RU2013585C1

RU2013585C1 - Internal combustion engine and method of its operation

Info

Publication number: RU2013585C1
Authority: RU
Inventors: Фарид Фуатович Дебердеев
Original assignee: Фарид Фуатович Дебердеев
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: manufacture of internal combustion engines. SUBSTANCE: method of operation of internal combustion engine is effected through admitting the air and mixture to the cylinder via two passages, compressing the admitted charge, separating the zone where chamber is located from the remaining portion of the combustion chamber by the piston stroke, igniting the mixture in the zone of the chamber and forcing the air out of the chamber via two passages towards each other, expanding and discharging the exhaust gases. Internal combustion engine has cylinder, piston, two intake passages, chamber in piston passing through the cylinder axis along passages, separating projections along chamber in the piston and in the head and passages in the air zone of the chamber directed towards each other. EFFECT: enhanced efficiency. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению. The invention relates to mechanical engineering.

Известен двигатель внутреннего сгорания, работающий путем одновременного впуска свежего заряда в цилиндр двумя параллельными потоками, поджига, расширения и выпуска отработавших газов. A known internal combustion engine operating by simultaneously injecting a fresh charge into the cylinder in two parallel streams, igniting, expanding and exhausting the exhaust gas.

Известный двигатель не обеспечивает на мощностных режимах при глубоком расслоении заряда на воздух и смесь полного сжигания топлива. The known engine does not provide power modes with deep stratification of the charge into air and a mixture of complete combustion of fuel.

Цель изобретения - повышение эффективности двигателя. The purpose of the invention is to increase engine efficiency.

Цель достигается путем впуска в цилиндр с переменным надпоршневым зазором на любых нагрузочных режимах воздуха и смеси (при этом на мощностных режимах в цилиндр впускают смесь с коэффициентом избытка воздуха α = 0,3-0,6) под прямым углом к оси полости, пересекающей цилиндр относительно плоскости, разделяющей каналы, сжатия заряда с отделением к концу сжатия полости от остальной части камеры сгорания, подвига смеси, вытеснения продуктами сгорания воздуха из полости по двум каналам вдоль пристеночных зон цилиндра по его периметру встречными друг другу потоками. The goal is achieved by letting the cylinder into the cylinder with a variable over-piston clearance at any load conditions of air and mixture (in this case, at power modes, the mixture is let into the cylinder with the coefficient of excess air α = 0.3-0.6) at a right angle to the axis of the cavity crossing the cylinder relative to the plane separating the channels, charge compression with separation towards the end of the compression of the cavity from the rest of the combustion chamber, the feat of the mixture, displacement of the combustion products of air from the cavity through two channels along the wall zones of the cylinder along its perimeter with opposite scream friend streams.

На фиг. 1 изображен предлагаемый двигатель; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, с вариантом исполнения разделительного канала. In FIG. 1 shows the proposed engine; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - the same with the embodiment of the separation channel.

Двигатель содержит цилиндр 1, поршень 2, впускные каналы 3, 4 подачи смеси и воздуха, расположенные напротив друг друга, разделенные перегородкой 5. Площадь-сечение С₃ канала 3 относительно общей площади сечения каналов (С₃+С₄) составляет порядка (0,3-0,6) и зависит от состава смеси, подаваемой в цилиндр на максимальном нагрузочном режиме. Под прямым углом к плоскости перегородки 5 в поршне 9 располагается полость 6 в виде продолговатого полуцилиндра, пересекающего камеру сгорания через весь поршень. Зона полости со стороны канала 4 в периферии цилиндра снабжена каналами 7, направленными вдоль пристеночных слоев цилиндра по его периметру в направлении к топливной зоне 8. При расположении поршня в верхней мертвой точке поверхности головки 9 цилиндра и поршня образуют между собой канал 10 минимального по условиям изготовления элементов кривошипно- шатунного механизма сечения. Для увеличения сопротивления перетокам газов по каналу 10 последний может быть образован дополнительными выступами 11, 12 в головке и поршне. Канал 10 обеспечивает отделение зоны полости 6 от остальной части камеры сгорания. Каналы 3, 4 перекрыты одним впускным клапаном 13. Свеча 14 зажигания располагается в топливной зоне 8 цилиндра, напротив которой располагается воздушная зоне 15. Граница 16 между зонами 8, 15 представляет собой условную вертикальную плоскость, параллельную плоскости 5 и перпендикулярную оси 17 полости 6, одновременно являющейся осью симметрии. Выпускной клапан на чертеже не показан.The engine contains a cylinder 1, a piston 2, intake channels 3, 4 of the mixture and air, located opposite each other, separated by a partition 5. The cross-sectional area C _{3 of} channel 3 relative to the total cross-sectional area of the channels (C ₃ + C ₄ ) is of the order of (0 , 3-0.6) and depends on the composition of the mixture supplied to the cylinder at maximum load mode. At right angles to the plane of the baffle 5 in the piston 9 is a cavity 6 in the form of an elongated half-cylinder crossing the combustion chamber through the entire piston. The cavity zone from the side of the channel 4 in the periphery of the cylinder is equipped with channels 7 directed along the wall layers of the cylinder along its perimeter in the direction of the fuel zone 8. When the piston is located at the top dead center surface of the cylinder head 9 and the piston form a channel 10 between themselves that is minimal according to the manufacturing conditions elements of the crank mechanism of the section. To increase the resistance to the flow of gases through the channel 10, the latter can be formed by additional protrusions 11, 12 in the head and piston. Channel 10 provides the separation of the zone of the cavity 6 from the rest of the combustion chamber. Channels 3, 4 are blocked by one inlet valve 13. The spark plug 14 is located in the fuel zone 8 of the cylinder, opposite which the air zone 15 is located. The boundary 16 between zones 8, 15 is a conditional vertical plane parallel to plane 5 and perpendicular to axis 17 of cavity 6, simultaneously being the axis of symmetry. The exhaust valve is not shown in the drawing.

При открытом впускном клапане 13 в цилиндр 1 через каналы 3, 4 всасываются смесь и воздух. К концу впуска смесь располагается в топливной зоне 8 цилиндра, а воздух в воздушной 15 с границей между зонами вдоль плоскости 16 на всю глубину цилиндра. В процессе сжатия смеси и воздух вытесняются в полость 6 с минимумом смешивающих моментов между впущенными компонентами заряда. К концу сжатия дроссельный канал 10 отделяет полость 6 от остальной части камеры сгорания (в том числе выступами 11, 12, расположенными вдоль границ полости 6). После поджига смеси свечей 14 смесь при расположении поршня 2 в верхней мертвой точке сгорает неполностью только за счет окислителя смеси, продукты неполного сгорания вытесняют воздух (без смешивающих моментов) из полости 6 по каналам 7 через периферийные зоны цилиндра в направлении к топливной зоне 8 навстречу друг другу по мере огибания цилиндра, при этом воздух оттесняет смесь от пристеночных зон цилиндра в зоне 8. При расширении канал 9 вскрывается и продукты неполного сгорания дожигаются при активных турбулизующих моментах, обеспечиваемых движением воздуха формой камеры сгорания, горением. Продукты сгорания расширяют и выпускают из цилиндра. Воздух на любых нагрузочных режимах подают через постоянную площадь - сечение впускного канала. Нагрузку двигателя регулируют изменением состава смеси канала 3 и при необходимости уменьшают количество смеси, впускаемой через этот канал. When the inlet valve 13 is opened, the mixture 1 and air are sucked into the cylinder 1 through the channels 3, 4. By the end of the inlet, the mixture is located in the fuel zone 8 of the cylinder, and the air in the air 15 with the boundary between the zones along the plane 16 to the entire depth of the cylinder. In the process of compression, the mixture and air are displaced into the cavity 6 with a minimum of mixing moments between the inlet components of the charge. By the end of compression, the throttle channel 10 separates the cavity 6 from the rest of the combustion chamber (including protrusions 11, 12 located along the boundaries of the cavity 6). After igniting the mixture of candles 14, the mixture, when the piston 2 is located at top dead center, does not completely burn out only due to the oxidizing agent of the mixture, products of incomplete combustion displace air (without mixing moments) from the cavity 6 through channels 7 through the peripheral zones of the cylinder toward each other towards the fuel zone 8 to each other as the cylinder bends around, while air pushes the mixture away from the near-wall zones of the cylinder in zone 8. When expanding, the channel 9 opens and the products of incomplete combustion are burned out at active turbulent moments, providing washed by the movement of air in the form of a combustion chamber, combustion. The combustion products expand and release from the cylinder. Air at any load conditions is supplied through a constant area - the inlet channel section. The engine load is regulated by changing the composition of the mixture of the channel 3 and, if necessary, reduce the amount of mixture admitted through this channel.

Claims

1. The method of operation of the internal combustion engine by introducing a fresh charge into the cylinder, dividing the combustion chamber into two parts, one of which contains a cavity, igniting the fresh charge in one of the zones of the latter with the formation of combustion products when the piston is located at top dead center, expanding the products combustion and exhaust, characterized in that, in order to increase efficiency, before expansion, part of the fresh charge from the other zone of the cavity is displaced by the combustion products through two channels adjacent to the periphery and layers of a cylinder.

2. An internal combustion engine comprising a cylinder with a piston disposed therein, a cylinder head with two inlet nozzles respectively for air intake and a fuel-air mixture, a combustion chamber formed by a cylinder head, a piston crown and a cavity in the piston crown, an spark plug fixed to the cylinder head opposite the cavity, characterized in that, in order to increase efficiency, the inlet pipes are made in one in the form of an inlet pipe divided by a partition, and the cross-sectional area of the mixture supply pipe is It gives 0.3 - 0.6 of the total inlet pipe area.

3. The engine according to claim 2, characterized in that the piston bottom is made with two channels connected to the cavity from the side of the air intake pipe on opposite sides of the cavity, the horizontal axis of which is located at right angles to the partition cavity, and the cavity is made in the form of a half cylinder.

4. The engine according to paragraphs. 2 and 3, characterized in that it is equipped with separating protrusions located in the cylinder head and the piston bottom in the cavity zone.