Двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить топливную экономичность и снизить токсичность отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Двигатель содержит цилиндр 1 с размещенным в нем поршнем 2 с плоским днищем и головку цилиндра 1. В плоском днище головки 3 выполнена клиновидная выемка 4. Впускной 12 и выпускной клапаны установлены в верхней наклонной стенке 5 выемки 4. Свеча зажигания размещена в боковой стенке 14 выемки 4. Стенка 5 выемки 4 сопряжена с уступом 6, образующим на днище головки 3 вытеснитель 7. В плоском днище поршня 2 выполнено углубление 10 переменной глубины, боковая поверхность которого представляет собой серповидно выпуклые в сторону вытеснителя 8 поршня 2 участки, сопряженные между собой с образованием выступа, направленного в сторону свечи зажигания. Высота выступа 6 меньше глубины в расположенной под клапанами зоне наклонно выполненного к оси цилиндра 1 углубления 10 у боковой поверхности вершин выпуклостей. В момент нахождения поршня 2 в верхней мертвой точке на такте сжатия при закрытых клапанах обеспечивается создание встречно-направленного и смещенного по высоте камеры сгорания трехпоточного турбулизирующего потока топливовоздушной смеси, обуславливающего быстротечность воспламенения и распространения пламени в конце такта сжатия, повышается гомогенность смеси по всему объему камеры сгорания. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (siis F 02 В 23/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (7 4

Од V (гд

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4727755/06 (22) 04.08.89 (46) 30.08,91, Бюл. (ч . 32 (71) Мель топольский моторный завод (72) В.П,Воленко, С.А. Фомичев и Б.С.Стефановский (53) 621.434.056(088.8) (56) Заявка Ф РГ N 2717326,,кл. F 02 О 23/00, опублик. 1977. (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить топливную экономичность и снизить токсичность отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Двигатель содержит цилиндр 1 с размещенным в нем поршнем 2 с плоским днищем и головку цилиндра 1. В плоском днище головки 3 выполнена клиновидная выемка 4. Впускной 12 и выпускной клапаны установлены в верхней наклонной стенке 5 выемки 4. Свеча зажигания размещена в боковой стенке

14 выемки 4. Стенка 5 выемки 4 сопряжена Ы 1673739 А1 с уступом 6, образующим на днище головки

3 вытеснитель 7. В плоском днище поршня

2 выполнено углубление 10 переменной глубины, боковая поверхность которого представляет собой серповидно выпуклые в сторону вытеснителя 8 поршня 2 участки, сопряженные между собой с образованием выступа, направленного в сторону свечи зажигания. Высота выступа 6 меньше глубины в расположенной под клапанами зоне наклонно выполненного к оси цилиндра 1 углубления 10 у боковой поверхности вершин выпуклостей. В момент нахождения поршня

2 в верхней мертвой точке на такте сжатия при закрытых клапанах обеспечивается создание встречно-направленного и смещенного по высоте камеры сгорания трехпоточного турбулизирующего потока топливовоэдушной смеси, обуславливающего быстротечность воспламенения и распространения пламени в конце такта сжатия, повышается гомогенность смеси по всему обьему камеры сгорания. 2 з.п. ф-лы, 5 ил, 1673739

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно K двигателям внутреннего сгорания.

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

На фиг.1 представлен двигатель внутреннего сгорания с поперечным разрезом через впускной клапан камеры сгорания при расположении поршня в верхней мертвой точке; на фиг.2 — камера сгорания, размещенная в днище головки цилиндра со стороны поршня (пунктиром показан вариант выполнения вытесни1еля головки с переменной шириной); на фиг.3 — разрез А-А на фиг.2 (через выпускной клапан камеры сгорания); на фиг,4 — разрез Б-Б на фиг,2 (через свечу зажигания камеры сгорания); на фиг.5 — поршень, вид сверху.

Двигатель содержит цилиндр 1 с размещенным в нем поршнем 2 и плоским днищем и головку 3 цилиндра 1, В обращенном к поршню 2 плоском днище головки 3 выполнена остроскосная клиновидная выемка

4, верхняя наклонная стенка 5 которой сопряжена с уступом 6, выполненным предпочтительно под прямым углом к вытеснителю 7 головки 3. Поскольку стенка

5 наклонена под весьма острым углом, не исключено выполнение уступа 6 и под прямым углом к верхней наклонной стенке 5.

Ориентация уступа 6 при этом изменяется весьма незначительно от перпендикулярного в пределах его высоты. Вытеснитель 7 головки 3 цилиндра 1 с соответственно расположенным напротив вытеснителем 8 поршня 2 образуют полость 9.

В плоском днище поршня 2 выполнено углубление 10 переменной глубины, боковая поверхность которого выполнена в виде серповидно выпуклых в сторону вытеснителя

8 поршня 2 участков, сопряженных между собой с образованием выступа 11. Контур кромки на серповидно выполненных участках в основном В вершинах выпуклостей ортогонально совпадает с частью контура кромки, образованной пересечениел вытеснителя головки 3 с плоскостью усту1а 6.

В наклонной стенке 5 выемки 4 в головке

3 установлены впускной 12 и выпускной 13 клапаны, и в боковой стенке 14, сопряженной с верхним участком наклонной стенки 5, в межклапанной зоне установлена свеча 15 зажигания, в сторону которой и в пределах межклапанной зоны ориентирован выступ 11 в углублении 10 днища поршня 2. Ориентация в сторону свечи 15 зажигания особенно существенно в варианте выполнения по меньшей мере двух В чускных клапанов, 5

""0

55 предпочтительно для многоцилиндровых двигателей внутреннего сгорания, в которых также свеча зажигания располагается в зоне между впускным и выпускным клапанами, Высота уступа 6 меньше глубины в расположенной под клапанами 12 и 13 зоне наклонно выполненного к оси цилиндра 1 углубления 10 у боковой поверхности верLLII í выпуклостей, т.е. в местах укаэанного совпадения контуров кромок пересечения соответствующих вытеснителей 7 и 8 головки 3 и поршня 2. Предельно верхнее числовое соотношение их различия близко к трем, а выбирается оно с учегом обеспечения известног эффекта Коанда на выходе их полости 9 и В объеме камеры сгорания, образоВанном углублением 10 в поршне 2 и выемкой

4 В Головке 3.

В варианте исполнения двигателя с меньшими диаметральными размерами выпускного клапана и со сме цением свечи зажигания

В сторону выпускного клапана предпочтительна переменная ширина вытеснителя головки 3, выполненная с увеличением ее от впускного к выпускному клапану (фиг.2).

Двигатель работает следующим образом, В момент нахождения поршня 2 в верхней мертвой точке на такте сжатия при закрытых впускном 12 и выпускном 13 клапанах топливовоэдушная смесь выталкивается из полости 9 В полость камеры сгорания. В связи с тем, что верхняя наклонная стенка 5 остроскосной клиновидной выел1ки 4 на выходе из полости 9 приближена к нему на расстоянии высоты уступа 6, а противолежащая нижняя поверхность углубления 10 в поршне превпсходягце удалена на его глубину, на выходе вытесняемый поток, отталкиваясь от кромки образованной поверхностью уступа 6 и вытеснителем 7 головки 3 (согласно известного эффекта Коанда), интенсивно отсасывает от ближайшей поверхности топливовоздушную смесь, создавая у близко расг1оложенной поверхности разрежение. Последним обуславливается поворот потока к ближайшей поверхности, Так как боковая поверхность углубления 10 в поршне 2 выполнена в виде серповидно выпуклых участков, в зоне выпуклостей часть потока поворачивается к Верхней наклонной стенке 5, и. омывая поверхности впускного 12 и выпускного 13 клапанов, направляется к противоположной стенке 14.

В пространстве между серповидными участками., где образован выступ 11, направленный в сторону свечи 15 зажигания, часть потока, выталкиваемого из полости 9.

Отклоняется к близлежащему плоскому днищу поршня 2 и движется к основанию про1673739 тивоположной стенки 14 камеры сгорания.

Благодаря этому непосредственно зоны свечи

15 зажигания не достигает ни один турбулизирующий вихрь, но взаимодействия вихрь, но взаимодействуя между собой они создают мел- 5 комасштабную турбулентность по всему объему камеры сгорания и непосредственно у свечи

15 зажигания. Это предопределяет быстродействие возгорания, которое происходит от искрового разряда свечи 15 зажигания в пер- 10 вой фазе сгорания. протекающего в момент такта сжатия. Быстрому развитию фронта пламени в последующей фазе горения способствует разнонаправленность потоков в камере сгорания, инициирующих мелкомасштабную 15 турбулентность послойно в зонах смешения потоков по высоте камеры сгорания.

Кроме того, при выполнении вытеснителя 7 с увеличением его ширины от впускного

12 к выпускному 13 клапану происходит 20 смешение потоков не только по высоте камеры сгорания, но и в поперечном направлении, близким к диагональному, что стимулирует дополнительную послойно мелкомасштабную турбулентность заряда топли- 25 вовоздушной смеси. Это убыстряет развитие фронта пламени до последующего расширяющегося эффекта от движения поршня 2 к нижней мертвой точке за счет расширения в процессе сгорания рабочего тела. Затем 30 следуют такты выпуска и впуска, и рабочий цикл двигателя повторяется.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр 35 с размещенным в нем поршнем, в плоском днище которого выполнено углубление переменной глубины с боковой поверхностью, образующей на его днище вытеснитель, головку цилиндра с плоским днищем, в котором выполнена клиновидная выемка, образованная сопряженными между собой боковой стенкой, верхней наклонной стенкой и уступом, образующим на днище головки вытеснитель, впускной и выпускной клапаны. установленные в верхней наклонной стенке выемке, и свечу зажигания, размещенную в боковой стенке выемки в межклапанной зоне, причем уступ выемки выполнен с высотой меньшей глубины в расположенной под клапанами зоне, углубления у его боковой поверхности, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов, боковая поверхность углубления в днище поршня выполнена в виде серповидно выпуклых в сторону вытеснителя поршня участков, сопряженных между собой с образованием выступа, направленного в сторону свечи зажигания.

2. Двигатель по п,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что вытеснитель головки выполнен с переменной шириной, увиличивающейся от впускного клапана к выпускному.

3. Двигатель по пп.1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что уступ выемки в днище головки выполнен перпендикулярным к верхней наклонной стенке.

1673739

1673739

Фиг. 5

Составитель В.Морозов

Техред М.Моргентал Корректор Н,Король

Редактор Н.Шитев

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2903 Тираж 347 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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