Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1978 года по МПК F02B17/00 F02B7/02 F02M25/00 

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, преимушественно с воспламенением от сжатия, Известнь двигатели внутреннего егорания с воспламенением от сжатия, содержащие цилиндо, снабженный основной форсункой, соединенной с топливным насосом, и сообщенный .через впускной кла пан с впускным трубопроводом, в которо установлена вспомогательная форсунка, и через выпускной клапан, - с выпускным трубопроводом . Известно, что образование окислов азота в двигателях внутреннего сгорания происходит после впрыска топлива в локальных зонах камеры сгорания, имеющих высокук) температуру и концентраци воздуха. Образование окислов азота при этом завершается при положении поршня 15-2О поворота коленчатого вала за верхней мертвой точкой. ИзБестно, что окислы азота практически не образуются в области богатых смесей (X, ft 0,8, Оцнако, работа на таких смесях характеризуется повышенным выбросом с отработавшими газами углеводородов и окиси углерода, а также низкими экономическими и мошностными показателями. При работе известных двигателей вспомогательное топливо распространяется по всему объему цилиндра, что позволяет снизить образование окислов азота, но приводит к повышенному образованию углеводородов и окиси углерода. Целью изобретения является снижение токсичности отработавших газов двигателя. . С этой целью впускной трубопровод выполнен в виде двух каналов - основного и вспомогательного, последний из которых снабжен вспомогательной форсункой и заслонкой и расположен в зоне основной форсунки, причем впускной клапан со стороны вспомогательного каиала может быть снабжен ширмой для направлеггая смеси из вспомогательного канала в зону основной форсунки; заслонка вспомогательного канала может быть сблокирована с топливным насосом и вспомогательный канал может быть соединен с выпускным трубопроводом/ магистралью рециркуляции, в которой могут быть размещены теплообменник и запорный орган.,

На чертеже изображен вариант выпол нения двигателя.

Описываемый двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от.сжатия содержит цилиндр 1, снабженный основной форсункой 2, соединенной с топливным насосом-3. Цилиндр 1 сообщен через впускной клапан 4с впускным трубопроводом 5, расположенным в головке в цилиндра и через выпускной клапан 7с

выпускным трубопроводом 8„ Впускной трубопровод 5 выполнен в в|ще рааделен}1ых перегородкой 9 основного канала 10 и вспомогательного канала 11, который снабжен вспомогательной форсу1жой 12 и заслонкой J..3. Вместо форсунки 12 может быть Использован карбюратор. Впускной клапан 4 со стороны вспомо-. гательного канала. 11 снабжен ширмой 14 для направления смеси из вспомогательного канала в зону Д расположения основной форсунки 2, Заслонка 13 сблокирована с датчиком нагрузки, например рейкой топливного насоса 3,

Вспомогательный канал 11 может

быть соединен с выпускным трубопроводом 8 че.рез магистраль 15 рециркуляции (показана пунктиром), в которой могут быть размещены теплообменник 16 для охлаждения рециркулируемых газов и запорный орган 17 для регулирования их подачи, в зависимости от нагрузки двигателя,

При работе через основной канал 1О в цилиндр 1 двигателя, подводят воздух, а через вспомогательный канал 11. топливо-воздушнуго смесь, Которую приготовят путем впрыска в канал 11 топлива через вспомогательную .форсунку 12. Топливо-воздушную смесь в канале 11 можно приготовить и.карбюратором.

Коэффициент избытка воздуха топливовоздушной смеси в канале 11 регулируют а зависимости от нагрузки заслонкой 13 и подачей топлива через вспомогательную форсунку 12, Полученную, топливо-воздушayio смесь на канала 11 при помощи ширмы 14 на впускном клапане 4 направляю в зону Д , в которой размешена основная форсунка 2, В диаметрально противоположную сторону от зоны А проводят воздух из канала 10, Во время сжатия впускной клапан 4 закрыт и в цилиндре происходит частичный обмен между воздухом и топливо-воздушной смесью, поданной в зону А так, что к началу впрыска топлива в зоне впрыска образуется наиболее богатая топлкво-возду1иная смесь, а по мере удаления от нее- обедненная, вплоть до чистого воздуха,

В конце сжатия происходит впрыск основного топлива через основную форсунку 2 в зону обогащенной топливо-воздушной смеси, где и происходит воспламенение при недостатке воздуха, что способствует образованию большого количества активных центров воспламенения при минимальном образовши и окислов азота, :.

При расширении происходит догорание окисляемых продуктов сгорания в обедненной топливо-воадушной смеси и чистом воздухе. Окислы азота на этой стадии практически не образуются, поскольку температура для их образования будет недостаточна,

BbHiycK отработавших газов в выпускной трубопровод В происходит через выпускной клапан .7,

Для снижения образования окислов азота может быть предусмотрена реииркуляция отработавших газов во впускной трубопровод 5, в частности в его вспомогательный канал 11 по магистрали 15,

Формулаизобретения

1,Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержащий цилиндр, снабженный основной форсункой, соединенной с топливным насосом и сообщенный через впускной igianaH с впускным трубопроводом, в котором установлена вспомогательная форсунка, и через выпускной клапан - с выпускным трубопроводом, отличающийся тем,

.

что, с целью снижения токсичности отработавших газов, впускной трубопровод выполнен в виде двух каналов - основного и вспомогательного, последний из которых снабжен вспомогательной форсункой и заслонкой и расположен в зоне основной форсунки.

2,Двигатель поп, 1,отпича ющ и и с я тем, что впускной клапан со стороны вспомогательного канала снабжен ширмой для направления смеси из вспомогательного канала в зону основной форсунки. 3. Двигатель по п. 1, 2, отличающийся тем, что заслонка всп могательного канала сблокирована с топ ливным насосом. 4, Двигатель по п. 1, 2 и 3, о т личаюшийся тем, что вспомогательный канал соединен с выпускным трубопроводом магистралью рециркуляции, и в последней размешены теплообменник и запорный орган. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетвпьство СССР 228374, кл. Р О2 в 19/О1. 2. Смайлис В. И. Малотоксичные дизели. Л., Машиностроение, 1972, с. 77-79,