Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК F02B23/00 

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с камерами сгорания, имеющими особую форму для улу1«1ения рабочего процесса.

Известны двигатели внутреннего сгорания с непосредственным впрыском топлива, содержащие размещенную в днище поршня и ограниченную головкой .,, цилиндров камеру сгорания, выполненную в форме тела вращения и содержащую две сопряженные между собой и разделенные буртом полости: периферийную с конусной образующей и централь-,5 ную, выполненную с плоским дном, и форсунку, размещенную соосно с поршнем и снабженную распыливающими отверстиями, оси которых направлены в зону камеры, примыкающую к бурту .20

Неоптимальная форма камеры сгорания применительно к направлению топливных струй, впрыскиваемых из сопел форсунки в зону камеры, примыкающую

к бурту, не позволяет достичь полного сгорания топлива путем организации рабочего процесса в два этапа и снижения вследствие этого максимального давления сгорания и скорости нарастания давления. Кроме того неоптимальная форма камеры сгорания вызывает увеличение веса и высоты поршня и, следовательно, увеличения веса и габаритов двигателя, а также снижение его надежности.

Цель изобретения - упрощение конструкции .

Для достижения поставленной цели в устройстве центральная полость выполнена цилиндрической и конусная образующая периферийной полости сопряжена с ее наружной кромкой по криволинейной поверхности, а при положении поршня в верхней мертвой точке взаимное расположение камеры относительно форсунки выполнено 6 соответ ствии с соотношением d(1,2-1,7) d, где d(t, - диаметр окружности, проходящей мерез точки пересечения осей распыливающих отверстий плоскостью, касательной к кромке бурта, d;;;. - диаметр окружности касания плоскости с буртом Двигатель внутреннего сгорания с непосредственным впрыском топлива м жет выполняться так, что центральная цилиндрическая полость выполнена с диаметром, равным 0,25-0,3 диаметра поршня и глубиной не менее 0,1 диаметра поршня. На фиг. 1 показан двигатель внутреннего сгорания (две), продольный разрез по центру поршня в момент поступления топлива в камеру сгорания, на фиг. 2 - то же, по центру поршня,, при его положении в верхней мертвой точке, на фиг. 3 представлена центральная полость. две содержит размещенную в днище поршня 1 и ограниченную поверхностью головки цилиндров 2 камеру 3 сгорания ограниченную двумя полостями, из которых центральная полость имеет ци линдрическую образующую 5 и плоское дно 6, а сопряженная с ней наружной кромкой по криволинейной поверхности 7 бурта 8 периферийная полость 9 выполнена с конусной образующей 10. Топливная форсунка 11, размещенная соосно с поршнем 1 и снабженная распыливающими отверстиями 12, оси которых направлены в зону камеры 3 сгорания, примыкающую к бурту 8, при чем при положении поршня 1 в верхней мертвой точке взаимное расположение камеры 3 относительно форсунки 11 выполнено в соответствии с соотно шением (i,2-1,7)djj,. В центральную полость (фиг. 3) при положении поршня 1 в верхней мерт вой точке направлены топливные струи таким образом, что при пересечении с плоскостью, касательной к кромке бур та 8, образуют окружность d(h (поз. 12 а при пересечении этой плоскости с ,буртом образуьэт окрух{ность di, (поз. 1 Работа двигателя внутреннего его рения осуществляется следующим образом. В процессе впрыска топливные факе лы достигают стенки периферийной полрсти 9. а затем вследствие перемещения поршня 1 вверх на такте сжатия начинают попадать на боковую поверхность цилиндрической полости Ц, раетекаясь по ней в виде пленки, что затем приводит к снижению максимального давления рабочего цикла и скорости нарастания давления. После воспламенения топлива в периферийной полости 9 горячие газы при возрастании давления поступают в центральную полость k, способствуя быстрому испарению топливной пленки и сгоранию паров топлива. Сгорание топлива в центральной полости 4 и перемещение поршня 1 вниз на такте рабочего хода вызывают обратный переток рабочего тела из центральной полости в периферийную полость 9, что увеличивает турбулизацию и интенсифицирует процесс сгорания. Величина отношения , характеризующего при положении поршня 1 в верхней мертвой точке взаимное расположение топливных факелов и кромки криволинейной поверхности 7 бурта 8, принята равной 1,2-1,7- При значениях , больших 1,7, увеличивается количество топлива, поступающего на боковую, поверхность центральной плоскости , что приводит к увеличению продолжительности сгорания и, как следствие, к снижению экономичности и увеличения температуры отработавших газов. I При значениях , меньших 1-,2, увеличивается максимальное давление рабочего цикла в связи с уменьшением количества топлива, поступающего на стенки центральной полости , и соответствующим увеличением доли топлива, участвующего в объемном смесеобразовании. Величина отношения диаметра центральной цилиндрической полости 4 к диаметру поршня 1 принята равной 0,25-0,3. Увеличение указанного отношения приводит к возрастанию расхода топлива и температуры отработавших газов в связи с увеличением количества топлива, поступающего на стенки цилиндрической полости 4, а уменьшение - приводит к возрастанию максимального давления сгорания из-за увеличения количества топлива, участвующего в объемном смесеобразовании. Величина отношения глубины центральной полости к диаметру поршня превышает 0,1. Дальнейшее уменьшение величины этого отношения приводит к снижению экономичности двига