Двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием Советский патент 1983 года по МПК F02B19/12 

Фиг.}

Изобретение относится к машиностроению/ в частности к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания с принудительным зажиганием.

Известен двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, содержащий основную камеру сгорания и сообщенную с ней при помощи тангенциального канала камеру зажигания, размещенную в стакане, закрепленном в головке цилиндра и примыкающем к ее полости охлаждения, и снабженную средством воспламенения и устройством для регулирования температуры, установленным между камерой зажигания и полостью охлаждения fl3Однако известный двигатель недостаточно надежен.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания с принудительным зажига;нием, содержащем основную камеру сгорания и сообщенную с ней при помощи тангенциального канала камеру зажигания, размещенную в стакане, закрепленном в головке цилиндра и примыкающем к ее полости охлаждения, и снабженную средством воспламенения и устройством для регулирования температуры, установленным между камерой зажигания и полостью охлаждения, устройство для регулирования температуры камеры за, жигания выполнено в виде замкнутой испарительной емкости, охватывающей камеру зажигания, частично заполненной испаряющейся охлаждающей средой и снабженной ограничительными стенками, причем последние имеют капиллярную структуру.

Стакан камеры зажигания может быть снабжен охлаждающей полостью.

В качестве испаряющейся охлаждающей среды может быть использован калий или натрий, стабилизированные инертным газом, например гелием или аргоном,

На фиг. 1 п JДcтaвлeнa зависимость энергии Q, необходимой для зажигания смеси, от коэффициента избытка воздуха Д; на фиг. 2 -. зависимость энергии Q, необходимой для зажигания смеси,, от температ-уры Т смеси в момент зажигания для различных Л; на фиг. 3 - зависимости расстояния А до стенки, камеры зажигания от скорости U и температуры Т топливовоздушной смеси,(где Т - указанная зависимость для двигателя с нерегулируемым тепловым состоянием камеры зажигания; Т 2 указанная зависимость для двигателя с регулируемым тепловым состоянием камеры зажигания, А - толщина

пограничного слоя); на фиг, 4 - предлагаемый двигатель; на фиг. 5 - то- же, вариант; на фиг. 6 - верхняя часть камеры зажигания по фиг. 5; на фиг. 7 - то же, вариант; на

фиг. 8 - вариант предлагаемого двигателя; на фиг. 9 - разрез А-А на фиг. 8.

Двигатель (фиг. 4) содержит основную камеру 1 сгорания и сообщенную с ней при помощи тангенциального канала 2 камеру 3 зажигания. Корпус 4 камеры 3 прочно сварен со стаканом 5, который закреплен в головке б цилиндра (не показан) при

5 помощи резьбы, фиксируется шпонкой 7 и Примыкает к полости 8 охлаждения головки 6. Через стенку камеры 3, противоположную каналу 2, в нее введен первый электрод 9. Камера

3 зажигания снабжена устройством

для регулирования ее температуры. Это устройство представляет собой теплопроводящую плиту 10, выпол- ненную из меди и прочно сваренную с электрододержателем 11, с зазором

12 мелщу плитой 10 и корпусом 4 камеры 3 и с зазором 13 между корпусом 4 и стаканом 5. Зазор 12 может быть изменен при вращении плиты 10 или электрододержателя 11.

0 Корпус 4 выполнен из металла, обладающего хорошей теплопроводностью и относительно большим коэффициентом теплового расширения, например из меди. Электрододержатель 11

5 несет на себе изолятор -14 с цапфой 15 для соединительного кабеля. зажигания. Изолятор 14 в плите 10 переходит в трубку 16, в которой размещен в.торой электрод 17. Между

0 электродами 9 и 17 существует промежуток, пробиваемый искрой при зажигании. Для фиксации плиты 10 относительно стакана 5 предназначена коитргайка 18. Вместо электродов 9 и 17 могут быть использованы обычные свечи зажигания (не показаны).

В варианте (фиг. 5) между корпусом 4 камеры 3 и 10 может быть установлено упругое кольцо 19, например из асбеста. Плита 10 ввер0 нута по резьбе в головку 6. Кроме того, в плите 10 выполнена щель 20 для компенсации теплового расширения электрододержателя 11. Электроды 9 и 17 связаны между собой упругим

5 элементом 21, например изогнутым проводом. Наличие кольца 19 при тепловой деформации корпуса 4 обеспечивает лучший отвод тепла.

В варианте (фиг. б ) для дополнительного отвода тепла от электрода 9 служит утолщение 22, в месте образования которого трубка 16 имеет меньшую толщину, что создает условий более интенсивной теплопередачи 5 к корпусу 4 или, к плите 10.

В варианте . 7 ) корпус 4 выполнен вытянутым с конической поверхностью, что увеличивает его тепловую деформацию и теплопередающую поверхность. Ввиду уменьшения термической нагрузки в месте зажи. гания электрод 9 может быть введен дальше в камеру 3. Для обеспечения искры при любых обстоятельствах в камеру 3 введен электрод 23 заземления.

В варианте (фиг. 8) устройство для регулирования температуры выполнено в виде замкнутой испарителной емкости 24, которая охватывает корпус 4. С другой стороны емкость 24 ограничена теплопроводным элементом 25 и закрыта крышкой 26, прваренной к стакану 5. В крышке 26 для дополнительного охлаждения стакана 5 выполнена, охлаждающая полость 27. Емкость 24 имеет испарительную часть 28, примыкающую к корпусу 4 вблизи канала 2, и конденсаторную часть 29, расположенную у крышки 26. В испарительной .части 28 размещено кольцо 30 из мелкой сетки. Кроме того, ёмкость 24 снабжена ограничительными стенками 31 с капиллярной структурой и частично заполнена испаряющейся охлаждающей средой, в качестве которой может быть использован натрий или калий, стабилизированные инертным газом, например гелием или аргоном. .

В месте выхода электрода 9 в камеру 3 стенка корпуса 4 выполнена с выступом 32. ..

Двигатель работает следующим образом.

Топливовоздушная смесь подается из основной Кс1меры 1 в камеру 3 зажигания через тангенциальный канал 2, что обеспечивает удовлётво-. рительное перемешивание воздуха и топлива благодаря закручиванию потока и потенциальной турбулентности, В области пристеночного пограничного слоя скорость смеси невелика и в ней происходят незначительные колебания, т.е. степень турбулентности мала.. Электрод 9 введен в этот пристеночный пограничный слой на небольшую глубину, что создает весьма благоприятные условия для поджигания даже очень ббедненной

10 смеси. Воспламенение смеси обеспечивается скользящей искрой, проскакивающей между электродом 9 и стенкой корпуса 4. В вариантах {фиг.7и8) искра проскакивает меж-. ду электродом 9 и электродом 23

5 заземления или выступом 32. Чтобы снизить до минимума количество энергии, необходимой для зажигания смеси, температуру корпуса 4 камеры 3 изменяют до температуры,

0 близкой к температуре воспламенения. Это достигается саморегулированием за счет того, что корпус 4 с увеличением температуры расширяется, вследствие этого зазор 12

5 и в относительно меньшей мере зазор 13 уменьшаются, в результате чего к стакану 5 и от него к головке б и полости 8 отводится больше тепла. Это приводит к охлаждению

0 корпуса 4, увеличению зазоров 12 и 13, уменьшению отвода тепла и повторному подогреву корпуса 4.

В варианте (.фиг. в) регулирование температуры корпуса 4 камеры

5 3 обеспечивается передачей тепла от корпуса к испарительной части 28 емкости 24. В результате этого натрий (калий) испаряется, пары поступают в конденсатную часть 29, и сконденсировавшийся натрий снова

0 поступает в испарительную часть по капиллярам стенок 31.

Таким образом, реализация предлагаемого изобретения позволит повысить надежность двигателя.

5

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ПРИНУДИТЕЛЬНЬМ ЗАЖИГАНИЕМ, содержащий основную камеру сгорания и сообщенную с ней при помощи тангенциального канала кгилеру зажигания, размещенную в стакане, закрепленном в головке цилиндра и примыкающем к ее полости охлаждения,.и снабженную средством воспламенения и устройством для регулирования температуры, установленным между каме:рой зажигания и полостью охлаждения, отличающи.йся тем, что, с целью повышения надежности, устройство для регулирования температуры камеры зажигания выполнено в виде замкнутой-испарительной емкости, охватывающей KciMepy зажигания, частично заполненной испаряйщейся охлаждающей средой и снабженной ограничительными стенками, причем последние имеют капиллярную структуру. 2.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что ста .кан:камеры зажигания снабжен охлаж дающей полостью. - е 3.Двигатель по пп. 1 и 2, 6т личающийся тем, что в (Л качестве испаряющейся охлаждающей среды использован калий или натс рий, стабилизированные инертным газом, например гелием или аргоном со ю 00

/10

(puzJ

;/Гг

Г

Фиг. 3

ЦТ

It

№

Z

Фиъ.5