Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания

 

СООЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК..SU, 1 0154

А1 йв 4 02 В 23/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

gPK c:,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ц/ (21) 3767104/25-06 (22) 26.06.84 (46) 30.12.86.Бюл. В 48 (71) Волжское объединение по произ- а водству легковых автомобилей им, 50-летия СССР (72) А.И.Сорокин и 10.M.Ïàøèí (53) 621.432 (088.8) (56) Заявка ФРГ 9 3110986, кл. F 02 В 23/08, опублик,1982. (54) (57) КАМЕРА СГОРАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, образованная выемками в головке цилиндра и порш> не, снабженных вытеснителями, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения качества протекания рабочего процесса, поршень допол» нительно снабжен турбулизатором, выполненным в виде размещенных на поршне острой кромки и канавки, причем острая кромка образована верхней поверхностью вытеснителя поршня и поверхностью выемки в поршне, а канавка выполнена на верхней поверх,ности вытеснителя поршня параллел: " но острой кромке.

1280154

Изобретение о носится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания преимущественно с принудительным воспламенением.

Цель изобретения — улучшение качества протекания рабочего процес-. са.

На фиг.1 показан первый вариант камеры, поперечный разрез; на фиг.2 головка для первого варианта, вид 10 сверху; на фиг.3 — второй вариант камеры, поперечный разрез; на фиг.4поршень для второго варианта, вид сверху.

Двигатель содержит цилиндр 1 с размещенным в нем поршнем 2, головку 3 цилиндра 1, выемку 4 в поршне

2 и выемку 5 в головке 3, образующие камеру сгорания, вытеснитель 6 поршня 2 и вытеснитель 7 головки.

Двигатель также содержит эоны 8,9, 10 перехода между поверхностями, образующими поверхность камеры.

В первом варианте исполнения

1 Фигs1) зона 8 перехода от вытеснителя 7 головки 3 к выемке 5 имеет плохообтекаемую форму. Зона перехода 10 имеет плавно скругленную форму, обеспечивающую безотрывное движение потока смеси.

Во втором варианте исполнения

1,фиг.2) зоны 8 и 9 имеют обтекаемую форму, а зона 10 плохообтекаемую форму. В этом варианте на поршне 2 выполнена дополнительная канавка ll, 35 размещенная вблизи плохообтекаемой зоны 10 перехода от вытеснителя 6 поршня 2 к поверхности, образующей выемку 4 камеры сгорания.

Камера работает следующим образом 40 (первый вариант) . !

При движении поршня 2 к верхней . мертвой точке рабочая смесь перетекает иэ полости вытеснителей 6 и 7 в выемки 4 и 5, образующие камеру сгорания.Часть смеси, прилегающая к поршню 2, движется со стороны зоны

10, обеспечивающей безотрывное движение этой части смеси вдоль стенки выемки 4. Другая часть смеси, прилегающая к головке 3, движется со стороны плохообтекаемой эоны 8, обеспечивающей срыв и частичное заторма живание этой части смеси. За счет этого скорость ее падает, смесь начинает двигаться турбулентно вблизи эо- ны 8. Часть смеси, движущаяся без.отрывно со стороны зоны 10, отражаясь от стенок выемок 5 и 4, образует крупномасштабный вихрь в камере сго-рания.

В связи с тем, что плохообтекаемая зона 8 расположена ближе к выемкам 4 и 5, образующим камеру сгорания, по отношению к зоне 10, мелкомасштабные вихри, образующиеся вбли° зи зоны 8, не уменьшают проходное сечение для смеси, выходящей из полости вытеснителей 6 и 7, и одновременно прижимают часть смеси, движущуюся безотрывно к стенке выемки 4, способствуя тем самым образованию в камере сгорания крупномасштабного вихря. После воспламенения рабочей смеси вихрь переносит фронт пламени по камере сгорания, ускоряя этим процесс горения.

Во втором варианте (фиг.2) двига-, тель работает аналогично. Отличия в работе состоят в том, что дополнительная канавка 11, размещенная параллельно плохообтекаемой зоне 10, образованной острой кромкой перехода поверхностей вытеснителя 6 и выемки 4, дополнительно затормаживает и турбулизует часть смеси, движущейся вблизи зоны 10 а часть смеси, движущаяся со стороны обтекаемой эоны 9 и стенки выемки 4, способствует дополнительно интенсификации вихря в камере сгорания и процесса горения.

Следует отметить, что такие геометрические размеры камеры сгорания как объемы частей камеры сгорания, площадь вытеснителя, величина щели между вытеснителями, не могут влиять на работу устройства. Необходимым и достаточным условием, обеспечивающим работоспособность рассматриваемого устройства, является условие:

1. ) Г и 1, ) F>, где EI — минимальный радиус кривизны скругления обтекаемой эоны перехода от вытеснителя к выемке камеры сгорания; — минимальный радиус кривизны плохообтекаемой зоны перехода от вытеснителя к выемке; 1 — ширина канавки. Для исключения калильного зажигания в двигателе необходимо, чтобы Е2 был больше 0,5 мм, Ез может быть равно 2 . Практически глубина и ширина канавки выбирается по конструктивным соображениям, т.е ° в зависимости от конструкции порш12б0154 ня или головки цилиндра и технологии их иэготовлейия.

В частности по технологическим соображениям нецелесообразно делать ширину и глубину канавки менее 1—

1,5 мм, Длина упомянутых зон перехода на виде в плане также выбирается из компоновочных соображений в зависимости от конструкции поршня или головки. Очевидно, что чем больше их длина, тем в большей мере можно получить эффект вихреобразования. Однако ясно, что длина этих зон не может быть больше диаметра цилиндра, Для обеспечения сохранности огневого пояса поршня (кольцевая часть наружной поверхности поршня от верхнего поршневого кольца до верхней плоскости поршня ) и работоспособности поршневых колец, целесообразно размещать канавку в поршне таким образом, чтобы края не доходили до . краев поршня на 3-5 мм.

Абсолютное значение минимальной величины < должно определяться экспериментально для каждого конкретного типа двигателя. На практике

5 мОжнО принять величину F1, заведомО большой, чтобы обеспечить безотрывное течение потока на все режимах работы двигателя, например, более

8-10 мм. Однако следует отметить, 10 что достаточным условием для получения положительного эффекта нужно считать условие обеспечения безотрывно-. го течения потока смеси на детонационно опасных режимах работы двигате- . ля. Такими режимами являются режи " мы работы при полностью открытом дросселе при числах оборотов коленчатого вала 1000-45000 об/мин.

Таким образом предложенная камера сгорания позволяет понизить расход топлива и токсичность выпускных газов за счет интенсификации процесса сгорания.

1280154

Составитель С.Березин

Редактор М.Товтин Техред А.Кравчук Корректор А.Ильин

Заказ 7035/31 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4