Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК F02B23/06 

внутреннего сгорания с дополнительной полостью в головке цилиндров, выполненной в виде шарового усеченного сегмента.

Двигатель внутреннего сгорания (фиг.1) с воспламенением от сжатия содержит цилиндр 1 с поршнем 2, головку 3 цилиндра 1, топливоподающую форсунку 4 и камеру сгорания, образованную основной 5 и дополнительной 6 полостями. Основная полость 5 выполнена в днище поршня 2 и снабжена горловиной 7 диаметром D. Дополнительная полость 6 размещена в головке

40

45

нительная полость 6 в головке 3 цилиндра 1 выполнена в виде сопряженных между собой цилиндра и шарового сегмента, причем диаметры цилиндра и основания шарового сегмента равны 0,35-0,9 диаметра цилиндра, а объем полости головки цилиндров составляет 0,02-0,10 от общего объема камеры сгорания.

В варианте выполнения двигателя внутреннего сгорания (фиг.6) дополнительная полость 6 в головке 3 цилиндра 1 выполнена в виде тороидальной полости с радиусом образующей

обр

(1,1-1,8)-R

Ц И/

3 цилиндра 1 соосно с основной поло- 50 окружности, превышающим в 1,1-1,8 ра- стью и выполнена в виде тела вращения за радиус диаметра цилиндра: по профильной поверхности, причем профильная поверхность дополнительной R полости образована косинусоидой в интервале от -1Гдо +$ , обращенной 55 к горловине 7 основной полости 5, Основание дополнительной полости 6 выполнено с диаметром, превышающим диНаличие вытеснителя, через который выходит в камеру сгорания носок распылителя форсунки, способствует искривлению траектории вихря, интен0

5

нительная полость 6 в головке 3 цилиндра 1 выполнена в виде сопряженных между собой цилиндра и шарового сегмента, причем диаметры цилиндра и основания шарового сегмента равны 0,35-0,9 диаметра цилиндра, а объем полости головки цилиндров составляет 0,02-0,10 от общего объема камеры сгорания.

В варианте выполнения двигателя внутреннего сгорания (фиг.6) дополнительная полость 6 в головке 3 цилиндра 1 выполнена в виде тороидальной полости с радиусом образующей

обр

(1,1-1,8)-R

Ц И/

ности, превышающим в диус диаметра цилинд

окружности, превышающим в 1,1-1,8 ра- за радиус диаметра цилиндра: R

Наличие вытеснителя, через который выходит в камеру сгорания носок распылителя форсунки, способствует искривлению траектории вихря, интенсифицирует его вращение, улучшает перемешивание топлива с воздухом, что способствует повышению полноты сгорания, улучшению топливной экономичности, снижению токсичности и дымноети.

В варианте выполнения двигателя внутреннего сгорания (фиг.7) дополни5501956

пространства, радиальные вихри не зажимаются и не теряется их ориентация при тепловой деформации кромки камеры поршня, что увеличивает долю воздушного заряда, принимающего участие в процессе сгорания, поддерживается интенсивная турбулизация смеси, повышается топливная экономичность,

Изобретение позволяет повысить топливную экономичность и снизить теплонапряженность деталей, токсичность и дымность отработавших газов. При движении поршня 2 к верхней мертвой точке (ВМТ) воздушный заряд устремляется в камеру сгорания. Несмотря на температурную деформацию кромки горловины 7 воздушный заряд беспрепятственно попадает в полость 5 благодаря наклонному участку полости 6. В результате в полости поршня 2 образуется интенсивный торообразный вихрь. Топливо впрыскивается форсункой 4 так, что топливные факелы касаются поверхности горловины 7, при этом наличие полости 6 позволяет избежать касания топливных факелов о головку 3 при оптимальном выступании носка распылителя форсунки 4. При прохождении поршня 2 ВМТ и движении вниз торообразный вихрь не теряет ориентации, так как попадает в полость 6, где возникают дополнительные вихри, выходящие затем в надпоршневое пространство. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

тельная полость 6 в головке 3 цилинд- 10 снижается токсичность н дымность от- ра 1 выполнена в виде шарового усеработавших газов.

ченного сегмента, обращенного к горловине полости в поршне большим основанием, диаметр которого равен 0,35-0,9 диаметра цилиндра, а объем полости головки цилиндров составляет 0,02-0,10 от общего объема камеры сгорания.

Если диаметр основания дополнительной полости 6 меньше 0,35ВЦ, тогда кромка камеры поршня 2 при тепловой деформации будет находится напротив плоского огневого днища головки 3 цилиндра. При прохождении поршнем 2 верхней мертвой точки (ВМТ) и при нахождении его в ВМТ задерживается перетекание воздушного заряда из над- поршневого пространства из-за образовавшейся узкой горловины по периметру наружной кромки камеры сгорания и плоским днищем головки цилиндров, в результате чего радиальные воздушные вихри зажимаются и теряется их ориентация при тепловой деформации кромки камеры поршня, что уменьшает долю воздушного заряда, принимающего участие в процессе сгорания, снижается турбулизация смеси, ухудшается топливная экономичность, повышается токсичность и дымность отработавших газов.

В случае, если диаметр фигуры нижнего основания полости 6, выполненной в головке 3 цилиндра 1, будет больше величины 0,9 диаметра цилиндра, то это приводит также к образованию зас- стойных зон в надпоршневом пространстве, нарушению герметичности газового стыка, нарушению процесса смесеобразования, снижению полноты сгорания, увеличению токсичности и дымнос- ти отработавших газов.

Если диаметр основания дополнительной полости 6, выполненной в головке 3 цилиндра, равен (0,35-0,9)ВЦ, тогда при прохождении поршнем 2 верхней мертвой точки топливовоздушный поток беспрепятственно поступает в полость поршня 2 из надпоршневого

снижается токсичность н дымность от-

работавших газов.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

При движении поршня 2 в верхней мертвой точке (фиг.1) воздушный заряд устремляется в камеру сгорания. Несмотря на температурную деформацию кромки горловины 7, воздушный заряд беспрепятственно попадает в полость 5 благодаря наклонному участку полости 6. В результате в полости поршня 2 образуется интенсивный торообразный вихрь. Топливо впрыскивается форсункой 4 так, что топливные факелы касаются поверхности горловины 7, при этом наличие полости 6 позволяет избежать касания топливных факелов о головку 3 при оптимальном выступании носка распылителя форсунки 4. Яри прохождении поршнем 2 ВМТ и движении вниз торообразный вихрь не теряет ориентацию, так как попадает в полость 6, где возникают дополнительные вихри, выходящие затем в надпорш- невое пространство.

Таким образом, наличие полости 6 в головке 3 цилиндра 1, выполненной соосно полости 5 в поршне 2 и с оптимальным соотношением объемов, позволяет вовлечь в процесс смесеобразования возможно большую часть воздушного заряда цилиндра 1 при движении поршня 2 к ВМТ и поддержать интенсивную турбулизацию смеси после прохождения поршнем 2 ВМТ, свести к минимуму потери энергии на перетекание, что обеспечивает полноту сгорания топлива, повышается топливная экономичность, снижаются токсичность и дымность отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.

Формула изобретения

Фив. 2

(О.35т0.9)Вц

фиг.З

(0,35-0,9) Ац

Ги35-т&а)-Дц

фигЛ

фиг.5

1550195 (U3S±U3) tiL

фиг