RU2565647C1 - Ice cylinder block head - Google Patents
Ice cylinder block head Download PDFInfo
- Publication number
- RU2565647C1 RU2565647C1 RU2014132321/06A RU2014132321A RU2565647C1 RU 2565647 C1 RU2565647 C1 RU 2565647C1 RU 2014132321/06 A RU2014132321/06 A RU 2014132321/06A RU 2014132321 A RU2014132321 A RU 2014132321A RU 2565647 C1 RU2565647 C1 RU 2565647C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- diameter
- radius
- chamber
- combustion chamber
- Prior art date
Links
Images
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
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к конструкции головки блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания (ДВС).The invention relates to the field of engine manufacturing, namely to the design of the cylinder head of an internal combustion engine (ICE).
Известна конструкция головки блока цилиндров ДВС, содержащая камеру сгорания, а также впускные и выпускные каналы с клапанами, выходящими на одну ее сторону. Камера сгорания головки цилиндров имеет поверхности вытеснения как со стороны каналов, так и со стороны свечи зажигания [1].The known design of the cylinder head of the engine, containing a combustion chamber, as well as inlet and outlet channels with valves extending to one side of it. The combustion chamber of the cylinder head has displacement surfaces both on the side of the channels and on the side of the spark plug [1].
Недостатком этой конструкции является снижение скорости движения потока смеси вследствие удара струй входящего потока топливной смеси о стенки камеры сгорания из-за несовершенства ее формы. Из-за большой разности расстояний от места воспламенения смеси до точек противоположной стенки камеры ухудшается процесс горения, снижается детонационная характеристика. Эти недостатки приводят к уменьшению наполнения на максимальных нагрузках, снижению максимальной мощности, возрастанию токсичности выхлопных газов, увеличению износа ДВС. Приведенная головка цилиндров не обеспечивает оптимальных площадей вытеснителей, что приводит к увеличению минимальных оборотов работы двигателя, в результате чего увеличиваются эксплуатационные расходы топлива, износ подвижных деталей двигателя.The disadvantage of this design is the decrease in the speed of the mixture flow due to impact of the jets of the incoming fuel mixture stream against the walls of the combustion chamber due to imperfections in its shape. Due to the large difference in the distances from the place of ignition of the mixture to the points of the opposite chamber wall, the combustion process deteriorates and the detonation characteristic decreases. These shortcomings lead to a decrease in filling at maximum loads, a decrease in maximum power, an increase in toxicity of exhaust gases, and an increase in the wear of internal combustion engines. The cylinder head does not provide optimal areas of displacers, which leads to an increase in the minimum engine speed, resulting in increased fuel consumption, wear of moving engine parts.
Наиболее близкой конструкцией такого же назначения по совокупности признаков является головка блока цилиндров, содержащая камеру сгорания клинового типа, впускные и выпускные каналы с клапанами, выходящими на одну ее сторону. Камера сгорания со смещенными клапанами от центра в сторону свечи зажигания имеет прямоугольную форму с радиусом закругления 0,48 длины меньшей стороны прямоугольника. Стенки наклонены к днищу камеры и имеют радиус перехода соответственно большей стороны 15° и R=9 мм и меньшей стороны 5° и R=6 мм, большая сторона камера направлена вдоль продольной оси двигателя. Площадь камеры не выходит за диаметр цилиндра двигателя. [2]The closest design for the same purpose in terms of features is a cylinder head containing a wedge-type combustion chamber, inlet and outlet channels with valves extending to one side of it. The combustion chamber with offset valves from the center towards the spark plug has a rectangular shape with a radius of curvature of 0.48 of the length of the smaller side of the rectangle. The walls are inclined to the bottom of the chamber and have a transition radius of respectively the larger side of 15 ° and R = 9 mm and the smaller side of 5 ° and R = 6 mm, the larger side of the chamber is directed along the longitudinal axis of the engine. The chamber area does not extend beyond the diameter of the engine cylinder. [2]
Недостатком данной конструкции головки блока цилиндров является снижение скорости движения потока смеси вследствие торможения струй входящего потока топливной смеси при ударе о параллельные стенки камеры. Из-за большой разности расстояний от места воспламенения смеси до точек противоположной стенки камеры образованной плоскостью параллельной оси двигателя ухудшается процесс горения, снижается детонационная характеристика. Уменьшение наполнения, ухудшение горения приводят к снижению максимальной мощности, возрастанию токсичности выхлопных газов, увеличению износа ДВС. Форма камеры сгорания образует площадь вытеснителей 20,2% от общей площади цилиндра двигателя, это не обеспечивает оптимальных площадей вытеснителей, особенно на низких частотах вращения двигателя, что приводит к увеличению минимальных оборотов работы двигателя, в результате чего увеличиваются эксплуатационные расходы топлива, износ подвижных деталей двигателя.The disadvantage of this design of the cylinder head is the decrease in the speed of the mixture flow due to the deceleration of the jets of the incoming fuel mixture flow upon impact against the parallel walls of the chamber. Due to the large difference in the distances from the place of ignition of the mixture to the points of the opposite chamber wall formed by a plane parallel to the axis of the engine, the combustion process deteriorates and the detonation characteristic decreases. A decrease in filling and a deterioration in combustion lead to a decrease in maximum power, an increase in the toxicity of exhaust gases, and an increase in the wear of internal combustion engines. The shape of the combustion chamber forms an area of propellants of 20.2% of the total area of the engine cylinder, this does not provide optimal areas of propellants, especially at low engine speeds, which leads to an increase in minimum engine speed, resulting in increased fuel consumption, wear of moving parts engine.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в улучшении процессов смесеобразования и сгорания в двигателе внутреннего сгорания, увеличение наполнения цилиндров и в результате чего повышение мощности двигателя и снижение расходов топлива.The essence of the invention is to improve the processes of mixture formation and combustion in an internal combustion engine, increasing the filling of cylinders and, as a result, increasing engine power and reducing fuel consumption.
Указанный результат достигается благодаря тому, что в головке блока цилиндров ДВС, содержащей выходящие на одну сторону головки цилиндров впускные и выпускные каналы с клапанами и размещенную в ней камеру сгорания и поверхностями вытеснителей, согласно предлагаемому изобретению камера сгорания на плоскости прилегания головки цилиндров к блоку имеет форму, образованную дугой радиусом, равным 0,63-0,65 диаметра цилиндра, с центром, отстоящим от центра цилиндра на расстоянии 0,28-0,30 диаметра цилиндра в сторону свечи зажигания, дуга сопряжена радиусами, равными 0,30-0,32 диаметра цилиндра с диаметром, проведенным из центра цилиндра и равным диаметру цилиндра. С противоположной стороны форма камеры образована этим же диаметром сопряженным с радиусами, равными 0,30-0,32 диаметра цилиндра, с центрами, лежащими на оси клапанов, отстоящей от оси цилиндров на расстоянии 0,06-0,08 диаметра цилиндра. Радиусы сопряжения ограничены линией, отстоящей от оси цилиндров на расстоянии 0,35-0,37 диаметра цилиндра. Стенки камеры сгорания наклонены к днищу камеры и имеют радиус перехода соответственно в плоскости поперечной оси цилиндра 14°…16° и радиус 12-14 мм, а в плоскости по оси клапанов 4°…6° и радиус 5-7 мм. От одного сечения к другому по контуру камеры обеспечивается плавный переход по углу и радиусу.This result is achieved due to the fact that in the cylinder head of the internal combustion engine containing inlet and outlet channels extending to one side of the cylinder head with valves and a combustion chamber located therein and displacer surfaces, according to the invention, the combustion chamber has the form on the plane of contact of the cylinder head to the block formed by an arc with a radius equal to 0.63-0.65 of the diameter of the cylinder, with a center spaced from the center of the cylinder at a distance of 0.28-0.30 of the diameter of the cylinder in the direction of the spark plug, the arc is paired with radius equal to the diameter of 0,30-0,32 cylinder with a diameter drawn from the center of the cylinder and equal to the diameter of the cylinder. On the opposite side, the shape of the chamber is formed by the same diameter conjugate with radii equal to 0.30-0.32 of the diameter of the cylinder, with centers lying on the axis of the valves spaced from the axis of the cylinders at a distance of 0.06-0.08 of the diameter of the cylinder. The mating radii are limited by a line spaced from the cylinder axis at a distance of 0.35-0.37 cylinder diameter. The walls of the combustion chamber are inclined to the bottom of the chamber and have a transition radius respectively in the plane of the transverse axis of the cylinder 14 ° ... 16 ° and a radius of 12-14 mm, and in the plane along the axis of the
Выполнение камеры сгорания, образованной сопряженными дугами, со смещением относительно оси цилиндров в сторону, противоположную каналам, и наклоном стенок камеры обеспечивают минимальное гидравлическое сопротивление смеси, что увеличивает наполнение цилиндра. Равноудаленные расстояния от места воспламенения смеси до точек противоположной стенки камеры способствуют улучшению процесса горения, улучшению стойкости к детонации двигателя. Размеры камеры сгорания и ее форма обеспечивают оптимальные площади вытеснителей, 25% от общей площади цилиндра двигателя, способствуют подаче рабочей смеси в зону свечи зажигания, надежному воспламенению смеси и быстрому ее сжиганию.The implementation of the combustion chamber, formed by conjugate arcs, with a displacement relative to the axis of the cylinders in the direction opposite to the channels, and the inclination of the walls of the chamber provide minimal hydraulic resistance of the mixture, which increases the filling of the cylinder. Equidistant distances from the place of ignition of the mixture to the points of the opposite wall of the chamber contribute to the improvement of the combustion process and to the improvement of resistance to engine detonation. The dimensions of the combustion chamber and its shape provide optimal displacer areas, 25% of the total area of the engine cylinder, contribute to the supply of the working mixture to the zone of the spark plug, reliable ignition of the mixture and its rapid burning.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
фиг. 1 - головка цилиндров, вид снизу;FIG. 1 - cylinder head, bottom view;
фиг. 2 - разрез А-А;FIG. 2 - section aa;
фиг. 2 - разрез Д-Д.FIG. 2 - section DD.
Головка блока цилиндров 1 для ДВС содержит выходящие на одну сторону впускные каналы 2 и выпускные каналы 3 и установленные на нее впускные 4 и выпускные 5 клапана. В головке цилиндров 1 размещена камера сгорания 6. Камера сгорания имеет форму, образованную дугой 7 радиусом R=(0,63-0,65)D, где D - диаметр цилиндра с центром, отстоящим от центра цилиндра на расстоянии Г=(0,28-0,30)D, где D - диаметр цилиндра в сторону свечи зажигания 13. Дуга 7 сопряжена радиусом R1=(0,30-0,32)D, где D - диаметр цилиндра с диаметром D, равным диаметру цилиндра и проведенным из его центра. С противоположной стороны форма камеры образована этим же диаметром D, сопряженным с радиусами R1, центры этих радиусов лежат на оси клапанов 15, отстоящей от оси цилиндров 16 на расстоянии B=(0,06-0,08)D, где D - диаметр цилиндра. Радиусы R1 сопряжения ограничены линией, отстоящей от оси цилиндров 16 на расстоянии Б=(0,35-0,37)D, где D - диаметр цилиндра. Стенки камеры сгорания наклонены к днищу камеры и имеют радиус перехода к днищу, соответственно в плоскости оси цилиндра 14 наклон К=14°…16° и радиус r=12-14 мм, а в плоскости по оси клапанов 15 наклон Е=4°…6° и радиус r1=5-7 мм. От одного сечения к другому по контуру камеры обеспечивается плавный переход по углу и радиусу.The cylinder head 1 for the internal combustion engine contains
Головка блока цилиндров работает следующим образом. На такте впуска рабочая смесь через канал 2 поступает в камеру сгорания 6, перетекая вдоль дуги 7 по поверхности 8, образованной наклонной плоскостью, с плавно увеличивающимся наклоном с Ε до К и плоскостью, образованной переменным радиусом, плавно увеличивающимся от r1 до r, а также вдоль дуги 9 по поверхности 10, образованной наклонной плоскостью с плавно увеличивающимся наклоном с Ε до Л=29°…31° с радиусом r1 перехода к днищу камеры. Поверхности 8 и 10 с плавным профилем на расширение уменьшают гидравлическое сопротивление движению поступающей смеси и дают направленное с минимальным падением скорости движение потока. При такте сжатия, при закрытых впускном 4 и выпускном 5 клапанах, рабочая смесь перетекает с поверхностей вытеснителей 11 и 12 по поверхностям 8 и 10, образуя вихревые потоки в центральной части камеры сгорания. Рабочая смесь интенсивно перемешивается и имеет тенденцию направления движения к свече зажигания 13, что способствует гарантийному воспламенению рабочей смеси. Равноудаленные расстояния от места воспламенения смеси до точек противоположной поверхности 8 стенки камеры 6 способствуют равномерному распространению фронта пламени, что приводит к улучшению процесса горения, улучшению детонационной характеристики двигателя.The cylinder head works as follows. At the intake stroke, the working mixture through the
Преимущество предлагаемой конструкции состоит в том, что по сравнению с известными конструкциями головки блока цилиндров ДВС она обеспечивает большее наполнение цилиндров рабочей смесью, улучшение процесса смесеобразования и сгорания за счет оптимальной конструкции элементов и соотношения размеров камеры сгорания. За счет этого происходит повышение скорости распространения пламени, появляется возможность повышения степени сжатия без появления детонации. В результате достигается повышение мощности, снижение расходов топлива и снижение токсичности отработавших газов.The advantage of the proposed design is that, in comparison with the known designs of the engine head of the engine block, it provides more filling of the cylinders with the working mixture, improves the process of mixture formation and combustion due to the optimal design of the elements and the ratio of the size of the combustion chamber. Due to this, there is an increase in the speed of flame propagation, it becomes possible to increase the degree of compression without detonation. The result is an increase in power, lower fuel consumption and lower exhaust emissions.
Проведенные испытания ДВС с головкой цилиндров, имеющей предлагаемую камеру сгорания, показали, что мощность возросла на 8,2%, а экономия топлива улучшалась в среднем на 12,9%.The tests of the internal combustion engine with a cylinder head having the proposed combustion chamber showed that the power increased by 8.2%, and fuel economy improved by an average of 12.9%.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР N 503033, F02F 1/42, бюллетень N6, опубликовано 15.02.76. 1. USSR author's certificate N 503033, F02F 1/42, bulletin N6, published 02.15.76.
2. Колл. авторов под ред. Березина Е.Б. «Двигатели ОАО «Волжские моторы» для автомобилей УАЗ и «ГАЗель»» - М., Атласы автомобилей, 2001, рис 2.5 и рис 2.6 на стр. 13.2. Call authors ed. Berezina E.B. “Volga Motors OJSC engines for UAZ and GAZelle cars” - M., Car Atlases, 2001, Fig. 2.5 and Fig. 2.6 on
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014132321/06A RU2565647C1 (en) | 2014-08-05 | 2014-08-05 | Ice cylinder block head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014132321/06A RU2565647C1 (en) | 2014-08-05 | 2014-08-05 | Ice cylinder block head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2565647C1 true RU2565647C1 (en) | 2015-10-20 |
Family
ID=54327284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014132321/06A RU2565647C1 (en) | 2014-08-05 | 2014-08-05 | Ice cylinder block head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2565647C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185082U1 (en) * | 2018-10-03 | 2018-11-21 | Общество с ограниченной ответственностью "КИТ" | Cylinder head of an internal combustion engine |
CN109973236A (en) * | 2017-12-19 | 2019-07-05 | Ge延巴赫两合无限公司 | A kind of cylinder cover for internal combustion engine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU503033A1 (en) * | 1974-06-12 | 1976-02-15 | Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Автомобильный И Автомоторный Институт | Cylinder head carburetor internal combustion engine |
SU1071795A1 (en) * | 1982-08-05 | 1984-02-07 | Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Автомобильный И Автомоторный Институт | Ic forced-ignition engine |
US4442808A (en) * | 1979-12-11 | 1984-04-17 | Nissan Motor Company, Limited | Combustion chamber for spark ignition internal combustion engine |
RU2075611C1 (en) * | 1994-02-14 | 1997-03-20 | Воротников Леонид Борисович | Internal combustion engine |
US6725828B1 (en) * | 2003-06-17 | 2004-04-27 | Ford Global Technologies, Llc | Vortex-induced stratification combustion for direct injection spark ignition engines |
-
2014
- 2014-08-05 RU RU2014132321/06A patent/RU2565647C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU503033A1 (en) * | 1974-06-12 | 1976-02-15 | Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Автомобильный И Автомоторный Институт | Cylinder head carburetor internal combustion engine |
US4442808A (en) * | 1979-12-11 | 1984-04-17 | Nissan Motor Company, Limited | Combustion chamber for spark ignition internal combustion engine |
SU1071795A1 (en) * | 1982-08-05 | 1984-02-07 | Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Автомобильный И Автомоторный Институт | Ic forced-ignition engine |
RU2075611C1 (en) * | 1994-02-14 | 1997-03-20 | Воротников Леонид Борисович | Internal combustion engine |
US6725828B1 (en) * | 2003-06-17 | 2004-04-27 | Ford Global Technologies, Llc | Vortex-induced stratification combustion for direct injection spark ignition engines |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109973236A (en) * | 2017-12-19 | 2019-07-05 | Ge延巴赫两合无限公司 | A kind of cylinder cover for internal combustion engine |
RU185082U1 (en) * | 2018-10-03 | 2018-11-21 | Общество с ограниченной ответственностью "КИТ" | Cylinder head of an internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4324214A (en) | Combustion chamber for an internal combustion engine | |
US6237579B1 (en) | Design to improve turbulence in combustion chambers | |
RU2565647C1 (en) | Ice cylinder block head | |
RU2697304C2 (en) | Device for combustion of gaseous fuel for internal combustion engine | |
US20160341147A1 (en) | Piston top providing structural unit | |
US20130263813A1 (en) | Cylinder head for an internal combustion engine | |
US6170455B1 (en) | Internal combustion engine | |
JP7470036B2 (en) | diesel engine | |
CN112824662B (en) | Internal combustion engine | |
RU185082U1 (en) | Cylinder head of an internal combustion engine | |
JP2009215973A (en) | Internal combustion engine with divided combustion chamber | |
CN110685836B (en) | Double-tumble air inlet passage and engine | |
GB1561729A (en) | Pre-combustion chamber diesel engines | |
US20150034044A1 (en) | High efficiency compression ignition, indirect injected diesel engines and methods thereof | |
FI126000B (en) | A method of operating a piston combustion engine | |
JP2016113990A (en) | Internal combustion engine | |
RU2117801C1 (en) | Cylinder head of internal combustion engine | |
KR100344002B1 (en) | Torque increasing opposite direction engine | |
US20130220264A1 (en) | Engine and cylinder with gas exchange through the cylinder wall | |
JP2020029803A (en) | Opposing piston engine | |
US4686949A (en) | Spark ignited internal combustion engines | |
RU2299337C1 (en) | Combustion chamber of piston engine | |
SU729374A1 (en) | I.c. engine | |
JP7372903B2 (en) | diesel engine | |
CN102003304A (en) | Combustion chamber structure on general petrol engine cylinder head |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |