Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F02B23/08 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано как для четырехтактных так и для двухтактных двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием работающих на жидких и газообразных топливах.

Целью изобретения является упрощение его конструкции двигателя.

На фиг. 1 представлен двигатель внутреннего сгорания продольный разрез через камеру сгорания; на фиг. 2 - камера сгорания, размещенная в днище головки цилиндров со стороны днища порщня (сопряжение стенок второго вытеснителя выполнено с выступом, размещенным на оси цилиндра, перпендикулярной оси, проходящей через оси выпускного и впускного клапанов); на фиг. 3 - то же, с размещением выступа второго вытеснителя вблизи диаметра nopni- ня при его положении в верхней мертвой точке; на фиг. 4то же, с размещением выступа второго вытеснителя напротив свечи зан;игания и выполнением уг- .лов, образованных сопряженной стенкой, примыкающей к выпускному и впускному клапанам, и плоскостью, проходящей через ось впускного и выпускного клапанов, равными между собой (выступ размещен на оси цилиндра, перпендикулярной оси, проходящей через оси впускного и выпускного клапанов); на фиг. 5 - то я;е, но со смещенным выступом относительно оси ии.1индра, перпендикулярной оси, проходящей через оси впускног о и выпускного клапанов; на фи. 6 -- то же, но с выполнением с(Л1рял;енных стенок второго вы- тесните,1Я прямыми линиями, а выступа уто- го вытесиите.ля удаленным от точки пересече 1ия сопрянамщых прямых.

Дви1 атель содер ;ит цилиндр . поршень 2 с кольцами, цилиндровую головку 3 с одноярусным углублением для камеры 4 сгорания. В камере С1()рапия установлены впускной 5 и выпускной 6 клапаны. С про- тиволелиицих сторон углубление камеры 4 сгораиия ограничено первым 7 и вторым 8 вытес |ите,1ями. В теле nei)Boro вытеснителя размегцено свечное отверстие, в которое ввернута свеча 9 зан игания.

(л)нряженные стенки К) поверхностей второго вьггеспите,чя выпо.лнены в виде вертикальных плоскостей. В месте сопряжения стенок И) предусмотрен выступ 11, выпол- HenHbiii вертика,1Ы1Ым. Гладкая ве1ликаль- ная образующая сопряженных стенок 10 образует с плоскостью, проходящей через оси впускного и выпускного к,1апанов. по мепьп1ей мере один угол.

Угол, ()б1П13ованный coupH/Keniioii стенкой второго вьггеснителя и плоскостью, проходящей через оси виускно1Ч) и выпускного клапанов и примыкающе к выпускному клапапу (i, обозначен (1 Тот ла угол.

но примыкающий к впускному клапану, обозначен YДля создания в процессе сжатия заряда вихревого турбулентного движения в верти- кальной плоскости камеры сгорания предусмотрено смещение осей симметрии камеры сгорания и цилиндра на величину 6.

Двигатель работает следующим образом.

При перемещении порщня 2 от верх- ней мертвой точки (в.м.т.) к нижней мертвой точке (н. м. т.) на такте впуска в цилиндр 1 через впускной клапан 5 поступает свежий заряд. При дальнейщем возвратном перемещении порщня 2 от н.м.т. к в.м.т. и закрытых клапанах 5 и 6 ци- 5 линдровый заряд сжимается. Благодаря смещению на величину б осей симметрии цилиндра 1 и камеры 4 сгорания и по мере приближения головки порщня к вытеснителю на такте сжатия возникает воспроизводимое интенсивное круговое тур- 0 булентное движение заряда камеры 4 сгорания в вертикальной плоскости, которое по мере приближения порщня 2 к в.м.т. прогрессивно усиливается. Одновременно с этим вихри, набегая на вертикальные про- 5 филированные сопряженные стенки вытеснителя 8, отклоняются от профиля последнего либо в одно, либо в два направления по отнощению к местоположению свечи 9 зажигания.

При приближении гюрщпя к в.м.т. на

0 такте сжатия в межэлектродном промеи;утке свечи 9 зажигания образуется -: лектроискровой разряд, воспламеняюп1ий заряд

камеры 4 сгорания.

Благодаря организованному круговому движению заряда камеры 4 сгорания 5 под воздействием второго вытеснителя 8 после окончания периода задержки воспламенения в первых же витках в начале образуется узкая кольцевая зона выгоревшего заряда, которая под воздействем нормальной скорости и вихрей ме,лкомасп1таб- ной турбулизации в сочетании с расширяющим эффектом за счет повьипепия давления в зоне фронта пламени стимулирует распространение носледнего в поперечном направлении к главному вектору 5 вытеснительной турбулизации. Этому благоприятствует также отклоняющее возде(1ствие )1абегающего заряда на нрофилированные сонряженные стенки 10 вытесните,ля 8.

В связи с узким первичным круговым (кольцевым) фронтом пламени в начальных 0 фазах сгорания распространение после.лнего в периферийные зоны нроисходит вместе с деформируемым зарядом в пристеночных зонах.

Наложение иеремеп1ения фронта п, 1амени из дислокации первичной кольцевой зоны, 5 инициируемого отклонением набегающего на сопряженные стенки 10 вытеснителя 8 в сторону уклона последнего в сочетании с вихрс- образовапием от традиционного вытесни0

тельного вихревого :(({)({)ект;|, о,агоирия - ствует возникновению ()) кругового характера сго)ания заряда.

Малые линейные pa;iMepi i ме/);л воспламененными пристеночными е.юнми, непрерывное деформирование заряда в н.юской от пересжатия камеры С14)рания хсиливлет роль мелкомасштабной составляюнкм переноса пламени в процессе ei o paciipoei ранения. Этому механизму сгюсобсгвуег образование мелкомасштабных турбулентных вихрей за счет трения между встречно-движущимися турбулизированными потоками, стимулирующее быстрое выгорание этого заряда по всему об 1,ему камеры сгорания, что в значительной мере сокращает время высокотемпературного возде кчвия на заряд камеры сг орания, .i накопления пириксидов и повышая ангиде- тонационные качества камер гакого типа.

Одновременно с этим весь KOMILICKC активных комнонентов механизма nnreticn- фикации нроцесса распространения пламени в значительной мере комперк ирует пад.-- ние скорости распространении и.замени при обеднении смеси, что в значи re/ibHoit мере благоприятствует гювьпленик) э(к|)ек гнвности сжигания горючих смесей, расниц ению предела их эффективного обеднещпк

После завершения прохода пи камере 4 сгорания при перемещенип поршня 2 к н.м.т. происходит расширение образова - шегося в процессе сгорания рабочего пма, затем следует такт выпуска, iioc.ie Heio рабочий цикл повторяется.

Формула изобретения

1. Двигатель виутрепнего cro| ainui. содержащий ка.меру сгорания, oi ранпченич ю

0

днищем иорщня и иовсрмюс lut.iiiiii- ia и его I o.ioHKH. cнao/ eннoi дш ui ис - симмет|111ЧН(1 стаиов.1енны 1И oi iiocH le. п.им H.10CKI1CTI1. и1К)Х()ДЯН1е11 через оси IMINCKHOIO

и выпускного K.iaiiaHoii, В1,1тесни ге.1ями со стенками. прим1)1Как)И1ими к )И(|)е|1|П1ио1( части норшия при его но,И)Ичен|щ в верхней мертво точке, причем iiepBbiii вьич с ните. 1ь спабл;ен свечо11 заичигания. а BTopoii

„ .1нен в виде двух сопрях енных сгеп(Ж. образующих в месте соирянхения выступ. аз ичиенны11 на : 1отив свечп зах;и|-апия. оиичан/щиисч тем. чго, с ие, 1ьк) уироп1е- иня, сопрялч1мп1ые стенки второгч) вьггесни- ге.1Я выполнен ) виде вертпка.

5 1.оскостей, оГ)))щих с 1лоскост1 ю, ip()ХОДЯ 1е11 через оси и ilUCK И) о клапапов, по е, мере один y(i..

а И(. . К рТ1 Ка Л Н М .

2. . io 1. 1, (П личакчцт и .ч

тем, что ,, обра ЗОВа UI ЫС ,,

сте 1ками с 1.1оскосгью. проходящей через

()ГО И ВЬ СК1() О К,, , ) ПО Ве, 1 Ч 1 ie .

.}. Дви агел, ( . 1. т.тчанпцпис.ч

тем, что ). |, образо ан н 11

5 стенкой, ipHM)Kaf) к . ВЬ ПОЛНе боЛ. , ()Г) СО1 рЯЯче 1 Ю| , ПрИМЬ КаЮ 1е к K..

4.Двиг ател) io . 1 3, от.тчакпцт и м

Te, что ) И .( ta- 0 размете)) и ),ИЗ U,l CKHo:()

.

5.Дв 1гате.) ( i. 1 --4. (п.тчанпции- с.ч гем, что впуек 10() K, )асно.-имче а с об- раз() угла е 1.1оскост.о, 1роходяицм |

5 через оси ) i B)yCK iOI 0 K, ОВ.

Фи-г.

Фиг.З

Фиг.

Изобретение м. б. ис1К);п нован() д.ля двухтактных н четырехтактных дви1-ате. 1сй внугреннего сгорания с нринуднтс;1ьн1. залатанном, работаюшн.х на лсидких и газообразных тонливах. Це;1ь изобрегення унрон1ение конструкцнн двигателя, (л)нря- ха нныс стснкн 10 BTopoix) вытесните,IH 8 выполнены в виде всртика.1ЫН)Гх н.юскостен, которые с гкчоскостыо, нроходянк и через оси впускного и BbuiycKHOio к.чана- нов 5 и 6, образуют но MCHi.Hieii мере один у1Ч), 1. Образованны и месте- сон|1ЯНче- иня стенок 10 выстун 11 выно.пнен верги- кальн1 1м. Выгорание заряда происходит но сему обьему камеры сгорання, что в зна- чнтелыюй мере сокраииют время высокотемпературного возде1К твня на заряд камер1.1 сгорания, снин;ая темны након.чения ии- (мжсидов, новынкчет антндет()наинонн1)1е качества камер такого THiia. Весь коми,1екс активных KOMiioHenTOEi механизма IIHICHCH- фикацнн нронесса раснространення н,1аменн комненсирует иаденне CKOpociii pacHpocipa- нення 11,1амени нри обедненнн смссн, что способствует нов1)1И1еник) эффекгнвностн схчигания горючих смесей, раси1Н|1енню ире- дс, 1а их эффективного обедне1П1Я. 4 з. н. d)-.ibL ti нл. Q (Л 7/ со со CD 1ЧЭ Фи.г.2

4Фиг.5

1