Двигатель внутреннего сгорания
Изобретение относится к двигателестроению и позволяет снизить токсичность отработавших газов путем улучшения смесеобразования. Двигатель содержит устр-во для вращательного движения заряда в цилиндре.В 2 поршня 3 размещена камера I сгорания в виде выемки с горловиной 4, дном 5 и наклонными боковыми стенками 6. Угол наклона последних к днищу выполнен плавно меняющимся между ребрами-выступами 9. При положении поршня в верхней мертвой точке сопловые отверстия топливной форсунки могут быть направлены, по меньшей мере частично, на грани-лыски 13. При попадании на последние топливных струй резко меняются условия их отражения от поверхности камеры 1. Организуется поэтапное расслоение заряда, которое создает качественное смешение топлива с воздухом в каждом слое и способствует медленному развитию сгорания, В начальный период топливоподачи тепловьщеление слабое, что способствует более медленной подготовке топлива к сгоранию. II з.п. ф-лы, 6 ил. S С/)
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 Е 02 В 23/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3981253/25-06 (22) 28. 11.85 (46) 07.06.87. Бюл. М- 21 (71) Филиал Научно-исследовательского и конструкторско-технологического института тракторных и комбайновых двигателей (72) Л.М.Павлович, З.М.Ройфберг, В.С.Грачев, F..Г.Пономарев, О.Б.Рябиков, А,М.Сайкин и А.Ф.Кушнер (53) 621.43.056 (088.8) (56) Патент 1 днище 2 поршня 3 размещена камера I сгорания в виде выемки с горловиной 4, дном 5 и наклонными боковыми стенками 6. Угол наклона последних к днищу выполнен плавно меняющимся между ребрами-выступами 9. При положении поршня в верхней мертвой точке сопловые отверстия топливной форсунки могут быть направлены, по меньшей мере частично, на грани-лыски 13. При попадании иа последние топливных струй резко меняются условия их отражения от поверхности камеры 1. Организуется поэтапное расслоение заряда, которое создает качественное смешение топлива с воздухом в каждом слое и способствует медленному развитию сгорания. В начальный период топливоподачи тепловьщеление слабое, что способствует более медленной подготовке топлива к сгоранию. 11 з.п. A-лы, 6 ил.! !!5630 Изобретение относится к машино— строению, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Цель изобретения — снижение токсичности отработавших газов путем улучшения смесеобразования. На фиг.i представлена камера сгорания с углом наклона боковых стенок, меняющихся от тупого у одного ребра до острого у соседнего ребра; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3то же, развертка боковой поверхности; на фиг.4 — вариант камеры сгорания с уступом на уровне перехода боковых стенок в дно, снабженной центральным выступом; на фиг.5 — вариант камеры сгорания с уступом под ребрами-выступами; на фиг.б — вариант камеры сгорания с острьпч углом наклона боковых стенок, уменьшающимся от одного ребра до соседнего. Двигатель содержит устройство для вращательного движения заряда (не показано) н цилиндре (не показан), камеру 1 сгорания, размещенную в днище 2 поршня 3 в виде выемки с горловиной 4, дном 5 и наклонными боковыми стенками 6, выполненными в виде отдельных секций 7 с участками 8 перехода в дно 5 камеры и отделенными друг от друга ребрами-выступами 9, и топливную форсунку 10 с сопловыми отверстиями 11, направленными на боковые стенки б камеры 1 при положении порпгня 3 в верхней мертвой точке, причем число отверстий II выполнено равным числу секций 7, угол п наклона боковых стенок 6 к днищу 2 поршня 3 выполнен плавно меняющимся между ребрами-выступами 9, а ребра †высту 9 выполнены по меньшей мере с частичным их усечением поверхностью конуса )2 (угол наклона ), вершина которого направлена в сторону горловины 4 камеры I и образованием на ребрах-выступах 9 граней-лысок 13. Угол, наклона боковьгх стенок б к днищу ? поршя 3 может быть выполнен меняющимся от тупого К „ „ у одного ребра-выступа 9 до острого a „,„ у соседнего ребра 9. Угол наклона С ндц может быть также выполнен прямым пли острым, при этом к „„, о „,„. Угол наклона, может бь1ть выполнен уменьшаюпцгмся либо B направле— f0 55 нии вращателт ного движения заряда, либо в направлении, обратном вращательному движению заряда (направление показано стрелкой 14). Камера 1 сгорания может быть выполнена с уступом 15, размещенным по меныпей мере над ребрами-выступами 9 на уровне перехода боковых стенок 6 в дно 5. Конус 12 угечения ребер-выступов 9 может быть расположен соосно с камерой 1. Кромки ребер-выступов 9 и гранейлысок 13 могут быть выполнены либо заостренными, либо скругленными. Дно 5 камеры 1 может быть выполнено с центральным выступом 16, а оси 17 сопловых отверстий 11 форсунки 10 могут быть направлены по меньшей мере частично на грани-лыски !3 при положении поршня 3 в верхней мертвой точке (в.м.т. ). Двигатель работает следующим образом. Впрыск топлива начинается из форсунки 10 при движении поршня 3 к в.м.т. (за 18-34 до в.м.т.) на о ребра-выступы 9 со стороны большего угла о „ „ наклона стенки 6. По мере перемещения поршня 3 к в.м.т. струи впрыскиваемого топлива перемещаются к граням-лыскам 13. При попадании топливных струй на грани-лыски 13 резко меняются условия их отражения от поверхности камеры I сгорания. Если в начальный момент впрыска струи испаряются и испаренное топливо подхватывается воздушным вихрем и процесс смесеобразования начинается в пристеночном вихревом потоке, то в следующий момент при впрыске топлива на грани-лыски 13 происходит отражение топливного факела к центру камергп 1 сгорания. При этом на участках секций 7 у меньшего угла (oC „„„ ) наклона стенки 6 в зоне, наиболее закрытой от надпоршневого пространства, образуется обратная циркуляция воздуха, что вызывает в месте перехода в соседнюю секцию 7 интенсивную мелкомасштабную турбулентность, вовлекающую част ицы топлива в процесс однородного смешения его с воздухом. При этом больший угол (й г „,„ ) наклона стенки 6 обеспечивает направленное вытеснение топливо-воздушного факела из камеры сгорания в нацпорпгневое пространст1315630 Ro с последующим развитием его B Boздушном поTAKp.. Такая организация поэтапного расслоения заряда создает качественное смешение топлива с воздухом в каждом из них и способствует медленному развитию сгорания. Слабое тепловыделение в начальный период топливоподачи способствует более медленной подготовке топлива к сгоранию, чем в из- 10 вестном двигателе. Благодаря этому процесс максимального тепловъделения смещается на линию расширения (за в.м.т.1, что снижает уровень давления в камере сгорания и температуру 15 диффузионного пламени, вследствие чего достигается существенное снижение концентрации МО в отработавших газах и дымности. Такой процесс имеет некоторое сходство со 20 сгоранием в дизеле с разделенной камерой сгорания, однако отличается от последнего повышенной топливной экономичностью. Высокая экономичность процесса обеспечивается в данной камере сгорания ускоренным завершением конечной стадии сгорания за счет интенсивной турбулизации дви1 жения в комбинации с местным повышением концентрации топлива. Формула. изобретения Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, 35 содержащий устройство для создания вращательного движения заряда в цилиндре, камеру сгорания, размещенную в днище поршня в виде выемки с горловиной, дном и наклонными боковыми 40 стенками, выполненными в виде отдельных секций с участками перехода в дно выемки и отделенными друг от друга ребрами-выступами, и топливную форсунку с сопловыми отверстиями, причем оси отверстий направленъ на боковые стенки камеры при положении поршня в верхней мертвой точке, а число отверстий выполнено равным по числу отдельных секций боковой стенки камеры, отличающийся тем, что, с целью снижения токсичнос ти отработавших газов путем улучшения смесеобразования, угол наклона боковых стенок к днищу поршня выполнен плавно меняющимся между ребрамивыступами, а ребра-выступы выполнены по меньши и мере с частичным их усечением поверхностью конуса, вершина которого направлена в сторону гnp— ловины камеры сгорания, и образова— нием на ребрах г1:аней-лысок. 2. Двигатель по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что угол наклона боковых стенок к днищу поршня выполнен меняющимся от тупого у одного ребра до острого у соседнега ребра. 3. Двигатель по п.l, о т л и ч а ю шийся тем что угол нак»она боковых стенок к днищу поршня выполнен меняющимся от прямого у одного ребра до острого у соседнего ребра. 4. Двигатель по и.1, о т л и ч а ю шийся тем, что угол наклона боковых стенок к днищу поршня выполнен остръгм с уменьшением его величины от одного ребра до соседнего. 5. Двигатель по пп.l 4, о т л ич а ю шийся тем, что угол наклона боковых стенок к днищу поршня выполнен уменьшающимся в направлении врашательного движения заряда. 6. Двигатель по пп.1-4, о т л ич а ю ш и и с я тем, что угол наклона боковых стенок к днищу поршня выполнен уменьшающимся в направлении, обратном вращательному движению заряда. 7. Двигатель по пп.l 6, о т л ич а ю шийся тем, что камера сгорания выполнена с уступом, размещенным по меньшей мере под ребрами-выступами на уровне перехода боковых стенок в дно. 8. Двигатель по пп 1-7, о т л ич а ю шийся тем, что конус усечения ребер-выступов расположен с выемкой в поршне. 9. Двигатель по пп.1-8, о т л ич а ю шийся тем, что кромки ребер-выступов и граней-лысок выполнены заостренными. 10. Двигатель по пп.1-8, о т л ич а ю шийся тем, что кромки ребер-выступов и граней-лысок выполнены скругленными. 11. Двигатель по пп.l-IO, о т л и ч а ю шийся тем, что дно камеры сгорания выполнено с центральным выступом. 12. Двигатель по пп.l-ll, о т л и ч а ю шийся тем, что оси 1 1 1 5630 нОЧ Фиг 3 сопловых отверстий форсунки направлены по меныпей мере частично на грани-лыски при положении поршня в верхней мертвой точке. 13156 30 Фие. М Фиг. 5 1315630 .б-б Фиг. Составитель Ю. Богачев Редактор F..Ïàïï Техред Н. Глущенко Корректор А.0бручар Заказ 2331/34 Тираж 503 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
