К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2731945/25-06 (22) 26.02.79 (46) 07.01.87. Бюл. ¹ 1 (71) Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт и Заволжский моторный завод им. 50-летия СССР (72) Л.И.Вахошин, Ю.Г.Грудский, С.В.Коробченко,, Г.А.Рыков, M.Â.Òðèïóнов, Л.А.Захаров, А.А.Калашников, Н.Ф.Суханов, А.Ф.Реппих и А.И.Беседин (53) 621.434.056.013.6(088.8) (56) 1, Патент Японии № 52-16521, кл. 51 В 2, опублик. 1977.

2. Патент США 4119064, кл. 123-30, опублик. 1978. (54)(57) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий по меньшей мере один цилиндр с поршнем, камеру сгорания, снабженную свечой зажигания и образованную стенками цилиндра, днищем поршня и углублением в головке цилиндра, перекрываемый выпускным клапаном канал выпуска отработавших газов и перекрываемые общим впускным клапаном канал подачи обогащенной смеси в зону, примыкающую к свече, и канал подачи обедненной смеси в зону, удаленную от свечи, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, головка цилиндра выполнена с дополнительным местным. цилиндрическим углублением, уменьшающимся к свече, впускной клапан установлен в этом углублении, канал подачи обедненной смеси направлен тангенциально и под углом к торцу цилиндра и поршень выполнен с выемкой в днище под свечой.

1 12816

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, а именно к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания с послойным смесеобразовани- 5 ем и принудительным зажиганием.

Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие цилиндр с поршнем, однополостную камеру сгорания, снабженную свечой зажигания и выполненную в головке цилиндра и поршне, и головку цилиндра с перекрываемым выпускным клапаном каналом выпуска отработавших газов и перекрываемыми двумя отдельными впускными клапанами каналом подачи обогащенной смеси в зону, примыкающую к свече, и каналом подачи обедненной смеси в зону, удаленную от свечи (1).

Однако применение дополнительного впускного клапана, имеющего самостоятельный привод от распределительного вала, существенно, усложняет конструкцию известных двигателей.

Известны также двигатели внутреннего сгорания, содержащие по меньшей мере один цилиндр с поршнем, камеру сгорания, снабженную свечей зажигания и образованную стенками цилиндра 30 днищем поршня и углублением в головке цилиндра, перекрываемый выпускным клапаном канал выпуска отработавших газов и перекрываемые общим впускным клапаном канал подачи обогащенной смеси в зону, примыкающую к свече, и канал подачи обедненной смеси в зону, удаленную от свечи.

При поступлении в цилиндр оба потока смеси дополнительно разделяются выполненным на поверхности головки и выступающим в камеру сгорания круговым дефлектором (21.

Однако одновременный впуск смесей с разной концентрацией топлива приводит к частичному смешению потоков

45 бедной и богатой смеси и не удается обеспечить надлежащей степени расслоения заряда по объему камеры сгорания к моменту воспламенения заряда свечей зажигания. Кроме того, выполнение на поверхности голонки выступающего в камеру сгорания кругового дефлектора обуславливает из-за его перегрева возникновение калильного зажигания.

Целью изобретения является упрощение конструкции двигателя и повышение его надежности.

96 2

Цель достигается тем, что головка цилиндра выполнена с дополнительным местным цилиндрическим углублением, уменьшающимся к свече, впускной клапан установлен в этом углублении, канал подачи обедненной смеси направлен тангенциально и под углом к торцу цилиндра, и поршень выполнен с выемкой в днище под свечой.

На фиг.1 изображен предлагаемый двигатель, поперечный разрез, на фиг,2 вЂ” головка цилиндра, вид снизу (без впускного клапана), на фиг.3 вЂ”разрез A-А на фиг.2," на фиг.4 вЂ” разрез Б-Б на фиг,2, на фиг.5 и 6 вЂ” схемы движения топливовоздушной смеси соответственно на начальном и конечном периодах такта впуска и на среднем периоде такта впуска; на фиг.7диаграмма подъема впускного и выпускного клапанов.

Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнем 2, головку 3 цилиндра 1 и камеру 4 сгорания, Часть камеры 4 сгорания, в которую выведена свеча 5 зажигания, расположена в углублении, выполненном в головке 3 цилиндра 1, а другая часть камеры 6 сгорания расположена в выемке, выполненной в днище поршня 2. Отношение объема вы,емки в днище поршня 2 к общему объему камеры сгорания составляет 0,30,6. Геометрический центр выемки в днище поршня 2 не совпадает с осью цилиндра 1. Поверхности камеры сгорания в головке 3 цилиндра 1 и верхний торец поршня 2, расположенные по другую сторону от оси поршня 2 при его положении в верхней мертвой точке, образуют вытеснитель 7, а образующая выемки в днище поршня 2 находится примерно под линией, отделяющей часть

:камеры 4 сгорания от другой части камеры 6 сгорания. В головке 3 цилиндра

1 размещены канал 8 выпуска отработавших газов, перекрываемый выпускным клапаном 9 и перекрываемые общим впуcKHblM клапаном 10 и разделенные перегородкой 11 канал 12 подачи обогащенной смеси в зону, примыкающую к свече

5 и канал 13 подачи обедненной смеси в зону, удаленную от свечи 5. Рассматриваемый вариант .двигателя с параллельным однорядным расположением клапанов 9 и 10 не исключает применения предлагаемого устройства в двигателях, имеющих двухрядное, в частности V-.îáразное, расположение клапанов. Канал выходного окна 14 в камеру сгорания. благодаря этому существенно снижается смешение потоков с разной концентрацией топлива возможное при одновременном истечении их через оба выходных окна, в результате чего обеспечивается устойчивое заполнение цен тральной части камеры 4 сгорания в головке 3, где расположена свеча 5 зажигания и находящейся под ней камеры 6 сгорания в днище поршня oGoгащенной топливовоздушной смесью.

Часть потока обедненной смеси поступает через кольцевой зазор 17.

Однако это не препятствует устойчивому течению потока обогащенной смеси в центральную часть 4 камеры сгорания в головке 3 цилиндра 1 и в камеру 6 в днище поршня 2, поскольку вертикальная стенка 16 сообщает этому потоку поступательное движение вдоль периферийных стенок камеры сгорания в головке 3 и цилиндра 1.

Ограничение перетекания части обедненной смеси в выходное окно 15 канала 12 через высвобождающуюся по мере подъема клапана 10 щель 18 достигается при выполнении условия примерного равенства площади проходного сечения кольцевого зазора 17 и площади щели 18.

При дальнейшем подъеме клапана (участок II, фиг.7) тарелка впускного клапана 10 выходит из местного цилиндрического углубления и основной поток обедненной топливовоздушной смеси вытекает в периферийную часть

4 камеры в головке 3 цилиндра 1 и в цилиндр 1. Обогащенная смесь тем временем продолжает поступать в центральную часть 4 камеры в головке 3 цилиндра 1 и далее в центральную часть цилиндра 1. При этом тангенциальный ввод потока обедненной смеси относительно образующей цилиндра обусловливает закрутку этого потока вокруг оси цилиндра. Вращающийся по.ток обедненной смеси удерживает поступательно движущийся в центральной части цилиндра 1 поток обогащенной топливовоздушной смеси. При обратном ходе клапана 10 его тарелка вновь оказывается задросселированной стенкой 16.

В данный период такта впуска (участок

III, фиг.7) продолжается поступление в центральную часть 4 камеры в головке 3 и цилиндр 1 обогащенной топливовоздушной смеси, в то время как, поступление обедненной смеси из выходно35

3 1? 816

13 подачи обедненной смеси, выходное окно 14 которого расположено на периферии камеры сгорания, направлен тангенциально и под углом к торцу цилиндра 1 для сообщения потоку закрутки относительно оси цилиндра l. Канал 12 подачи обогащенной смеси, выходное окно 15 которого расположено напротив центральной зоны камеры сгорания, имеет относительно большую длину от 10 седла клапана 10 до поворота, обес печивая потоку смеси направление по оси цилиндра 1 в центральную часть камеры сгорания и в выемку в днище поршня 2. 15

В части камеры 4 сгорания, расположенной в головке 3 цилиндра 1, выполнено дополнительное местное цилиндрическое углубление, высота стенки 16 которого от торца седла впускного 20 клапана 10 уменьшается к свече 5 зажигания. Впускной клапан 10 установлен в этом углублении с зазором 17.

Стенка 16 на части хода впускного клапана 10 опоясывает по периметру его тарелку между перегородкой 11 и периферией цилиндра 1. Отношение наибольшей высоты стенки 16 к диаметру тарелки впускного клапана 10 составляет 0,08-0,15, а величина зазора 17, 30 образованного между стенкой 16 и торцом клапана 10, составляет 0,04-0,1 диаметра тарелки клапана, что соответствует условию примерного равенства площадей проходного сечения кольцевого зазора 17 и щели 18 (фиг ° 5 и 6), образованной между торцом перегородки 11 и поверхности кла пана 10. Выходное окно 15 впускного канала 12 и свеча 5 зажигания рас- 40 положены над выемкой, выполненной в днище поршня 2.

Двигатель работает следующим образом.

В начальный период такта впуска 45 при открытии клапана 10 (участок I, фиг.7) обогащенная топливовоздушная смесь поступает по впускному каналу

12 через выходное окно 15 в центральную зону камеры сгорания, очищая зону50 свечи 5 зажигания от остаточных газов, и далее в выемку в днище поршня

2, заполняя ее объем. Выходное окно

14 канала 13 подачи обедненной смеси на этом периоде такта впуска при ма- 55 лом открытии впускного клапана 10 оказывается задросселированным стенкой 16. Стенка 16 препятствует поступлению потока обедненной смеси из

1281696 го окна 14 канала 13 ограничено стенкой 16 и небольшая часть его поступает в периферийную часть 4 камеры в головке 3 через зазор 17. Благодаря этому центральная часть камеры 4 в головке 3 и верхняя центральная часть цилиндра 1 заполняются обогащенной смесью. На такте сжатия вращающийся поток обедненной смеси удерживает в центральной части цилиндра 1 и в камере 4 обогащенную топливовоздушную смесь. В конце такта сжатия обогащенная часть заряда, находящаяся в центральной части камеры 4 сгорания в головке 3 и в камере 6 в поршне 2 воспламеняется свечой 5 зажигания, расположенной в этой части камеры над ,выемкой в днище поршня 2. При таком характере распределения топлива по объему камеры сгорания обеспечивается эффективное воспламенение в среднем очень бедной смеси, воспламенение которой при однородном распределении топлива по всему объему камеры сгорания было бы невозможно. При дальнейшем движении поршня 2 к верхней мертвой точке начавшееся горение обогащенной смеси в основном объеме камеры сгорания интенсифицируется увеличивающейся скоростью движения заряда в нем за счет вытеснения обедненной смеси из щелевого объема вытеснителя

7. Поскольку геометрический центр камеры в днище поршня 2 смещен относительно оси поршня 2 обедненная топливовоздушная смесь, вытесняемая из щелевого объема, поступает в основной объем камеры в поршне 2 тангенциально ее образующей.

Таким образом, предлагаемый двигатель позволяет упростить конструкцию с послойным смесеобраэованием и повысить его надежность.

Кроме того, конструкция предлагаемого двигателя повышает топливную экономичность и обеспечивает снижение выброса с отработавшими газами токсичных веществ.

12 (31696

Фиг. 2

РигЗ

1281696

6-6

1281696

Риг. б 18

ФУ8 ?

Редактор Г.Волкова

Тираж 526 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 73

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, b

1б

Составитель В.Морозов

Техред Л. Сердюкова Корректор Е. Сирохман

Двигатель внутреннего сгорания // 1280150

Двигатель внутреннего сгорания // 1280149

Двигатель внутреннего сгорания // 1184964

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания // 1116196

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания // 1087678

Двигатель внутреннего сгорания // 1080754

Способ для послойного заряда двухтактного двигателя внутреннего сгорания с посторонним зажиганием и двухтактный двигатель внутреннего сгорания с посторонним зажиганием // 1025907

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания // 1002627

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания // 1002626

Двигатель внутреннего сгорания // 2117782

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания со средствами для распределения топливного заряда в цилиндрах

Двигатель внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр // 2119586

Способ повышения эффективности сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания с помощью глушителя шума и устройство для его осуществления // 2156363

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двигателю внутреннего сгорания и системе выпуска отработанных газов

Способ организации рабочего процесса карбюраторного двигателя внутреннего сгорания // 2158372

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, может использоваться в двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением

Устройство для расслоения топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания // 2166108

Изобретение относится к области двигателестроения и, в частности, может использоваться в двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением

Способ перемешивания заданного количества жидкого или газообразного топлива с воздухом // 2185518

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к предкамерам

Двигатель внутреннего сгорания // 2235212

Изобретение относится к двигателестроению

Способ организации рабочего процесса с расслоенным зарядом поршневого двигателя и поршневой двигатель внутреннего сгорания // 2258817

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению

Способ управления работой двигателя внутреннего сгорания // 2266417

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способу управления работой двигателя внутреннего сгорания, прежде всего транспортного средства

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания // 2398117

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано на транспортных средствах: мотоциклах, автомобилях, речных судах, летательных аппаратах, а также в качестве привода стационарных энергетических установок