Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от постороннего источника Советский патент 1983 года по МПК F02P13/00 

плоскости, перпендикулярной к. оси центрального электрода.

Соосный перепускной канал может быть разветвлен на несколь-ко частичных, п-ерепускных каналов, расположенных на конической поверхности, соосной электроду.

Частичные перепускные каналы могу быть расположены тангенциально.

Оси части дополнительных перепускных каналов могут пересекаться с ося ми частичных перепускных каналов 5 главной камере сгорания.

Расположенный со стороны камеры Ьоспламенения конец соосного перепускного канала может быть уменьшен в поперечном сечении.

Выступающая в соосный перепускной канал часть центрального электрода может иметь такую же длину, что и свободно проходящая через камеру воспламенения часть.

Образующая тепловую трубку стенка центрального электрода может быть выполнена утолщенной в самом узком месте между стенкой камеры воспламенения и центральным электродом.

Центральный электрод может дополнительно шлеть устройство для его нагревания при пуске, прогреве или низкой нагрузке двигателя.

На фиг. 1 изображен первый вариант выполнения двигателя, разрез} на фиг. 2 - то же, вид спереди; на фиг. 3 - второй вариант выполнения двигателя; на фиг. 4 - каналы устройства по второму варианту выполнения, поперечный разрез; на фиг. 5 третий вариант выполнения в упрощенной форме

В блоке 1 цилиндров двигателя внутрен1 его сгорания, изображенного на фиг. 1, имеется цилиндр 2, в котором установлен поршень 3. Внутренняя полость головки 4 цилиндров образует главную камеру 5 сгорания. В стенке камеры 5 сгорания установлена вставка б, состоящая из резьбовой цилиндрической части 7, с пс 4ощью которой вставка б закреплена в стенке камеры 5 сгорания, и конической части 8, которая обеспечивает гери етичностьсоединения вставки б со стенкой камеры 5 сгорания. В зоне цилиндрической части 7 вставка б имеет цилиндрическую полость, образукидую камеру 9 воспламенения. Торец стенки 10 камеры 9 восплш енения вдается в камеру 5 сгорания. В стенке 10 выполнен расположенный соосно с осью вставки б перепускной канал 11, который окружен дополнительными перепускными каналами 12. Во вставке б может быть выт полнено четыре дополнительных перепускных канала 12 (фиг. 2).

Во вставку б снаружи вставлено устройство для искрового зажиглания. Оно выполнено в виде свечи 13 зажигания, состоящей из корпуса 14, закрепленного в нем изолятора 15 с центральным электродом 16, Центральный электрод 16 свечи 13 проходит через камеру 9 воспламенения, частично размещен в перепускном канале 11 и подключен к источнику 17 высокого напряжения. Проходящая через вставку б часть центрального электрода 16 выполнена в виде тепловой трубки и имеет полость 18, стенки которой могут быть снабжены обшивкой из материала, имеющего капиллярные свойства. По-, лость заполнена небольшим количеством наполнителя/ например металлического натрия или калия. Между центральным электродом 16 и стенкой перепускного канала 11 имеется определенное расстояние, являющееся искровым промежутком. В зоне, где происходит возникновение искрового разряда, стенка -центрального электрода 16 утолщена 6о вставке 6 вдоль центрального электрода 16 в его верхней части предусмотрено нагревательное устройство 19.

В варианте устройства, изображенном на фиг. 3, двигатель внутреннего сгорания содержит установленную в стенке камеры 5 сгорания вставку 20, содержащую камеру 21 воспламенения, через которую проходит выполненный в виде тепловой трубки центральный электрод 22. Последний закреплен в изоляторе 23 и к нему подведено от источника 17 высокое напряжение. Торцевая стенка 24 камеры 21 воспламенения имеет большую толщину, чем в первом варианте исполнения. Во втулке 20 выполнен перепускной канал 25, который разветвляется на несколько частичных перепускных каналов 26, сообщающихся с камерой 5 сгорания. Частичные перепускные каналы лежат в плоскости, перпендикулярной оси перепускного канала 25 и ответвляются от него тангенциально. В зоне перепускного канала 25 торцевая стенка . 24 вставки 20 выполнена утолщенной формы и имеет вдающуюся в камеру 5 сгорания головку 27. На противоположной стороне стенки 24 выполнен буртик 28, который вдается в камеру 21 воспламенения и уменьшает в этом месте сечение перепускного канала 25. Центральный электрод 2.2 вдается в перепускной канал 25 почти до его конца, при этом между буртиком 28 и центральным электродом 22 будет находиться искровой промежуток. Кроме того, во втулке 20 предусмотрены дополнительные перепускные каналы 29, соединяющие камеру 21 воспламенения с камерой 5 сгорания. Как видно из фиг. 4, дополнительные перепускные каналы 29 расположены симметрично вокруг перепускного канала 25, причем оси у трех из каналов 29 лежат в одной плоскости с осями соответствующих частичных перепускных каналов. На фиг. 5 показан упрощенный вари ант устройства, в котором предусмотрена камера 30 воспламенения, которая посредством тангенциально расположенного перепускного канала 31 соеди нена скамерой 5 сгорания.Вблизи выход ного отверстия перепускного канала 31 .установлен центральный электрод 32све чи 33 зажигания. При этом камера 30 воспламенения имеет круговое сечение, а электрод 32 расположен в камере 30 воспламенения диаметрально и его конец находится вблизи от стенки камеры 30 воспламенения, образуя искровой промежуток. Двигатель работает следующим образом. По всасывающему трубопроводу и системе клапанов (не показаны) в гла ную камеру 5 сгорания подается горючая смесь. Состав смеси более бедный чем применяемый для двигателя обычного типа, либо содержит большее количество отработавших газов. При так те сжатия поршень 3 направляет горючую смесь через перепускные каналы JL1 и 12 в камеру 9 воспламенения, вы тесняя оттуда отработавшие газы. В результате хороших условий нагрева в камере 9 воспламенения входшцая туда бедная горючая смесь получает лучшие условия для воспламенения, чем находящаяся в главной 5 егорания смесь. В частности,нагрев происходит на центральном электроде 16. После воспламенения горючей смеси в зоне искрового промежутка с помощью искры от источника 17 высокого напряжения, смесь вследствие расширения перетекает в виде струй пламени через перепускные каналы 11 и 12 в главную камеру 5 сгорания. С помощью этих-струй пламени воспламеняется находящаяся там горючая смесь. Благодаря размещению центрального электрода 16 в зоне перепускного канала 11 обеспечивается надежное воепламенение горючей смеси в камере 5 сгорания. С помощью выполненного в виде тепловой трубки центрального электрода 16 снижаются тепловые нагрузки с электрода, которие появляются в зоне воспламенения горючей смеси. Тепловая трубка имеет зону исп-арения и зону конденсации, разделенные зоной переноса тепла. Размещенная в камере 9 воспламенения част центрального электрода образует зону испарения, а проходящая через сплошную часть вставки 6 часть электрода 16 образует зону конденсации. Зона конденсации для лучшего теплообмена выполнена больше зоны испарения. в зоне испарения по меньшей мере часть наполнителя тепловой трубки переводится с помощью внешнего тепла в парообразное состояние так, что пар заполняет всю полость 18. Путем охлаждения в зоне конденсации пар переходит в жидкое состояние и при по- . мощи капиллярного действия обшивки перемещается в зону испарения. Пока центральный электрод 16 холодный, тепловая трубка не работает и полость 18 имеет теплоизолирующее действие. За счет этого уменьшается время нагрева электрода до рабочей температуры. Дополнительные перепускные каналы 12 снижают скорость перетекания газов из камеры воспламенения и образуют несколько факелов пламени, что улучшает воспламенение основного заряда горючей смеси. Нагревательное устройство 19, установленное во вставке 6, улучшает условия воспламенения горючей смеси при холодном двигателе. В устройстве, выполненном по варианту, показанному на фиг. 3 и 4, эа счет тангенциального расположенных частичных перепускных каналов 26 образуется верхний поток, который обеспечивает улучшение теплообмена. Особое расположение осей дополнительных перепускных каналов 29 по отношению к осям частичных перепускных каналов 26 обеспечивает интенсивное образование ядра пламени после воспламенения горючей смеси в Кс1мере 21 воспламенения. В устройстве, выполненном по упрощенному варианту, показанному на фиг. 5, искровой промежуток образуется между стенкой камеры 30 воспламенения и концом центрального электрода 32. Искровой промежуток располагают в зоне ускоренного потока, что способствует воспламенению горючей смеси. Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания имеет пониженный расход топлива и малую склонность к детонации. Выполнение центрального электрода в виде тепловой трубки увеличивает его стойкость. Формула изобретения 1. Двигатель внутреннего сгюрания с воспламенением от постороннего источника, содержащий одну главную камеру сгорания на цилиндр и предназначенную для главной камеры камеру воспламенения, размещенную на главной камере сгорания и соединенную с ней при помощи перепускных каналов для перетекания рабочей смеси, а также устройство для искрового зажигания, имеющее один центральный электрод, о тличающийся тем, что, с целью повышения долговечности центральный электрод выполнен в виде тепловой трубки, выступает через камеру-воспламенения в окружающую перепускной канал зону и расположен там с кратчайшим расстоянием до стен ки камеры воспламенения, образующим искровой промежуток. 2.Двигатель по п. 1, отлича ющийся тем, что центральный электрод выступает в перепускной канал. 3.Двигатель по п. 1, отлича ющийся тем, что устройство для зажигания снабжено вставкой, расположенной соосно устройству на наружной стенке главной камеры сгорания, а перепускной канал выполнен соосно центральному электроду. 4.Двигатель по п. 3, отлича ю щ и и с я тем, что соосный перепускной канал окружен несколькими дополнительными перепускными кана- . лами. 5.Двигатель по п. 4, о т л ичающийся тем, что соосный перепускной канал разветвлен на несколько частичных nepenycKHbtx каналов, лежащих в плоскости, перпендикулярной к оси центрального электрод 6.Двигатель по п. 4, отличающийся тем, что соосный перепускной канал разветвлен на несколько частичных перепускных каналов расположенных на конической поверхности, соосной электроду. 7.Двигатель по пп. 5 или 6, о тличающийся тем, что .части oSXS Vные перепускные каналы расположены тангенциально. 8.Двигатель по пп. 5-7, отличающийся тем, что оси части дополнительных перепускных каналов пересекаются с осями частичных перепускных каналов в главной камере сгорания. 9.Двигатель по п. 8, отливающийся тем, что расположенный со стороны камеры воспламенения конец соосного перепускного канала уменьшен в поперечном сечении. 10.Двигатель по пп. 1-9, о т личающийся тем, что выступающая в соосный перепускной канал часть центрального электрода имеет такую же длину, что и свободно проходящая через камеру воспламенения часть. 11.Двигатель по п. 10, отличающийся тем, что.образующая тепловую трубку стенка центрального электрода вьшолнена утолщенной в самом узком месте между стенкой камеры воспламенения и центральным электродом. 12.Двигатель по пп. 1-11, отличающийся тем, что центральный электрод дополнительно имеет устройство для его нагревания при пуске, прогреве или низкой нагрузке двигателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Выложенная заявка Японии № 52-24630,кл.Р 02 Р 13/00, опублик. 1977.

16

Фиг. г