ФОРКАМЕРА Российский патент 2005 года по МПК F02B19/16 

Предлагаемое изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания, может быть использовано в машиностроении и автомобильной промышленности.

Известен многотопливный двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра, камеру сгорания, образованную головкой и днищем поршня, форкамеру, размещенную в головке, имеющую свечу зажигания и сообщенную с камерой сгорания при помощи соединительного канала, выполненного из соосных, последовательно соединенных между собой участка меньшего сечения, примыкающего к форкамере, уширительной полости, участка большего сечения и расширяющегося сопла, примыкающего к камере сгорания, и топливную форсунку с распылителем, размещенным в соединительном канале, с целью повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов распылитель форсунки расположен в уширительной полости соединительного канала, головка выполнена с большим и малым вытеснителями, ограничивающими камеру сгорания, а расширяющееся сопло выполнено плоским, при этом уширительная полость выполнена цилиндрической с осью, перпендикулярной оси соединительного канала, а форсунка с распылителем расположены соосно с уширительной полостью, большой вытеснитель выполнен с w-образным выступом, направленным в сторону расширяющегося сопла, а сопло снабжено рассекателем (см. авторское свидетельство № 1810593, F 02 B 19/10, бюл. № 15, 1993 г.).

Признаки, совпадающие - имеет свечу зажигания и топливную форсунку и форкамеру, сообщенную с камерой сгорания, возможность использования в многотопливном двигателе внутреннего сгорания.

Причины, препятствующие поставленной задаче - сложность конструкции, недостаточная эффективность работы, неприемлем для роторных двигателей внутреннего сгорания.

Известна форкамера двигателя внутреннего сгорания, содержащая полость, переходной канал, сообщенный с полостью соединительным участком, поверхность которого выполнена по форме тела вращения и сопряжена с поверхностями стенок полости и переходного канала, и факельные каналы, выполненные в стенке переходного канала под углом к его продольной оси и тангенциально к поверхности его стенки, с целью повышения экономичности путем улучшения процесса смесеобразования образующая поверхности соединительного участка выполнена по формуле , где R_i - радиус i-го сечения поверхности соединительного участка; l_i - расстояние по продольной оси от начала соединительного участка до i-го сечения; α - угол наклона факельных каналов к продольной оси переходного канала; r - радиус переходного канала (см. авторское свидетельство № 1592534, F 02 В 19/16, бюл. № 34, 1990 г.).

Признаки, совпадающие - содержит полость, переходной канал, сообщенный с полостью соединительным участком, поверхность которого выполнена по форме тела вращения и сопряжена с поверхностями стенок полости и переходного канала.

Причины, препятствующие поставленной задаче - сложность конструкции, недостаточная эффективность работы, неприемлем для роторных двигателей внутреннего сгорания.

В качестве наиболее близкого аналога принята известная форкамера, образованная цилиндрической поверхностью и снабженная штифтовой форсункой с соплом и тангенциальным каналом, сообщенным с камерой сгорания двигателя внутреннего сгорания, с целью улучшения процесса смесеобразования она дополнительно образована, конусной поверхностью, сопряженной с цилиндрической поверхностью, причем вершина конуса совмещена с соплом форсунки, а ось симметрии конуса совмещена с осью симметрии форсунки, при этом она выполнена в виде двух вставок из теплоизоляционного материала (см. авторское свидетельство № 12851724, F 02 В 19/08, бюл. № 3, 1987 г.).

Признаки, совпадающие - образована цилиндрической поверхностью с соплом форсунки, дополнительно образована конусной поверхностью, сопряженной с цилиндрической поверхностью.

Причины, препятствующие поставленной задаче - сложность конструкции, токсичность отработавших газов, недостаточная экономичность, неприемлема для роторных двигателей внутреннего сгорания.

Задачей изобретения является повышение топливной экономичности и снижение токсичности и дымности отработавших газов роторного двигателя внутреннего сгорания.

Технический результат заключается в том, что форкамера двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрическую поверхность с соплом топливной форсунки, при этом цилиндрическая поверхность ограничена с обоих торцов сферами и имеет выход вдоль оси по примыкающим криволинейным поверхностям с переменным радиусом кривизны, обеспечивающим сужение на выходе в месте сопряжения с основной камерой, а сопло топливной форсунки и отверстие размещения свечи размещены в средней части цилиндрической поверхности и направлены в точку сопряжения ее с криволинейной поверхностью.

Предлагаемая форкамера двигателя внутреннего сгорания поясняется чертежами: фиг.1 - вид сверху, фиг.2 разрез А-А фиг.1.

Форкамера двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрическую поверхность 1 с соплом топливной форсунки 4, при этом цилиндрическая поверхность 1 ограничена с обоих торцов сферами 3 и имеет выход вдоль оси по примыкающим криволинейным поверхностям 2 с переменным радиусом кривизны, обеспечивающим сужение на выходе в месте сопряжения с основной камерой, а сопло топливной форсунки 4 и отверстие размещения свечи 5 размещены в средней части цилиндрической поверхности 1 и направлены в точку сопряжения ее с криволинейной поверхностью 2.

Начало работы осуществляется с запуском двигателя, например посредством стартера, при повороте распределительного вала который открывает всасывающий клапан, производится всасывание воздуха (не показано), затем происходит сжатие поступившего воздуха в основной камере и в форкамере, после чего в сжатый воздух в форкамеру подается под давлением топливо (жидкое или газообразное) через расположенное в средней части сопло топливной форсунки 4. Сопло и отверстие размещения свечи 5 размещены в средней части цилиндрической поверхности 1 и направлены в точку сопряжения ее с криволинейной поверхностью 2. При этом в момент подачи и горения топлива образовывается вихревой поток рабочей среды, что создает лучшие условия смесеобразования и более полного сгорания топлива. Далее горящее топливо (газы) поступают в основную камеру сгорания двигателя.

Завихрение рабочей смеси происходит за счет цилиндрической полости 1, ограниченной с обоих торцов сферами 3 и примыкающими к ней криволинейными поверхностями 2 с переменным радиусом кривизны, которые обеспечивают сужение на выходе в месте сопряжения с основной камерой, это улучшает процесс горения и повышает топливную экономичность при снижении токсичности и дымности отработавших газов.

Конструкция форкамеры дополнительно позволяет достаточно легко производить ее замену в процессе эксплуатации, например, при замене вида топлива, что делает двигатель более эффективным. А также расширяет эксплуатационные возможности, что является особенно важным для роторных двигателей внутреннего сгорания.

Предлагаемое изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания, а именно клапанным механизмам газораспределения двигателя, может быть использовано в машиностроении и автомобильной промышленности. Форкамера двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрическую поверхность с соплом топливной форсунки, при этом цилиндрическая поверхность ограничена с обоих торцов сферами и имеет выход вдоль оси по примыкающим криволинейным поверхностям с переменным радиусом кривизны, обеспечивающим сужение на выходе в месте сопряжения с основной камерой, а сопло топливной форсунки и отверстие размещения свечи размещены в средней части цилиндрической поверхности и направлены в точку сопряжения ее с криволинейной поверхностью. Изобретение обеспечивает повышение топливной экономичности и снижения токсичности и дымности отработавших газов роторного двигателя внутреннего сгорания. 2 ил.

Форкамера двигателя внутреннего сгорания, содержащая цилиндрическую поверхность с соплом топливной форсунки, отличающаяся тем, что цилиндрическая поверхность ограничена с обоих торцов сферами и имеет выход вдоль оси по примыкающим криволинейным поверхностям с переменным радиусом кривизны, обеспечивающим сужение на выходе в месте сопряжения с основной камерой, а сопло топливной форсунки и отверстие размещения свечи размещены в средней части цилиндрической поверхности и направлены в точку сопряжения ее с криволинейной поверхностью.