RU2288364C1 - Камера сгорания горючей смеси - Google Patents
Камера сгорания горючей смеси Download PDFInfo
- Publication number
- RU2288364C1 RU2288364C1 RU2005118343/06A RU2005118343A RU2288364C1 RU 2288364 C1 RU2288364 C1 RU 2288364C1 RU 2005118343/06 A RU2005118343/06 A RU 2005118343/06A RU 2005118343 A RU2005118343 A RU 2005118343A RU 2288364 C1 RU2288364 C1 RU 2288364C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- engine
- spark plug
- detonation wave
- combustion
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к поршневым двигателям внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием. Камера сгорания включает крышку цилиндра со свечой зажигания, клапаны и днище поршня, при этом поверхность крышки цилиндра камеры сгорания выполнена по ходу движения детонационной волны в форме сегмента сферы у свечи зажигания, в форме сужающейся трапеции в области клапанов и остроклиновидной формы в конце камеры сгорания, при этом поверхность тарелки клапана и днище вытачиваются плоскими. Изобретение обеспечивает повышение термического КПД за счет высокой степени сжатия, а также увеличение удельной мощности и экономичности двигателя. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к поршневым двигателям внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием.
Известны карбюраторные двигатели, камеры сгорания которых образованы поверхностью крышки цилиндра, частью поверхности цилиндра и поверхностью днища поршня ("Тракторы и автомобили". М.: Колос, 1971 г., с.64).
Недостаток известных камер сгорания заключается в том, что при возникновении детонационного сгорания горючей смеси происходит повышенный нагрев стенок камеры сгорания, неполнота сгорания топлива, падение мощности и экономичности двигателя, а иногда и выход из строя деталей двигателя.
Наиболее близким аналогом является клиновидной формы камера сгорания двигателя ГАЗ-53 (ЗИЛ-130) (Автомобиль ГАЗ-53-12 г. г. Горький, 1988, с.20).
Недостаток известной формы камеры сгорания заключается в том, что при увеличении степени сжатия, для повышения термического к.п.д. двигателя, возникающий режим детонационного сгорания горючей смеси приводит к перегреву двигателя и снижению его мощности и экономичности.
Причиной этих негативных последствий детонационного сгорания горючей смеси является высокая скорость (около 900 м/с) воспламенившегося газа, которую газ приобретает при прохождении детонационной волны (Г.Н.Абрамович "Прикладная газовая динамика". М.: Наука, 1969, с.204-217). Детонационная волна распространяется в камере сгорания со сверхзвуковой скоростью (2000-2500 м/с) и, хаотично отражаясь от поверхностей камеры сгорания, приводит к резонансу деталей поршневой группы (А.Н.Воинов "Сгорание в быстроходных поршневых двигателях". М.: Машиностроение, 1977), вследствие чего происходит выкрашивание кромок поршней и выход из строя коренных и шатунных подшипников.
Встречный удар волн друг об друга приводит к образованию высокоскоростных завихрений горячего газа, вследствие этого происходит повышенный нагрев поверхностей камеры сгорания, обгорание кромок клапанов, охлаждение газа, вследствие этого происходит снижение мощности и экономичности двигателя.
Задачей изобретения является создание конструкции высокоэффективной камеры сгорания карбюраторного двигателя.
Технический результат данного изобретения заключается в том, что повышается термический к.п.д. двигателя за счет использования высокой степени сжатия, а также увеличивается удельная мощность и экономичность двигателя.
Сущность изобретения в том, что камера сгорания, включающая крышку цилиндра со свечой зажигания, клапаны и днище поршня, отличается тем, что поверхность крышки цилиндра камеры сгорания выполнена по ходу движения детонационной волны в форме сегмента сферы у свечи зажигания, в форме сужающейся трапеции в области клапанов и остроклиновидной формы в конце камеры сгорания, при этом поверхность тарелки клапана и днище вытачиваются плоскими.
На чертеже (а, б) показан продольный разрез камеры сгорания и показаны обозначенные сечения объема камеры сгорания А-А; Б-Б; В-В; Г-Г. Около свечи 1 объем камеры сгорания имеет форму сегмента сферы, в области клапанов 2 сечения имеют трапецеидальную форму, а в конце 3 камера сгорания имеет остроклиновидную форму. Начало и конец камеры сгорания имеются в виду по ходу движения детонационной волны.
Несмотря на кажущиеся незначительными изменения камеры сгорания, они имеют решающее значение для повышения экономичности и удельной мощности двигателя при использовании режима детонационного сгорания горючей смеси. Воспламенение горючей смеси происходит при нахождении поршня 4 в "верхней мертвой точке".
Зная характер движения газа за детонационной волной (падение скорости газа от 900 м/с до нуля на первой половине пути, пройденного детонационной волной), в предложенной камере сгорания детонационная волна не встречает на своем пути ударно-отражающих поверхностей. Для этого свеча зажигания 1 расположена на краю камеры сгорания и при сферическом распространении детонационной волны от свечи зажигания, поверхность фронта детонационной волны все время перпендикулярна поверхностям камеры сгорания с незначительными отклонениями.
Также в предлагаемой форме камеры сгорания при прохождении детонационной волной первой половины пути основная часть горючей смеси (более 80%) является воспламенившейся. Для этого (если считать поверхность поршня основанием фронта детонационной волны) при прохождении первой четверти пути, площадь фронта детонационной волны резко увеличивается, т.е. увеличиваются величины основания и высоты фронта детонационной волны. На второй четверти пути площадь фронта детонационной волны остается максимальной и постоянной (приблизительно), т.к. величина основания увеличивается, а высота уменьшается.
На оставшейся части пути площадь фронта детонационной волны резко уменьшается, т.к. уменьшаются величины основания и высоты фронта детонационной волны до нулевых значений и это приводит к тому, что доля продуктов сгорания, обладающих высокой кинетической энергией, оказывается незначительной.
И эта незначительная часть продуктов сгорания, отразившись от той части камеры сгорания 3, которая имеет остроклиновидную форму, не сможет вызвать завихрений продуктов сгорания, а соответственно не приведет к перегреву двигателя и падению экономичности.
Для того чтобы экономичность двигателя не падала при высоких оборотах и малой нагрузке, когда в камере сгорания находится меньшее количество горючей смеси, надо, чтобы и тогда качество горючей смеси было склонно к детонационному возгоранию, а энергии в катушке зажигания должно хватать для возбуждения детонационной волны в зоне электрического разряда запальной свечи 1. И только в этом случае детонационная волна будет распространяться по заданному пути.
За счет этого возможно создание двигателя, в котором реализуются такие важные преимущества детонационного сгорания горючей смеси, как:
1. Использование высокой (оптимальной) величины степени сжатия, которая приводит к повышению термического к.п.д. двигателя.
2. Из-за высокой скорости детонационного распространения фронта пламени, увеличение максимальных оборотов двигателя в два-три раза, что приводит к увеличению удельной мощности и экономичности двигателя. К экономичности приводит то, что при высоких оборотах двигателя время соприкосновения горячих газов со стенками двигателя уменьшается, а значит, уменьшается и доля теплоты, уходящая от горячих газов в систему охлаждения двигателя во время рабочего хода.
3. Всеядность, т.е. возможность использования в качестве топлива различных сортов бензина, дизельного топлива, керосина, природного газа, водорода, т.к. горючая смесь всех перечисленных видов топлива имеет склонность к детонационному (взрывному) сгоранию.
Claims (1)
- Камера сгорания, включающая крышку цилиндра со свечой зажигания, клапаны и днище поршня, отличающаяся тем, что поверхность крышки цилиндра камеры сгорания выполнена по ходу движения детонационной волны в форме сегмента сферы у свечи зажигания, в форме сужающейся трапеции в области клапанов и остроклиновидной формы в конце камеры сгорания, при этом поверхность тарелки клапана и днище вытачиваются плоскими.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005118343/06A RU2288364C1 (ru) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Камера сгорания горючей смеси |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005118343/06A RU2288364C1 (ru) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Камера сгорания горючей смеси |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2288364C1 true RU2288364C1 (ru) | 2006-11-27 |
Family
ID=37664461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005118343/06A RU2288364C1 (ru) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Камера сгорания горючей смеси |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2288364C1 (ru) |
-
2005
- 2005-06-14 RU RU2005118343/06A patent/RU2288364C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR930008508B1 (ko) | 피스톤의 공기실이 연소파의 진동수에 공명되는 내연기관 | |
JPS60501614A (ja) | 点火型燃焼装置 | |
WO2011112735A1 (en) | Multi-mode high efficiency internal combustion engine | |
Oppenheim | Quest for controlled combustion engines | |
Huang et al. | Combustion characteristics of natural-gas direct-injection combustion under various fuel injection timings | |
US4126106A (en) | Mixed cycle internal combustion engine | |
RU2288364C1 (ru) | Камера сгорания горючей смеси | |
Falkowski et al. | The performance of a spark-ignited stratified-charge two stroke engine operating on a kerosine based aviation fuel | |
Mattarelli et al. | Advances in the design of two-stroke, high speed, compression ignition engines | |
KR930008510B1 (ko) | 피스톤에 공명공기실을 형성시켜 연소실내에 폐쇄기주공명을 유발시키는 내연 기관의 연소방법 | |
Klett et al. | Internal combustion engines | |
Huang et al. | Correlation of ignitability with injection timing for direct injection combustion fuelled with compressed natural gas and gasoline | |
Rahman et al. | Effects of air fuel ratio and injection timing on performance for four-cylinder direct injection hydrogen fueled engine | |
Mehdiyev et al. | The twin swirl “MR-Process” combustion mechanism and conversion of diesel engines to operate with gaseous fuels | |
RU2416726C1 (ru) | Роторный двигатель | |
Do et al. | Motorcycle Engine Performance Comparison Between Laser Ignition System and Conventional Ignition System Through Simulation | |
Singh et al. | Current status of direct fuel injection in two stroke petrol engine-A review | |
Tomita et al. | Advanced combustion technologies for higher thermal efficiency | |
Akinfaloye et al. | Evaluating Parameters Affecting the Performance of the Spark Ignition Engine | |
RU2751273C2 (ru) | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания | |
CN101705881A (zh) | 气流对冲式天然气发动机快速燃烧室 | |
Rajendra et al. | Experimental investigation on performance characteristics of four stroke single cylinder petrol engine using a pre-heating set-up and fuel blends | |
Nicklowitz et al. | Evaluation of Jetfire® Pre-Chamber Ignition for Lean, DI Homogeneous Charge, Heavy Fueled Combustion and Multi-Fuel Capability | |
Sudarmanta et al. | The effect of advancing injection timing on combustion characteristics using stationary diesel engine with 30% water in diesel emulsion fuel | |
de Oliveira et al. | A review of passive pre-chamber in turbulent jet ignition system applied on low emissions SI engines |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080615 |