Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02B23/08 

1

(21)4644179/06 (22)31.01.89 (46)23.06.91. Бюл. №23

(71)Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола

(72)М.Ф.Чеповский (53)621.434(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1204758, кл. F 02 В 23/00, 1984

(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57)Изобретение позволяет повысить топливную экономичность и снизить техничность отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнем 2 и головку 3 с

углублением 4 для полости камеры сгора ния, большим и малым вытеснителями впускным 8 и выпускным клапанами. По следние соединены с впускным 10 и выпускным патрубками, выполненными в головке 3, В камере сгорания размещены электроды свечи 7 зажигания, установленной в малом вытеснителе. В большом вытеснителе, расположенном под впускным патрубком 10 предусмотрен по меньшей мере один капиллярный канал 12, посредством которого полость камеры сгорания сообщена с впускным патрубком 10, а электроды свечи 7 размещены в углублении 13. На такте сжатия под воздействием перепада давлений меж ду углублением 4 и впускным патрубком 10 происходит .частичный переток рабочей

О СП VJ

о ю о

смеси через канал 12 в полость впускного патрубка 10. При термодинамических усло- оиях е цилиндре двигателя, характерных для порога возникновения детонационного механизма сгорания благодаря демпфирующему эффекту (дросселированному переИзобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателест- роению, а именно к двигателям внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение топлив- ной экономичности и снижение токсичности отработавших газов.

На фиг.1 представлен предлагаемый двигатель: на фиг,2 - вид А на фиг.1.

Двигатель содержит цилиндр 1 с порш- нем 2, головку 3 цилиндра 1 с углублением 4 для полости камеры сгорания, образованной дниа(ем поршня 2 и стенками цилиндра 1. большим 5 и малым 6 вытеснителями. В полости камеры сгорания размещены элек- троды свечи 7 зажигания, установленной в вытеснителе 6, впускной 8 и выпускной 9 клапаны. Последние соединены с впускным 10 и выпускным 11 патрубками, выполненными в головке 3.

В габаритах большого вытеснителя 5. расположенного под впускным патрубком 10, предусмотрен по меньшей мере один капиллярный канал 12 (показано два), посредством которого полость камеры сгора- яия сообщена с полостью впускного патрубка 10. Электроды свечи 7 зажигания размещены в углублении 13 прилива 14.

Суммарное проходное сечение каналов 12 выбирается из расчета, чтобы при пере- токе газовой смеси в пределах 2-15% от объема свежего заряда в полость впускного патрубка 10 в процессах сжатия, сгорания и расширения предотвратить проникновение пламени из полости камеры сгорания в по- лость впускного патрубка 10. С этой целью каналы 12 выполняются пламягасящими. Пламягашение достигается при отношении длины канала 12 к его диаметру l/d в пределах 15-25. В случае несоблюдения условий пламягашения выбирается большее число каналов (2-3 канал а) соответственно с меньшим проходным сечением каждого из них с условием соблюдения эквивалентного суммарного проходного сечения.

Суммарная площадь проходного сечения fi выбирается из условия обеспечения оптимума коэффициента дросселированно

току части газов из углубления 4 в полость впускного патрубка через канал 12) срезаются волны повышения давления и температуры, чем предотвращается детонационный характер сгорания. 2 з.п. ф-лы. 2 ил.

го перетока К др - - -

который для

fk МУГ Vri л

широкого диапазона размерностей и быстроходности двигателя выбирается в пределах Кдр 0,1-10, где Vh - рабочий объем цилиндра.

Двигатель работает следующим образом.

При перемещении поршня 2 в цилиндре

1от верхней мертвой точки (ВМТ) и нижней мертвой точке (НМТ) на такте впуска под действием разрежения в надпоршне- вом пространстве в камеру сгорания при открытом впускном клапане 8 через впускной патрубок 10 поступает свежая топли- вовоздушная смесь. Происходит такт наполнения цилиндра 1, который заканчивается в момент закрытия клапана 8 согласно выбранных фаз газораспределения.

При возвратном перемещении поршня

2от НМТ и ВМТ при закрытых впускном 8 и выпускном 9 клапанах смесь цилиндровых газов сжимается., т.е. реализуется такт сжатия. На такте сжатия в камере сгорания образовавшаяся рабочая смесь турбулизуется вытеснительным потоком, образующимся в процессе вытеснения (перетока) заряда из защемленной зоны, т.е. между поршнем 2 и большим вытеснителем 5 в углубление 4 (фиг.1).

Одновременно с этим под воздействием перепада давлений между углублением 4 камеры сгорания и полостью впускного патрубка 10 происходит частичный переток рабочей смеси через каналы 12 в полость впускного патрубка 10, что благодаря уменьшению давления Рс и температуры Тс в процессе сжатия снижает скорость протекания предпламенных реакций и способствует улучшению детонационной характеристики двигателя.

При подходе поршня 2 к ВМТ на такте сжатия, как обычно, на электроды свечи 7 зажигания подается высоковольтное напряжение, Происходит поджигание рабочей смеси в камере сгорания.

В начальной фазе сгорания благодаря наличию углубления 13 стабильно развивается первичный очаг горения и фронт пламени.

В процессе распространения пламени от пересжатия на номинальном нагрузочном режиме, режимах перегрузкидвигателя и вследствие возникновения резонансных автоколебательных процессов могут созда- саться условия для возникновения детонации.

При термодинамических условиях в цилиндре двигателя, характерных порогу возникновения детонационного механизма сгорания и в его начальной фазе благодаря демпфирующему эффекту (дросселированному перетоку части газов из углубления 4 в полость впускного патрубка 10 через каналы 12) срезаются волны повышения давления и температуры, чем предотвращается детонационный характер сгорания. Одновременно с этим примешивание к свежему заряду балластных компонентов ( в том числе и продуктов сгорания) в комплексе с задержкой темпа повышения Рс и Тс компенсирует падение оптимального угла опережения зажигания, вызываемого пересжатием двигателя, обеспечивая дополнительный эффект повышения степени последующего расширения 6 и эффективных показателей работы двигателя,

После прохождения пламени по объему камеры сгорания следует расширение рабочего тела, выпуск отработавших газов и ра бочий цикл двигателя повторяется.

Формула изобретения

впускным и выпускным патрубками и выполненными с большим и малым вытеснителями, и камеру сгорания, образованную днищем поршня и стенками цилиндра и вытеснителей и имеющую свечу зажигания, установленную в малом вытеснителе, отличающийся тем, что, с целью повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов, камера сгорания сообщена с впускным патрубком при

помощи по меньшей мере одного капиллярного канала.

канал выполнен в последнем.

сечения капиллярного канала к рабочему объему цилиндра составляет 0,1-10 мм /л.

8