Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия Советский патент 1992 года по МПК F02B23/06 F02F3/26 

ным в нем поршнем, головку цилиндра, средство для создания вихревого движения заряда вокруг оси цилиндра, камеру сгорания, образованную головкой и двумя выполненными в поршне сопряженными между собой и смещенными в поперечном направлении выемками, ограниченными боковыми стенками и днищами/и установленную в головке топливную форсунку с распыливаю- щими отверстиями, оси которых направле- ны в выемки при положении поршня в верхней мертвой точке, причем первая выемка выполнена с поперечными размерами, превышающими поперечного размеры второй выемки. В этом двигателем выемки, образующие камеру сгорания, расположены рядом. Такое выполнение двигателя, обеспечивая малую жесткость работы, не является оптимальным по топливной экономичности и пусковым качествам. Ухудшение топливной экономичности обусловлено значительной поверхностью камеры сгорания, в результате чего увеличена теплоотдача к поршню. Ухудшение пусковых качеств обусловлено тем, что струя топлива, направленная в выемку, имеющую меньшие поперечные размеры, при пуске двигателя попадает на холодную стенку камеры сгорания, в результате чего ухудшается воспламенение топлива.

Целью изобретения является улучшение топливной экономичности и пусковых качеств двигателя.

Цель достигается тем, что вторая выемка, имеющая меньшие поперечные размеры, выполнена в днище первой выемки, имеющей большие поперечные размеры, со смещением в пределах контура ее днища.

Такое выполнение двигателя обеспечивает уменьшение поверхности камеры сго- рания, благодаря чему уменьшается теплоотдача к поршню и, следовательно, улучшается топливная экономичность. Струя топлива, направленная во вторую выемку и при пуске двигателя не достигает стенки камеры сгорания, благодаря чему на этом режиме не ухудш аются условия воспламенения топлива, а на рабочем режиме обеспечивается пристеночное смесеобра- зова ние и хорошее воспламенение заряда. На фиг, 1 изображен предлагаемый двигатель внутреннего сгорания, разрез по оси цилиндра; на фиг, 2 - разрез А-А фиг. 1.

Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия содержит цилиндр 1, в котором размещен подвижный поршень 2 (показанный в положении, соответствующем верхней мертвой точке). Цилиндр 1 закрыт головкой 3 цилиндра. Двигатель снабжен средством для создания вихревого

движения заряда вокруг оси А цилиндра 1 по стрелке 5, выполненным, например, в виде винтового впускного канала в головке 3 (не показано). Двигатель имеет камеру сгорания б, образованную головкой 3 и двумя выполненными в поршне 2 выемками 7 и 8. Выемки 7 и 8 сопряжены между собой и смещены в поперечном направлении одна относительно другой. Первая выемка 7 выполнена с поперечными размерами, превышающими поперечные размеры второй выемки 8. Первая выемка 7 ограничена боковой стенкой 9 и днищем 10 и выполнена в днище 11 поршня 1. Вторая выемка 8 ограничена боковой стенкой 12 и днищем 13. Боковая стенка каждой выемки образована поверхностью вращения (как показано фиг. 1 и 2). Вторая выемка 8 выполнена в днище 10 первой выемки 7 со смещением в пределах контура днища 10. Выемка 8 смещена также относительно оси поршня 2, совпадающей с осью 4 цилиндра 1. В головке 3 установлена топливная форсунка 14 с несколькими распыливающими отверстиями

(показана форсунка с тремя распыливающими отверстиями). При положении поршня 2 в верхней мертвой точке оси 15, 16 двух распиливающих отверстий форсунки 14 направлены в первую выемку 7, а ось 17 третьего распиливающего отверстия форсунки 14 направлена во вторую выемку 8 и проходит через первую выемку 7. Угол между осью 17 третьего рас- пыливающего отверстия форсунки 14 и боковой стенкой 12 выемки 8 меньше, чем углы между осями 15,16 двух первых раслылиеа- ющих отверстий форсунки 14 и боковой стенкой 9 выемки 7,

Двигатель работает следующим образом.

При такте всасывания в цилиндр 1 из впускного канала через впускной клапан (не показан) подают заряд воздуха, которому придают вращательное движение по стрелке 5 вокруг оси 4. При такте сжатия заряд воздуха сжимают в цилиндре 1 поршнем 2 В результате того, что воздуха сохраняет количество движения вокруг оси 4, а поперечный размер выемки 7 меньше диаметра

цилиндра 1, и поперечный размер выемки 8 меньше поперечного размера выемки 7, увеличивается интенсивность вихревого движения заряда в выемке 7 при подходе поршня 2 к верхней мертвой точке, и еще

больше увеличивается интенсивность вихревого движения заряда в выемке 8. В конце такта сжатия через форсунку 14 впрыскивается топливо в камеру сгорания 3. Топливо, поступающее через два первых распыливающих отверстия форсунки 14, попадает преимущественно в обьем воздуха в выемке 7. Топливо поступающее через выемку 7 и попадает в пристеночную зону выемки 8.

Стенки камеры сгорания 6 выполняет роль нагретой поверхности температура которой способствует ускорению прогрева и испарения топлива, что, с свою очередь, сокращает период задержки его воспламенения Созданию необходимых температурных условий во второй выемке 8 могут также способствовать мероприятия по ее тепловой изоляции При соответствующих температурных условиях, концентрации топлива, обеспечиваемой количеством подаваемого во вторую выемку топлива, величиной и ха- рактером движения воздушного заряда, в ней возникает очаг воспламенения, Указанные параметры определяются при доводке двигателей по известным методикам. После воспламенения пламя распространяется по всей камере сгорания 6.

Таким образом, создание условий преимущественно объемного смесеобразования для одной части топливных струй и преимущественно пристеночного для другой обеспечивает получение хороших показателей двигателя по скорости нарастания давления при горении, определяющей жесткость работы двигателя

При пуске двигателя струя топлива из третьего распыливающего отверстия форсунки 14 не достигает стенки камеры сгорания, благодаря чему улучшаются пусковые качества двигателя.

По сравнению с прототипом предлагаемый двигатель имеет улучшенные характеристики по топливной экономичности, благодаря меньшей теплоотдаче от стенок камеры сгорания, и улучшенные пусковые качества

Формула изобретения Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра, средство для создания вихревого движения заряда вокруг оси цилиндра, камеру сгорания, образованную головкой и двумя выполненными з поршне, сопряженными между собой и смещенными в поперечном направлении выемками, ограниченными боковыми стенками и днищами, и установленную в головке топливную форсунку с распыливаю- щими отверстиями, оси которых направлены в выемки при положении поршня в верхней мертвой точке, причем первая выемка выполнена с поперечными размерами, превышающими поперечные размеры второй выемки, отличающийся тем, что, с целью улучшения топливной экономичности и пусковых качеств, вторая выемка выполнена в днище первой выемки со смещением в пределах контура ее днища.

Сущность изобретения: двигатель имеет камеру сгорания 6, образованную го ловкой 3 и двумя выполненными в поршне 2 выемками 7 и 8. Выемки 7 и 8 сопряжены между собой и смещены в поперечном направлении одна относительно другой. Первая выемка 7 выполнена с поперечными размерами, превышающими поперечные Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Известны двигатели внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержа- щие по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, в котором выполнена камера сгорания, образованная неглубокой открытой выемкой относительно большого диаметра, и головку цилиндра с установленной в ней по центру камеры сгорания форсункой, имеющей несколько размеры второй выемки 8. Первая выемка 7 ограничена боковой стенкой 9 и днищем 10 и выполнена в днище 11 поршня 1. Вторая выемка 8 ограничена боковой стенкой 12 и днищем 13. Боковая стенка каждой выемки образована поверхностью вращения, Вторая выемка 8 выполнена в днище 10 первой выемки 7 смещением в пределах контура днища 10, Выемка 8 смещена также относительно оси поршня 2, совпадающей с осью 4 цилиндра 1. В головке 3 установлена топливная форсунка 14 с несколькими распыли- вающими отверстиями. При положении поршня 2 в верхней мертвой точке оси 15, 16двух распыливающих отверстий форсунки 14 направлены в первую выемку 7, а ось 17третьего распиливающего отверстия форсунки 14 направлена во вторую выемку 8 и проходит через первую выемку 7. Угол между осью 17 третьего распыливающего отверстия форсунки 14 и боковой стенкой 12 выемки 8 меньше, чем углы между осями 15, 16 двух первых расплывающихся отверстий форсунки 14 и боковой стенкой 9 выемки 7. 2 ил. распыливающих отверстий, направленных в выемку. Такие двигатели с объемным смесеобразованием имеют хорошие показатели по расходу топлива и хорошие пусковые качества, но в то же время имеют высокую скорость повышения давления при гор ении, что приводит к жесткой работе двигателей и является их недостатком Наиболее близким к изобретению является двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенСО с VI .N х| XI ю

J //

5

фиг-1

А-А

15

А

16

фиэ.2