Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от постороннего источника

 

Союз Советскиа

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (it) 3001868 (61) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 18.12.80 (21) 3220200/25-06 (23) Приоритет - (32) 19.12 ° 79 (31) Р2951029. 0 (33) ФРГ (51)М. Кл.з

F 02 P 13/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 28.02ЗЗ.Бюллетень М 8

{53j MK 621. 43. 04 (088.8) Дата опубликования описания28 ° 02.83

Иностранец

Райнхард Лач (ФРГ) (72) Автор изобретения

» »

Иностранная фирма

"Роберт Бош ГмбХ" (ФРГ) (71) Заявитель (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ

ОТ ПОСТОРОННЕГО ИСТОЧНИКА

Изобретение относится к двигателестроению, более конкретно, к запальным устройствам двигателей, конструктивно объединенным с другими элементами двигателя.

Известен двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от постороннего источника, содержащий одну главную камеру сгорания на цилиндр, и предназначенную для главной камеры камеру воспламенения, размещенную на главной камере сгорания и соединенную с ней при помощи перепускных каналов для перетекания рабочей сме- 15 си, а также устройство для искрового зажигания, имеющее один первый электрод 11).

Известные двигатели имеют невысокую долговечность электродов зажига- 2О ния из-за высоких тепловых нагрузок со стороны горючих газов в камере сгорания двигателя.

Цель изобретения — повыаенне долговечности электрода зажигания двига-25 теля.

Поставленная цель достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания с воспламенением от постороннего источника, содержащем одну главную ка- 30 меру сгорания на цилиндр . и предназ наченную для главной камеры камеру воспламенения, размещенную на главной камере сгорания и соединенную с ней при помощи перепускных каналов, для перетекания рабочей смеси, а также устройство для искрового зажигания, имеющее один центральный электрод, последний выполнен в виде тепловой трубки, выступает через камеру воспламенения в окружающую перепускной канал зону и расположен там с кратчайшим расстоянием до стенки камеры воспламенения, образующим искровой промежуток.

Центральный электрод может высту пать в перепускной канал.

Устройство для зажигания может быть снабжено вставкой, расположенной соосно устройству на наружной стенке главной камеры сгорания, а перепускной канал выполнен соосно центральному электроду.

Соосный перепускной канал может быть окружен несколькими дополнительными перепускными каналами.

Соосный перепускной канал может быть разветвлен на несколвко частичных нерепускных каналов, лежащих в

1001868 плоскости, перпендикулярной к. оси центрального электрода.

Соосный перепускной канал может быть разветвлен на несколько частичных каналов, расположенных на конической поверхности, соосной электроду °

Частичные перепускные каналы могут быть расположены тангенциально.

Оси части дополнительных перепускных каналов могут пересекаться с ося-10 ми частичных перепускных каналов в главной камере сгорания.

Расположенный со стороны камеры воспламенения конец соосного перепускного канала может быть уменьшен 15 в поперечном сечении.

Выступающая в соосный перепускной канал часть центрального электрода может иметь такую же длину, что и свободно проходящая через камеру 20 воспламенения часть.

Образующая тепловую трубку стенка центрального электрода может быть выполнена утолщенной в самом. узком месте между стенкой камеры воспламенения и центральным электродом.

Центральный электрод может дополнительно иметь устройство для его нагревания нри пуске, прогреве или низкой нагрузке двигателя. ЗО

На фиг. 1 изображен первый вариант выполнения двигателя, разрез, на фиг. 2 - то же, вид спереди, на фиг. 3 - второй вариант выполнения двигателя, на фиг. 4 - каналы устрой-35 ства по второму варианту выполнения, поперечный разрез, на фиг. 5 - третий вариант выполнения в упрощенной форме.

В блоке 1 цилиндров двигателя внутреннего сгорания, изображенного 40 на фиг. 1, имеется цилиндр 2, в котором установлен поршень 3. Внутренняя полость головки 4 цилиндров образует главную камеру 5 сгорания. В стенке камеры 5 сгорания установлена 45 вставка 6, состоящая из резьбовой цилиндрической части 7, с помощью которой вставка 6 закреплена в стенке камеры 5 сгорания, и конической части

8, которая обеспечивает герметичность ® соединения вставки 6 со стенкой камеры 5 сгорания. В зоне цилиндрической части 7 вставка 6 имеет цилиндрическую полость, образующую камеру 9 воспламенения. Торец стенки 10 камеры

9 воспламенения вдается в камеру 5 сгорания. В стенке 10 выполнен расположенный соосно с осью вставки 6 перепускной канал 11, который окружен дополнительными перепускными каналами 12. Во вставке 6 может быть вы- 60 полнено четыре дополнительных перепускных канала 12 (фиг. 2).

Во вставку 6 снаружи вставлено устройство для искрового зажимания.

Оно выполнено в ниде свечи 13 зажи- 65 гания, состоящей из корпуса 14, закрепленного в нем изолятора 15 с центральным электродом 16. Центральный электрод 16 свечи 13 проходит через камеру 9 воспламенения, частично размещен в перепускном канале 11 и подключен к источнику 17 высокого напряжения. Проходящая через вставку

6 часть центрального электрода 16 выполнена в виде тепловой трубки и имеет полость 18, стенки которой могут быть снабжены обшивкой из материала, имеющего капиллярные свойства. По.=. лость заполнена небольшим количеством наполнителя, например металлического натрия или калия. Между центральным электродом 16 и стенкой перепускного канала 11 имеется определенное расстояние, являющееся искровым промежутком. B зоне, где происходит возникновение искрового разряда, стенка центрального электрода 16 утолщена.

Во вставке 6 вдоль центрального элект" рода 16 в его верхней части предусмотрено нагревательное устройство 19.

В варианте устройства, изображенном на фиг. 3, двигатель внутреннего сгорания содержит установленную в стенке камеры 5 сгорания вставку

20, содержащую камеру 21 воспламенения, через которую проходит выполненный в виде тепловой трубки центральный электрод 22. Последний закреплен в изоляторе 23 и к нему подведено от источника 17 высокое напряжение.

Торцевая стенка 24 камеры 21 воспламенения имеет большую толщину, чем в первом варианте исполнения. Во втулке 20 выполнен перепускной канал 25, который разветвляется на несколько частичных перепускных каналов 26, сообщающихся с камерой 5 сгорания. Частичные перепускные каналы лежат в плоскости, перпендикулярной оси перепускного канала 25 и ответвляются от него тангенциально. В зоне перепускного канала 25 торцевая стенка

24 вставки 20 выполнена утолщенной формы и имеет вдающуюся в камеру 5 сгорания головку 27. На противоположной стороне стенки 24 выполнен буртик 28, который вдается в камеру 21 воспламенения и уменьшает в этом месте сечение перепускного канала 25.

Центральный электрод 22 вдается в перепускной канал 25 почти до его конца, при этом между буртиком 28 и центральным электродом 22 будет находиться искровой промежуток. Кроме того, во втулке 20 предусмотрены дополнительные перепускные каналы 29, соединяющие камеру 21 воспламенения с камерой 5 сгорания. Как видно из фиг. 4, дополнительные перепускные каналы 29 расположены симметрично вокруг перепускного канала 25, причем оси у трех из каналов 29 лежат

1001868 в одной плоскости с осями соответствующих частичных перепускных каналов.

На фиг. 5 показан упрощенный вариант устройства, в котором предусмотрена камера 30 воспламенения, которая посредством тангенциально распо ложенного перепускного канала 31 соединена с камерой 5 сгорания. Вблизи выходного отверстияперепускного канала31 установлен центральный электрод 32 свечи 33 зажигания. При этом камера 30 воспламенения имеет круговое сечение, а электрод 32 расположен в камере 30 воспламенения диаметрально и его конец находится вблизи от стенки камеры 30 воспламенения, образуя искровой промежуток °

Двигатель работает следующим образом.

По всасывающему трубопроводу и 20 системе клапанов (не показаны) в главную камеру 5 сгорания подается горючая смесь. Состав смеси более бедный, чем применяемый для двигателя обычного типа, либо содержит большее ко- 25 личество отработавших газов. При такте сжатия поршень 3 направляет горючую смесь через перепускные каналы

11 и 12 в камеру 9 воспламенения, вытесняя.оттуда отработавшие газы. В З0 результате хороших условий нагрева в камере 9 воспламенения входящая туда бедная горючая смесь получает лучшие условия для воспламенения, чем находящаяся в главной камере 5 сгорания смесь. В частности, нагрев происходит на центрально:л электроде 16. После воспламенения горючей смеси в зоне искрового промежутка с .помощью искры от источника 17 высо- 40 кого напряжения, смесь вследствие расширения перетекает в виде струй пламени через перепускные каналы 11 и 12 в главную камеру 5 сгорания.

С помощью этих. струй пламени воспламеняется находящаяся там горючая смесь.

Благодаря размещению центрального электрода 16 в зоне перепускного канала 11 обеспечивается надежное воспламенение горючей смеси в камере 5

50 сгорания. С помощью выполненного в виде тепловой трубки центрального электрода 16 снижаются тепловые нагрузки с электрода, которые появляются в зоне воспламенения горючей смеси. Тепловая трубка имеет зону испарения и зону конденсации, разделенные зоной переноса тепла. Размещенная в камере 9 воспламенения часть центрального электрода образует зону 60 испарения, а проходящая через сплошную часть вставки б часть электрода

16 образует зону конденсации. Зона конденсации для лучшего теплообмена выполнена больше зоны испарения.

В зоне испарения по меньшей мере часть наполнителя тепловой трубки переводится с помощью внешнего тепла в парообразное состояние так, что пар заполняет всю полость 18. Путем охлаждения в зоне конденсации пар переходит в жидкое состояние и при помощи капиллярного действия обшивки перемещается в зону испарения. Пока центральный электрод 16 холодный, тепловая трубка не работает и полость 18 имеет теплоизолирующее действие. 3а счет этого уменьшается время нагрева электрода до рабочей температуры. Дополнительные перепускные каналы 12 снижают скорость перетекания газов из камеры воспламенения и образуют несколько факелов пламени, что улучшает воспламенение основного заряда горючей смеси.

Нагревательное устройство 19, установленное во вставке б, улучшает условия воспламенения горючей смеси при холодном двигателе.

В устройстве, выполненном по варианту, показанному на фиг. 3 и 4, за счет тангенциального расположенных частичных перепускных каналов 26 образуется верхний поток, который обеспечивает улучшение теплообмена °

Особое расположение осей дополнительных перепускных каналов 29 по отношению к осям частичных перепускных каналов 26 обеспечивает интенсивное образование ядра пламени после воспламенения горючей смеси в камере 21 воспламенения.

В устройстве, выполненном по упрощенному варианту, показанному на фиг. 5, искровой промежуток образуется между стенкой камеры 30 воспламенения и концом центрального электрода 32. Искровой промежуток располагают в зоне ускоренного потока, что способствует воспламенению горючей смеси.

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания имеет пониженный расход топлива и малую склонность к детонации.

Выполнение центрального электрода в виде тепловой трубки увеличивает его стойкость.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от постороннего источника, содержащий одну главную камеру сгорания на цилиндр и предназначенную для главной камеры камеру воспламенения, размещенную на главной камере сгорания и соединенную с ней при помощи перепускных каналов для перетекания рабочей смеси, а также устройство для искрового зажигания, имеющее один центральный элект1001868

Ц1иг I род, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности, центральный электрод выполнен в виде тепловой трубки. выступает через камеру-воспламенения в окружающую перепускной канал зону и расположен там с кратчайшим расстоянием до стенки камеры воспламенения, образующим искровой промежуток.

2. Двигатель по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что центральный

10 электрод выступает в перепускной канал.

3. Двигатель по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что устройство для зажигания снабжено вставкой, расположенной соосно устройству на наружной стенке главной камеры сгорания, а перепускной канал выполнен соосно центральному электроду.

4. Двигатель по п. 3, о т л и ч а-20 ю шийся тем, что соосный перепускной канал окружен несколькими дополнительными перепускными кана- .

JlBMH

5. Двигатель по п. 4, о т л и- 25 ч а ю шийся тем, что соосный перепускной канал разветвлен на несколько частичных перепускных каналов, лежащих в плоскости, перпендикулярной к оси центрального электрода,30 б. Двигатель по п. 4, о т л ич а ю шийся тем, что соосный перепускйой канал разветвлен на несколько частичных перепускных каналов, расположенных на конической поверхности, соосной электроду.

7. Двигатель по пп. 5 или б, о тл и ч а ю шийся тем, что части»ные перепускные каналы расположены тангенциально.

8. Двигатель по пп. 5-7, о т л ич а ю шийся тем, что оси части дополнительных перепускных каналов пересекаются с осями частичных перепускных каналов в главной камере сгорания.

9. Двигатель по п. 8, о т л и—

4 а ю шийся тем, что расположенный со стороны камеры воспламенения конец соосного перепускного канала уменьшен в поперечном сечении.

10. Двигатель по пп. 1-9, о т— л и ч а ю шийся тем, что выступающая s соосный перепускной канал часть центрального электрода имеет такую же длину, что и свободно проходящая через камеру воспламенения часть.

11. Двигатель по п. 10, о т л и— ч а ю шийся тем, что.образующая тепловую трубку стенка центрального электрода выполнена утолщенной в самом узком месте между стенкой камеры воспламенения и центральным электродоме

12 ° Двигатель по пп. 1-11, о т л и ч а ю шийся тем, что центральный электрод дополнительно имеет устройство для его нагревания при пуске, прогреве или низкой нагрузке двигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Выложенная заявка Японии

Р 52-24б30, кл. F 02 P 13/00, опублик. 1977.

1 ПО1868

29

25 2У Ж Риг4 фиг. 5

ВНИИПИ аказ 1470/79 ТиРаж 548 Подписное щ ППП "Патент", r.óæãoðoä, ул.проектная,4