Способ работы двигателя легкого топлива с искровым зажиганием и непосредственным механическим впрыском топлива в предкамеру и камера для его осуществления Советский патент 1960 года по МПК F02B15/00 F02B23/04 

Известный способ работы двигателя легкого топлива с искровым зажиганием и непосредственным механическим впрыскиванием топлива в предкамеру имеет ряд существенных недостатков. В нем не предусмотрено создание условий, позволяющих одновременно повысить степень сжатия и сжигать горючую смесь с разным содержанием в ней топлива.

В предложенном способе процесс сгорания ведется в трех полостях, соединенных горловинами.

В первой ПОЛОСТИ, снабженной форсункой и запальной свечей, при всех нагрузках создается богатая смесь воспламеняемая искрой. Во второй промежуточной полости создается смесь переменного состава в зависимости от нагрузки двигателя. В третьей основной полости рабочего цилиндра происходит догорание продуктов неполного окисления, поступивших из первых двух полостей и сгорание имеющейся бедной смеси.

У выхода из предкамеры применен поршень с днищем, срезанным под углом, что увеличивает свободное пространство у выхода. Горловине, соединяющей промежуточную полость с основной полостью рабочего цилиндра, придан больший угол относительно оси топливной струи, чем горловине, соединяющей первую и промежуточную полости, что создает ;В промежуточной полости предкамеры интенсивный вихрь. Все это увеличивает свободное пространство у вы.чода из предкамеры.

В камере сгорания применена штифтовая форсунка, дающая перемепный угол конуса распыления, в зависимости от величины подачи топлива.

В целом предложенный способ дает возмол.ность достигать качественного регулирования и повышения степени сжатия двигателя, значительно снижая расход топлива.

JYo 128698- 2

.- - - j

Ha 4 ft1S -изо6|1%жена схема устройства цилиндра двигателя для осуществление предложенного способа.

Предложенный ведения процесса сгорания при применении впрыска топлиёй ,ествл яется в двигателях с впрыском топлива и подвесными (в й,елях повышения степени сжатия). Камера сгорания этого двигателя делится на соединенные между собой горло:винами полости (см. схему). В первой полости 1 над поршнем находится чистый воздзх. Во второй полости 2 создаются сильные вихревые движения, а коэффициент избытка воздуха меняется в зависимости от нагрузки от 0,5 и выше. В третьей полости 3, со слабым вихревым движением, при всех режимах коэффициент избытка воздуха не превыпдает 0,8. В этой полости 3 расположены свеча и форсунка.

Топливо вспрыскивается штифтовой форсункой с коническим факелом распыливания с расчетом, чтобы максимальная дальнобойность струи не превышала длины двух вихревых полостей 2 w. 3. Так как конус угла распыливания у форсунки меняется в зависимости от высоты подъема иглы, объем полости 3 и сечение горловины, соединяющей полости 3 ц 2, должны быть подобраны в соответствии с переменной характеристикой распыливания форсунки.

Для нагрузок свыше 4GVo топливо вводится в полости 5 и .. Коэффициент избытка воздуха в полости 2 изменяется от 0,5 до 1 -1,2, прикоторых горение будет происходить с достаточной интенсивностью, благодаря сильному вихревому движению в высокой температуре сжатой смеси. Несгоревшая часть смеси вместе с факелом пламени вытеснится в полость /, где произойдет доокисление ее кислородом воздуха, находящегося в этой полости.

При уменьшении нагрузки ниже 40% коэффициент избытка воздуха в полости 2 увеличивается, но основная масса топлива сконцентрируется в полости 3, в которой коэффициент избытка воздуха не превышает 0,8. Доокисление несгоревшей части смеси производится факелом, вытесняемым при сгорании из полости 3.

Такое разделение сгорания на фазы с необходимым коэффициентом избытка воздуха в определенной полости, в зависимости от нагрузки, обеспечивает качественное регулирование нагрузки.

Повышение степени сжатия обеспечивается малым временем контакта топлива с воздухом (топливо впрыскивается в такте сжатия), малыми путями движения пламени, постоянным наличием в объеме сгорания остаточных газов и отсутствием клапана в объеме сгорания.

Повышенная степень сжатия обеспечивает хорошее испарение топлива и догорание топлива, не окислившегося полностью в процессе взрывного сгорания.

Предложенный способ процесса сгорания топлива позволяет: повысить степень сжатия, в результате чего увеличивается мощность и экономичность двигателя на полных нагрузках; изменять нагрузку до режима холостого хода изменением количества вводимого в цилиндр топлива, что равносильно сжиганию бедных смесей с соответственно сниженной средней температурой цикла, отсутствием потерь на дросселирование коэффициента полезного действия; избавиться от потребности в бензине с высоким октановы.м числом.

Двигатели с рабочим процессом, осуществляемым по предложенно.му способу, могут применяться во всех областях, тде бензиновые двигатели эксплуатируются в большом диапазоне изменения нагрузки, в том числе в транспорте - автомобильном, морском, авиационном.