Двигатель внутреннего сгорания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

CSD 4 F 02 В 23/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3670651/25-06 (22) 09.12,83 (31) Р3245780.4 (32) 10.12.82 (33) DE (46) 07.06.86. Бюл. В 21 (71) М.А.Н. Машинеифабрик Ayrc6yprНюрнберг АГ (DE) (72) Франц Хмела, Вальтер Херцог и Рихард Майер (DE) (53) 621.043.056 (088.8) (56) Брозе Д.Д. Сгорание в поршневых двигателях. М.: Машиностроение, 1969, с. 208, рис. 166 (54)(57) 1.ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ со сжатием воздуха, принудительным зажиганием и непосредственным впрыском топлива, содержащий головку цилиндра с размещенными в ней форсункой и устройством зажигания, цилиндр с размещенным в нем поршнем, в котором расположена камера сгорания, выполненная в форме тела вращения, боковая стенка камеры сгорания в поперечном сечении образована пряЛ0„„ 1237090 А3 молинейным участком, расположенным от днища поршня, и двумя переходящими одна в другую криволинейными линиями, причем первая линия выполнена с меньшим радиусом кривизны и проходит от прямолинейного участка до наибольшего диаметра камеры сгорания, а вторая линия выполнена с большим радиусом кривизны и проходит от наибольшего диаметра камеры сгорания до ее дна, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, наибольший диаметр камеры. сгорания выполнен равным 0 5-0,7 диаметра поршня и расположен от днища поршня на глубине, равной 0,30,4 глубины камеры сгорания, меньший радиус кривизны боковой стенки камеры сгорания выполнен равным 0,2-0,3 ее глубины, а больший радиус — 0,5-0,75, причем отношение диаметра горловины камеры сгорания к наибольшему ее диаметру равно 0,85-0,95, а длина прямолинейного участка камеры сгорания равна 0,1-0,15 глубины последней.

1237090

2. Двигатель по п.1 о т л и ч а ю шийся тем, что средняя часть камеры сгорания выполнена в виде куполообразного возвышения.

3, Двигатель па п ° l о т л и ч а ю шийся тем, что ось канала фарсунки образует с перпендикулярной к оси цилиндра плоскостью угол P,,равный 10-15, причем тачка пересечения аси канала са стенкой камеры сгорания в положении верх ней мертвой точки поршня находится ниже днища поршня на величину, равную 40-60% глубины камеры сгорания.

4. Двигатель по пп.l и 2, о т л ич а ю шийся тем, что центальный угол М между точкой пересечения оси канала фарсунки со стенкой камеры сгорания и центром устройства зажигания в плоскости, перпендикулярИзобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение эффективности работы двигателя, 5

На фиг.! показан предлагаемый двигатель, продольный разрез; на фиг.2 то же, поперечный разрез.

Двигатель содержит головку цилиндра 1 с размещенными в ней форсункай

2 и устройствам 3 зажигания, поршень

4, в котором расположена камера 5 сгорания, выполненная в форме тела вращения, боковая стенка камеры 5 сгорания в поперечном сечении образо-15 вана прямолинейным участком 6 и двумя переходящими одна в другую криволинейными линиями 7 и 8, причем линия 7 выполнена с меньшим радиусом кривизны R и проходит от прямолиней- >О ( ного участка 6 до наибольшего диаметра D камеры 5 сгорания, другая линия 8 выпалнена с большим радиусом кривизны R и проходит от наибольшего диаметра Р камеры 5 сгорания до ее

I дна 9, на котором может быть выполнено куполообразное возвышение. Наибольший диаметр D камеры 5 сгорания

НоН оси цилиндра, выполнен равным

15-45

5. Двигатель по и.l, о т л и ч а ю шийся тем, чта устройство зажигания состоит иэ двух параллельHhIx один другому стержневых :-лектродов. б. Двигатель по пп. 1-4, с т л ич а ю шийся тем, чта электрод одного полюса состоит из нескольких электродов, окружающих стержневой электрод другого полюса.

7, Двигатель по п,l, а т л и ч аю шийся тем, чт — устройство зажигания выполнено в ниде свечи накаливания.

8„ Двигатель по 1., о т л и ч а— ю шийся тем, что устройство зажигания расположено в камере сгорания при положении поршня в верхней мертвой точке на глубине 12 мм.

2 выполнен равным 0,5-0,7 диаметра 3 поршня и, расположен на глубине равной 0,3-0,4 глубины H камеры 5 сгорания, меньший радиус кривизны

R выполнен равным (0,2-0,3)В, а больший радиус кривизны R равен (0,5-0,75)Н, причем отношение диаметра горловины d камеры 5 сгорания к

D равно 0,85-0,95, а длина прямолинейного участка 6 — h и (0,1-0,15)H.

Ось канала форсунки 2 образует с перпендикулярной к оси цилиндра плоса костью угол Р равный 10-15, причем точка пересечения А продолженной оси канала от точки распыла Б со стенкой камеры 5 сгорания1 в положении верхней мертвой точки поршня 41находится ниже днища 10 поршня 4 на величину Ь, равную 40-60 от глубины

11 камеры 5 сгорания.

Центральньгй угол г между точкой

А пересечения аси канала форсунки са стенкой камеры 5 сгорания и центрам устройства 3 зажигания в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, выполнен равным 15-45 . Ус.ройство 3 зажигания может состоять иэ двух параллельных один другому стеаж1237090 невых электродов, а один из стержневых электродов может быть выполнен в виде нескольких электродов II, окружающих электрод 12 другого полюса. 5

Устройство 3 зажигания может быть выполнено в виде свечи накаливания и расположено в камере 5 сгорания при голожении поршня в верхней мертвой точке на глубине 12 мм.

Во время работы двигателя топливо подается через форсунку 2 в камеру

5 сгорания и в соответствии с выбранной определенной формой камеры сгорания концентрируется в особой зоне, которая находится в области горловины камеры 5 сгорания, благодаря чему обеспечивается снабжение электродов запального устройства 3 готовой к зажиганию топливной смесью. Увеличен- о ный диаметр D камеры 5 сгорания улучшает использование воздуха, так как уменьшается доля свежего воздуха между днищем IO поршня 4 и головкой цилиндра I, и противоположная сторона камеры 5 сгорания оказывается ближе к форсунке 2, благодаря чему высота форсунки в камере 5 поршня 4 укорачивается.

При сильной концентрации топливо- 30 воздушной смеси в области наибольшего диаметра D камеры 5 сгорания обеспечивается снабжение находящегося там искрового промежутка способной к воспламенению топливной смесью,gg что делает ненужным применение, например, впускной канавки, которая должна проводить жидкое топливо перед искровым промежутком. Это улучшение газообмена дает возможность 4б осуществить снижение необходимой энергии зажигания, так как благодаря этому достигается более высокая локальная концентрация- топливной смеси, которая пропорциональна иониза- 4g ционному напряжению, а также длительности искры, Из-за незначительного расстояния между наибольшим диаметром камеры 5 сгорания и горловиной камеры необходимы короткие электроды, имеющие преимущество, заключающееся в более длительном сроке службы, так как они остаются более охлажденными не в последнюю очередь из — за имеющегося в наличии незначительного перемещения воздуха. Это позвогяет поднять степень сжатия свыше 18, не опасаясь недопустимого увеличения доли угара, возникающего из-за связанного с этой степенью сжатия уровня давления и температуры в цилиндре и тем самым тепловой нагрузки на электроды устройства 3 зажигания.

Камера сгорания предлагаемой конструкции удобна при использовании двигателя с принудительным зажиганием, так как топливо (например, метанол), необходимое для данного процесса, имеет (в качестве дизельного топлива) низкие точку кипения, соответственно и испаряемость и тем самым замедление завихренного потока в области наибольшего диаметра Э камеры 5 сгорания по сравнению с mapoобразной камерой сгорания, имекншей намного меньший диаметр.

Выполнение средней части дна 9 камеры 5 сгорания в виде куполообразного возвышения благоприятствует процессу сгорания.

Из-за уменьшения глубины H камеры 5 сгорания, т.е. из-за большего диаметра D< камеры сгорания, соответственно большего диаметра d ee горловины, струя топлива впрыскивается с незначительной кривизной. При этом струя топлива образует с плоскостью, перпендикулярной к оси цилиндра, угол Р, равный 10-15О.

Впрыскивание происходит таким образом (начало впрыска находится при полной нагрузке примерно за 30 угла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки), что при наличии впрыскивания топливо ни разу не попадает на дно поршня, точка А попадания топливной струи на стенку камеры сгорания в положении верхней мертвой точки поршня находится не слишком глубоко в нижней области камеры сгорания.

1237090

1t ið

Я я

В

Фиг. 1

Составитель O.Íåìöîí

Редактор С.Саенко Техред О.Сопко

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 3102/60 Тираж 523 Подписное

BHHHIR Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4