Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1981 года по МПК F02B19/10 

(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателе.сгроению и можег быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с форкамерно-факельным зажиганием. Известны двигатели внутреннего сгора ния, содержащие цилиндр с поршнет и головкой, ограничивающими основную каме ру сгорания, канал подачи топливе-воздушной смеси в основную камеру и свечу зажигания, установленную в головке цилиндров, подсоединенную к источнику тока при помощи токопроводящих элементов и снабженную центральной полостью, подключенной через подпружиненный клапан к дополнительному каналу подачи топл шо-воздущной смеси, и соплом для соединения с основной камерой сгорания. в известных двигателях на такте всасывания богатая топливо-воздушная смесь по каналу токопроводяшего электрода через клапан поступает в форкамеру свечи, а бедная - через впускной клапан в основную камеру сгораюш. На такте сжатия часть бедной смеси из камеры сгорания перетекает в форкамеру, где приобретает турбулентное движение, благодаря чему интенсивно смешивается с богатой смесью. Смесь, образованная в форкамере в результате смещивания бедной и богатой смесей, воспламеняется электрической искрой. Воспламенившаяся в форкамере смесь выбрасывается в виде горящего факела в основную камеру сгорания и поджигает бедную смесь il Недостатком известных двигателей, является то, что при работе на режимах холостого и особенно принудительного холостого хода имеются пропуски воспламенения смеси, что приводит к повышенному выбросу угл одородов в отработавших газах. Пропуски воспламенения при работе двигателя на режимах холостого И принудительного холостого хода связаны с тем, что на этих режимах ухудшаются условия развития начального очага воспламенения из-за возрастания количества остаточных газов в смеси и понижения давления впуска, а также крупномасштабноеги турбулентного движения смеси. Наличие первого и последнего факторов особенно неблагоприятно сказывается в двигателях с форкамерно-факельным зажиганием.

Цель изобретения - повышение экономичности и снижение токсичности путем путем интенсификации начального очага воспламенения.

Указанная цель достигается тем, что сопло выполнено с удлиненной криволинейной образующей, суммарный объем центральной полости и сопла составляет 0,5-2,5% от объема основной камеры сгорания, а объем полости составляет не более 1О% от суммарного объема сопла и полости, причем клапан может быть выполнен в виде токопроводящей пластины.

На фиг. 1 показан двигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 - свеча зажигания на фиг. 3 - узел I на фиг. 2; на фиг. 4 сечение на фиг. 2.

Двигатель содержит поршень I, перемещающийся в цилиндре 2, основную камеру сгорания 3, образованную внутренней полостью головки цилиндров 4 и пор- шнем 1, находящимся в В. М. Т., впускной клапан 5, свечу зажигания, состоящую из токопроводящего корпуса 6 с выполненным в нем соплом 7, изолятора 8j в котором размещен токопроводящий электрод 9 с каналом, клапан Ю и центральная полость 11. Токопроводящий электрод 9 со стороны полости 11 имеет токопроводящее седло 12, в котором размещена пружина 13. Пружина 13 одни концом закреплена в проточке седла 12, а другим - в проточке клапана Ю, который выполнен в виде токопроводящего пластинчатого элемента. Пружина 13 работает на растяжение и прижимает клапан 10 к седлу 12. Электрод 9 закреплен в изоляторе 8 гайкой 14. В полости 11 расположены упоры 15, которые составляют с корпусом 6 свечи единое целое.

Двигатель работает следующим образом.

На такте всасывания при перемещения порщня I вниз бедная смесь, под действием разряжения, образукшегося в надпорщиевом пространстве, через впускной клапан 5 поступает в основную камеру сгчэрания 3 и липшщр 2. Одновра 1енко под действием разряжения, преодолевая сопротивление пружины 13, открывается

клапан Ю и богатая смесь через канал токопроводящего электрода 9 поступает в центральную полость 11 к сопло 7. В конце такта всасывания, когда порщень

Iперемещается в нижнюю мертвую точку, рязряжение в цилиндре 2 и основной камере сгорания 3 уменьщается и клапан 1О закрывается под действием пружины 13, Поступление богатой смеси в полость 11 и сопло 1 прекращается.

На такте сжатия при перемещении поршня I вверх под действием давления, образующегося в надпоршневом пространстве, часть бедной смеси, из основной камеры сгорания 3 перетекает в сопло 7, заполненное богатой смесью, и вытесняет богатзто смесь в полость 11. В конце такта сжатия богатая смесь в полости 11 поджигается электрической искрой в зоне искрового промежутка, образованного нижней поверхностью прижатого к седлу 12 клапана Ю и упорами 15. Искровой промежуток 1гмеет зазор О,6-О,8 мм.

Высокое напряжение для образования электрической искры в искровом промежутке подается к токопроводящему электроду 9, Воспламенившаяся от искры богатая . смесь в виде горящего факела из полости

I1выбрасывается через сопло 7 в основную камеру сгорания 3 и поджигает находящуюся Taivi бедную смесь.

Чтобы исключить заброс бедной смеси, перетекающей в форкамеру из основной камеры сгорания 3 на такте сжатия в зону искрового промежутка полость 11 выполнена с минимальным объемом и составляет не более 1О% от суммарного объема сопла 7 и полости 11. Суммарный объем 0 составляет 0,5-2,5% от объема основной камеры сгорания 3. Клапан 10 в свече, служащий для впуска богатой смеси в форкамеру на такте всасыва{шя, вьшолнен в виде подпружиненного токопроводящего элемента. Пружина 13 расположена в канале токопроводящего электрода 9 и работает на растяжение, прижимая клапан Ю к седлу 12 токопроводящего электрода 9 в конце такта всасывания при достижении поршня 1 нижней мертвой точки, Наличие пружины 13 исключает перетекание богатой смеси через клапан .10, на такте сжатия обратно в канал токопроводящего электрода 9.

S Богатая смесь поджигается электрической искрой.в зоне искрового про1у ежутка в конце такта сжатася. Искровой промежуток, образованньА нижней поверхностью прижато-

го к седлу 12 клапана Ю и упорами 15, расположен в полости tt под клапаном Ю, Упоры 15 составляют с корпусом 6 свечи единое целое и предназначены для ограничения хода клапана Ю, Они выполняют также

роль массового электрода свечи.

Отсутствие перемешиватш бедной и богатой смесей в суммарном объеме позволяет подавать в него богатую топливовоздушную смесь с коэффициентом избытка воздуха равным 0,6-1,1, что беднее богатой топливо-воздуигаой смеси, подаваемой в форкамеру известных двигателей внутреннего сгорания с форкамерно-факельным зажиганием. Для приготовления и

подачи в форкамеру топливо- оздушной смеси с коэффициентом избытка воздуха О,61,1 требуется менее сложная топливоподающая аппаратура, а также уменьшается ее пршчэрание на стенках форкамеры и

на рабочих поверхностях клапана, что повышает надежность двигателя.

Формула изобретения. s

I. Двигатель внутреннего сгорания, содфжащий цилиндр с поршнем и головкой.

ограннчивающкми основную сгорания, канал подачи топливо-воздушной сме си в основную камору и зажигания, установленную в головке цилиндров, подсоединенную к источнику тока при помощи токопроводящих элементов и снабженную центральной полостью подключенной через подпружиненный клапан к дополнительному каналу подачи топливо-воздушной смеси, и соплом для соединй1ия с основной камерой сгорания, о тличающнйся тем, что, с целью повышения экономичности и снижения токсичности путем интенсификации начального очага воспламенения, сопло выполнено с удлиненной криволинейной образующей, суммарный объем центральной полости и сопла составляет 0,5-2,5% от объ&ла основной камеры сгорания, а объем полости составляет не более 1О% от суммарного объомо сопла и полости,

г. Патент США № 39О8625, кл. 123-32, опублик. 1975. Карбюратор

fplAZ.I ам.т