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

Изобретение относится к области поршневых форсированных наддувом двигателей внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания является основным источником механической энергии транспортных средств. Форсирование дизелей наддувом вызывает существенное затягивание процесса сгорания с расширением его диффузионной фазы, что значительно снижает топливную экономичность и повышает дымность отработавших газов этого типа двигателей. Своевременное и полное сгорание введенного в цилиндр двигателя топлива является необходимым условием высокой экономичности и малой токсичности форсированных наддувом дизельных двигателей.

Известна конструкция двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, в котором днище камеры сгорания снабжено выступом с закрепленной на торце теплоизолированной площадкой. Недостатком такого исполнения двигателя является невозможность равномерного распределения топлива и его паров в объеме камеры сгорания с интенсификацией смесеобразования в диффузионной стадии сгорания, Это обусловлено тем, что не все струи топлива контактируют с теплоизолированной площадкой, подвергаются рассеиванию и активному перемешиванию с кислородом воздуха после воспламенения.

Известна конструкция двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержащего цилиндрическую камеру в поршне, в центре которой на выступе закреплена проставка, разделяющая камеру сгорания на основную и аккумулирующую. Создавая благоприятные условия для перемешивания рабочего тела на ходе расширения в заключительной части диффузионного сгорания, такая конструкция не позволяет интенсифицировать смесеобразование и сгорание сразу после воспламенения, и что немаловажно, объем аккумулирующей полости является вредным, т,к. воздух, находящийся в ней, не полностью участвует в процессе сгорания, что снижает эффективность энергопреобразования в целом.

Целью изобретения является повышение топливной экономичности двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.

Указанная цель достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия содержит по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра с установленной в ней форсункой, имеющей распылитель с сопловыми отверстиями, камеру

сгорания, выполненную в днище поршня, и теплоизолированную вставку, жестко закрепленную на стойке, расположенной в центре камеры сгорания и связанной с дном

последней, причем вставка выполнена в виде многолучевой звездочки из упругого материала с количеством лучей, равным числу сопловых отверстий распылителя. Кроме того, оси сопловых отверстий распылителя на0 правлены в сторону лучей вставки с возможностью расположения оси каждого соплового отверстия и оси соответствующего луча в одной плоскости, проходящей через ось стойки, и пересечения осей соответству5 ющих соплового отверстия и луча в зоне его конца при положении поршня в верхней мертвой точке (В.М.Т.),

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный двигатель

0 внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия отличается тем, чт,о теплоизолированная вставка выполнена в виде многолучевой звездочки из упругого материала с количеством лучей, равным числу сопловых

5 отверстий распылителя, а оси сопловых отверстий распылителя направлены в сторону лучей вставки с возможностью расположения оси каждого соплового отверстия и оси соответствующего луча в одной плоскости,

0 проходящей через ось стойки, и пересечения осей соответствующих соплового отверстия и луча в зоне его конца при положении поршня в верхней мертвой точке.

На фиг. 1 показан общий вид двигателя

5 внутреннего сгорания, а на фиг.2 - вид на камеру сгорания со стороны головки цилиндра.

Описываемый двигатель содержит цилиндр 1 с размещенным в нем поршнем 2,

0 головку 3 цилиндра 1 с установленной в ней форсункой 4, имеющей распылитель 5 с сопловыми отверстиями 6, камеру сгорания 7, выполненную в днище поршня 2, и теплоизолированную вставку 8, жестко за5 крепленную на стойке 9, расположенной в центре камеры сгорания 7 и связанной с дном последней, и выполненную в виде многолучевой звездочки из упругого материала с количеством лучей, равным

0 числу сопловых отверстий 6 распылителя 5.

Оси 10 сопловых отверстий 6 распылителя 5 могут быть направлены в сторону лучей вставки 8 с возможностью расположе5 ния оси каждого соплового отверстия и оси соответствующего луча в одной плоскости, проходящей через ось стойки 9, и пересечения осей соответствующих соплового отверстия и луча в зоне его конца при положении поршня 2 в ВМТ.

Двигатель работает следующим образом.

При приближении к мертвым точкам силы инерции, действующие на многолучевую звездочку;достигают своего максимума, вы- зывая вынужденные колебания ее концов. В конце процесса сжатия в камеру сгорания 7 через распылитель 5 вспрыскивается топливо, которое, попадая на концы многолучевой звездочки, эффективно дробится. Дополнительная турбулизация воздушного заряда вокруг вибрирующих концов многолучевой звездочки способствует смесеобразованию в период диффузионного сгорания топлива. Таким образом, создаются условия для полного и быстрого сгорания поданного в цилиндр двигателя топлива.

Для обеспечения рациональной характеристики двигателя целесообразно турбу- лизировать заряд при больших цикловых подачах, соответствующих частоте максимального крутящего момента. В этом случае необходимо, чтобы за период впрыскивания топлива концы многолучевой звездочки совершили не менее одного полного коле- бательного движения. Следовательно, частота собственных колебаний должна быть не ниже частоты впрыскивания топлива.

Использование данного двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от ежа-

тия позволит улучшить топливную экономичность форсированного дизеля на режимах максимального крутящего момента. Формула изобретения

1.Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенным в ней поршнем, головку цилиндра с установленной в ней форсункой, имеющей распылитель с сопловыми отверстиями, камеру сгорания, выполненную в днище поршня, и теплоизолированную вставку, жестко закрепленную на стойке, расположенной в центре камеры сгорания и связанной с дном последней, отличающийся тем, что, с целью повышения топливной экономичности, вставка выполнена в виде многолучевой звездочки из упругого материала с количеством лучей, равным числу сопловых отверстий распылителя.

2.Двигатель по п.1,отличающийся тем, что оси сопловых отверстий распылителя направлены в сторону лучей вставки с возможностью расположения оси каждого соплового отверстия и оси соответствующего луча в одной плоскости, проходящей через ось стойки, и пересечения осей соответствующих соплового отверстия и луча в зоне его конца при положении поршня в верхней мертвой точке.

Сущность изобретения: двигатель содержит цилиндр 1 с камерой сгорания 7 в поршне 2 и теплоизолированной вставкой 8, жестко закрепленной на стойке 9, расположенной в центре камеры сгорания 7 и связанной с дном последней. Вставка 8 выполнена в виде многолучевой,звездочки из упругого материала с количеством лучей, равным числу сопловых отверстий 6 распылителя 5, а также направлением осей 10 сопловых отверстий 6 в сторону лучей вставки 8 таким образом, чтобы оси соответствующего соплового отверстия и луча пересекались в зоне его конца при положении поршня 2 в верхней мертвой точке, что позволяет эффективно разрушать жидкую структуру впрыскиваемого топлива, попадающего на вибрирующие концы многолучевой звездочки и дополнительно турбулизировать заряд в процессе диффузионного горения, что тем самым обеспечит быстрое и полное сгорание введенного в цилиндр топлива. 2 ил. сл с VI ON 00 VJ VJ 4

2

в

7