Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК F02B19/16 F02M31/00 

(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1

Изобретение относится к машинострое,нию, а именно к дви,гателестроению, и в частности к формам и устройству форка«мер двигателей внутреннего сгорания.

Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие установленную в головне цилиндров топливоподаклцую форсунку и сферическую вихревую камеру сгорания, образованную поверхностями головки цилиндров и вставки. Вставка имеет канал, направленный тангенциально к сфере камеры и расположенный напротив топливной форсунки ij .

Однако в таком двигателе топливо подается в виде двух струй, одна из которых наносится на стенку камеры, образуя ма ней пленку. Топливная пленка по мере своего движения по внутренней поверхности сферы., взаимодействует с изотермической поверхностью относительно высокой температуры. При этом сложное по структуре углеводородное топливо в начале испарения может получать теп

ло в количествах значительно больших, чем это необходимо для испарения первых легких фракций. Это приводит к перегреву пленки и ее термическому разложешпо с выпадением смол и твердых включений, образованию паровой прослойки под пленкой и, следовательно, возможному снижению скорости испарентш топлива. Все это приводит к ухудшению рабочего процесса за счет неполноты сгорания, а,

10 следовательно, понижению экoнo raчнocти. и увеличению содержания токсичных веществ в выхлопных газах.

Целью изобретения является повыше15ние полноты сгорания, и следовательно, увеличение экономичности и yr -teHbrneHHe токсичности двигателя за счет обеспечения оптимальных условий испарения топ ливной пленки.

Поставленная цель достигается тем, что вставка установлена в головке с зазором и вьшопнена со стенкой перемен3ИОТЧ5 сече;гая, которое .тве опшвнется по мере удаления от форсу ки. В зазоре меясду стенкой вставкн и головкай, в зоне :примыкания вставки к форсунке, может быть х;тановлена прокладка из тешюпровЪдного К атериала. На фт-гг. 1 изображена конструктсия двигателя с вихревой юамерой; на фиг. 2 - то же, с прокладкой из теплопроводного материала между головкой блока и вставкой, Двигатель вну греннего сгорания содержит устш1овленную в головке щтлилдров 1 топливоподающую форс 11к:5 2 и сферическую вихревую сгорагога 3, образован1гую поверхностями головки цилщадров 1 и вставки 4 со. переменного сечения, которое увеяишва етсл по мере удаления от форсунки 2, причем вставка 4 имеет канал 5, налравленный танге1-ш:иально к сфере камеры 3 и расположенный напротив топливной форсунки 2. Между стенкой вставки 4 и головкой цилтащров 1 блока предусмотрен зазор 6, в коохзром может устанаатгиваться прокладка 7 из теплопроводного материала. Форсунка 2 устанавливается в голов 1 так, что плоскость сопловых от верстий перпеьщик- лярна сечению cT-d и находится шсже кромки 8 пересечения в ретшей сферы камеры сгорания 3 и сече ния сГ tf . При такям вьшошюнии двигат ля основной подвод теплл к стенке пере менного сечения зстаып 4 осуществляется от нижней части вставки 4, которая имеет-значительно больш; ао, чем ве хняя, массу и накапливает тешювую эне гию продуктов сгорания.. Двига-тель рабэтг-ает следующим образом. На таюте. расширения нилшяя часть вставки, 4, непосредственно соприкасающаяся с продукТЕми сгоращта, находящимися в надпоршневом пространстве, аккумузгарует тепло, ко-торое передается по стенке вставки 4 и далее до сечения с5--сУ. Кроме этого, в начале сгорания к стенке переменного сечения вставки 4 подвод1ггся дополнительное количестню тепла от соприкосновения горячих газов с испарительной поверхностью внутренней сферы Karviepu сгорания 3, в резулзьтате чего температур стенки переменного сечения достигае-т температуры, нео(жод гк{ой для перегонки топлива, на такте сжатия воз дух по танге здиа;тьному каналу 4 пает Б камеру 3, о-тклон.яе-тся стешсой 4 сферы встагзки 4. нреобрвзуясь в вихрь. Вихревой поток, взаимодействуя с испарительной пове эхностью стенки переменного сочеюш вставки 4, создает на последнем возврастаюжее поле текшератур, близкое к .4лературам фракциО7П1ОЙ разгон1-си топлива. Форсунка 2 подае-т топп.нво на испарительную поверхность (в сечении (5 -с5-), где факел в начальной стадии своего развития входит в соприкосновение с испарительной поверхнсютью, преобразу55сь в пленку. Пленка, продвигаясь по поверхности по ходу прощения втссря и взаимодействуя с возрастающим полем текшераггур, испаряется, п Л1чем пе1)БО)Шчально испаряются легкие фрашхни, испарение остапьных фракций происходит на соответствующих участках текшературного поля перекенного сечения- вставки 4. Пвры топлива увлеказотся закручеиньоч- потоком воздуха, поремещиваюгтся с послещп-гм создавая гомогенную смесь с гчШлой задержкой воспламенения. При конкретном исполнении двигателя встагзка 4 может быть изгсгговлена из жаропрочной стали, прокладка 7 - из теллогфоводного материала, например латуни. Прокладка со стороны сечения ((J имеет буртик, вьшолненный гибкой, для фиксирования на вставке в определенном месте. Площадь проклад1ш составляет до 1/3 нарун ной поверхности стенки не- ременлшго сечения. Налише на испарительной поверхности стенки переменного сечения вставки 4 необходимого поля температур дает возможность исключить появление нежела- те.тьнък продуктов терктаческого разложения и образование первой прослойки под пленкой. При этом также осу7дествляется более благоп|:)иятный режтгм испарения с точки зрения эф:)ективности с:горания и образования токсическ1-гх компонетгов, поскольку ко.шчест-зо топлива, испаренного за время задержки воспламенения, умет-зщается, Это приводит к снижению ш-ггенсивности сгорания в течение первой фазы, что, в свою очередь, приводит к снижению выброса окислов азота. В дальнеibueM более быстрое Hcnapoiwe топлива, обеспечиваемое оптима ПэНым те. лературным полем, дает высок ю эффективность сгорания. Формула изобретения 1. Двигатель внутреннего сгорания, содеркаший т-тановленную в головке цк