Предлагаемый способ воспламенения заряда в двигателях внутреннего горения предназначается для предотвращения детонации и уменьшения возможности образования в заряде химически активных центров, обусловливающих способность заряда к детонации. Способ имеет ту особенность, что производят перенос воспламеняющего импульса вглубь камеры горения со скоростью, превосходящей скорость распространения фронта пламени при бездетонационном горении. Для переноса восп/:аыеня1€щего импульса впрыскивают в конце такта сжатия дополнительное количество топлива в виде сильной струи или образуют факельный разряд ультравысоких частот (эффект Зилитинкевича).
На чертеже фиг. 1 изображает в продольном разрезе одно из возможных устройств для выполнения способа, фиг. 2 - поперечный разрез устройства по фиг. 1, а фиг. 3 - схему другого устройства для выполнения способа.
Для осуществления способа можно использовать несколько приёмов для переноса воспламеняющего импульса вглубь камеры горения.
Форсунка 1 для впрыска топлива и запальное устройство не объединяются в унитарный конструктивный узел, а связываются в единую систему посредством переходника 3.
Искровой промежуток 2 образуется между контактом 6 свечи и контактом 4 (фиг. 1,2), Оба контакта смещены относительно оси струи топлива из форсунки 1.
Переходник 3 ввёртывается в свечное отверстие цилиндра нарезанной под свечную резьбу частью 5. Струя воспламенённого топлива попадает в цилиндр по каналу 7 переходника 3.
Впрыск топлива можно производить посредством плунжерных насосов обычного типа, применяемых для системы непосредственного впрыска.
оптимальной
Для определения
подаваемого дозировки топлива,
необходимо через форсунку 1,
регулировать иметь возможность подачу насоса вручную.
Воспламенение удобнее всего производить посредством магнето обычного типа баз автомата опережения. Угол опережения устанавливается в соответствии с установленным опережением впрыска.
Однако, как показали опыты, воспламенить электрической искрой бензиново-воздушную струю не удаётся. Иной эффект сопровождает поджигание искрой струи чистого бензина. В этом случае воспламенение струи происходит немедленно по соприкосновении струи с искрой. Воспламенение одинаково надёжно как при поджигании струи у её основания, так и в её конце, т, е. в условиях различных скоростей струи относительно искры.
Даже при весьма кратковременном воздействии искры на струю, достигаемым угловым перемещением форсунки, при котором происходило почти мгновенное пересечение струи с искровым промежутком, струя бензина немедленно воспламеняется.
На основании этих опытов, можно сделать следующие выводы:
1.Условия в пограничном пространстве струи бензина таковы/ что обеспечивается надёжная воспламеняемость струи посредством электрической искры. Электрическая искра способна воспламенить струю топлива, даже при значительных скоростях струи относительно искры.
2.При поджигании искрой частиц неиспарённого топлива, взвешенных в воздушной струе, в нём воспламеняются только те частицы топлива, которые непосредственно попадают в сферу искры.
В этом случае воспламенение не распространяется по всему объёму струи, вследствие незначительного теплового воздействия капель топлива друг на друга.
Однако вполне вероятно, что при достаточном обогащении бензино-воздушной смеси топливом можно достигнуть границ обогащения, выше которых будет обеспечена воспламеняемость частиц топлива по всему объёму при поджигании смеси искрой.
Следовательно, для осуществления факельного зажигания горючей смеси в двигателе приемлемо использование бензиновой струи, поджигаемой электрической искрой.
Следующим обстоятельством, откоторого зависит эффективность работы факельного зажигания, является скорость, и .дальность проникновения воспламеняющегосяимпульса вглубь камеры сгорания. Скорость эта должна превосходить скорость распространения фронта пламени в смеси, воспламенённой в какой-либо точке на периферии камеры горения, а дальность проникновения должна составлять по крайней мере, половину диаметра цилиндра. Необходимо также обеспечить полное сгорание топлива, образующего факел с тем, чтобы продукты сгорания факела участвовали в рабочем процессе двигателя.
Известно, что при впрыске топлива из форсунки с ццлиндрическим соплом, достаточно высоких давлениях впрыскивания и больших скоростях истечения, струя распадается только на значительном расстоянии от форсунки. Разрыв струи происходит внезапно и сопровождается раздроблением её на мелкие капли.
Подобный характер развития струи должен способствовать быстрому переносу воспламеняющего импульса вглубь камеры горения и полному сгоранию топлива, образующего факел.
Для переноса воспламеняющегося импульса можно также использовать эффект образования факельного разряда ультравысоких частот, описанный в 1928 г. Зилитинкевичем. Этот эффект заключается в том, что при известных условиях на одном конце катушки колебательного контура коротковолнового генератора в точке наибольшей амплитуды напряжений возникает значительное электрическое истечение, имеющее форму факела.
В опытах Мочалова, проводившихся в 1938 г., размеры факела в длину составляли 15 см при мощности в 200 ватт и 6 см при мощности 100 ватт. Для создания факельного разряда может быть применена схема по фиг. 3.
На конце катущки образуется факел, температура внутри котоporo составляет около 2000° С. Колебательный контур выполняется отдельным агрегатом, устанавливаемым на моторе или около мотора, а в свечные отверстия цилиндров вводятся посредством фидера ответвления от колебательного контура таким образом, что на концах этих ответвлений имеют место максимальные амплитуды напряжений.
Рабочий цикл в этом случае осуществляется следующими способами:
а)горючая смесь подаётся в цилиндр ка такте всасывания и воспламеняется в конце такта сжатия посредством импульса, подаваемого указанным высокочастотным электрическим генератором, только в конце такта сжатия;
б)горючая смесь подаётся в цилиндр на такте сжатия и воспламеняется по мере поступления в цилиндр указанным высокочастотным электрическим генератором. В этом случае воспламеняющий импульс подаётся генератором либо непрерывно, либо одновременно с впрыском горючего.
П р е д,м ет изобретения
1.Способ воспламенения заряда в двигателях внутреннего горения, отличающийся тем, что производят перенос воспламеняющего импульса вглубь камеры горения со скоростью, превосходящей скорость распространения фронта пламени при бездетонационном горении.
2.Приём выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что перенос воспламеняющего импульса осуществляют путём впрыска, в виде сильной струи, дополнительного количества топлива в конце такта сжатия.
3.Приём выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что перенос воспламеняющего импульса осуществляют путём образования факельного разряда ультравысоких частот (эффект Зилитинкевича).
4.Устройство для осуществления способа по п. п. 1 и 2, отличающееся тем, что контакты свечи расположены со смещением относительно оси струи топлива.
/
к
,ir -.--/
Фиг. 3
ша
.«Вйго
Uij
аГ
