Двигатель внутреннего сгорания

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

{1()1 002630

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 17.01. 79 (21) 2714022/25-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07. 03. 83. бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 07.03. 83 (5l)N. Кл.

F 02 В 23/00

Гасударственный квинтет

СССР па делам нзобрвтеннй к втнрытнй (53) УДК 621.43. .056(088.8) t

1 (I ! (72) Авторы изобретения

A.È. Áàññ, I0.À.8àñèëüåâ, М.Х. Вейнблат и, М. Il.Îðôàíè (71) заявители (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроеНН10 в частности к двигателям внут реннего сгорания с камерами сгорания, имеющими особую форму для улучшения рабочего процесса.

Известны двигатели внутреннего сгорания с непосредственным впрыском топлива, содержащие размещенную в днище поршня и ограниченную головкой цилиндров камеру сгорания, выполненную в форме тела вращения и содержащую две сопряженные между собой и разделенные буртом полости: периферийную с конусной образующей и централь-15 ную, выполненную с плоским дном, и форсунку, размещенную соосно с поршнем и снабженную распыливающими отверстиями, оси которых направлены в зону камеры, примыкающую к бурту I. 1). 2о

Неоптимальная форма камеры сгорания применительно к направлению топливных струй, впрыскиваемых из сопел форсунки в зону камеры, примыкающую

2 к бурту, не позволяет достичь полного сгорания топлива путем организации рабочего процесса в два этапа и снижения вследствие этого максимального давления сгорания и скорости нарастания давления. Кроме того неоптимальная форма камеры сгорания вызывает увеличение веса и высоты поршня и, следо вател ьно, увели чения веса и габаритов двигателя, а также снижение его надежности.

Цель изобретения - упрощение констру кции .

Для достижения поставленной цели в устройстве центральная полость выполнена цилиндрической и конусная образующая периферийной полости сопряжена с ее наружной кромкой по криволинейной поверхности, а при положении поршня в верхней мертвой точке взаимное расположение камеры относительно форсунки выполнено в соответ ствии с соотношением дк=(1,2-1 7} d<, где дф " диаметр окружности, прохо"

3 10026 дящей через точки пересечения осей распыливающих отверстий плоскостью, I ка сатель ной к кромке бурт à, d, - диаметр окружности касания плоскости с буртом.

Двигатель внутреннего сгорания с непосредственным впрыском топлива может выполняться так, что центральная цилиндрическая полость выполнена с диаметром, равным 0,25-0,3 диаметра 1о поршня и глубиной не менее 0,1 диаметра поршня.

На фиг. 1 показан двигатель внутреннего сгорания (ДВС), продольный разрез по центру поршня в момент по- 15 ступления топлива в камеру сгорания, на фиг. 2 - то же, по центру поршня, при его положении в верхней мертвой точке, на фиг. 3 представлена центральная полость. го

ДВС содержит размещенную в днище поршня 1 и ограниченную поверхностью головки цилиндров 2 камеру 3 сгорания, ограниченную двумя полостями, из которых центральная полость 4 имеет ци- д линдрическую образующую 5 и плоское дно 6, а сопряженная с ней наружной кромкой по криволинейной поверхности

7 бурта 8 периферийная полость 9 выполнена с конусной образующей 10. зо

Топливная форсунка 11, размещенная соосно с поршнем 1 и снабженная распыливани1ими отверстиями 12, оси которых направлены в зону камеры 3 сгорания, примыкающую к бурту 8, причем пр и положении поршня 1 в верхней мертвой точке взаимное расположение камеры 3 относительно форсунки

11 выполнено в соответствии с соотношением

d -(1,2-1,7) d@.

В центральную полость 4 1фиг. 3) при положении поршня 1 в верхней мертвой точке направлены топливные струи таким образом, что прИ пересечении с 15 плоскостью, касательной к кромке бурта 8, образуют окружность 0ф (поз, 12) а при пересечении этой плоскости с буртом образует окружность dg (поз.13), Работа двигателя внутреннего сго- рания осуществляется следующим образом.

В процессе впрыска топливные факелы достигают стенки периферийной по" лости 9, а затем вследствие перемещения поршня 1 вверх на такте сжатия начинают попадать на боковую поверхность цилиндрической полости 4, рас30 4 текаясь по ней в виде пленки, что затем приводит к снижению максимального давления рабочего цикла и скорости нарастания давления.

После воспламенения топлива в периферийной полости 9 горячие газы при возрастании давления поступают в центральную полость 4, способствуя быстрому испарению топливной пленки и сгоранию паров топлива.

Сгорание топлива в центральной полости 4 и перемещение поршня 1 вниз на такте рабочего хода вызывают обратный переток рабочего тела из центральной полости в периферийную полость

9, что увеличивает турбулиэацию и интенсифицирует процесс сгорания.

Величина отношения с1 «ф, характеризующего при положении поршня 1 в верхней мертвой точке взаимное расположение топливных факелов и кромки криволинейной поверхности 7 бурта 8, принята равной 1,2-1,7. При значениях д /d, больших 1,7, увеличивается количество топлива, поступающего на боковую. поверхность центральной плоскости 4, что приводит к увел ичению:

I продолжительности сгорания и, как следствие, к снижению экономичности и увеличения температуры отработавших газов.

При значениях d «e меньших 1,2, увеличивается максимальное давление рабочего цикла в связи с уменьшени- ем количества топлива, поступающего на стенки центральной полости 4, и соответствующим увеличением доли топлива, участвующего в объемном смесеобразовании.

Величина отношения диаметра центральной цилиндрической полости 4 к диаметру поршня 1 принята равной

0,25-0,3 °

Увеличение указанного отношения приводит к возрастанию расхода топлива и температуры отработавших газов в связи с увеличением количества топлива, поступающего на стенки цилиндрической полости 4, а уменьшение - приводит к возрастанию максимального давления сгорания иэ-за увеличения количества топлива, участвующего в объемном смесеобразовании.

Величина отношения глубины центральной полости 4 к диаметру поршня превышает 0,1. Дальнейшее уменьшение величины этого отношения приводит к снижению экономичности двига5 1002630 4 теля и возрастанию температуры отра- ющая периферийной полости сопряжена ботавших газов из-за увеличения ко- с ее наружной кромкой по криводинейличества топлива, поступающего на ной поверхности, а при положении поршплоское дно 6 центральной полости 4 ня в верхней мертвой точке взаимное и соответствующего увеличению продол- з расположение камеры относительно фор" жительности сгорания. сунки выполнено в соответствии с соотношением

Формула изобретения

72 У

4)ур. 1 г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Двигатель внутреннего сгорания с непосредственным впрыском топлива, содержащий размещенную в днище поршня и ограниченную головкой цилиндров камеру сгорания, выполненную в форме тела вращения и содержащую две сопряженные между собой и разделенные буртом полости„ периферийную с конусной образующей и центральную, выполненную с плоским дном, и форсунку,разме- М щенную соосно с поршнем и снабженную распыливающими отверстиями, оси которых направлены в зону камеры, примыка, ющую к бурту, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения кон-25 струкции, центральная полость выполнена цилиндрической и конусная образу1

d =(1,2-1,7)d где d - диаметр окружности, проходящей через точки. пересечения осей распыливающих отверстий плоскостью, касательной к кромке бурта, . д - диаметр окружности касания плоскости с буртом.

2, Двигатель по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что центральная цилиндрическая полость выполнена с диаметром равным 0,25-0,3 диаметра пораня и глубиной не менее О, 1 диаметра поршня.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2689133, кл. F 02 В 23/00, 27. 11. 78.

У