SU1379475A1

SU1379475A1 - Combustion chamber of internal combustion engine

Info

Publication number: SU1379475A1
Application number: SU864049698A
Authority: SU
Inventors: Антон Михайлович Левтеров; Валерий Вячеславович Овечкин; Федор Иванович Абрамчук; Игорь Всеволодович Лесовицкий
Original assignee: Институт Проблем Машиностроения Ан Усср
Priority date: 1986-04-07
Filing date: 1986-04-07
Publication date: 1988-03-07

Abstract

Изобретение позвол ет увеличить долговечность и топливную экономичность двигател . Камера сгорани выполнена в форме усеченного конуса, имеющего горловину с кромкой. Над горловиной, в центре или смещенно от центра, расположена форсунка с много- соплоЕьпи распылителем 6 топлива. Кромка горловины содержит чередующие - с скругленные участки 7 и острые участки 8. Оси 10 сопел 9 распылител ориентированы в сторону скругленных участков. При перетекании зар да через горловину в камеру при сжатии надпоршиевого пространства кромка формирует кольцевой вихрь. На участке горловины с острой кромкой образуетс участок вихр с повьшенной угловой скоростью, причем вихрь располагаетс ближе к горловине. На участке горловины со скруглениой кромкой образуетс вихрь с пониженной уг- ;ловой скоростью и располагаетс ближе к дну камеры. Радиус скруглени кромки подбираетс таким, чтобы интенсивность вихр на этом участке соответствовала оптимальному расходу топлива. 4 ил. с 5 (ЛThe invention allows to increase the durability and fuel efficiency of the engine. The combustion chamber is made in the shape of a truncated cone, having a neck with an edge. Above the throat, in the center or offset from the center, there is a nozzle with a multi-nozzle with an atomizer 6 fuel. The edge of the neck contains alternating - with rounded sections 7 and sharp sections 8. Axes 10 of the nozzles 9 of the sprayer are oriented towards the rounded sections. When charge flows through the throat into the chamber when the overspray space is compressed, the edge forms an annular vortex. In the region of the neck with a sharp edge, a region of vortex is formed with a higher angular velocity, with the vortex located closer to the neck. At the section of the neck with a rounded edge, a vortex is formed with a reduced angular velocity and is located closer to the bottom of the chamber. The radius of the rounding of the edge is chosen so that the intensity of the vortex in this area corresponds to the optimal fuel consumption. 4 il. from 5 (L

Description

7676

8.eight.

доbefore

j СЛj SL

фцз.2ftsz.2

Изобретение строению, строению.The invention of the structure.

относитс к машино- в частности к двигателе- а именно к дизельным двигател м с полуразделенными камерами сгорани ,relates to the engine industry, in particular, to the engine, namely diesel engines with semi-divided combustion chambers,

Цель изобретени увеличение долговечности и топливной экономичности .The purpose of the invention is increased durability and fuel efficiency.

На фиг.1 изображена камера сгорани ; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг.2. Figure 1 shows the combustion chamber; figure 2 - section aa in figure 1; on fig.Z - section bb in figure 2; in fig. 4 - section bb In figure 2.

Камера 1 сгорани расположена в поршне 2 и выполнена в форме тела вращени , а именно усеченного конуса 3, имеющего горловину 4 с кромкой. Над горловиной 4 в центре или смещен- но от центра расположена форсунка 5The combustion chamber 1 is located in the piston 2 and is made in the form of a body of rotation, namely a truncated cone 3 having a neck 4 with an edge. Above the throat 4 in the center or offset from the center is located the nozzle 5

30thirty

3535

с многосопловым (че1Ъ1рех-или п тисоп-20 обусловлена тем, что при сжатии над- ловым) распылителем 6 топлива. Кром- поршневого пространства в камере сгорани из него происходит перетекание зар да через горловину в камеру, расположенную в поршне. При этом кромка горловины формирует кольцевой вихрь. На участке горловины с острой кромкой образуетс участок вихр с повышенной угловой скоростью, причем вихрь располагаетс ближе к горловине . При этом на участке горловины со скругленной кромкой образуетс вихрь с пониженной угловой скоростью и располагаетс он блюке к дну камеры . Радиус скруглени кромки подбираетс таким, чтобы интенсивность вихр па этом участке соответствовала оптимальному расходу топлива.with a multi-nozzle (four-or-three or two-20) due to the fact that during compression by the base) nozzle 6 of fuel. The chrome-piston space in the combustion chamber from it flows the charge through the throat into the chamber located in the piston. In this case, the edge of the neck forms an annular vortex. In the region of the neck with a sharp edge, a region of the vortex is formed with an increased angular velocity, the vortex being located closer to the neck. In this case, a vortex with a reduced angular velocity is formed on the section of the neck with a rounded edge, and it is located bluck to the bottom of the chamber. The radius of the rounding of the edge is chosen so that the intensity of the vortex in this area corresponds to the optimal fuel consumption.

При этом при подаче распыленной струи в сторону скругленной кромки из-за более дальнего расположени вихр на этом участке образуетс более широкий контакт капель топлива и вихр , а так как направление вихр и топлива из сопла противоположны, то вращение вихр на этом участке частично гаситс , что способствует эффективному образованию очагов горени в более спокойной части вихр . Однако часть вихр за острой кромкой продолжает интенсивно вращатьс , при этом на оси этого вихр создаетс пониженное давление, всасывающее по винтовой линии зародившиес очаги горени в прилегающих к нему вихр м за скругленной кромкой. При этом очаги горени интенсивно окисл ютс в быстром вихре и происходит интенсивное зажигание топлива во всем объеме сгорани , что также способстка горловины 4 содержит чередующиес скругленные 7 и острые 8 участки. Число скругленных участков 7 кромки равно числу сопл 9 распылител 6 фор- 25 сунки 5, поскольку оси 10 сопл 9 ориентированы в сторону скругленных участков 7 кромки.At the same time, when the sprayed jet is fed to the side of the rounded edge, because of the more distant location of the vortex in this area, a wider contact of fuel droplets and a vortex is formed, and since the direction of the vortex and the fuel from the nozzle are opposite, rotation contributes to the effective formation of foci of combustion in the quieter part of the vortex. However, part of the vortex behind the sharp edge continues to rotate vigorously, while a reduced pressure is created on the axis of this vortex, sucking in the helix the nuclei of combustion in the adjacent vortexes behind the rounded edge. At the same time, the foci of combustion are intensively oxidized in the fast vortex and intensive ignition of the fuel takes place in the entire combustion volume, which also includes a neckline 4 containing alternating rounded 7 and sharp 8 areas. The number of rounded sections 7 edges is equal to the number of nozzles 9 of the atomizer 6 of form-25 of the hole 5, since the axis 10 of the nozzles 9 are oriented towards the rounded sections of the edge 7.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При подходе поршн 2 к верхней мертвой точке на такте сжати в камере 1 создаютс потоки воздуха в виде кольцевого вихр , причем за острыми участками 8 кромки горловины 4 образуютс вихри с более высокой угловой скоростью вращени , чем на скрученных участках 7 кромки горловины 4. Струи топлива подаютс только в направлении скругленных участков 7 кром- Q ки горловины 4. При этом достигаетс наилучший эффект смесеобразовани за счет того, что вихри за скругленными участками кромки располагаютс в нижней части камеры 1 и струи топлива из сопел 10 взаимодействуют в большем объеме. На этих участках вихри частично тормоз тс встречными стру ми топлива и зажигаютс с образованием очагов горени . В то же врем вихри, образовавшиес за острой кромкой и получившие большее ускорение закрутки, продолжают вращатьс , не затронутые стру ми топлива. На оси этих вихрей образуетс разрежение, способствующее проникновению зажжен-, ных вихрей за острые участки кромки В горловины. При этом происходит интенсивное вихревое горение с распа45At the approach of the piston 2 to the top dead center at the compression stroke in the chamber 1 air flows in the form of an annular vortex are created, and beyond the sharp sections 8 the edges of the neck 4 form vortices with a higher angular speed of rotation than on the twisted sections 7 of the edge of the neck 4. Fuel jets served only in the direction of the rounded sections 7 of the edge-Q of the neck 4. In this case, the best mixing effect is achieved due to the fact that the vortices behind the rounded sections of the edges are located in the lower part of the chamber 1 and the jet of fuel from the nozzles 10 interact in greater volume. In these areas, the vortices are partially decelerated by countercurrent jets of fuel and ignited to form burning centers. At the same time, the vortices that formed behind the sharp edge and received a greater acceleration of spin continue to rotate, not affected by the jet of fuel. On the axis of these vortices, a vacuum is formed, which promotes the penetration of ignited vortices beyond the sharp parts of the edge B of the throat. When this occurs, intense vortex combustion occurs.

5050

5five

дом кольцевого вихр . Кроме того, при продувках камера сгорани с неравномерной кромкой лучше освобождаетс от остаточ ц 1х газов, так как образовавшийс вихрь раньше распадаетс и не обладает такой живучестью, как кольцевой за сплошной кромкой.house ring whirlwind. In addition, when purging, the combustion chamber with an uneven edge is better freed from residual q 1x gases, since the vortex formed earlier disintegrates and does not have such survivability as the annular one behind the solid edge.

Кроме того, снижаетс термическое напр жение в горловине 4 камеры 1, так как скругленные кромки менее подвержены перегреву и занимают половину или большую часть горловины 4 и частично отвод т тепло на себ , а острые кромки могут расшир тьс в свободные зоны в стороны участков со скругленными кромками, что увеличивает прочность горловины.In addition, the thermal stress in the throat 4 of the chamber 1 decreases, as the rounded edges are less susceptible to overheating and occupy half or a large part of the neck 4 and partially heat away, and the sharp edges can expand into free zones towards the parts with rounded edges. edges, which increases the strength of the neck.

Эффективность камеры сгорани Efficiency of the combustion chamber

вует более плавному нарастанию давлени газов в камера сгорани , способствующему снижению шума процесса сгорани , сокращению периода задержки воспламенени зар да.It leads to a smoother increase in gas pressure in the combustion chamber, which helps reduce the noise of the combustion process, and reduce the ignition delay period.

Кроме того, облегчаетс продувка камеры сгорани воздухом, так как кольцевой вихрь, образуемый горлови- Hofi с чередующимис участками со скругленной и острой кромками, более ускоренно разрушаетс в сравнении с живучестью вихр за сплошной кромкой. Лучшее наполнение окислителем камеры сгорани способствует повышению экономичности двигател .In addition, the purge of the combustion chamber with air is facilitated, since the annular vortex formed by the Hofi throats with alternating sections with rounded and sharp edges is more rapidly destroyed in comparison with the survivability of the vortex behind the solid edge. Better filling of the combustion chamber with an oxidizer contributes to an increase in engine efficiency.

Кроме того, подача топлива на участки горловины со скругленной кромкой , обладающей повьш1енным эффектом охлаждени за счет испарени пленки топлива и отвода тепла теплопроводностью в массу поршн , способствует меньшему разрушению как ее самой, так и примыкающих участков с остройIn addition, the supply of fuel to the neck areas with a rounded edge, which has a greater cooling effect due to evaporation of the fuel film and heat conduction to the mass of the piston, contributes to less destruction of itself, as well as adjacent areas with acute

кромкой, температура которых также понижаетс . В горловине камеры происходит перераспределение температурных градиентов, что снижает напр жение трещинообразовани и способствует увеличению прочности горловины.edge, the temperature of which also decreases. A redistribution of temperature gradients occurs in the neck of the chamber, which reduces the stress of crack formation and contributes to an increase in the strength of the neck.

Ф ормула изобретени Formula of invention

Камера сгорани двигател внутрен него сгорани , размещенна в поршне, выполненна в виде тела вращени с конусной образующей и горловиной с кромкой и снабженна топливной форсункой с многосопловым распылителем, установленным над горловиной, отличающа с тем, что, с целью увеличени долговечности и топливной экономичности, кромка горловины выполнена из чередующихс острых и скругленных участков, а оси сопл распылител ориентированы в направлении скругленных участков.The combustion chamber of the engine internal combustion, located in the piston, made in the form of a body of rotation with a conical generatrix and neck with an edge and equipped with a fuel injector with a multi-sprayer mounted above the neck, characterized in that, in order to increase durability and fuel economy, the edge the necks are made of alternating sharp and rounded sections, and the axis of the nozzles of the atomizer are oriented in the direction of the rounded sections.

ф1/г.f1 / g.

8eight

Ь ВB b

Фие.ЗFi.Z

8eight

8-88-8

(игЛ(needles

Claims

Claim

The combustion chamber of the internal combustion engine, located in the piston, made in the form of a body of revolution with a generatrix conon and a neck with an edge and equipped with a fuel nozzle with a multi-nozzle atomizer mounted above the neck, characterized in that, in order to increase durability and fuel economy, the neck edge made of alternating sharp and rounded sections, and the axis of the nozzle nozzles are oriented in the direction of the rounded sections.

Figure 1

Fie.Z Fig. 4