RU2406852C2 - Ice cylinder head - Google Patents
Ice cylinder head Download PDFInfo
- Publication number
- RU2406852C2 RU2406852C2 RU2008147961/06A RU2008147961A RU2406852C2 RU 2406852 C2 RU2406852 C2 RU 2406852C2 RU 2008147961/06 A RU2008147961/06 A RU 2008147961/06A RU 2008147961 A RU2008147961 A RU 2008147961A RU 2406852 C2 RU2406852 C2 RU 2406852C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inlet
- combustion chamber
- intake
- cylinder
- engine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к конструкции головок цилиндров двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС).The invention relates to engine building, namely to the design of the cylinder heads of internal combustion engines (hereinafter ICE).
Из описания к изобретению SU 1455001, МПК 4 F02B 31/00, F02F 1/42, опубл. 30.01.1989 г. в бюл. №4, известна система впуска для двигателя внутреннего сгорания, которая содержит по меньшей мере два впускных канала, расположенных на разной высоте под углом к надклапанной камере, и дроссельную заслонку, размещенную в верхнем впускном канале, тангенциально сопряженном с надклапанной камерой. Последняя выполнена в виде тела вращения, впускные каналы в местах сопряжения с надклапанной камерой выполнены цилиндрическими, а нижний канал сопряжен с надклапанной камерой тангенциально, причем сопряжения впусных каналов с надклапанной камерой расположены с разных сторон относительно ее оси.From the description of the invention SU 1455001, IPC 4 F02B 31/00, F02F 1/42, publ. 01/30/1989 in the bull. No. 4, an intake system for an internal combustion engine is known, which comprises at least two inlet channels located at different heights at an angle to the valve valve and a throttle valve located in the upper intake channel tangentially coupled to the valve valve. The latter is made in the form of a body of revolution, the inlet channels at the interfaces with the nadklapannym chamber are made cylindrical, and the lower channel is tangentially mated with the nadklapanny chamber, and the interface of the inlet channels with nadklapannym camera are located on different sides relative to its axis.
Из патента к изобретению RU 2180702, МПК 7 F02B 31/08, F02M 31/13, опубл. 20.03.2002 г., известна впускная система с регулируемым вихреобразованием для автомобильного бензинового двигателя, которая включает основную (большую) и дополнительную (малую) дроссельные заслонки, воздушный ресивер с впускными патрубками для каждого цилиндра и вспомогательные каналы, подводящие вихреобразующие потоки воздуха под углом к оси впускных патрубков в зону впрыскивания топлива, а также механизм привода заслонок, регулирующий поступление воздуха в ресивер путем перемещения основной дроссельной заслонки, а во вспомогательные каналы - путем перемещения дополнительной дроссельной заслонки. Электроуправляемый регулятор холостого хода расположен в байпасном воздушном канале холостого хода. Вспомогательные каналы выполнены в виде трубок, выходящих из единой распределительной магистрали, расположенной параллельно воздушному ресиверу. Эти трубки подведены тангенциально к каждому впускному патрубку в плоскости, перпендикулярной его оси, а дополнительная дроссельная заслонка установлена на входе в распределительную магистраль, внутренний диаметр каждой из подводящих тангенциальных трубок составляет 0,15-0,5 внутреннего диаметра впускного патрубка, а площадь поперечного сечения распределительной воздушной магистрали находится в пределах 1,5-4,0 суммарной площади поперечного сечения тангенциальных трубок. На входе в распределительную воздушную магистраль после дополнительной дроссельной заслонки установлен электронагреватель воздуха. Байпасный воздушный канал холостого хода выполнен в обход дополнительной дроссельной заслонки.From the patent for the invention RU 2180702, IPC 7 F02B 31/08, F02M 31/13, publ. 03/20/2002, the inlet system with adjustable vortex formation for a gasoline automobile engine is known, which includes a main (large) and additional (small) throttle valves, an air receiver with inlet pipes for each cylinder and auxiliary channels supplying vortex-forming air flows at an angle to the axis of the inlet nozzles into the fuel injection zone, as well as the damper drive mechanism, which regulates the air supply to the receiver by moving the main throttle, and into the auxiliary cash - by moving the additional throttle. An electrically controlled idle speed controller is located in the bypass air idle channel. Auxiliary channels are made in the form of tubes exiting from a single distribution line located parallel to the air receiver. These tubes are led tangentially to each inlet pipe in a plane perpendicular to its axis, and an additional throttle valve is installed at the inlet to the distribution pipe, the inner diameter of each of the inlet tangential pipes is 0.15-0.5 of the inner diameter of the inlet pipe, and the cross-sectional area distribution air line is within 1.5-4.0 of the total cross-sectional area of the tangential tubes. At the entrance to the distribution air line, after an additional throttle valve, an electric air heater is installed. The bypass air idle channel is bypassed by an additional throttle valve.
Из патента к изобретению RU 2309271, МПК 6 F02B 23/00, опубл. 27.10.2005 г., бюл. №30, известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с размещенным в нем поршнем, кинематически связанный с коленчатым валом, головку цилиндра с установленными в ней впускным и выпускным клапанами, камеру сгорания, выполненную в виде выемок в головке цилиндра под одним из клапанов, и в днище поршня завихрители заряда, выполненные в виде торцевых выступов, охватывающих одну из выемок камеры сгорания, примыкающих к другой выемке при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ) и образующих тангенциально направленные каналы, и источник воспламенения, установленный в выемке головки цилиндра, при этом камера сгорания на днище поршня выполнена в виде выемки от тела вращения, ось которого совпадает с осью цилиндра или располагается вблизи нее, завихрители заряда в форме торцевых выступов с тангенциальными каналами располагаются вокруг камеры сгорания на днище поршня и примыкают к выемке на головке цилиндра при положении поршня ВМТ, клапаны располагаются на выемках в головке цилиндра, глубина которых соответствует глубине выемки головки цилиндра и высоте торцевых выступов на днище поршня. Для дизеля источником воспламенения является форсунка, которая размещается в выемке головки цилиндра, для многотопливного двигателя источником воспламенения является форсунка и запальная свеча, которые размещаются в выемке головки цилиндра, для двигателя с принудительным воспламенением источником воспламенения служит свеча зажигания. Торцевые выступы, примыкающие к тарелкам клапанов, выполняются меньшей высоты для исключения их соприкосновения при положении поршня в ВМТ. Камера сгорания и торцевые выступы на днище поршня или вся поверхность днища поршня имеют покрытие из теплоизоляционного материала, например двуокиси циркония. Камера сгорания и торцевые выступы на днище поршня выполнены из чугуна или стали с низкой теплопроводностью и влиты или закреплены в днище поршня из алюминиевого сплава.From the patent for the invention RU 2309271, IPC 6 F02B 23/00, publ. 10/27/2005, bull. No. 30, an internal combustion engine is known, comprising at least one cylinder with a piston located therein, kinematically connected with the crankshaft, a cylinder head with inlet and outlet valves installed therein, a combustion chamber made in the form of recesses in the cylinder head under one of the valves, and in the piston bottom, charge swirls made in the form of end protrusions covering one of the recesses of the combustion chamber, adjacent to the other recess when the piston is at top dead center (TDC) and form tangentially directional channels, and the ignition source installed in the recess of the cylinder head, while the combustion chamber on the piston bottom is made in the form of a recess from the body of revolution, the axis of which coincides with the cylinder axis or is located near it, charge swirls in the form of end protrusions with tangential channels are located around combustion chambers on the piston bottom and adjacent to the recess on the cylinder head with the piston TDC, the valves are located on the recesses in the cylinder head, the depth of which corresponds to the depth of the recess of the cylinder head Ndra and height of end ledges on the piston bottom. For a diesel engine, the ignition source is the nozzle, which is located in the recess of the cylinder head, for a multi-fuel engine, the ignition source is the nozzle and the spark plug, which are located in the recess of the cylinder head, for the engine with forced ignition, the ignition source is used. The end protrusions adjacent to the valve plates are made of a lower height to exclude their contact when the piston is in TDC. The combustion chamber and end protrusions on the piston bottom or the entire surface of the piston bottom are coated with a heat-insulating material, for example zirconium dioxide. The combustion chamber and end protrusions on the piston bottom are made of cast iron or steel with low thermal conductivity and are poured in or fixed to the piston bottom of aluminum alloy.
Из патента к изобретению GB 1436751, МПК 2, F02B 31/02 F02M 35/10, опубл. 26.05.1976 г., известно устройство двигателя внутреннего сгорания с впускными каналами, соединенными с каждым цилиндром двигателя с внутренним смешиванием смеси, например, для дизельного двигателя. Соответственно, один из каналов располагается в основном в направлении, включающем в себя острый угол, с нормалью, пролегающей соосно оси цилиндра, и другой канал, имеющий винтовую часть, смежную клапану. Верхние оконечные участки впускных клапанов, каждый из которых расширяется в направлении проекции касательно к поверхности воображаемого цилиндра, соосны оси клапана. Воздушные потоки, проходящие через впускные клапаны, получают вращение вокруг оси цилиндра и в результате вихреобразного перемешивания поток турбулизируется. Впускные каналы могут располагаться как со стороны стенок цилиндра, так и сверху.From the patent to the invention GB 1436751, IPC 2, F02B 31/02 F02M 35/10, publ. 05/26/1976, it is known the device of an internal combustion engine with inlet channels connected to each cylinder of the engine with internal mixing of the mixture, for example, for a diesel engine. Accordingly, one of the channels is located mainly in the direction that includes the acute angle, with a normal running coaxially to the axis of the cylinder, and another channel having a screw portion adjacent to the valve. The upper end portions of the intake valves, each of which expands in the projection direction with respect to the surface of an imaginary cylinder, are aligned with the axis of the valve. The air flows passing through the inlet valves receive rotation around the axis of the cylinder and as a result of vortex mixing, the flow is turbulized. Inlet channels can be located both from the side of the cylinder walls and from above.
Из описания изобретения к авт. св. SU 937749, МПК 3 F02F 1/42, F02B 31/00, опубл. 23.06.1982 г. в бюл. №23, известна головка цилиндра ДВС, содержащая, по меньшей мере, два впускных наклонных тангенциальных канала, имеющих вход с одной боковой поверхности головки и выход на огневую поверхность так, что центры каналов смещены относительно центра огневой поверхности по разные стороны. При этом, с целью улучшения смесеобразования путем увеличения турбулентности рабочего заряда в цилиндре, средний угол наклона к огневой поверхности первого тангенциального канала составляет 15-40°, а второго 27-60°, причем смещение центра первого канала относительно центра огневой поверхности составляет 0,23-0,35 диаметра цилиндра, а второго 0,1-0,28. Кроме того, предполагается выполнение головки с огневой поверхностью с сегментными выемками, прилегающими к седлам клапанов и ориентированными по направлению соответствующих каналов.From the description of the invention to ed. St. SU 937749, IPC 3 F02F 1/42, F02B 31/00, publ. 06/23/1982 in the bull. No. 23, a cylinder head of an internal combustion engine is known, comprising at least two inlet inclined tangential channels having an entrance from one side surface of the head and an exit to the fire surface so that the centers of the channels are offset from the center of the fire surface on opposite sides. Moreover, in order to improve mixture formation by increasing the turbulence of the working charge in the cylinder, the average angle of inclination to the firing surface of the first tangential channel is 15–40 °, and the second 27–60 °, and the displacement of the center of the first channel relative to the center of the firing surface is 0.23 -0.35 cylinder diameter, and the second 0.1-0.28. In addition, it is assumed that the head with a fire surface with segmented recesses adjacent to the valve seats and oriented in the direction of the respective channels.
В качестве прототипа, как наиболее близкая по технической сущности, рассматривается система впуска и выпуска для двигателей, работающих на обедненной смеси, известная из описания изобретения к патенту US 5934246, МПК F02B 31/00, опубл. 10.08.99 г. Система включает в себя камеру сгорания, снабженную, по меньшей мере, одним впускным и выпускным окнами. При этом предпочтительным является использование двух выпускных окон, расположенных на диагонально противоположных сторонах камеры сгорания. Такое местоположение впускных и выпускных окон способствует усиленному вихреобразованию топливо-воздушной смеси.As a prototype, as the closest in technical essence, we consider the intake and exhaust system for engines operating on a lean mixture, known from the description of the invention to patent US 5934246, IPC F02B 31/00, publ. 08/10/99, the System includes a combustion chamber equipped with at least one inlet and outlet windows. Moreover, it is preferable to use two exhaust windows located on diagonally opposite sides of the combustion chamber. This location of the inlet and outlet windows contributes to enhanced vortex formation of the fuel-air mixture.
Техническая задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в создании оптимальных скоростей потоков газов в процессе газообмена двигателя.The technical problem to which this invention is directed, is to create optimal gas flow rates in the process of gas exchange of the engine.
Решение технической задачи достигается тем, что в головке цилиндра двигателя внутреннего сгорания, содержащей камеру сгорания, снабженную впускными и выпускными окнами, подключенными соответственно к впускным и выпускным каналам, и средства для установки источника воспламенения и топливоподачи, причем впускные и выпускные окна в месте сопряжения с камерой сгорания выполнены цилиндрическими, впускные окна расположены диагонально относительно оси цилиндра, а сечения впускных и выпускных каналов выполнены различными, причем впускные каналы выполнены в продольном сечении тангенциальными, на виде в плане плавно изогнуты таким образом, что их выходная в камеру сгорания часть сориентирована по касательной к стенке цилиндра двигателя и выпускные каналы на виде в плане выполнены изогнутыми, а их выходная в камеру сгорания часть сориентирована в сторону оси цилиндра.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in the cylinder head of the internal combustion engine containing a combustion chamber equipped with inlet and outlet windows connected respectively to the inlet and outlet channels, and means for installing a source of ignition and fuel supply, and the inlet and outlet windows at the interface with the combustion chamber is made cylindrical, the inlet windows are located diagonally relative to the axis of the cylinder, and the sections of the inlet and outlet channels are made different, and the inlet the analodes are made in the longitudinal section tangential, in a plan view they are smoothly bent so that their exit to the combustion chamber is oriented tangentially to the engine cylinder wall and the exhaust channels are curved in the plan view, and their output to the combustion chamber is oriented to the side cylinder axis.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где на фиг.1 показана головка 1 цилиндра 2 (фиг.2) двигателя внутреннего сгорания, содержащая камеру сгорания 3. Камера сгорания 3 снабжена впускными 4, 5 и выпускными 6, 7 окнами, подключенными соответственно к впускным 8, 9 и выпускным 10, 11 каналам. Кроме того, головка цилиндра содержит средства для установки источника воспламенения 12 и топливоподачи 13. Впускные 4, 5 и выпускные 6, 7 окна в месте сопряжения с камерой сгорания 3 выполнены цилиндрическими, а их сечения и соответственно сечения впускных 8, 9 и выпускных 10, 11 каналов выполнены различными, отличающимися друг от друга. Кроме того, впускные 4, 5 окна расположены диагонально относительно оси цилиндра «О». Ось цилиндра «О» совпадает с точкой пересечения продольной X-Х и поперечной Y-Y осей головки 1 цилиндра 2. Также, впускной канал 8 и канал 9, показанный на фиг.2, выполнены в продольном сечении тангенциальными, на виде в плане плавно изогнуты таким образом, что их выходная в камеру сгорания 3 часть сориентирована по касательной к стенкам цилиндра 2 двигателя и выпускные 10, 11 каналы на виде в плане выполнены изогнутыми, а их выходная в камеру сгорания 3 часть сориентирована в сторону оси цилиндра.The invention is illustrated in the drawings, in which Fig. 1 shows the head 1 of cylinder 2 (Fig. 2) of an internal combustion engine containing a combustion chamber 3. The combustion chamber 3 is provided with
Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.
На режимах холостого хода и малых нагрузок подача воздуха в камеру сгорания 3 организована по впускному каналу 8 через окно 4. При этом окно 4 имеет проходное сечение, по размеру меньшее, чем впускное окно 5. Разница сечений впускных окон способствует увеличению скорости перемещения воздуха в полости камеры сгорания 3 и образованию спирального вихря 15. Приготовление топливовоздушной смеси осуществляется подачей топлива под высоким давлением через устройство топливоподачи 13. При этом топливо впрыскивается как однократно, так и многократно, например для лучшего смесеобразования в начале такта впуска и вторично, в процессе сжатия перед искрообразованием для быстрого воспламенения смеси и эффективного горения основной смеси обедненного состава. Количество подвпрысков зависит от времени, приходящегося на смесеобразование в данном режиме работы двигателя. Выпуск отработавших газов организован через окно 7 по выпускному каналу 10. Изгиб выпускного канала 10 в направлении оси цилиндра «О» позволяет осуществить такт выпуска с минимальными потерями энергии, так как поршень выталкивает отработанные газы через максимально свободное окно 7 по выпускному каналу 10, имеющему направление к центру масс отработавших газов, движущихся под воздействием поршня и образующих поток 17.At idle and low loads, the air supply to the combustion chamber 3 is organized through the inlet channel 8 through the window 4. At the same time, the window 4 has a passage section smaller in size than the
На средних нагрузках при увеличении оборотов двигателя впуск воздуха организован по каналу 9 через окно 5 и соответственно выпуск по каналу 11 через окно 6. Суммарное сечение указанных окон превышает сечение окон другой пары впускных и выпускных каналов. При этом происходит образование более мощного спирального вихря 14 и потока отработавших газов 16.At medium loads, with an increase in engine speed, the air inlet is organized through
В режиме максимальной нагрузки и оборотов двигателя впуск воздуха и отвод отработавших газов организован через все окна и каналы с образованием двойных спиральных вихрей 14, 15, позволяющих улучшить очистку цилиндров при такте выпуска через окна 7 и 6 за счет остаточной энергии вихрей 14, 15 и направленных потоков 16 и 17.In the regime of maximum load and engine speed, the air inlet and exhaust gas is organized through all windows and channels with the formation of double
Данный алгоритм работы двигателя актуален при двойном турбонаддуве с различной производительностью турбокомпрессоров и малым рабочим объемом двигателя. Причем турбокомпрессор меньшей производительности устанавливается на сторону головки цилиндров с меньшими окнами и сечениями каналов, что позволяет ликвидировать «турбояму» за счет снижения оборотов устойчивого и максимального моментов двигателя в зону низких оборотов, а турбокомпрессор большей производительности, установленный на другой стороне головки двигателя с большими окнами 5 и 6 и каналами 9 и 11, позволяет получить оптимальный крутящий момент на средних режимах работы двигателя. При максимальных нагрузках и оборотах работают обе турбины, что позволяет расширить диапазон работы двигателя в зоне высоких оборотов, а также иметь максимальную мощность двигателя в зоне выше средних оборотов, что позволяет улучшить «приспосабливаемость» двигателя.This engine operation algorithm is relevant for dual turbocharging with different turbocharger performance and low engine displacement. Moreover, a turbocharger of lower productivity is installed on the side of the cylinder head with smaller windows and channel sections, which allows you to eliminate the "turbo hole" by reducing the speed of the stable and maximum engine moments in the low speed zone, and a turbocharger of higher performance, installed on the other side of the engine head with
Применение предлагаемого изобретения позволяет оптимизировать работу двигателя на всех режимах работы, повысить его мощность, снизить количество токсичных компонентов в отработавших газах.The application of the invention allows to optimize engine operation in all operating modes, increase its power, reduce the amount of toxic components in exhaust gases.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008147961/06A RU2406852C2 (en) | 2008-12-04 | 2008-12-04 | Ice cylinder head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008147961/06A RU2406852C2 (en) | 2008-12-04 | 2008-12-04 | Ice cylinder head |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008147961A RU2008147961A (en) | 2010-06-10 |
RU2406852C2 true RU2406852C2 (en) | 2010-12-20 |
Family
ID=42681282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008147961/06A RU2406852C2 (en) | 2008-12-04 | 2008-12-04 | Ice cylinder head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2406852C2 (en) |
-
2008
- 2008-12-04 RU RU2008147961/06A patent/RU2406852C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008147961A (en) | 2010-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8561581B2 (en) | Two-stroke uniflow turbo-compound internal combustion engine | |
RU2430246C1 (en) | Internal combustion engine | |
US8051830B2 (en) | Two-stroke uniflow turbo-compound internal combustion engine | |
US9228491B2 (en) | Two-stroke uniflow turbo-compound internal combustion engine | |
RU2697304C2 (en) | Device for combustion of gaseous fuel for internal combustion engine | |
JP2019505731A (en) | Improved system and method for a compression ignition engine | |
KR20200015472A (en) | Improved Systems and Methods of Compression Ignition Engines | |
RU2406852C2 (en) | Ice cylinder head | |
KR100828749B1 (en) | Gasoline direct injection engine | |
JP7189683B2 (en) | Intake system for internal combustion engine | |
US6810546B1 (en) | Internal combustion engine with five port head configuration | |
JP2009522500A (en) | Internal combustion engine | |
RU2626611C2 (en) | Two-stroke internal combustion engine with highest technical-economical and environmental criterial parameters and electronic control of accumulated fuel injection system of large fraction composition | |
WO2017177992A1 (en) | Charged internal combustion engine | |
EP2630354B1 (en) | Method and means for controlling combustion | |
RU2536640C1 (en) | Internal combustion engine | |
KR950003746B1 (en) | Internal combustion engine | |
JP2009097339A (en) | Spark ignition internal combustion engine | |
WO2021133197A1 (en) | Multi-fuel internal combustion engine with opposing pistons | |
RU2119066C1 (en) | Method of operation of internal combustion engine | |
KR20170035333A (en) | 2 Stroke 1 Cycle Engine with External Compressed Air Supplying System | |
JPH07259566A (en) | Combustion chamber and combustion method of compact type combustion chamber internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131205 |