форсунку (см. авторское свидетельство СССР N 909243, кл. F 02 B 23/00).

Основными недостатками вышеописанного вихрекамерного дизеля являются низкая экономичность вследствие отсутствия очистки вихревой камеры сгорания от остаточных газов и отсутствие возможностей для конвертации на альтернативные газообразные виды топлива.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности (прототипом) является вихрекамерный дизель, содержащий поршень с камерой сгорания, цилиндр, головку цилиндра с впускными и выпускными каналами и клапанами, направляющими и втулками клапанов, вихревую камеру сгорания в головке цилиндра, соединительный канал между полостью вихревой камеры сгорания и полостью подпоршневого пространства в цилиндре, дополнительный впускной клапан, расположенный в головке цилиндра и имеющий вход в вихревую камеру сгорания (см. патент США N 4323039).

Недостатками этого вихрекамерного дизеля являются отсутствие возможностей конвертации на альтернативные газообразные виды топлива и воздействия на рабочий процесс для улучшения мощностно-экономических параметров дизеля и экологических показателей продуктов сгорания, т.к. механизм подачи газообразного топлива в вихревую камеру сгорания не предусмотрен, а также сложность конструкции привода дополнительного впускного клапана и монтажа клапана при сборке и повышенная трудоемкость изготовления головки цилиндра из-за необходимости ее дополнительной обработки для получения седла дополнительного спускного клапана.

Сущность изобретения заключается в том, что известный вихрекамерный дизель, содержащий поршень с камерой сгорания, цилиндр, головку цилиндра с впускными и выпускными каналами и клапанами, направляющими и втулками клапанов, вихревую камеру сгорания в головке цилиндра, соединительный канал между полостями вихревой камеры сгорания и надпоршневого пространства в цилиндре, снабжен диффузором, имеющим трубку для подвода газов с обратным подпружиненным клапаном и установленным в воздушном канале, соединяющем полости впускного канала и вихревой камеры сгорания с пересечением осью симметрии воздушного канала оси симметрии впускного клапана, со стороны выхода воздушного канала в полость вихревой камеры сгорания.

Техническим результатом является обеспечение возможностей конвертации вихрекамерного дизеля на все газообразные виды топлива и улучшение мощностно-экономических параметров дизеля, экологических показателей токсичности продуктов сгорания путем воздействия на рабочий процесс в соответствии с назначением дизеля.

Таким образом, введение в вихрекамерный дизель диффузора, имеющего трубку для подвода газов с обратным подпружиненным клапаном и установленным в воздушном канале, соединяющем полости впускного канала и вихревой камеры сгорания, со стороны выхода воздушного канала в полость вихревой камеры, позволяет организовать не только очистку полости вихревой камеры сгорания, но и ее продувку газообразным топливом в период впуска воздушного заряда, а также позволяет изменять состав рабочего тела. Состав рабочего тела может быть изменен следующим образом: путем дополнительной подачи газообразного топлива к традиционному углеводородному, что обогащает состав рабочего тела и позволяет повысить мощностно-экономические параметры дизеля, или путем частичного замещения традиционного углеводородного топлива альтернативным газообразным топливом, или путем подачи дополнительного окислителя для обеднения рабочего тела и получения лучших экологических показателей токсичности продуктов сгорания.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором представлен поперечный разрез вихрекамерного дизеля по оси цилиндров.

Вихрекамерный дизель содержит цилиндр 1, поршень 2 с камерой сгорания 3, головку цилиндров 4 с впускным каналом 5 и выпускным каналом (не показан). Впускной клапан 6 имеет направляющую 7, на которой выполнена кольцевая проточка 8, расположенная при положении закрытого впускного клапана 6 выше сквозного поперечного окна 9, выполненного во втулке 10 впускного клапана 6. В головке цилиндров 4 выполнен воздушный канал 11, пересекающийся осью симметрии с осью симметрии впускного клапана 6. В выточку воздушного канала 11, со стороны выхода в полость вихревой камеры 12 вставлен диффузор 13, оснащенный трубкой 14 для подвода газов с обратным подпружиненным клапаном 15. Форсунка 16 имеет выход в полость вихревой камеры 12. Полость вихревой камеры 12 соединена каналом 17 с надпоршневой полостью и полостью камеры сгорания 3.

Работа вихрекамерного дизеля осуществляется следующим образом. На такте впуска при движении поршня 2 к нижней мертвой точке впускной клапан 6 открыт, и при этом кольцевая проточка 8 совпадает со сквозным поперечным окном 9 во втулке 10. В надпоршневой полости, камере сгорания 3 и вихревой камере 12 наблюдается разряжение. Воздушный заряд проходит из впускного канала 5 по воздушному каналу 11, через диффузор 13 в полость вихревой камеры сгорания 12, а затем через канал 17 - в надпоршневое пространство. При этом клапан 15 открывается, и из трубки 14 поступает газ. Газовоздушной смесью заполняются вихревая камера 12 и надпоршневое пространство.

На такте сжатия в полостях камеры сгорания 3 и вихревой камеры 12 сосредоточена газовоздушная смесь, воспламенение которой осуществляется впрыском малой дозы топлива через форсунку 16. Клапан 15 перекрывается давлением в пространстве сжатия. На такте расширения давлением он удерживается в закрытом состоянии и открывается лишь на такте наполнения.

Такое выполнение вихрекамерного дизеля обеспечивает конвертацию его на все виды газового топлива и позволяет в соответствии с назначением дизеля улучшить его мощностно-экономические параметры и экологические показатели токсичности продуктов сгорания.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к конструкциям вихрекамерных двигателей с воспламенением от сжатия. Вихрекамерный дизель содержит поршень с камерой сгорания, цилиндр, головку цилиндра с впускными и выпускными каналами и клапанами, направляющими и втулками клапанов, вихревую камеру сгорания в головке цилиндра, соединительный канал между полостями вихревой камеры сгорания и надпоршневого пространства в цилиндре. В воздушном канале со стороны его выхода в полость вихревой камеры сгорания установлен диффузор, имеющий трубку для подвода газов с обратным подпружиненным клапаном. Воздушный канал соединяет полости впускного канала и вихревой камеры сгорания с пересечением осью симметрии воздушного канала оси симметрии впускного клапана. Впускной клапан имеет направляющую, на которой выполнена кольцевая проточка, расположенная при положении закрытого впускного клапана выше сквозного поперечного окна, выполненного во втулке впускного клапана. Изобретение обеспечивает возможность конвертации вихрекамерного дизеля на все газообразные виды топлива и улучшение мощностно-экономических параметров дизеля, экологических показателей токсичности продуктов сгорания. 1 ил.

Вихрекамерный дизель, содержащий поршень с камерой сгорания, цилиндр, головку цилиндра с впускным и выпускными каналами и клапанами, направляющими и втулками клапанов, вихревую камеру сгорания в головке цилиндра, соединительный канал между полостями вихревой камеры сгорания и надпоршневого пространства в цилиндре, отличающийся тем, что он снабжен диффузором, имеющим трубку для подвода газов с обратным подпружиненным клапаном и установленным в воздушном канале, соединяющем полости впускного канала и вихревой камеры сгорания с пересечением осью симметрии воздушного канала оси симметрии впускного клапана со стороны выхода воздушного канала в полость вихревой камеры сгорания.