Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F02B23/06 F02F3/26 

76

8.

до

j СЛ

Изобретение позволяет увеличить долговечность и топливную экономичность двигателя. Камера сгорания выполнена в форме усеченного конуса, имеющего горловину с кромкой. Над горловиной, в центре или смещенно от центра, расположена форсунка с много- соплоЕьпи распылителем 6 топлива. Кромка горловины содержит чередующие - ся скругленные участки 7 и острые участки 8. Оси 10 сопел 9 распылителя ориентированы в сторону скругленных участков. При перетекании заряда через горловину в камеру при сжатии надпоршиевого пространства кромка формирует кольцевой вихрь. На участке горловины с острой кромкой образуется участок вихря с повьшенной угловой скоростью, причем вихрь располагается ближе к горловине. На участке горловины со скруглениой кромкой образуется вихрь с пониженной уг- ;ловой скоростью и располагается ближе к дну камеры. Радиус скругления кромки подбирается таким, чтобы интенсивность вихря на этом участке соответствовала оптимальному расходу топлива. 4 ил. с 5 (Л

фцз.2

Изобретение строению, строению.

относится к машино- в частности к двигателе- а именно к дизельным двигателям с полуразделенными камерами сгорания,

Цель изобретения увеличение долговечности и топливной экономичности.

На фиг.1 изображена камера сгорания; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг.2.

Камера 1 сгорания расположена в поршне 2 и выполнена в форме тела вращения, а именно усеченного конуса 3, имеющего горловину 4 с кромкой. Над горловиной 4 в центре или смещен- но от центра расположена форсунка 5

30

35

с многосопловым (че1Ъ1рех-или пятисоп-20 обусловлена тем, что при сжатии над- ловым) распылителем 6 топлива. Кром- поршневого пространства в камере сгорания из него происходит перетекание заряда через горловину в камеру, расположенную в поршне. При этом кромка горловины формирует кольцевой вихрь. На участке горловины с острой кромкой образуется участок вихря с повышенной угловой скоростью, причем вихрь располагается ближе к горловине. При этом на участке горловины со скругленной кромкой образуется вихрь с пониженной угловой скоростью и располагается он блюке к дну камеры. Радиус скругления кромки подбирается таким, чтобы интенсивность вихря па этом участке соответствовала оптимальному расходу топлива.

При этом при подаче распыленной струи в сторону скругленной кромки из-за более дальнего расположения вихря на этом участке образуется более широкий контакт капель топлива и вихря, а так как направление вихря и топлива из сопла противоположны, то вращение вихря на этом участке частично гасится, что способствует эффективному образованию очагов горения в более спокойной части вихря. Однако часть вихря за острой кромкой продолжает интенсивно вращаться, при этом на оси этого вихря создается пониженное давление, всасывающее по винтовой линии зародившиеся очаги горения в прилегающих к нему вихрям за скругленной кромкой. При этом очаги горения интенсивно окисляются в быстром вихре и происходит интенсивное зажигание топлива во всем объеме сгорания, что также способстка горловины 4 содержит чередующиеся скругленные 7 и острые 8 участки. Число скругленных участков 7 кромки равно числу сопл 9 распылителя 6 фор- 25 сунки 5, поскольку оси 10 сопл 9 ориентированы в сторону скругленных участков 7 кромки.

Устройство работает следующим образом.

При подходе поршня 2 к верхней мертвой точке на такте сжатия в камере 1 создаются потоки воздуха в виде кольцевого вихря, причем за острыми участками 8 кромки горловины 4 образуются вихри с более высокой угловой скоростью вращения, чем на скрученных участках 7 кромки горловины 4. Струи топлива подаются только в направлении скругленных участков 7 кром- Q ки горловины 4. При этом достигается наилучший эффект смесеобразования за счет того, что вихри за скругленными участками кромки располагаются в нижней части камеры 1 и струи топлива из сопел 10 взаимодействуют в большем объеме. На этих участках вихри частично тормозятся встречными струями топлива и зажигаются с образованием очагов горения. В то же время вихри, образовавшиеся за острой кромкой и получившие большее ускорение закрутки, продолжают вращаться, не затронутые струями топлива. На оси этих вихрей образуется разрежение, способствующее проникновению зажжен-, ных вихрей за острые участки кромки В горловины. При этом происходит интенсивное вихревое горение с распа45

50

5

дом кольцевого вихря. Кроме того, при продувках камера сгорания с неравномерной кромкой лучше освобождается от остаточ ц 1х газов, так как образовавшийся вихрь раньше распадается и не обладает такой живучестью, как кольцевой за сплошной кромкой.

Кроме того, снижается термическое напряжение в горловине 4 камеры 1, так как скругленные кромки менее подвержены перегреву и занимают половину или большую часть горловины 4 и частично отводят тепло на себя, а острые кромки могут расширяться в свободные зоны в стороны участков со скругленными кромками, что увеличивает прочность горловины.

Эффективность камеры сгорания

вует более плавному нарастанию давления газов в камера сгорания, способствующему снижению шума процесса сгорания, сокращению периода задержки воспламенения заряда.

Кроме того, облегчается продувка камеры сгорания воздухом, так как кольцевой вихрь, образуемый горлови- Hofi с чередующимися участками со скругленной и острой кромками, более ускоренно разрушается в сравнении с живучестью вихря за сплошной кромкой. Лучшее наполнение окислителем камеры сгорания способствует повышению экономичности двигателя.

Кроме того, подача топлива на участки горловины со скругленной кромкой, обладающей повьш1енным эффектом охлаждения за счет испарения пленки топлива и отвода тепла теплопроводностью в массу поршня, способствует меньшему разрушению как ее самой, так и примыкающих участков с острой

кромкой, температура которых также понижается. В горловине камеры происходит перераспределение температурных градиентов, что снижает напряжение трещинообразования и способствует увеличению прочности горловины.

Ф ормула изобретения

Камера сгорания двигателя внутрен него сгорания, размещенная в поршне, выполненная в виде тела вращения с конусной образующей и горловиной с кромкой и снабженная топливной форсункой с многосопловым распылителем, установленным над горловиной, отличающаяся тем, что, с целью увеличения долговечности и топливной экономичности, кромка горловины выполнена из чередующихся острых и скругленных участков, а оси сопл распылителя ориентированы в направлении скругленных участков.

ф1/г.

8

Ь В

Фие.З

8

8-8

(игЛ