УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИГАНИЯ РАБОЧЕЙ СМЕСИ В КАРБЮРАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО ГОРЕНИЯ Советский патент 1939 года по МПК F02B19/02 

Известны устройства для зажигания рабочей смеси в карбюраторных двигателях внутреннего горения, в которых используются нагретые теплотой отработавших газов стенки запальной камеры, периодически и автоматически сообщаемой и разобщаемой от рабочего цилиндра посредством плунжерного клапана.

В предлагаемом устройстве этого рода на цилиндровой крышке укреплен снабженный наружными ребрами запальный колпачок, выступающий в выхлопной канал и частично защищаемый от наружных тепловых потерь дополнительным выхлопным клапаном или экраном.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез устройства; фиг. 2 - продольный разрез иной формы устройства; фиг. 3 - разрез по линии АВ на - фиг. 2.

На крышке 1 рабочего цилиндра 2 укреплен снабженный наружными ребрами стальной запальный колпачок 3, ввинченный своим нижним концом в гайку 4, которая зажата между цилиндром 2 и крышкой 1, с прокладкой двух шайб 5 и 6 из слюды или другого непроводника тепла. Запальная камера 7 колпачка 3, выступающего своей оребренной частью в выхлопной канал 8, через шайбу 6 и канал 9 в головке цилиндра сообщается с выемкой 10. Для закрытия канала 9 служит плунжерный клапан 11, охлаждение головки коего во время работы производится воздухом, проходящим через щели 12 и каналы 13 и 14.

Плунжерный клапан 11, упирающийся в пружину 16, которая давит на него с усилием в 1-2 атм., может двигаться внутри регулировочного цилиндра 17. Этот последний упирается в пружину 18, степень нажатия которой регулируется через посредство пистона 19 эксцентриком 20, сидящим на регулировочном валике 15. В описываемой конструкции применены для последовательно соединенных выхлопных клапана 21 и 22. Применение двух клапанов желательно (но не обязательно) для того, чтобы свести к минимуму охлаждение запального колпачка 3 во время всасывания и сжатия.

В съемном приливе 23 помещен добавочный выхлопной клапан 24, имеющий целью защиту запального колпачка от тепловых потерь и управляемый от того же распределительного валика, что и основные выхлопные клапаны, причем для него на распределительном валике имеется самостоятельный кулачок, управляющий этим клапаном 24 так, что он открывается и закрывается немного раньше основного выхлопного клапана.

В начале сжатия смеси цилиндр 17 и плунжерный клапан 11 находятся в своем нормальном положении (фиг. 1).

Когда степень сжатия бензино-воздушной смеси в рабочем цилиндре достигает заранее назначенного предела, давление смеси на кольцевое основание цилиндра 17 отодвигает этот цилиндр и клапан 11 и смесь врывается в камеру 7 колпачка 3, где давление значительно меньше. Происходит воспламенение смеси от стенок колпачка. Во время горения смеси как цилиндр 17, так и плунжерный клапан 11 отжаты вниз.

В момент выхлопа канал 9 остается открытым в виду того, что давление пружины 16 рассчитано на 1-2 атм. Таким образом газ из колпачка выходит, что способствует охлаждению выемки 10.

После получения достаточного разрежения в полости колпачка 3 головка плунжерного клапана 11 опять закрывается и может вновь открыться только посредством смещения цилиндра 17. Так как после выхлопа колпачок 3 начинает охлаждаться, можно не опасаться, чтобы расширение газа в колпачке, вследствие нагревания, открыло плунжерный клапан 11.

В канале 9 имеется отверстие 25 канала, ведущего к тепловой электрической свече (не видной в данном разрезе), которая предназначена для зажигания смеси при пуске двигателя до того момента пока запальный колпачок не прогреется настолько, чтобы вызывать зажигание. Свеча питается током от аккумулятора до тех пор, пока динамо не дает тока, а затем от динамо. После прогрева колпачка 3 питание свечи током отключается и свеча перестает работать.

Описанное устройство с дополнительным выхлопным клапаном является надежной системой для машин с малым и средним числом оборотов, в которых время охлаждения колпачка достаточно велико и применение добавочного клапана 24, повидимому, необходимо.

Для быстроходных двигателей (авиационного типа), где выхлоп газов происходит очень часто, предлагается. применить несколько иную форму устройства (фиг. 2).

В крышке цилиндра 1 (форма разработана применительно к четырехклапанному двигателю АМ-34) имеется канал 26, наглухо закрытый головкой пустотелого плунжерного клапана 11, на головку которого давит пружина 27 с такой силой, что клапан открывается лишь в конце сжатия смеси. Момент открытия клапана 11 регулируется изменением напряжения пружины 27 посредством пистона 19, эксцентрика 20 и валика.

После того, как клапан 11 открыт, смесь проникает в камеру 28, и поверхность клапана, на которую давит смесь, увеличивается. Поэтому клапан 11 отодвигается в свое исходное положение и специальным заплечиком плотно прижимается к корпусу 29, чем устраняется возможность просачивания газа в атмосферу во время взрыва смеси.

После отжатия клапана 11 смесь через решетку 30 из камеры 28 попадает в камеру 7 запального колпачка 3. От соприкосновения с решеткой 30 и гофрированной стенкой камеры 7 смесь воспламеняется.

В период выхлопа газов давление в цилиндре падает, но клапан 11 закрывается не сразу в виду того, что поверхность, на которую давят газы, значительно больше той поверхности, на которую давит смесь в момент сжатия (на фиг. 2); соотношение поверхностей таково, что если клапан 11 открывается при давлении в цилиндре в 7 кг/см², то закрывается он при давлении в цилиндре, равном 1 кг/см².

Таким образом в камерах 7 и 28 давление при закрытом клапане 11 всегда будет значительно меньше, чем давление в цилиндре, что необходимо для зажигания смеси.

Решетка 30, установленная на слюдяной изоляции, предназначена для аккумуляции тепла в момент взрыва и для защиты камеры 7 от охлаждения более холодной камерой 28.

В момент пуска зажигание происходит от электрической свечи 31, питаемой от аккумулятора и динамо, как описано выше. После пуска питание свечи отключается.

Для уменьшения рассеивания тепла запальным колпачком 3 во время всасывания и сжатия применен теплоизолирующий экран 32 (фиг. 2 и 3), изготовленный из специального шамота или другого достаточно стойкого теплоизолятора. Экран укреплен на съемной части выхлопной трубы при помощи трех винтов 33, ввинченных в огнеупорные куски стали, заделанные в материал экрана 32. Для меньшего излучения колпачок 3 обработан в черный цвет, а наружная часть экрана 32 покрыта глазурью для лучшего отражения.

1. Устройство для зажигания рабочей смеси в карбюраторных двигателях внутреннего горения с использованием нагретых теплотой отработавших газов стенок запальной камеры, периодически и автоматически сообщаемой и разобщаемой от рабочего цилиндра посредством плунжерного клапана, отличающееся применением укрепленного на цилиндровой крышке открытого в запальную камеру оребренного снаружи запального колпачка 3 (фиг. 1-3), выступающего своей оребренной частью в выхлопной канал и частично защищенного от наружных тепловых потерь дополнительным выхлопным клапаном 24 (фиг. 1) или экраном 32 (фиг. 2 и 3).

2. В устройстве по п. 1 применение помещенной в запальной камере пусковой электрической свечи накала.

3. В устройстве по п. 1 применение регулировочного эксцентрика 20, служащего для изменения натяжения пружины, нагружающей автоматический плунжерный клапан 11 (фиг. 1 и 2), сообщающий и разобщающий запальную камеру с рабочим цилиндром.