Форсунка для впрыска топлива с форкамерой
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить экономичность работы дизеля и снизить токсичность отработанных газов двигателя. Форсунка для впрыска топлива непосредственно в камеру сгорания двигателя установлена между головкой цилиндра и свечой зажигания. Имеет одну форкамеру, три встречно направленных сопла для впрыска топлива, один основной и три дополнительных соединительных канала для циркуляции смеси. Богатая топливная смесь из поверхностных слоев топливного факела по дополнительным соединительным каналам заполняет форкамеру. 5 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего строения с искровым зажиганием топливовоздушной смеси.
Целью изобретения является повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработанных газов двигателя внутреннего сгорания. Известен двигатель, содержащий камеру сгорания, образованную в цилиндре его головкой и поршнем, форкамеру, соединенную с камерой сгорания каналом, снабженную свечой зажигания и форсункой для впрыска топлива через форкамеру в камеру сгорания (SU 1359447 А1). Форсунка для впрыска топлива с форкамерой позволяет реализовать данный способ работы двигателя внутреннего сгорания. Наиболее близким техническим решением является решение по патенту GB 2011539 А. В данном техническом решении говорится о форсунке для впрыска топлива или топливовоздушной смеси непосредственно в камеру сгорания двигателя, установленной между головкой цилиндра и свечой зажигания. Дополнительную топливовоздушную смесь вводят в камеру сгорания двигателя через снабженный клапаном канал под электрод свечи зажигания. Для работы двигателя необходимы два канала формирования и дозирования топливовоздушной смеси. В отличие от прототипа форсунка для впрыска топлива с форкамерой позволяет в широких пределах регулировать качество топливовоздушной смеси в камере сгорания и автоматически формировать топливовоздушную смесь необходимого качества в области искрового промежутка свечи зажигания. Расположение форсунки с форкамерой на двигателе показано на фиг.1, где 1,1 - форсунка с форкамерой, 1,2 - свеча зажигания, 1,3 - головка цилиндра, 1,4 - поршень. Конструкция форсунки с форкамерой изображена на фиг.2 и фиг.3, где 1 - корпус, 2 - распределительная втулка, 3 - топливо подводящая муфта, 4 - шайба, 5 - гайка, 6 - три сопла, 7 - топливные каналы, 8 - основной соединительный канал, 9 - три дополнительных соединительных канала, 10 - форкамера, образованная корпусом форсунки и свечой зажигания. Работу двигателя с форсункой поясняет фиг.4 и фиг.5. Всасывающий коллектор двигателя необходимо выполнить без дроссельной заслонки, с наименьшим аэродинамическим сопротивлением для более полного наполнения цилиндра воздухом. В процессе такта всасывания (фиг.4) происходит наполнение цилиндра воздухом и очищение форкамеры 10, основного соединительного канала 8 и трех дополнительных соединительных каналов 9 от продуктов сгорания предыдущего рабочего хода, а также смешивание их с воздухом, заполняющим цилиндр. В конце такта всасывания - начале такта сжатия производится впрыск топлива из трех сопел, расположенных в основном соединительном канале форсунки (фиг.5). Сопла направлены в сторону камеры сгорания и встречно друг к другу таким образом, чтобы обеспечить соударение топливных факелов 11 из них на выходе из основного соединительного канала. В результате суммарный топливный факел получает сложную форму, что способствует образованию однородной топливовоздушной смеси в камере сгорания. В то же время богатая топливовоздушная смесь из поверхностных слоев топливных факелов по трем дополнительным соединительным каналам 9 заполняет форкамеру 10. Дополнительные соединительные каналы расположены вокруг основного канала параллельно ему. Качество смеси, циркулирующей в форкамере 10 по основному 8 и трем дополнительным 9 соединительным каналам, остается неизменным и не зависит от длительности (количества топлива) впрыска. В конце такта сжатия богатая топливовоздушная смесь в форкамере воспламеняется искрой свечи зажигания. Пламя, распространяясь по основному и дополнительным каналам, устремляется в камеру сгорания. Факел пламени на выходе из форсунки имеет опять же сложную форму, что способствует лучшему воспламенению бедной смеси в камере сгорания и позволяет избежать местного перегрева поршня. Объем форкамеры и каналов в форсунке должен обеспечивать нагрев бедной смеси в камере сгорания до температуры вспышки топлива в ней (3-5% от объема камеры). В зависимости от режима работы двигателя меняется качество топливовоздушной смеси в камере сгорания, качество смеси в форкамере остается неизменным. Таким образом, на малых и средних нагрузках двигатель работает на бедной топливовоздушной смеси, меняется количество теплоты, подведенной к неизменному количеству рабочего тела, что на малых и средних нагрузках уменьшает потери тепла и облегчает тепловой режим двигателя. Применение форсунки с форкамерой позволяет добиться полного сгорания топлива и снизить токсичность по СО в сравнение с карбюраторным двигателем (качественное регулирование смеси, продукты неполного сгорания из форкамеры дожигаются в следующем рабочем ходе двигателя), а также токсичность по NО# в сравнении с дизелем (низкая степень сжатия). Кроме того, при незначительных изменениях в головке цилиндров позволяет конвертировать выпускаемые промышленностью карбюраторные двигатели внутреннего сгорания.Формула изобретения
Форсунка для впрыска топлива непосредственно в камеру сгорания двигателя, установленная между головкой цилиндра двигателя и свечой зажигания, отличающаяся тем, что имеет одну форкамеру, три встречно направленных сопла для впрыска топлива, один основной и три дополнительных соединительных канала для циркуляции смеси, причем богатая топливная смесь из поверхностных слоев топливного факела по дополнительным соединительным каналам заполняет форкамеру.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5