SU1460373A1

SU1460373A1 - Internal combustion engine

Info

Publication number: SU1460373A1
Application number: SU874272068A
Authority: SU
Inventors: Евгений Григорьевич Пономарев; Леонтий Николаевич Басистый; Олег Борисович Рябиков; Михаил Самуилович Гитис; Мифодий Николаевич Клинкевич; Валентин Александрович Поваляев
Original assignee: Производственное Объединение "Челябинский Тракторный Завод Им.В.И.Ленина"
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1989-02-23

Abstract

Изббретение позвол ет повысить экономичность двигател и снизить токсичность отработанных газов. Камера 4 сгорани с горловиной 5 выполнена в виде полостей 6 и 7. Форсунка 8 установлена в головке 3 цилиндра I наклонно к днищу 9 поршн 2 с размещением носка распьшител 10 на оси камеры 4, Полость 6 выполнена в поршне 2 в виде осесимметричной конусообразной полости. Полость 7 выполнена в головке 3 соосно с полостью 6 в форме тела вращени объемом, сое-. тавл ющим 0,02-0,03 объема камеры 4. Полость 7 и.б. выполнена в виде конуса , тороидальной полости, усеченного конуса, обращенного к горловине 5 большим основанием, шарового сегмента , а также в виде сопр женных меж- .ду собой цилиндра и конуса либо цилиндра и шарового сегмента, либо в виде шарового усеченного сегмента, обращенного к горловине 5 большим основанием. За счет организации в камере сгорани более интенсивного перемешивани факелов топлива с воздушным зар дом обеспечиваетс интенсификаци процессов смесеобразовани и тем самым обеспечиваетс повьшге- ние полноты сгорани топлива, повышаетс экономичность двигател , снижаетс токсичность отработанных га- з.п. ф-лы, 9 ил. Q О со vl ОЭAvoiding can increase engine efficiency and reduce exhaust emissions. The combustion chamber 4 with the throat 5 is made in the form of cavities 6 and 7. The nozzle 8 is installed in the cylinder 3 of cylinder I obliquely to the bottom 9 of the piston 2 with the nose of the driver 10 on the axis of the camera 4, the cavity 6 is made in the piston 2 in the form of an axisymmetric conical cavity. The cavity 7 is made in the head 3 coaxially with the cavity 6 in the form of a body of rotation by volume, co-. 0.02-0.03 volume of chamber 4 is applied. Cavity 7 ib. made in the form of a cone, a toroidal cavity, a truncated cone facing the throat 5 with a large base, a spherical segment, and also in the form of a cylinder interconnected between itself and a cone of either a cylinder and a spherical segment, or in the form of a truncated spherical segment facing the mouth of the 5 large base. Due to the organization in the combustion chamber of more intensive mixing of fuel plumes with air charge, intensification of the processes of mixture formation is ensured and thereby increases the combustion efficiency, improves engine efficiency, reduces the toxicity of exhaust gases. f-ly, 9 ill. Q About with vl OE

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к двигателестрое нию, в частности к двигател м внутреннего сгорани преимущественно с наддувом.The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, in particular to internal combustion engines mainly with supercharging.

Цель изобретени - повышение экономичности и снижение токсичности отработанных газов.The purpose of the invention is to increase the efficiency and reduce the toxicity of exhaust gases.

На фиг.1 представлен двигатель внутреннего сгорани , продольный разрез; на фиг.2 - схема расположени кольцевого тороидального вихр в камере сгорани ; на фиг.З - двигатель внутреннего сгорани , в котором полость в гоЛовке цилиндров выполнена в виде конуса; на фиг.4 - то же, полость в головке цилиндров выполнена в виде тора; на фиг.З - цилиндр двигател с полостью в головке цилиндров в .виде усеченного конуса; на фиг.6 - то же, с полостью в ке цилиндров в виде шарового сегмента; на фиг.7 - то же, с полостью в головке цилиндров в виде цилиндра, сопр женного с конусом; на фиг.8 - то же, с полостью в головке в виде цилиндра, сопр женного с шаровым сегментом; на фиг.9 - то же, с полостью в головке цилиндра в виде ша рового усеченного сегмента.Figure 1 shows the internal combustion engine, a longitudinal section; Fig. 2 shows the layout of the annular toroidal vortex in the combustion chamber; FIG. 3 shows an internal combustion engine in which the cavity in the cylinder head is made in the form of a cone; figure 4 is the same, the cavity in the cylinder head is made in the form of a torus; on fig.Z - engine cylinder with a cavity in the cylinder head in the form of a truncated cone; figure 6 - the same, with a cavity in ke cylinders in the form of a spherical segment; Fig. 7 is the same, with a cavity in the cylinder head in the form of a cylinder mated with a cone; Fig. 8 - the same, with a cavity in the head in the form of a cylinder, coupled with a spherical segment; Fig. 9 is the same, with a cavity in the cylinder head in the form of a ball truncated segment.

Двигатель внут эеннего сгорани ,, содержит цилиндр 1 с поршнем 2, головку 3 цилиндра 1 , камеру 4 его- рани с горловиной 5, выполненную в поршне 2 в виде двух полостей основной 6 и дополнительной 7, и форсунку 8, установленную в головке 3 наклонно к днищу 9 поршн 2 с разме- щением носка распылител 10 на оси 00 камеры 4 сгорани . Основна по-, лость 6 к амеры 4 сгорани выполнена в поршне 2 в виде осесимметричной конусообразной полости, дополнитель- на полость 7 выполнена в головке 3 соосно с полостью 6 в поршне 2 ,з форме тела вращени и с объемом, составл ющим 0,02-0,03 от объема камеры 4 сгорани . Дополнительна полость 7 в головке 3 может быть выполнена в виде конуса 11 с диаметром основани d(i, ранвым диаметру d, горловины полости 6 в поршне 2, и высотой, равной (0,03-0,l)dk (фиг.З).The engine of internal combustion contains a cylinder 1 with a piston 2, a cylinder 3 of cylinder 1, a chamber 4 with a neck 5 made in piston 2 in the form of two cavities main 6 and an additional 7, and a nozzle 8 mounted in head 3 obliquely to the bottom 9 of the piston 2 with the nose of the sprayer 10 on the axis 00 of the combustion chamber 4. The main pole, cavity 6 to amer 4, is made in piston 2 in the form of an axisymmetric cone-shaped cavity, in addition, cavity 7 is made in cylinder 3 coaxially with cavity 6 in piston 2, the shape of the body of rotation and with a volume of 0.02 -0.03 of the volume of the chamber 4 combustion. The additional cavity 7 in the head 3 can be made in the form of a cone 11 with the base diameter d (i, the first diameter d, the throat of the cavity 6 in the piston 2, and a height equal to (0.03-0, l) dk (FIG. 3) .

Дополнительна полость 7 в головке 3 мржет быть выполнена в виде тороидальной полости 12 с диаметром образующей окружности df, превьш1аюAdditional cavity 7 in the head 3 mrzhet be made in the form of a toroidal cavity 12 with a diameter of forming a circle df, exceeding

00

5five

00

5five

0 0

5 0 5 5 0 5

00

5five

щим в 1,2-1,5 раза радиус j- горловины 5 в поршне 2 (фиг.4).shim 1.2-1.5 times the radius of the j-neck 5 in the piston 2 (figure 4).

Дополнительна полость 7 в головке 3 может быть выполнена в виде усеченного конуса 13, обращенного к горловине 5 полости 6 в поршне 2 своим , большим основанием, диаметр d, которого равен диаметру d к горловины 5 (фиг.З).The additional cavity 7 in the head 3 can be made in the form of a truncated cone 13, facing the neck 5 of the cavity 6 in the piston 2 with its large base, diameter d, which is equal to the diameter d to neck 5 (FIG. 3).

Дополнительна полость 7 в головке 3 может быть выполнена в виде шарового сегмента 14, диаметр dc основани которого равен диаметру d ( горловины 3 полости 6 в поршне 2 (фиг.6).The additional cavity 7 in the head 3 can be made in the form of a spherical segment 14, the diameter dc of the base of which is equal to the diameter d (neck 3 of the cavity 6 in the piston 2 (Fig. 6).

Дополнительна полость 7 в головке 3 может быть выполнена в виде сопр женных между собой цилиндра 13 и конуса 16, причем диаметр dj, цилиндра и основани конуса равны диаметру dn горловины 3 полости 6 в поршне 2 (фиг.7).The additional cavity 7 in the head 3 can be made in the form of a cylinder 13 and a cone 16 adjoining each other, with the diameter dj, the cylinder and the base of the cone being equal to the diameter dn of the neck 3 of the cavity 6 in the piston 2 (Fig.7).

Дополнительна полость 7 в головке 3 может быть выполнена в виде сопр женных между собой цилиндра 17 и шарового сегмента 18, причем диаметры d цилиндра и d |, основани шарового сегмента равны диаметру d горловины 3 полости 6 в поршне 2 (фиг.8).The additional cavity 7 in the head 3 can be made in the form of a cylinder 17 and a spherical segment 18 interconnected, the diameters d of the cylinder and d |, the bases of the spherical segment being equal to the diameter d of the neck 3 of the cavity 6 in the piston 2 (Fig. 8).

Дополнительна полость 7 в головке 3 может быть выполнена в виде шарового усеченного сегмента 19, обращенного к горловине 3 полости 6 d( в поршне 2 большим основанием, диаметр d которого равен диаметру горловины 3 (фиг.9).The additional cavity 7 in the head 3 can be made in the form of a spherical ball segment 19 facing the neck 3 of the cavity 6 d (in the piston 2 there is a large base, the diameter d of which is equal to the diameter of the neck 3 (FIG. 9).

Двигатель внутреннего сгорани работает следующим образом.The internal combustion engine works as follows.

При поршн 2 к верхней . мертвой точке на такте сжати воздух вытесн етс из надпоршневого пространства через горловину 3 в полость 6, выполненную в днище 9 поршн 2, далее перемещаетс по конусоо5раз- ной поверхности полости 6, вовлекает во вращательное движение воздзгх, наход щийс в камере 4, с образованием кольцевого торообразного вихр воздз а. Топливо впрыскиваетс форсункой 8 так, что топливные факе-i. лы касаютс поверхности горловины 3 полости 6 поршн 2, при этом наличие дополнительной полости 7 позвол ет избежать касани топливными факелами о головку 3 цилиндра 1 при опWhen piston 2 to the top. the dead point in the compression stroke is forced out of the piston through the throat 3 into the cavity 6, made in the bottom 9 of the piston 2, then moves along the cone of the different surfaces of the cavity 6, engages the rotary motion of the air in the chamber 4 to form an annular toroidal eddy repl. The fuel is injected by the injector 8 so that the fuel plumes-i. they touch the surface of the neck 3 of the cavity 6 of the piston 2, while the presence of an additional cavity 7 makes it possible to avoid the torches touching the cylinder 3 of the cylinder 1 when

тимальном выступании носка распылител форсунки 8,the maximum protrusion of the nose of the spray nozzle 8,

При прохождении поршнем 2 -верхней мертвой точки (фиг.2) топливо- воздушный поток устремл етс к- горловине 3 цилиндра 1 и, попада в дополнительную полость 7, не разбиваетс , а образует благодар профильной поверхности 10 выт нутый торо- образный вихрь, интенсивность основного вихр в камере сгорани не сжимаетс и не тер ет своей ориентации .When the piston 2 passes through the upper dead point (Fig. 2), the fuel-air flow rushes to the throat 3 of cylinder 1 and, falling into the additional cavity 7, does not break, but due to the profile surface 10 forms an elongated toroidal vortex, the intensity the main vortex in the combustion chamber is not compressed and does not lose its orientation.

Воздуганые потоки пересекают топливные струи, подаваемые форсункой 8 с носком распылител 10, расположенным на оси камеры сгорани , и отвод т пары топлива, а после воспламенени и продукты сгорани в пространство между стру ми, причем перемещение продуктов сгорани в проме жутках между стру ми не преп тствует поступлению воздуха в зону горени . За счет организации в камере сгорани более интенсивного перемешивани факелов топлива с воздушным зар дом обеспечиваетс интенсификаци процессов смесеобразовани и тем самым, повьшение полноты сгорани топлива При этом повьш1аетс экономичность двигател , снижаетс токсичность и дымность отработавших газов ДВС.The blown streams intersect the fuel jets supplied by the nozzle 8 with the nozzle of the nozzle 10 located on the axis of the combustion chamber, and the fuel vapors are discharged, and after ignition, the combustion products into the space between the jets, and the movement of combustion products in the intervals between the jets is not prepa There is air flow into the combustion zone. Due to the more intensive mixing of fuel plumes with air charge in the combustion chamber, intensification of the processes of mixing and thus increasing the completeness of fuel combustion increases. The efficiency of the engine increases, the toxicity and the exhaust gases of the internal combustion engine decrease.

Claims

1. A compression ignition engine containing at least one cylinder; with a piston, a cylinder head, a combustion chamber, made in the piston in the form of an axisymmetric cone-shaped cavity with a throat, and a nozzle installed in the head obliquely to the bottom of the piston with the placement of a spray of bodies on the axis of the combustion chamber, characterized in that exhaust gas toxicity reduction chamber is equipped with an additional cavity, made in the head coaxially with the cavity in the piston in the form of a body of revolution and with a volume of

U60373

1C

15

25

0

five

0

h in

shim 0.02-0.03 of the volume of the combustion chamber.

2. Motor pop. 1, characterized in that the additional cavity in the head is made in the form of a cone with a base diameter equal to the diameter of the neck of the cavity in the piston and a height of 0.03-0.1 of the diameter of the mouth of the cavity in the piston.

3. The engine according to claim.), Characterized in that the additional cavity in the head is made in the form of a toroidal cavity with a circumferential diameter exceeding by 1.2-1.5 times the radius of the throat of the cavity in the piston.

4. The motor according to p. I, about t l and - due to the fact that the additional cavity in the head is made in the form of a truncated cone facing the mouth of the cavity in the piston with a large base, the diameter of which is equal to the diameter of the neck.

5. The motor according to any one of the preceding claims is that the additional cavity in the head is made in the form of a spherical segment, the base diameter of which is equal to the diameter of the neck of the cavity in the piston.

6. The motor according to claim I, characterized in that the additional cavity in the head is made in the form of a cylinder and a cone adjoining each other, the diameters of the cylinder and the base of the cone being equal to the diameter of the neck of the cavity in the piston.

7. Engine pop., Which differs from the fact that the additional cavity in the head is made in the form of a cylinder and a spherical segment conjugate to each other, with the diameters of the cylinder and the base of the spherical segment being equal to the diameter of the throat of the piston cavity.

by p.J, about t l and the fact that. dopolnit- in the head is made

at

50

in the form of a truncated spherical segment facing the mouth of the cavity in the piston with a large base, the diameter of which is equal to the diameter of the neck.

2

Fie.8

.3

FIG. 9