Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК F01P1/06 

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению в частности, к устройствам для охлаждения головок цилиндра и для подогрева и испарения топлива.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий головку цилиндра, снабженную впускным и выпускным каналами, в которых установлены клапаны, и полостью охлаждающей жидкости, расположенной в межклапанной перемычке, топливный насос, подсоединенный при помощи всасывающей магистрали к топливному баку и через напорный трубопровод к форсунке, снабженной магистралью слива, подключенной к топливному насосу, и трубокомпрессор, воздухонапорный патрубок которого подсоединен к впускному каналу головки цилиндра 1 .

Однако в известном двигателе топливо, подогреваемое в полостиохлаждающей жидкости, не исполь-зуется непосредственно в его цилиндрах, что приводит к снижению эффективности работы. Кроме того, в нем необходимо применять специальную систему для охлаждения межклапанной перемычки, что приводит к дополнительным затратам энергии, усложняет конструкцию двигателя и, следовательно, снижа10ет надежность его работы.

Цель изобретения - повышение эффективности работы двигателя за счет использования подогретого топлива в цилиндре двигателя и

15 снижения затрат энергии.

Поставленная цель достигается тем, что двигатель снабжен дополнительным каналом, расположенным в головке цилиндра и подсоединенным

20 к впускному каналу и к полости охлащащей жидкости, а последняя подключена через свободный труббпровод к магистрали слива 3 и через перепускной канал к воздухонапорному патрубку. Дополнительный канал выполнен 6виде усеченного конуса, меньшее основание которого подсоединено к полости охлаждающей жидкости, причем отношение диаметра большего основания к меньшему равно 2. В полости охлаждающей жидкости установлена испарительная вставка, которая вь1полнена в виде зигзагообразных пластин с отверстиями. На фиГо1 приведена схема предлагаемого двигателя; на фиг.2 охлаждающая полость, поперечный разрез, по межклапанной перемычке; (на фиг.З - дополнительный канал, поперечное сечение , на фиг о 4-головка цилиндра, горизонтальное сечение по полости охлаждающей .жидкости. Двигатель содержит цилиндр 1, головку 2, впускной 3 и выпускной k каналы, клапаны 5 и 6, полость 7охлаждающей жидкости, расположен ную в межклапанной перемычке 8, топливный насос 9) подсоединенный при помощи всасывающей магистрали 10 к топливному баку 11 и через напорный трубопровод 12 к форсунке 13, магистраль 1А слива топлива в топливный насос 9 и турбокомпрес сор 15-, воздухонапорный патрубок 16 которого подсоединен к впускном каналу 3 головки 2 цилиндра 1. Кроме того, двигатель снабжен допо нительным каналом 17, расположенны 8головке 2 цилиндра 1 и подсоединенным к впускному каналу 3 и к по лости 7 охлаждающей жидкости, кото рая подключена через обводной трубопровод 18 к магистрали 14 слива и через перепускной канал 19 к воз духонапорному патрубку 16 турбоком рессора 15. Воздухонапорный патрубок 16 тур компрессора 15 подсоединен к впуск му каналу 3 через охладитель 20 на дувочного воздуха. Во всасьшающей магистрали 10 установлен насос 21 низкого давления и фильтр 22. Выпу ной канал подсоединен к турбине 23 турбокомпрессора 15. Дополнительный канал 17 выполне в виде усеченного конуса, меньшее основание 2Ц которого подсоединено к полости 7 охлаждающей жидкости, отношение диаметра большего основа 25 к меньшему 2А равно двум. В пол ти 7 охлаждающей жидкости установлена испарительная вставка 26, выполненная в виде зигзагообразных металлических пластин с отверстиями 27. Полость 7 подсоединена к обводному трубопроводу 18 и перепускному каналу 19 через канал 28 и выполнена в виде серповидной фигуры, внутренний радиус 29(R-) которой равен наружному радиусу седла 30 выпускного клапана 6. Двигатель работает следующим образом. Топливо из бака 11 насосом 21 низкого давления через фильтр 22 подается к топливному насосу 9 и далее по напорному трубопроводу 12 к форсунке 13о Топливо, которое в процессе работы форсунки 13 и топливного насоса 9 просачивается через неплотности прецизионных пар, отводится по магистрали и по обводному трубопроводу 18 в канал 28 и поступает в полость 7. Так как при работе двигателя давление воздуха в воздухонапорном патрубке 1б турбокомпрессора 15 больше, чем во впускном канале 3 из-за гидравлического сопротивления охладителя 20 и впускного тракта в целом, то часть воздуха поступает по перепускному каналу 19 в канал 28, в полость 7 охлаждающей жидкости, а затем во впускной канал Зо Происходит частичное распыливание и испарение топлива в полости 7. Под действием разности давлений в полости 7 и во впускном канале 3 при открытом впускном клапане 5 топливовоздушная смесь выходит через дополнительный канал 17, дополнитель но распыливаясь в объеме впускного канала 3. При закрывании впускного клапана 5 происходит повышение давления воздуха в объеме впускного канала 3. Колебания давления при открывании и закрывании впускного клапана 3 достигают до 0,3 кг/см . Поэтому при повышении давления в объеме впускного канала 3 воздух может поступать через дополнительный канал 17 в полость 7, а при падении давления топливовоздушная смесь выбрасывается из полости 7 во впускной канал 3. Настройка частоты собственных колебаний объема полости 7 на возмущающие колебания давления воздуха во впускном канале 3 усиливает .распыливающий эффект топлива дополнительным каналом 17.

Дополнительный канал 17 выполнен в виде усеченного конуса, меньшее основание 24 которого подсоединено к полости 7 охлаждающей жидкости с целью максимального использования пульсации избыточного давления во впускном канале 3. Важно в полость 7 подать как можно больше воздуха и ограничить поступление топливог воздушной смеси в полость впускного канала 3 при закрытом клапане 5 Для этого необходимо до минимума снизить потери энергии на-внутреннее трение при движении воздуха из впускного канала 3 в полость 7, т.е. когда в этом канале повышается давление. Это достигается с помощью выполнения канала 17 в виде усеченного конуса (.конфузора с отношением диаметров большего основания 25 к меньшему Z, равным двум.

Таким образом, охлаждение головки цилиндра двигателя только количеством топлива, поступающего через магистраль слива утечек является доста точным, чтобы форсировать двигатель ( в частности с воздушным охлаждением на без повышения тепловой напряженности межклапанной перемычки Кроме того, при организации подачи распыленного топлива во впускном канале дизеля может быть улучшена топливная экономичность на 2-3 Г/ЭЛ1С и снижен износ клапана и седла. При этом значительно упрощается конструкция предлагаемого двигателя в сравнении с известными и снижаются энергетические затраты на функционирование системы охлаждения межклапанной перемычки головки цилиндров.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания содержащий головку цилиндра, снабженную впускным и выпускным каналами в которых установлены клапаны, и полостью охлаждающей жидкости, расположенной в межклапанной перемычке, топливный насос, подсоединенный при помощи всасывающей магистрали к топливному баку и через напорный трубопровод к форсунке, снабженной магистралью слива, подключенной к топливному насосу, и турбокомпрессор воздухонапорный патрубок которого подсоединен к впускному каналу головки цилиндра, отличающийс тем, что, с целью повышения эффективности, он снабжен дополнительным каналом, расположенным в головке цилиндра и подсоединенным к впускному каналу и к полости охлаждающей жидкости, а последняя подключена через обводной трубопровод к магистрали слива и через перепускной канал к воздухонапорному патрубку.

2.Двигатель по п,1, о т л и - чающийся тем, что дополнител ный канал выполнен в виде усеченного конуса, меньшее основание которого подсоединено к полости охлаждающей жидкости, причем отношение диаметра большего основания к меньшему равг

но 2.

3.Двигатель по пп.1 и 2, от личающийся тем, что в полости охлаждающей жидкости установлена испарительная вставка.

„ Двигатель по пп. 1-3, о т пичающийся тем, что вставка выполнена в виде зигзагообразных пластин с отверстиями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 25Н960/25-06, кл. Р 01 Р 1/06, 09.08.77.

сриг.1