Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: смесь впускают в область меньшего сечения надпоршневого пространства, а воздух - в область большего сечения, воздухом поджигают смесь, которая догорает за счет воздуха. Впускной клапан охвачен подвижным патрубком, который связан с источником смеси. 2 с.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, дополнительную емкость, сообщенную с цилиндром через клапан, поршень, впускные и выпускные органы, работающий путем впуска в цилиндр свежего заряда, образования к моменту поджига расслоения на воздух и смесь, вытеснения части воздуха в емкость и поджига смеси.

Дополнительные затраты работы сжатия, сопровождающие вытеснение воздуха в емкость, значительные поверхности, контактирующие с продуктами сгорания, неполнота сгорания газов остаточных в емкости снижают эффективность.

Цель изобретения - повышение эффективности двигателя.

Поставленная цель достигается путем образования в цилиндре расслоенного заряда, состоящего из воздуха и смеси, перепуска части смеси при сжатии в воздух и поджига от воздуха последних частей перепускаемой смеси.

На фиг. 1 изображен двигатель; на фиг.2 - момент впуска в цилиндр свежего заряда; на фиг.3 и 4 - возможные формы камер сгорания двигателя; на фиг.5 - горловина подвижного патрубка.

Двигатель содержит цилиндр 1, поршень 2, головку 3, впускной клапан 4, надклапанная зона которого сообщена с каналом 5 подачи смеси и каналом 6 подачи воздуха, стержень клапана охвачен подвижным подпружиненным патрубком 7 с горловиной 8, отнесенной к краям отверстия клапана. Патрубок 7 перемещается вдоль направляющих неподвижного патрубка 9, сообщенного с каналом 5, и имеет отверстия, не препятствующие перетокам газов из канала 5 в патрубок 8. При закрытом клапане 4 горловина 8 упирается в поверхности клапана 4 и сжимает пружину, при открытом клапане 4 пружина выдавливает патрубок 7 до упора в ограничитель 10. Клапанная щель сообщена одновременно с каналами 5 и 6. Поршень снабжен выпуклым обтекаемым вытеснителем 11 (например в виде части шара). Камера сгорания 12 может содержать два выпуклых вытеснителя 13, плавно переходящих в периферию камеры сгорания. Камера 12 может содержать выпуклый 13 и вогнутый 14 вытеснители. Непременным признаком камеры 12 должен быть переменный зазор между поверхностями, образующими последнюю. Минимум зазора располагается в центральной части камеры 12, а максимальный - в периферии. Для предотвращения соударений между поршнем 2 и клапаном 4 (при его открытом состоянии) последний может быть втоплен в головку.

При впуске через клапан 4 в цилиндр 1 впускается расслоенный заряд воздуха через трубопровод 6 и периферию надклапанной зоны, а смесь через трубопровод 5, патрубок 9, патрубок 7, опертый в ограничитель 10, горловину 8, обтекаемые поверхности которой обеспечивают направленность потока смеси - параллельно потоку воздуха в зоне клапанной щели. Оба потока через клапанную щель поступают в цилиндр 1, смесь концентрируется в центре цилиндра, а воздух - в периферии. Смесь, поступающая через трубопровод 5, может иметь самые широкие пределы коэффициента избытка воздуха α , от 0,4 на максимальных нагрузках до 1-0,9 на малых; с расчетом образования смеси, готовой к поджигу в процессе впуска заряда через клапанную щель α впускаемой смеси, - может быть и меньше 0,4. В этом случае часть воздуха трубопровода 6 смешивается при впуске с смесью с расчетом образования в центре цилиндра смеси с α от 0,4 до 0,9-1. В качестве топлива могут быть использованы газ, бензин. Воздух, подаваемый в трубопровод 6, может быть предварительно подогрет. При сжатии часть смеси из центральной части цилиндра постепенно перетекает в воздух периферийных зон, при незначительных смешивающих моментах, примерно за 10-15^о до прихода поршня 2 в верхнюю мертвую точку, смесь истекает из центральной части цилиндра с наивысшей скоростью. К этому моменту воздух периферии уже имеет температуру, достаточную для поджига поступающей смеси. Последние порции поступающей смеси воспламеняются, продукты сгорания расширяются и удаляются из цилиндра через выпускной клапан. Перетоки свежего заряда между частями надпоршневого пространства обеспечиваются поверхностями 13 и 14, образующими камеру сгорания.

Крайние поверхности 15, образующие горловину 8, могут выступать за поверхности клапанного канала. В местах контакта с клапаном 4 и отверстием клапана они имеют тщательно подогнанные поверхности (показаны точками), обеспечивающие в момент закрытия клапана 4 полную изоляцию камеры сгорания 12 от каналов 5 и 6.

Формула изобретения

1. СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ путем впуска в цилиндр расслоенного свежего заряда, состоящего из воздуха и топливно-воздушной смеси, сжатия, воспламенения, сгорания, расширения продуктов сгорания и выпуска отработавших газов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, к концу сжатия смесь располагают в надпоршневом пространстве меньшего сечения, а воздух - в надпоршневом пространстве большего сечения, часть топливно-воздушной смеси перепускают в надпоршневое пространство большего сечения, а воспламенение смеси осущесвляют воздухом.

2. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным в нем поршнем и головку цилиндра с впускным и выпускным трубопроводами и установленными в них соответственно впускным и выпускным клапанами, причем надклапанная зона впускного клапана подключена в источникам соответственно воздуха и топливно-воздушной смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, впускной клапана снабжен подвижным патрубком с ограничителем, охватывающим последний, и надклапанная зона впускного клапана подключена к источнику топливно-воздушной смеси через подвижный патрубок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5