Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: заключается в том, что впуск свежего заряда осуществляют тремя потоками: двумя потоками смеси и одним - воздуха и образуют в верхней мертвой точке три камеры сгорания. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению.

Известен двигатель внутреннего сгорания, работающий путем впуска в цилиндр расслоенного заряда, его сжатия, поджига и расширения продуктов сгорания, при этом сжигание заряда в цилиндре осуществляют в две стадии.

Известный двигатель не позволяет осуществить полное сжигание топлива, поданного в цилиндр при глубоком расслоении впущенного заряда.

Цель изобретения - повышение эффективности двигателя.

Цель достигается путем впуска в цилиндр компонентов свежего заряда тремя независимыми потоками - двух потоков смеси и одного воздуха, поджига одного из потоков смеси в цилиндре и перепуска продуктов сгорания этого потока последовательно сначала во второй поток смеси и далее в поток воздуха, при этом по меньшей мере поток воздуха и один из потоков смеси впускают в цилиндр через постоянную площадь сечения впускных каналов на любых нагрузочных режимах двигателя, а нагрузку двигателя изменяют изменением количества топлива, подаваемого через недросселируемый канал подачи смеси.

На чертеже изображен предлагаемый двигатель.

Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с поршнем 2, связанным с валом через шатун (не показаны), впускные 3 и выпускной (не показан) каналы, перекрываемые клапанами (не показаны), свечу 4 зажигания. Впускной канал имеет перегородки 5, 6, образующие три канала подвода свежего заряда - С₁^I, С₁^II, С₂, подключенные к источнику 7 воздуха, в том числе каналы С₁^I и С₁^II через средства смесеобразования с распылителями 8, 9 топлива, при этом канал С₁^I может быть снабжен дроссельной заслонкой 10, а распылитель 9 имеет регулировочную иглу 11, способную при своих возвратно-поступательных перемещениях по команде органа 12 управления двигателя изменять проходное сечение канала подачи топлива в распылитель. Поршень или головка цилиндра снабжены выступами 13, 14, расположенными относительно цилиндра аналогично перегородкам впускного канала, при этом элементы 5 и 13,6 и 14 по меньшей мере параллельны между собой или расположены непосредственно друг над другом и снабжены каналами 15, 16. Щель, образуемая поршнем и головкой при расположении поршня в верхней мертвой точке в зоне элементов 13, 14, должна быть минимальна с учетом точности изготовления кривошипно-шатунного механизма. Выступы 13, 14 делят камеру сгорания при расположении поршня в верхней мертвой точке на зоны с объемами О₁^I, О₁^II, О₂. Канал 15 располагается в периферии цилиндра. Объемы О и площади С при конструировании двигателя должны удовлетворять следующим соотношениям: О₁^I : O₁^II = C₁^I : C₁^II, O₂: (O₁^I + O₁^II) = C₂: (C₁^I + C₁^II). Канал 3 может быть расположен в любой зоне цилиндра, но при этом следует стремиться к установке канала с совмещением элементов 5 с 13 и 6 с 14. Свеча 4 располагается в центральной зоне О₁^I. Элементы 11, 10 связаны с органом 12. Каналы 15, 16 могут выполняться на всю высоту выступов 13, 14.

Поршень 2 перемещается в цилиндре 1 возвратно-поступательно, в последнем выполняются процессы впуск, сжатие, поджиг, расширение, выпуск. Свежий заряд подают в цилиндр от воздухоочистителя 7. Распылитель 8 образует смесь со стабильным коэффициентом избытка воздуха (например, равным единице), распылитель 9 готовит смесь с переменным в зависимости от нагрузки двигателя коэффициентом избытка воздуха, меняющимся от 0,4 на максимальных нагрузках до нуля на минимальных, для чего перемещают органом 12 управления регулировочную иглу 11 в жиклере топливного канала распылителя 9, игла изменяет сечение прохода топлива, тем самым изменяет гидравлическое сопротивление току топлива и количество топлива, засасываемого движущимся воздухом через распылитель 9. После полного закрытия иглой 11 топливного канала распылителя 9 дальнейшее уменьшение нагрузки двигателя производится прикрытием дросселя 11. При впуске в цилиндр впускается расслоенный заряд, при этом в зоне О₁^I концентрируется смесь, готовая к поджигу, в зоне О₁¹¹ - основной заряд смеси, а в зоне О₂ концентpиpуется воздух, при сжатии созданное расслоение сохраняется. Расслоение при впуске и сжатии создается и сохраняется параллельностью поверхностей 5, 6 оси цилиндра в зоне клапанного отверстия, взаимным расположением элементов 5, 6 относительно 13, 14, наличием в устройстве элементов 13, 14. После поджига смеси свечей 4 факел пламени выбрасывается через отверстие 15, поджигает смесь в зоне О₁^II, одновременно оттесняя богатую смесь этой зоны от стенок цилиндра и вытесняя максимальное количество смеси и далее продуктов неполного сгорания в зону О₂, где обеспечивается догорание их за счет свежего воздуха. Каналы 16 могут располагаться в любой зоне выступа 13, но предпочтительнее его максимально удалить от канала 15.

Использование изобретения позволяет увеличить эффективность двигателя на всех режимах работы последнего.

Формула изобретения

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем впуска в цилиндр свежего заряда тремя потоками, сжатия свежего заряда, воспламенения, расширения продуктов сгорания и выпуска отработавших газов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, первым и вторым потоками в цилиндре образуют две топливовоздушные зоны, а третьим потоком - воздушную зону, воспламенение осуществляют путем поджига первого потока и продуктами сгорания последнего вытесняют смесь второго потока в воздушную зону.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере два потока свежего заряда впускают в цилиндр через площадь постоянного сечения.

3. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра с впускным и выпускным патрубками с установленными в них впускным и выпускным клапанами и свечу зажигания, закрепленную в головке цилиндра, причем впускной патрубок разделен двумя стенками на три канала, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, поршень снабжен тремя выступами и каналами, связывающими выступы между собой, а впускной клапан - перегородками, причем поверхности, образующие перегородки и выступы, параллельны между собой.

РИСУНКИ

Рисунок 1