Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК F02F3/00 

Изобретение относится к двигателестрое- нию.

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности.

На фиг. 1 показан поршень двигателя, разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Двигатель содержит поршень с направляющим поясом 1, уплотнительными кольцами 2 и 3, днищем 4 с жаровым поясом на периферии, в зоне которого выполнена кольцевая канавка 5 с щириной в и наклонным основанием, обеспечивающим увеличение глубины канавки в осевом направлении от днища к уплотнительным кольцам. Возможно применение в качестве образующей основания 5 некоторой оптимальной кривой, близкой к синусоиде, однако предпочтительнее прямая образующая, т.е. коническая форма основания. Угол наклона основания а реализуется в пределах 7-15°, объем канавки удовлетворяет соотношению .. г где К - объем канавки;

Kij- - объем камеры сгорания;

т).- объемный КПД рабочего цикла.

fe. объем полости между канавкой поршня и стенкой цилиндра 6 должен примерно в 1,5-2 раза превышать объем утечек в уплотнениях при давлении конца сжатия.

Диаметр поршня в нагретом состоян;1И (у работающего двигателя) вблизи днища меньше диаметра порщня D в уплотняющем поясе на величину 2S, где S - радиальный зазор, который может быть принят равным 0,1 0,5 мм в зависимости от диаметра цилиндра и типа двигателя (меньшие величины рекомендуются для карбюраторных двигателей). В зоне зазора S на поршне может быть выполнен цилиндрический участок поверхности с длиной 1-3 мм.

Эффективность двигателя повышается при использовании традиционных металлических разрезных пружинящих колец 3 и при использовании сплошных (неразрезных) колец 2, выполненных из растяжимого антифрикционного материала, например фторо- пласта-4 в его чистом виде или с графитовым наполнителем. Между кольцом 2 и основанием канавки устанавливается расширительное кольцо 7, например, круглого сечения (тороидальной формы), выполненное из термостойкого элластичного материала, например из силиконовой резины.

При работе двигателя при движении поршня к верхней мертвой точке происходит процесс сжатия, давление и температура в рабочей камере и в сообщающейся с ней через кольцевой зазор полости канав1

(Л

сд

;о о

СП

со сд

ки 5 возрастают. Затем в-камеру сгорания осуществляется впрыск топлива, происходит его самовоспламенение и сгорание,- примерно вдвое повышается давление и температура возрастает далее. Продукты сгорания через зазор S проникают в полость канавки и поджимают объем сжатого воздуха в ней до давления в камере сгорания. При этом благодаря малости угла а течение продуктов сгорания в канавку является безотрывным, фронт 8, разделяющий объем 9 канавки, занятый продуктами сгорания, и объем 10 с сжатым воздухом, имеет малую протяженность в направлении его движения. Указанные объемы 9 и 10 сохраняют в первом приближении свои температурные параметры. В результате контакт высокотемпературных продуктов сгорания с уплот- нительным кольцом 3 блокируется объемом сжатого воздуха 10, температура которого в 2 раза ниже.

В карбюраторном двигателе предусмотрены дополнительные меры для предупреждения воспламенения смеси в полости канавки 5, что обеспечивается достаточно малой величиной зазора S и длиной щели в осевом направлении. Оптимальные величины зазора S и его длина, обеспечивающие гащение фронта пламени при прохождении

через зазор, путем.

определяются эмпирическим

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, поршень с головкой, днищем и уплотнительными кольцами,камеру сгорания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности,

на боковой поверхности головки выполнена кольцевая канавка с переменной глубиной, увеличивающейся в осевом направлении от днища порщня к уплотнительным кольцам, связанная с камерой сгорания.

2.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что основание кольцевой канавки со стороны наружной поверхности головки порщня выполнено коническим.

3.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть уплотнительных

колец выполнена в виде сплощных неразрезных колец из упругого материала, поджатых расщирителями, выполненными из эластичного материала.

4.Двигатель по пп. 1-3, отличающийся тем, что неразрезные уплотнительные кольца выполнены из фторопласта, а расширители выполнены из термостойкой силиконовой резины.

Изобретение относится к двигателестроению. Цель изобретения - повышение надежности и экономичности. Поршень двигателя внутреннего сгорания имеет в районе шарового пояса канавку переменной величины по высоте поршня, выполненную на боковой поверхности последнего. В процессах сгорания и расширения сжатый воздух в канавке блокирует проникновение высокотемпературных продуктов сгорания в зазоры уплотнительных колец, чем обеспечивается снижение теплонапряженности шарового пояса поршня. Эффективность двигателя повышается при установке неразрезных сплошных колец, выполненных из упругого материала, например фторопласта. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг.1

Фи.г