SU1023119A1

SU1023119A1 - Двигатель внутреннего сгорани

Info

Publication number: SU1023119A1
Application number: SU823394169A
Authority: SU
Inventors: Лев Иванович Вахошин; Сергей Владимирович Коробченко; Геннадий Геннадиевич Горлов; Валерий Иосифович Сонкин; Николай Николаевич Цапов; Виктор Дмитриевич Муравьев; Юрий Петрович Романенко; Евгений Александрович Баринов; Николай Федорович Суханов; Анатолий Александрович Калашников; Владимир Михайлович Синютин
Original assignee: Заволжский моторный завод; Автомобильный Завод Им.И.А.Лихачева
Priority date: 1982-02-19
Filing date: 1982-02-19
Publication date: 1983-06-15

Abstract

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий, по меньшей мере , один цилиндр с поршнем и головку цилиндра с размещенными в ней основной камерой сгорани и форкамерой, причем основна камера сгорани сообщена через впускной клапан с трубопроводом подвода .обедненной топливовоздушной смеси и че- рез выпускной клапан - с трубопроводом отвода отработавших газов и выполнена в виде двух соединенных между собой полостей разного объема, полость большего объема размещена под выпускным клапаном вокруг его оси, а полость меньщего объема выполнена переменной по высоте,- и форкамера снабжена свечой зажигани и подключена через дополнитьный впускной клапан к трубопроводу подвода обогащенной смеси и при помощи факельного канала - к одной из полостей камеры сгорани , отличающийс тем, что, с целью, повышени топливной экономичности и снижени токсичности отработавших газов, факельный канал подключен к полости большего объема со стороны наибольшей высоты полостк мень (Л шего объема, а его ось направлена тангенциально боковой стенке полости большего объема.

Description

to

СО

со

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к двигателестроенйю.

Известен двигатель внутреннего сгорани , содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с поршнем и головку цилиндра с размещенными в ней основной камерой сгорани и форкамерой, причем основна камера сгорани сообщена через впускной клапан с трубопроводом подвода обедненной топливовоздущной смеси и через выпускной клапан - с трубопроводом отвода отработавших газов и выполнена в виде двух соединенных между собой полостей разного объема , полость большего объема размещена под выпускным клапаном вокруг его оси, а полость меньшего объема выполнена переменной по высоте, и форкамера снабжена свечой зажигани и подключена через дополнительный впускной клапан к трубопроводу подвода обогащенной смеси и при помощи факельного канала - к одной из полостей камеры сгорани 1.

Однако в полости большего объема камеры сгорани этого двигател вращение зар да недостаточно интенсивно, что снижает топливную экономичность двигател и увеличивает токсичность его отработавших газов.

Цель изобретени повыщение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов.

Указанна цель достигаетс тем, что в двигателе внутреннего сгорани , содержащем , по меньщей мере, один цилиндр с порш нем и головку, цилиндра с размещенными в ней основной камерой сгорани и форкамерой , причем основна камера сгорани сообщена через впускной клапан с трубопроводом подвода обедненной топливовоздущной смеси и через выпускной клапан - с трубопроводом отвода отработавших газов и выполнена в виде двух соединенных между собой полостей разного объема, полость большего объема размещена под выпускным клапаном вокруг его оси, а полость меньшего объема выполнена переменной по высоте, и форкамера снабжена свечой зажигани и подключена через дополнительный впускной клапан к трубопроводу подвода обогащенной смеси и при помощи факельного канала - к одной из полостей камеры сгорани , факельный канал подключен к полости большего объема со стороны наибольшей высоты полости меньшего объема, а его ось направлена тангенциально боковой стенке полости большего объема.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого двигател ; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнем 2 и головку 3 цилиндра 1 с размещенными в ней основной камерой сгорани и форкамерой 4. Основна камера сгорани

сообщена через впускной клапан 5 с трубопроводом 6 подвода обедненной топливовоздушной смеси и через выпускной клапан 7 - с трубопроводом 8 отвода отработавших газов и выполнена в виде двух соединенных между собой полостей 9 и 10 разного объема. Полость 9 большего объема размещена под выпускным клапаном 7 вокруг его оси, а полость 10 меньщего объема выполнена переменной по высоте. Форкамера 4 снабжена свечой 11 зажигани и подключена через дополнительный впускной клапан 12 к трубопроводу 13 подвода обогащенной смеси и при помощи факельного канала 14 - к полости 9 со стороны

5 наибольшей высоты полости 10, а ось канала 14 направлена тангенциально боковой стенке 15 полости 9.

Трубопровод 6 выполнен тангенциальным или снабжен средством закрутки потока смеси вокруг оси цилиндра 1.

0 Двигатель работает следующим образом. На такте впуска под действием разрежени , создаваемого движением порщн 2 от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ) по трубопроводу 6, через открытый впускной клапан 5 в полости 9 и 10 основной камеры сгорани и цилиндр 1 двигател поступает обедненна топливовоздушна смесь или воздух. Одновременно с этим по трубопроводу 13 через клапан 12 в форкамеру 4 поступает

0 обогащенна топливовоздушна смесь.

Трубопровод 6 сообщает потоку обедненной топливовоздущной смеси или воздуху вращательное движение вокруг оси цилиндра 1. Вследствие наклона впускного клапана 5 поток первоначально движетс в направлении наибольшей высоты полости 10 (см. фиг. 1).

Часть обогащенной топливовоздушной смеси из форкамеры 4 поступает в полость 9 основной камеры сгорани . Благодар тангенциальному расположению канала 14 от носительно стенки 15, ограничивающей полость 9 по мере заполнени полости 9 обогащенной топливовоздушной смесью, поток ее также приобретает вращательное движение (см. фиг. 1), совпадающее по направлению вращени с движением потока обедненной смеси или воздуха, создаваемым трубопроводом 6. Под действием центробежных сил жидка фаза, содержаща с в обогащенной смеси, удерживаетс на стенке 15 полости 9, обеспечива к концу такта

0 впуска в результате испарени локальное обогащение смеси.

К концу такта сжати при приближении поршн 2 к ВМТ из полости 10 переменной высоты вытесн етс содержаща с там обедненна топливовоздущна смесь или воздух

5 в полость 9. Благодар переменной высоте полости 10, увеличивающейс в направлении вращени потока обедненной смеси или воздуха, скорость вытеснени потока в полость 9 к концу такта сжати резко увеличиваетс , и .движение обедненной смеси из вращени вокруг оси цилиндра 1 трансформируетс во вращение вокруг оси выпускного клапана 7.

В конце такта сжати обогащенна топливовоздущна смесь в .форкамере 4 воспламен етс искрой свечи 11 зажигани .

8результате сгорани смеси в форкамере 4 под действием повътщенного давлени продукты горени с большой скоростью выбрасываютс из нее через канал 14 в полость 9.

Дл создани оптимальной интенсивности выброса факела (истечени струи проДукто1в ), необходимой дл обеспечени заданной скорости вращени смеси в полости

9и соответственно скорости сгорани , величина площади поперечного сечени канала 14 должна измен тьс в относительно узких пределах.

.Установлено, что оптимальна скорость истечени продуктов достигаетс в том случае , когда величина отнощени объема Уф форкамеры 4 к площади в форкамере 4, ограничивающей истечение, т.е. Ёр-VK, где РФ - площадь поперечного сечени форкамеры 4, а tp.K- площадь наименьщего поперечного сечени факельного канала 14, находитс в пределах 1,5-3.

В конце такта расширени продукты сгорани , продолжа совершать вращательное движение вокруг оси выпускного клапана 7, под действием перепада давлений истекают в трубопровод 8. Затем цикл повтор етс .

Наличие в двигателе дополнительного впускного клапана 12 с дополнительной самосто тельной впускной системой позвол ет в зависимости от режима работы двигател управл ть процессами внутрицилиндрового смесеобразовани и распределени топлива в зар де по полост м 9 и 10 основной камеры сгорани , обеспечива тем управление в определенной мере выходными показател ми двигател .

При работе двигател на режимах хо: лостого хода, малых и средних нагрузках необходимо сосредоточение располагаемой энергии топлива в локальной зоне основной камеры сгорани дл исключени неэффективного горени в переохлаждаемых защемленных или удаленных от источников зажигани объемах камеры сгорани . Дл этого при работе двигател на холостом ходу н малых нагрузках топливо вводитс через дополнительную впускную систему и клапан 12, а через впускной клапан 5 подаетс воздух . Это ограничивает попадание топлива

в защемленную полость 10 основной камеры сгорани .

На нагрузочных режимах работы двигател выще средних, когда из-за повыщени температуры и давлени процесс сгорани протекает более эффективно, топливо вводитс через оба впускных клапана 5, 12 и на режимах полных нагрузок достигаетс равномерное распределение топлива по всему объему основной камеры сгорани .

Подключение полости 9 основной камеры сгорани к факельному каналу 14 позвол ет повысить эффективность процесса сгорани за счет сосредоточени тепловой и 5 химической энергии факела в относительно небольшом объеме камеры сгорани . В то же врем направление канала 14 тангенциально боковой стенке 15 полости 9 позвол ет использовать высокую кинетическую энергию струи продуктов дл увеличени интенсивности вращательного движени зар да в период горени и значительно повысить тем скорость н полноту сгорани , а также антидетонационные качества двигател , что дает возможность применени высоких

степенен сжати и дополнительно повышает экономичность двигател .

Размещение полости 9 большего объема основной камеры сгорани под выпускным клапаном 7 вокруг его оси позвол ет осуществл ть процесс сгорани в компактном объеме, начина от воспламенени до выпуска отработавших газов, сформировать ограничивающую стенку 15 полости. 9 основной камеры симметрично относительно оси клапана 7 дл сохранени организованного

вращени зар да, а также дает возможность дополнительно частично разобщить в пространстве основной камеры сгорани область обогащенной смеси, вытекающей нз форкамеры 4 в зоне канала 14 и обедненную смесь, поступающую в цилиндр 1 из трубопровода 6.

Благодар подключению канала 14 со стороны наибольшей высоты полости 10 обеспечиваетс согласование направлени вращательного движени смеси в полости 9

основной камеры сгорани с движением вытесненного потока из полости 10 и направлением выброса факела из форкамеры 4. Таким образом, реализаци изобретени позволит повысить эффективность процесса сгорани форкамерного двигател и тем самым топливную экономичность и снизить токсичность отработавших газов. /5 Ф//г./ ВВ .4

Claims

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с поршнем и головку цилиндра с размещенными в ней основной камерой сгорания и форкамерой, причем основная камера сгорания сообщена через впускной клапан с трубопроводом подвода .обедненной топливовоздушной смеси и через выпускной клапан — с трубопроводом отвода отработавших газов и выполнена в виде двух соединенных между собой полостей разного объема, полость большего объема размещена под выпускным клапаном вокруг его оси, а полость меньшего объема выполнена переменной по высоте,- и форкамера снабжена свечой зажигания и подключена через дополнитьный впускной клапан к трубопроводу подвода обогащенной смеси и при помощи факельного канала — к одной из полостей камеры сгорания, отличающийся тем, что, с целью, повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов, факельный канал подключен к полости большего объема со стороны наибольшей высоты полости меньшего объема, а его ось направлена тангенциально боковой стенке полости большего объема.