Двигатель внутреннего сгорания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕНЧЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4644179/06 (22) 31.01.89 (46) 23.06.91. Бюл. N. 23 (71) Тюменский индустриальный институт им, Ленинского комсомола (72) М.Ф,Чеповский (53) 621.434(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1204758, кл. F 02 В 23/00, 1984.. (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить топливную экономичность и снизить техничность отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Двигатель содержи1г цилиндр 1 с поршнем 2 и головку 3 с

„, БЦ„„1657690 Al (у) F 02 В 23/08 углублением 4 для полости камеры сгора ния, большим и малым вытеснителями впускным 8 и выпускным клапанами. По следние соединены с впускным 10 и выпускным патрубками, выполненными в головке

3, В камере сгорания размещены электроды свечи 7 зажигания, установленной в малом вытеснителе. В большом вытеснителе, расположенном под впускным патрубком 10. предусмотрен по меньшей мере один капиллярный канал 12, посредством которого полость камеры сгорания сообщена с впускным патрубком 10, а электроды свечи 7 размещены в углублении 13. На такте сжатия под воздействием перепада давлений меж дууглублением 4 и впускным патрубком i0 происходит . частичный переток рабочей

1657690

20 смеси через канал 12 в полость впускного патрубка 10. При термодинамических условиях в цилиндре двигателя, характерных для порога возникновения детонационного механизма сгорания благодаря демпфиру ощему эффекту (дросселировэнному нереИзобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов.

На фиг.1 представлен предлагаемый двигатель: на фиг,2 — вид А на фиг,1.

Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнем 2, головку 3 цилиндра 1 с углублением

4 для полости камеры сгорания, образованной днищем поршня 2 и стенками цилиндра

1, большим 5 и малым 6 вытеснителями. В полости камеры сгорания размещены электроды свечи 7 зажигания, установленной в вытеснителе 6, впускной 8 и выпускной 9 клапаны. Последние соединены с впускным

10 и выпускным 11 патрубками, выполненными в головке 3.

В габаритах большого вытеснителя 5, расположенного под впускным патрубком

10, предусмотрен по меньшей мере один капиллярный канал 12 (покэзано два), посредством которого полость камеры сгорания сообщена с полостью впускного пэтрубка 10. Электроды свечи 7 зажигания размещены в углублении 13 прилива 14.

Суммарное проходное сечение каналов

12 выбирается из расчета, чтобы при перетоке газовой смеси в пределах 2-157; от объема свежего заряда в полость впускного патрубкэ 10 в процессах сжатия, сгорания и расширения предотвратить проникновение пламени из полости камеры сгорания в полость впускного патрубка 10. С этой целью каналы 12 выполняются пламягасящими.

Пламягашение достигается при отношении длины канала 12 к его диаметру!/d в пределах 15-25. В случае несоблюдения условий пламягашения выбирается большее число каналов (2-3 канала) соответственно с меньшим проходным сечением каждого из них с условием соблюдения эквивалентно о суммарного проходного сечения, Суммарная площадь проходного сечения 1, выбирается из условия обеспечения оптимума коэффициента дросселированно25

50 току части газов из углубления 4 в полость впускного патрубка через канал 12) срезаются волны повышения давления и температуры, чем предотвращается детонационный характер сгорания. 2 з.п. ф-лы.

2 ил. б мм

ro перетока К др = — —, который для

Vh л широкого диапазона размерностей и быстроходности двигателя выбирается в пределах Кдр = 0,1-10, где Vh — рабочий объем цилиндра.

Двигатель работает следующим образом, При перемещении поршня 2 в цилиндре

1 от верхней мертвой точки (ВМТ) и нижней мертвой точке (НМТ) на такте впуска под действием разрежения в надпоршневом пространстве в камеру сгорания при открытом впускном клапане 8 через впускной патрубок 10 поступает свежая топливовоэдушная смесь. Происходит такт наполнения цилиндра 1, который заканчивается в момент закрытия клапана 8 соглас- но выбранных фаэ газораспределения.

При возвратном перемещении поршня

2 от HMT и ВМТ при закрытых впускном 8 и выпускном 9 клапанах смесь цилиндровых газов сжимается, т.е. реализуется такт сжатия. На такте сжатия в камере сгорания образовавшаяся рабочая смесь турбулиэуется вытеснительным потоком, образующимся в процессе вытеснения (перетока) заряда иэ защемленной эоны, т.е. между поршнем 2 и большим вытеснителем 5 в углубление 4 (фиг.1), Одновременно с этим под воздействием перепада давлений между углублением 4 камеры сгорания и полостью впускного патрубка 10 происходит частичный переток рабочей смеси через каналы 12 в полость впускного патрубка 10, что благодаря уменьшению давления Рс и температуры Тс в процессе сжатия снижает скорость протекания предпламенных реакций и способствует улучшению детонационной характеристики двигателя.

При подходе поршня 2 к BMT на такте сжатия, как обычно, нэ электроды свечи 7 зажигания подается высоковольтное напряжение, Происходит поджигание рабочей смеси в камере сгорания.

В начальной фазе сгорания благодаря наличию углубления 13 стабильно развива1657690 чего тела, выпуск отработавших газов и рабочий цикл двигателя повторяется.

ВидА

12 1/

Фиг. Я

Составитель В,Морозов

Техред М.Моргентал Корректор М.Шароши

Редактор Е.Папп

Заказ 1697 Тираж 359 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ется первичный очаг горения и фронт пламени.

В процессе распространения пламени от пересжатия на номинальном нагрузочном режиме, режимах перегрузки двигателя и вследствие возникновения резонансных автоколебательных процессов могут создасаться условия для возникновения детонации.

При термодинамических условиях в цилиндре двигателя, характерных порогу возник новения детонационного механизма сгорания и в его начальной фазе благодаря демпфирующему эффекту (дросселированному перетоку части газов из углубления 4 в полость впускного патрубка 10 через каналы 12) среза отея волны повышения давления и температуры, чем предотвращается детонационный характер сгорания. Одновременно с этим примешивание к свежему заряду балластных компонентов (в том числе и продуктов сгорания) в комплексе с задержкой темпа повышения Р, и Тс компенсирует падение оптимального угла опережения зажигания, вызываемого пересжатием двигателя. обеспечивая дополнительный эффект повышения степени последующего расширения д и эффективных показателей работы двигателя, После прохождения пламени по объему камеры сгорания следует расширение рабоФормула изобретения

5 1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра с установленными в ней впускным и выпускным клапанами, соединенными с

10 впускным и выпускным патрубками и выполненными с большим и малым вытеснителями, и камеру сгорания, образованную днищем поршня и стенками цилиндра и вытеснителей и имеющую свечу зажигания, ус15 тановленную в малом вытеснителе, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов, камера сгорания сообщена с впускным патрубком при

20 помощи по меньшей мере одно о капиллярного канала.

2. Двигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что впускной патрубок расположен над большим вытеснителем, а капиллярный

25 канал выполнен в последнем.

3. Двигатель по пп. 1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что отношение длины капиллярного канала к его диаметру составляет

15 — 25, а отношение площади проходного

30 сечения капиллярного канала к рабочему объему цилиндра составляет 0,1-10 мм /л. г