Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51) 4 Р 02 В 23/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3920278/25-06 (22) 31 . 05. 85 ° (46) 23,05.87. Бюл, 11 - 19 (71) Филиал Научно-исследовательского и конструкторско-технологического института тракторных и комбайновых двигателей (72) В.А. Куцевалов, Е.Г, Пономарев, О.Б. Рябиков, A.M. Сайкин, Л,Н, Басистый, С.В. Белькевич, В,Н, Журавлев, Л,И, Павлович и В.К, Иванов .(53) 621,43,056(088,8) (56) Патент США )) 4177769, кл. 123-30, опублик,1979, (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

С ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ ОТ СЖАТИЯ . (57) Изобретение относится к двигателестроению и позволяет снизить токсичность отработавших газов путем улучшения процессов смесеобразования и сгорания, Боковые стенки камеры 3 сгорания двигателя выполнены в виде отдельных поясов с образованием выступов 8 и впадин.9. Пояс 5 с центром симметрии О< размещен у входа в камеру 3, а пояс 7 с центром Оя -у дна

4 камеры 3, Промежуточные пояса 6 последовательно смещены один относительно другого с размещением их центров симметрии Oz — 0(t,) HG винтовой линии 10, а центр симметрии О, нахо- . дится на оси О, — О винтовой линии.

Возможны различные взаимные расположения выступов и впадин, поясов 5

7 и осей распылительных отверстий.

При впрыске топливо, попадая на более нагретые выступы, интенсивно испаряется. Размещенные по винтовой линии 10 выступы и впадины способствуют усилению турбулизации потока.

При движении воздушного вихря вдоль уступов и впадин происходит относительное перераспределение скорости потока bio периферии у боковой стенки камеры 3, обусловленное зкспентриси1 тетом поясов относительно горловины и дна Г, без разрушения основного вихря и нарушения распределения потока в надпоршневом пространстве, 13 э,п, ф-лы, 21 ил.

131220

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям внутрен" него сгорания с воспламенением от сжатия. 5

Цель изобретения - снижение токсичности отработавших газов путем улучшения процессов смесеобразонания и сгорания.

На фиг. 1 представлена камера сго- <0 рания предлагаемого двигателя, разрез; на фиг.2 — то же, вид сверху," на фиг,3-9 -варианты выполнения камеры сго. рания предлагаемого-двигателя, поперечный разрез; на фиг,lO — камера 15 сгорания предлагаемого двигателя при треугольном выполнении поясов, нид сверху; на фиг,11 — то же„ при четырехугольном выполнении поясов; на фиг.1? — камера сгорания предлагаемо- 20 го двигателя при одновременном угловом смещении треугольного пояса вокруг пояса своего центра симметрии, поперечный разрез; на фиг.13 — то

25 же, при четырехугольном выполнении поясов; на фиг.14 -камера сгорания двигателя при одновременном угловом смещении треугольного пояса вокруг своего центра симметрии, вид сверху; на фиг,15 — разрез А-А на фиг.13; на фиг,16 — камера сгорания предлагаемого двигателя при совпадении захода винтовой линии с вращением заряда, нид сверху (первый пояс); на фиг.i7то же, второй пояс; на фиг,18 — то 35 же, третий пояс„ на фиг.19 — то же, четвертый пояс; на фиг.20 — то же, пятый пояс; на фиг,21 — то же, нижний пояс, гg

Предлагаемый двигатель содержит цилиндр (не показан) с размещенным в нем поршнем 1, головку (не показана) с установленной в ней форсункой

2, снабженной распылительными отверстиями (не показаны), устройство для придания заряду вращательного движения (не показано) относительно оси цилиндра, камеру 3 сгорания, размещенную в поршне 1 и снабженную дном с0

4 и боковыми стенками 5-7, выполненными в виде отдельных поясов в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра (не показан), с образонанием выступов 8 и впадин 9, причем верхний пояс 5 с центром симметрии О, размещен у входа в камеру 3 сгорания, нижний пояс 7 с центром симметрии О„-у дна 4 камеры 3, а промежуточные поя3 2 са 6 с центром симметрии О, О

0 — между ними (где и - количест(и- 1 в о п оя сов ) . Промежуточные поя са 6 последовательно смещены один относительно другого с размещением их центров симметрии О,О,...,О(„,1 на винтовой линии IO а центр О симметрии верхнего пояса 5 размещен на оси О, -О винтовой линии.

Последовательно размещенные пояса образуют выступы 8 и впадины 9. Выс" тупы 8 и впадины 9 от одного пояса к другому следуют друг за другом по окружности н плане в направлении захода винтовой линии .(фиг,2, 16-21), которое может быть выполнено по вращению заряда (обозначенного стрелкой

Ы) или протин него, Размещение поясов 5-7 относительно друг друга а винтовой линии мо" жет быть экнидистантным (фиг,10-11) или с поворотом профиля каждого последующего пояса относительно предыдущего на угол g (фиг .1 2-1 5) . В выступах 8 могут быть выполнены сквозные отверстия II (фиг,,16).

Оси распылительных отверстий (не показаны) могут быть направлены как на выступы 8, так и во впадинь1 9 (фиг.12), Процесс смесеобразования и сгорания в предлагаемом двигателе осуществляется следующим образом, Впрыск топлива начинает осуществляться при движении поршня 1 к BMT о (за 18-34 до ВМТ) на выступы 8 и перемещаться по выступам 8 и впади- нам 9 по мере продвижения поршня I к

ВМТ .

Выступы 8 являются более нагретыми деталями камеры 3, поэтому топливо, попадая на них, интенсивно испа ряется и, кроме того, рикошетом от- кланяется от стенок к центру камеры, при этом у каждого выступа образуется турбулизирующий шлейф заряда, усиливающий процессы испарения и смеше-. ния испаренного топлива с воздухом, Этому усилию способствуют размещенные по винтовой линии 10 ступенчатые выступы 8 и впадины 9. При движении воздушного вихря вдоль выступов 8 и впадин 9 происходит относительное перераспределение <:корости потока по периферии у боковой стенки камеры сгорания, обусловленное эксцентрнситетом поясов относительно горловины

5 и дна 7 камеры 3„ без разрушения основного вихря и нарушения распреде1312203 ления потока в йадпоршневом пространстве. Периферийное перетекание основного заряда в пределах каждого пояса осуществляется попеременно из впадины 9 на выступ 8. При этом перетекание заряда во впадине 9 осуществля.ется с максимальной скоростью, а набегание потока из впадины 9 на выс-туп 8 — с некоторым торможением, Чередование выступов 8 и впадин 9 по 10 вертикали с различными Относительными скоростями обеспечивает формирование в пристенчатой зоне интенсивного микросмешения топливо-воздушного заряда. В результате происходит быстрое 15 и полное смешение топлива с воздухом и, соответственно, его качественное сгорание, что позволяет повысить экономичность дизеля и уменьшить его токсичность. 20

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержа- 25 щий цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку с установленной в ней топливной форсункой, снабженной распыпительными отверстиями, устройство для придания заряду вращательного 30 движения относительно оси цилиндра и камеру сгорания, размещенную в поршне и снабженную боковыми стенками и дном, причем боковые стенки выполнены В Виде Отделвных поясОВ В плоскос-35 ти, перпендикулярной оси цилиндра, с образованием выступов и впадин, верхний пояс размещен у входа в камеру, нижний — у дна камеры, а промежуточные — между ними, о т л и ч а tu — 40 шийся тем, что, с целью снижения токсичности отработавших газов путем улучшения процессов смесеобразования и сгорания, промежуточные пояса последовательно смещены один от-.45 носительно другого с размещением их центров симметрии на винтовой линии, а центр симметрии верхнего пояса размещен на оси винтовой линии.

2. Двигатель по п, 1, о т л и ч аю шийся, тем, что центр симметрии нижнего пояса размещен на винтовой линии.

% 3. Двигатель по п. l о т л и ч аю шийся тем, что центр симмет-. рии нижнего пояса размещен на оси винтовой линии.

4, Двигатель по пп.1-3, о т л ич а ю шийся тем, что ось винтовой линии наклонена к оси цилиндра, 5. Двигатель по пп.1-4, о т л и— ч а ю шийся тем, что смещение каждого пояса по винтовой линии выполнено с одновременным его угловым смещением вокруг своего центра симметрии, 6, Двигатель по пп.1-5, о т л ич а ю шийся тем, что боковая поверхность каждого пояса выполнена конической.

7. Двигатель по пп,1-5, о т л ич а ю шийся тем, что боковые поверхности поясов выполнены совпадающими по форме и размерам, 8. Двигатель по пп.1-7, о т л и— ч а ю шийся тем, что центры симметрии поясов размещены на винтовой линии равномерно °

9. Двигатель по пп.1-8,,о т л ич а ю шийся тем, что в выступах выполнены сквозные отверстия, )0 Двигатель по пп,1-9, о т л ич а ю шийся тем, что заход винтовой линии совпадает с вращением заряда в цилиндре.

11, Двигатель по пп.1-9, о т л ич а ю шийся тем, что заход Винтовой линии направлен против вращения заряда в цилиндре, 12. Двигатель по пп.l-ll, о т л ич а ю шийся тем, что камера сгорания снабжена теплоизолирующей вставкой.

13, Двигатель по пп,1-3, о т л ич а ю шийся тем, что кромки по меньшей мере одного выступа выполнены закругленными. ,14. Двигатель по пп.1-3, о т л ич а ю шийся тем, что оси распылительных отверстий форсунки направлены на выступы по меньшей мере двух соседних поясов при положении поршня в верхней мертвой точке, 1312203

13!2203 г ! Э!2203

13 1 2203 РигЛ

Составитель Ю. Богачев

Редактор О. Бугир Техред JI Олейник Корректор И. Шулла

Заказ 1945/29 Тираж 504 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4