Камера сгорания поршневого двигателя



Камера сгорания поршневого двигателя
Камера сгорания поршневого двигателя
Камера сгорания поршневого двигателя
Камера сгорания поршневого двигателя

 


Владельцы патента RU 2441991:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к камерам сгорания (КС), разделенным на две или более частей, а также к КС, имеющим особую форму для улучшения рабочего процесса. Камера сгорания поршневого двигателя, образованная поверхностями головки блока, днища поршня и цилиндра, при этом в головке цилиндра установлена вставка из тонкостенной трубки, проходящая диаметрально в плоскости свечи зажигания со стороны вытеснителя через центр цилиндра и выходящая из головки параллельно оси цилиндра, причем по трубке протекает охлаждающая жидкость. Вставка из тонкостенной трубки установлена под клапанную крышку или в полость рубашки охлаждения. Изобретение обеспечивает температурный режим, исключая перегревы и прогары в камере сгорания. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к камерам сгорания (КС), разделенным на две или более частей, а также к камерам сгорания, имеющим особую форму для улучшения рабочего процесса.

Известны камеры сгорания двигателей с искровым зажиганием, имеющие особую форму для улучшения рабочего процесса (патент РФ №2187004, F02B 23/08, опубл. 10.08.2002; патент РФ №2231656, F02B 23/08, опубл. 27.06.2004; патент РФ №2254486, F02B 23/08, опубл. 20.06.2005).

К недостаткам этих КС следует отнести более сложную конструкцию по сравнению с традиционными камерами сгорания. Модернизации серийных двигателей под такие камеры сгорания потребует дополнительных затрат на изменение технологического процесса изготовления головок блока и поршней.

Наиболее близкой по техническому решению, принятому за прототип, является КС, образованная поверхностями головки блока, днища поршня и цилиндра, разделенная ребром на две полости (патент РФ №2164301, F02B 23/00, опубл. 20.03.2001).

В этой камере сгорания трудно обеспечить требуемый температурный режим ребра в широком диапазоне режимов работы двигателя. Возможны его перегревы и прогары, возникает опасность калильного зажигания, что является недостатками данной КС.

Задачей изобретения является разработка камеры сгорания поршневого двигателя, которая потребовала бы минимальных изменений в технологии изготовления головок цилиндров и поршней при модернизации серийных образцов двигателей внутреннего сгорания с минимальными затратами. Вместе с тем предлагаемая КС должна сохранить преимущества геометрических форм камер сгорания, приведенных в качестве аналогов и прототипа.

Для решения данной задачи предложена камера сгорания поршневого двигателя, образованная поверхностями головки блока, днища поршня и цилиндра, отличающаяся тем, что в головке цилиндра установлена трубчатая вставка, проходящая диаметрально в плоскости свечи зажигания со стороны вытеснителя через центр цилиндра и выходящая из головки параллельно оси цилиндра, по которой протекает охлаждающая жидкость. Такая вставка-трубка может или выходить из головки под клапанную крышку и далее соединяться с трубопроводом от жидкостного насоса (фиг.3), или выходить в полость рубашки охлаждения (фиг.4), откуда в нее будет затекать охлаждающая жидкость.

Предлагаемое изобретение позволяет снизить требования двигателя к октановому числу топлива.

Для пояснения предлагаемого изобретения представлены чертежи.

На фиг.1 представлена плоскоовальная камера сгорания серийного двигателя с диаметром цилиндра 92 мм. КС образована поверхностями днища поршня 1, головки цилиндра 3 и гильзы цилиндра 2 (дополнительно см. фиг.3, фиг.4). В плоскости оси свечи зажигания 4 со стороны вытеснителя в камеру сгорания установлена вставка, выполненная из тонкостенной трубки диаметром 5 мм, которая проходит диаметрально между впускным 6 и выпускным 7 клапанами (см. фиг.2), пересекает центр и выходит параллельно оси цилиндра на расстоянии примерно 1/3 части радиуса цилиндра от центра под клапанную крышку (см. фиг.3). В вертикальной плоскости трубка расположена примерно по средине высоты камеры сгорания.

По трубке можно пропускать охлаждающую жидкость от насоса со сливом в радиатор системы охлаждения.

Вставку-трубку можно вывести в полость рубашки охлаждения (фиг.4), и из системы охлаждения в нее будет поступать охлаждающая жидкость.

Для обеспечения герметичности трубки в материале головки служат уплотнения 8, представленные схематично (фиг.3). Считаем, что современные технологии позволят герметично заделать трубку в головку цилиндров при ее отливке.

Антидетонационный эффект от такой вставки в камеру сгорания можно объяснить исходя из волновой природы возникновения детонации, согласно которой ударная волна зарождается в результате аккумулирования элементарных волн давления. Элементарные волны давления возникают в результате возмущений от фронта пламени, распространяющегося с ускорением. Поэтому любые препятствия аккумулированию (наложению и суммированию) элементарных волн будут мешать зарождению ударной волны. Возможно поэтому такие конструктивные приемы как выступы или ребра в КС, ступеньки на поршне снижают требования двигателя к октановому числу топлива.

Для подтверждения этих теоретических предположений были проведены опыты на выделенном цилиндре 4-цилиндрового двигателя с плоскоовальной камерой сгорания и диаметром 92 мм. Трубка была вставлена так, как показано на фиг.1. Расстояние от края вытеснителя до вертикальной оси трубки равнялось примерно 55 мм. Места входа и выхода трубки заделаны высокотемпературным клеем. Для уверенности, чтобы охлаждающая жидкость не попала в камеру сгорания, испытания проводились кратковременно без жидкости в системе охлаждения. Определялся угол зажигания по началу слышимой детонации исходной (серийной) КС и модифицированной КС с вставкой-трубкой. Опыты показали, что модифицированная КС позволила увеличить угол опережения зажигания по началу слышимой детонации на 14° поворота коленчатого вала.

1. Камера сгорания поршневого двигателя, образованная поверхностями головки блока, днища поршня и цилиндра, отличающаяся тем, что в головке цилиндра установлена вставка из тонкостенной трубки, проходящая диаметрально в плоскости свечи зажигания со стороны вытеснителя через центр цилиндра и выходящая из головки параллельно оси цилиндра, причем по трубке протекает охлаждающая жидкость.

2. Камера сгорания по п.1, отличающаяся тем, что вставка из тонкостенной трубки установлена под клапанную крышку.

3. Камера сгорания по п.1, отличающаяся тем, что вставка из тонкостенной трубки установлена в полость рубашки охлаждения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при конструировании и разработке простых и экономичных двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с неэлектрическими системами зажигания, в частности, к конструктивным средствам, позволяющим улучшить процесс сгорания.

Изобретение относится к области двигателестроения. .

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. .

Изобретение относится к дизельным двигателям внутреннего сгорания с камерами сгорания для высоких давлений воспламенения. .

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания. .

Поршень // 2395699
Изобретение относится к двигателестроению. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам подачи топлива бензиновых двигателей, преимущественно четырехтактных двигателей с электронной системой управления впрыском топлива в цилиндр.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) с воспламенением от сжатия. .

Изобретение относится к двигателестроению

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания

Изобретение относится к четырехтактным поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС)

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к дизельному двигателю, который содержит корпус, ограниченный в поперечном направлении юбкой, способной взаимодействовать со стенками цилиндра с осью С вращения, в котором поршень (3) может скользить вдоль данной оси С, указанный поршень (3) содержит переднюю грань, которая содержит центральный выступ (321), расположенное по периметру головки поршня кольцо (322) и камеру (323) с осью вращения В, которая проходит от центрального выступа (321) к расположенному по периметру головки поршня кольцу (322), с которым она соединяется у выступа (3220) толщины Ер, указанная камера (323) включает по существу расположенный вокруг выступа (3220) тор (3230), предпочтительно имеющий форму полукупола с максимальным радиусом Rt, обеспечивающим направление впрыскиваемого топлива под выступ (3220) в обратном направлении R в сторону центрального выступа (321), отличающийся тем, что центральный выступ (321) имеет отдельный верхний уклон А1 и нижний уклон А2, причем верхний уклон А1 является более пологим, чем нижний уклон А2

Изобретение относится к поршню (3) двигателя внутреннего сгорания, а именно дизельного двигателя, который содержит корпус, ограниченный в поперечном направлении юбкой (31), способной взаимодействовать со стенками цилиндра (1) с осью С вращения, в котором поршень (3) может скользить вдоль данной оси С, указанный поршень (3) содержит поперечную грань (32), которая содержит центральный выступ (321), расположенное по периметру головки поршня кольцо (322) и камеру (323) с осью вращения В, которая проходит от центрального выступа (321) к расположенному по периметру головки поршня кольцу (322), с которым она соединяется у выступа (3220) толщины Ер, указанная камера (323) содержит по существу соосный в вертикальном направлении с выступом (3220) торообразный профиль (3230), предпочтительно имеющий форму полукупола с максимальным радиусом Rt, обеспечивающий направление впрыскиваемого топлива под выступ (3220) в обратную зону R в направлении центрального выступа (321), отличающийся тем, что центральный выступ (321) имеет плоскую зону, центр которой лежит на оси В вращения камеры (320), шириной Lt, составляющей от 0 до 5 мм, а предпочтительно по существу равной 2,5 мм

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания

Изобретение относится к двухтактным поршневым дизелям с прямоточной продувкой. Двухтактный поршневой дизель содержит цилиндр с продувочными окнами, размещенный в нем поршень со штоком, крышку цилиндра с одним выпускным клапаном и установленными в нее одной или двумя форсунками, при этом в крышке цилиндра устанавливается (запрессовывается) стальная вставка с торцевыми выступами в виде кольца с тангенциальными прорезями, образующими каналы, соединяющими зону вытеснения объема воздуха, ограниченного между наружным диаметром кольца вставки и диаметром цилиндра и плоскими участками вставки и днища поршня с камерой сгорания, а вектор скоростей имеет одинаковое направление, кольцо вставки входит в цилиндрическую часть углубления в днище поршня при положении поршня в верхней мертвой точке. Закругленная кромка выполнена из жаростойкой стали, запрессованной в днище поршня в виде кольца или покрыта жаростойкой сталью, например, методом плазменного напыления. Изобретение обеспечивает увеличение мощности, улучшение экологических показателей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель с расщепленным циклом (10) содержит коленчатый вал, цилиндр (14) расширения, имеющий осевую линию (62), поршень (30) расширения, имеющий верхнюю поверхность и внешний периметр, головку (33) цилиндра, расположенную поверх цилиндра (14) расширения, так что нижняя поверхность головки (33) цилиндра обращена к верхней поверхности (50) поршня (30) расширения. Головка (33) цилиндра содержит выпуск (27) переходного канала и впуск выпускного канала. Впуск выпускного канала и выпуск (27) переходного канала расположены рядом с цилиндром (14) расширения. Переходный канал (22) соединяет источник газа под высоким давлением с цилиндром (14) расширения через выпуск (27) переходного канала. Переходный расширительный клапан (26) расположен в выпуске (27) переходного канала, обеспечивая связь между переходным каналом (22) и цилиндром (14) расширения в течение части такта расширения. Выпускной клапан (34) расположен во впуске (31) выпускного канала. Выпускной клапан (34) обеспечивает связь с цилиндром (14) расширения или от него через впуск (31) выпускного канала в течение части такта расширения. Выемка (60) расположена в верхней поверхности (50) поршня (30) расширения и содержит нижнюю поверхность. Участок выемки (60) перекрывает участок выпуска (27) переходного канала. Участок впуска (31) выпускного канала не перекрывает никакой участок выемки (60). Глубина выемки в диапазоне ориентировочно от 1,0 до 3,0 раз превышает зазор поршня расширения. Зазор поршня расширения представляет собой кратчайшее расстояние, вдоль линии, параллельной осевой линии (62), между верхней поверхностью (50) поршня (30) расширения и нижней поверхностью головки (33) цилиндра, когда поршень (30) расширения находится в его положении верхней мертвой точки. Глубина выемки представляет собой кратчайшее расстояние, вдоль линии, параллельной осевой линии (62), между нижней поверхностью выемки (60) и верхней поверхностью (50) поршня (30) расширения. Раскрыт вариант выполнения двигателя. Технический результат заключается в улучшении распределения топлива по всему цилиндру расширения и обеспечении оптимального соотношения топливовоздушной смеси над свечами зажигания. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания для сжиженного или сжатого топлива или бензина содержит, по меньшей мере, один цилиндр с размещенным в нем поршнем, кинематически связанным с коленчатым валом, головку цилиндра с установленными в ней впускными и выпускными клапанами и располагаемыми в выемках головки, камеру сгорания, выполненную в виде выемки от тела вращения в головке цилиндра, ось которого совпадает с осью цилиндра или располагается вблизи нее; завихрители заряда в форме торцевых выступов с тангенциальными каналами располагаются на днище поршня и примыкают к цилиндрической выемке в головке цилиндра при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ), источник воспламенения, установленный в выемке головки цилиндра, впускные клапаны и выпускные клапаны в головке цилиндра имеют противоположно направленные наклоны к оси цилиндра и располагаются на дне выемок в головке цилиндра, глубина которых увеличивается к оси цилиндра, дно камеры сгорания имеет шатровую форму, а источник воспламенения находится на дне камеры сгорания, закрутка свежего заряда на впуске для охлаждения торцевых выступов и днища поршня создается вставкой с отражателями, вставка устанавливается в один из каналов впуска в головке цилиндра или во впускной трубе, причем вращение заряда в цилиндре имеет одинаковое направление с тангенциальными каналами на торцевых выступах на днище поршня. Изобретение обеспечивает повышение крутящего момента двигателя, уменьшение расхода топлива и увеличение ресурса двигателя. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх