Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК F02B19/18 

1 Изобретение относится к двигате лестроенин), в частности к двигателям внутрениего сгорания, и может быть использовано в дизельных двигателях с непосредственным впрыском топлива. Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, крышку с цилиндрическим углублением, выполненным по ее центру, и с центральной форсункой, поршень с коль.цевым выступом на его днище, снабженным тангенциальными перепускными каналами и размещенным с зазором в цилиндрическом углублении крь ки при положении поршня в верхней мертвой точке, и камеру сгорания, размещенную в кольцевом выступе 1J Недостатком указанного двигателя является недоиспользование всех воз можностей, обеспечивающих полное сгорание и низкую токсичность отработавших газов. Цель изобретения - снижение токсичности отработавших газов. Указанная цель достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем цилиндр, крьш1ку с цилиндрическим углублением, выполненным по ее центру, и с центральной форсункой, поршень с кольцевым выступом на его днище, снабженным тангенциальными перепускными каналами и размещенным с зазором в цилиндрическом углублении крышки при положении поршня в верхней мертвой точке, и камеру сгорания, размещен ную в кольцевом выступе, тангенциальные каналы выполнены в виде сопел с диффузорньн и участками, обра щенными в полость камеры сгорания, и над каждым тангенциальным каналом выполнены вертикальные прорези. Вертикальные прорези могут быть выполнены в виде плоских сопел с диффузорными участками, обращенными в полость камеры сгорания. На фиг. 1 представлена конструк тивная схема предлагаемого ля (разрез в плоскости оси цилиндра.) ; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. ,1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. (кольцевой выступ на поршне с тангенциальными каналами, выполненными в виде сопла с диффузорными уча ками и вертикальной прорезью)J на фиг. 4 - разрез В-В на фиг, 3; на .фиг. 5 - кольцевой выступ с танген 7г циальным каналом, выполненным в виде прорези, образующей, плоское соттло, на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг.5. Двигатель содержит цилиндр 1, поршень 2 с кольцевым выступом 3, в котором имеются тангенциально расположенные перепускные каналы 4 и вертикальные тангенциально расположенные прорези 5, выполненные над тангенциальными каналами 4, крышку 6 цилиндра с щлиндрическим углублением 7, выполненньп- по ее центру, центральную форсунку 8 и камеру 9 сгорания, размещенную в кольцевом выступе 3, причем каналы 4 в кольцевом выступе 3 выполнены в виде сопел 10 с диффузорными участками 11, обращенными в полость камеры 9 сгорания. Кольцевой выступ 3 при положении поршня 2 в верхней мертвой точке размещается в цилиндрическом углублении 7 крьщ1ки 6 с кольцевым зазором 12. Одним из возможных вариантов конструктивного выполнения тангенциального канала 4 с прорезями 5 в кольцевом выступе 3 является выполнение их в виде плоского сопла 13 с диффузорными участками 14, обращенными в полость камеры 9 сгорания. Двигатель работает следующим образом. При движении поршня 2 вверх : (на такте сжатия) происходит сжатие свежего заряда воздуха в цилиндре 1. В момент, когда верхняя наружная кромка кольцевого выступа 3 на поршне 2 поравняется с внутренней кромкой цилиндрического углубления 7 крьщ1ки 6, происходит разделение воздушного з аряда. При этом та часть заряда, которая осталась с внешней стороны кольцевого выступа 3, при дальнейшем движении поршня 2 вверх вытесняется и через тангенциальные сопла 10 перетекает в камеру 9 сгорания, куда форсункой 8 впрыскивается топливо. В процессе перетекания заряда из вытесняемой полости в камеру 9 сгорания в тангенциальных сопловых каналах 4 возникают газодинамические пульсации в потоке и частичный срыв микротурбулентного пограничного слоя со стенок диффузорного участка 11, которые переносятся в камеру 9 сгорания тангенциально направленными струями воздуха и обеспечивают наряду с (

3l

крупиома.:штябиой турбулизациеЛ топливовоздушной смеси образование ее развитой микровихревой структуры, тонкую гомогенизацию и, как следствие, ликвидацию локальных высокотемпературных зон горения.

Рабочий ход и газообмен протекают традиционно за исключением кратковременных перетеканий заряда через тангенциальные соПловые каналы в начале рабочего хода, в конце такта выпуска и начале наполнения. Однако зти процессы благодаря профилированным (сопловым) каналам протекают с минимальными гидродинамическими потерями и не отражаются

77 ,4

на эффективных и экологических показателях двигателя.

Выполнение перепускных каналов в виде,сопел с прорезями в копьцевом выступе на днище поршня обеспечивает повьшение надежности работы поршня и двигателя в целом.

Таким образом, двигатель внутреннего сгорания за счет более рациональной организации вихревой структуры в камере сгорания, т.е. создания микровихревого движения воздушного заряда, обеспечивает сокращение вредных выбросов (главным образом окислов азота и сажи) с отработавшими газами.

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий цилиндр, крьш ку с цилиндрическим углублением, выполненным по ее центру, и с цент ральной форсункой, поршень с кольце вым выступом на его днище, снабженным тангенциальными перепускны:ми каналами и размещенным с зазоCf ром в цилиндрическом углублении крышки при положении поршня в верхHefi мертвой точке, и камеру сгорания, размещенную в кольцевом выступе, отличающийся тем, что, с целью снижения токсичности отработавших газов, тангенциальные Каналы выполнены в виде сопел с диффузорными участками, обращенными в полость камеры сгорания, и над каждым тангенциальным каналом выполнены вертикальные прорези. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что вертикальные прорези выполнены в виде плоских сопел с диффузорными участками, обращенными в полость камеры сгорания.

Ю //

Фиг

7/

/

фш.4