Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F02B23/06 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестрое нию, в частности к двигателям внутреннего сгоранияпреимущественно с наддувом.

Цель изобретения - повышение экономичности и снижение токсичности отработанных газов.

На фиг.1 представлен двигатель внутреннего сгорания, продольный разрез; на фиг.2 - схема расположения кольцевого тороидального вихря в камере сгорания; на фиг.З - двигатель внутреннего сгорания, в котором полость в гоЛовке цилиндров выполнена в виде конуса; на фиг.4 - то же, полость в головке цилиндров выполнена в виде тора; на фиг.З - цилиндр двигателя с полостью в головке цилиндров в .виде усеченного конуса; на фиг.6 - то же, с полостью в ке цилиндров в виде шарового сегмента; на фиг.7 - то же, с полостью в головке цилиндров в виде цилиндра, сопряженного с конусом; на фиг.8 - то же, с полостью в головке в виде цилиндра, сопряженного с шаровым сегментом; на фиг.9 - то же, с полостью в головке цилиндра в виде ша рового усеченного сегмента.

Двигатель внут эеннего сгорания,, содержит цилиндр 1 с поршнем 2, головку 3 цилиндра 1 , камеру 4 его- рания с горловиной 5, выполненную в поршне 2 в виде двух полостей основной 6 и дополнительной 7, и форсунку 8, установленную в головке 3 наклонно к днищу 9 поршня 2 с разме- щением носка распылителя 10 на оси 00 камеры 4 сгорания. Основная по-, лость 6 к амеры 4 сгорания выполнена в поршне 2 в виде осесимметричной конусообразной полости, дополнитель- ная полость 7 выполнена в головке 3 соосно с полостью 6 в поршне 2 ,з форме тела вращения и с объемом, составляющим 0,02-0,03 от объема камеры 4 сгорания. Дополнительная полость 7 в головке 3 может быть выполнена в виде конуса 11 с диаметром основания d(i, ранвым диаметру d, горловины полости 6 в поршне 2, и высотой, равной (0,03-0,l)dk (фиг.З).

Дополнительная полость 7 в головке 3 мржет быть выполнена в виде тороидальной полости 12 с диаметром образующей окружности df, превьш1аю

0

5

0

5

0

5 0 5

0

5

щим в 1,2-1,5 раза радиус j- горловины 5 в поршне 2 (фиг.4).

Дополнительная полость 7 в головке 3 может быть выполнена в виде усеченного конуса 13, обращенного к горловине 5 полости 6 в поршне 2 своим , большим основанием, диаметр d, которого равен диаметру d к горловины 5 (фиг.З).

Дополнительная полость 7 в головке 3 может быть выполнена в виде шарового сегмента 14, диаметр dc основания которого равен диаметру d ( горловины 3 полости 6 в поршне 2 (фиг.6).

Дополнительная полость 7 в головке 3 может быть выполнена в виде сопряженных между собой цилиндра 13 и конуса 16, причем диаметр dj, цилиндра и основания конуса равны диаметру dn горловины 3 полости 6 в поршне 2 (фиг.7).

Дополнительная полость 7 в головке 3 может быть выполнена в виде сопряженных между собой цилиндра 17 и шарового сегмента 18, причем диаметры d цилиндра и d |, основания шарового сегмента равны диаметру d горловины 3 полости 6 в поршне 2 (фиг.8).

Дополнительная полость 7 в головке 3 может быть выполнена в виде шарового усеченного сегмента 19, обращенного к горловине 3 полости 6 d( в поршне 2 большим основанием, диаметр d которого равен диаметру горловины 3 (фиг.9).

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

При поршня 2 к верхней . мертвой точке на такте сжатия воздух вытесняется из надпоршневого пространства через горловину 3 в полость 6, выполненную в днище 9 поршня 2, далее перемещается по конусоо5раз- ной поверхности полости 6, вовлекает во вращательное движение воздзгх, находящийся в камере 4, с образованием кольцевого торообразного вихря воздз а. Топливо впрыскивается форсункой 8 так, что топливные факе-i. лы касаются поверхности горловины 3 полости 6 поршня 2, при этом наличие дополнительной полости 7 позволяет избежать касания топливными факелами о головку 3 цилиндра 1 при оп

тимальном выступании носка распылителя форсунки 8,

При прохождении поршнем 2 -верхней мертвой точки (фиг.2) топливо- воздушный поток устремляется к- горловине 3 цилиндра 1 и, попадая в дополнительную полость 7, не разбивается, а образует благодаря профильной поверхности 10 вытянутый торо- образный вихрь, интенсивность основного вихря в камере сгорания не сжимается и не теряет своей ориентации .

Воздуганые потоки пересекают топливные струи, подаваемые форсункой 8 с носком распылителя 10, расположенным на оси камеры сгорания, и отводят пары топлива, а после воспламенения и продукты сгорания в пространство между струями, причем перемещение продуктов сгорания в проме жутках между струями не препятствует поступлению воздуха в зону горения. За счет организации в камере сгорани более интенсивного перемешивания факелов топлива с воздушным зарядом обеспечивается интенсификация процессов смесеобразования и тем самым, повьшение полноты сгорания топлива При этом повьш1ается экономичность двигателя, снижается токсичность и дымность отработавших газов ДВС.

Формула изобретени

1. Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержащий по меньшей мере один цилиндр; с поршнем, головку цилиндра, камеру сгорания, выполненную в поршне в вид осесимметричной конусообразной полости с горловиной, и форсунку , установленную в головке наклонно к днищу поршня с размещением носка распыл теля на оси камеры сгорания, отличающийся тем, что, с целью повьшения экономичности и снижения токсичности отработавших газов камера сгорания снабжена дополнительной полостью, выполненной в головке соосно с полостью в поршне в форме тела вращения и с объемом, составляю

U60373

1C

15

25

0

0

5

0

з в

щим 0,02-0,03 от объема камеры сгорания .

2.Двигатель поп.1, отличающийся тем, что дополнительная полость в головке выполнена в виде конуса с диаметром основания, равным диаметру горловины полости в поршне, и высотой, равной 0,03-0,1 диаметра горловины полости в поршне.

3.Двигатель по п.), отличающийся тем, что дополнительная полость в головке выполнена в виде тороидальной полости с диаметром образующей окружности, превышающим в 1,2-1,5 раза радиус горловины полости в поршне.

4.Двигатель по п.i, о т л и - чающийся тем, что дополнительная полость в головке выполнена в виде усеченного конуса, обращенного к горловине полости в поршне большим основанием, диаметр которого равен диаметру горловины.

5.Двигатель по п., о т л и - чающийся тем, что дополнительная полость в .головке выполнена в виде шарового сегмента, диаметр основания которого равен диаметру горловины полости в поршне.

6.Двигатель по п.I,отличающийся тем, что дополнительная полость в головке выполнена в виде сопряженных между собой цилиндра и конуса, причем диаметры цилиндра и основания конуса равны диаметру горловины полости в поршне.

7. Двигатель поп.,отличаю- щ и и с я тем, что дополнительная полость в головке выполнена в виде сопряженных между собой цилиндра и, шарового сегмента, причем диаметры цилиндра и основания шарового сегмента равны диаметру горловины полости поршне.

по п.J, о т л и тем, что.дополни- в головке выполнена

в

50

в виде шарового усеченного сегмента, обращенного к горловине полости в поршне большим основанием, диаметр которого равен диаметру горловины.

Изббретение позволяет повысить экономичность двигателя и снизить токсичность отработанных газов. Камера 4 сгорания с горловиной 5 выполнена в виде полостей 6 и 7. Форсунка 8 установлена в головке 3 цилиндра I наклонно к днищу 9 поршня 2 с размещением носка распьшителя 10 на оси камеры 4, Полость 6 выполнена в поршне 2 в виде осесимметричной конусообразной полости. Полость 7 выполнена в головке 3 соосно с полостью 6 в форме тела вращения объемом, сое-. тавляющим 0,02-0,03 объема камеры 4. Полость 7 и.б. выполнена в виде конуса, тороидальной полости, усеченного конуса, обращенного к горловине 5 большим основанием, шарового сегмента, а также в виде сопряженных меж- .ду собой цилиндра и конуса либо цилиндра и шарового сегмента, либо в виде шарового усеченного сегмента, обращенного к горловине 5 большим основанием. За счет организации в камере сгорания более интенсивного перемешивания факелов топлива с воздушным зарядом обеспечивается интенсификация процессов смесеобразования и тем самым обеспечивается повьшге- ние полноты сгорания топлива, повышается экономичность двигателя, снижается токсичность отработанных га- з.п. ф-лы, 9 ил. Q О со vl ОЭ

2

Фие.8

.3

Фиг, 9