SU891982A1 - Способ работы четырехтактного форкамерного двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к двигателе строению, в частности к форкамерным четырехтактным поршневым двигател м внутреннего сгорани  с принудительным зажигательным зажиганием.

Известен способ работы форкамерного двигател  внутреннего сгорани  с принудительным зажиганием, заключающийс  в том, что в основную камеру сгорани  на такте впуска ввод т раздельно две смеси различного состава - богатую и бедную, причем богатую смесь ввод т из форкамеры.через сопловое отверстие и обеспечи- вают минимальное смешение этих смесей на такте впуска и сжати  до момента воспламенени , осуществл   по-ступательное их перемещение вдоль стенки цилиндра tHНедостатки известного способа заключаютс  в том, что дл  обеспечени  минимального смешени  вводимых смесей двух различных составов исключают турбулизацию зар да, что

,yxyдшaet антидетонационные качест1ва двигател , увеличивает толщину пристеночного сло  рабочей смеси в основной камере сгорани , сгорающего неэффективно, и ограничивает, возможности сжигани  обедненных смесей с высоким коэффициентом полезного действи .

Кроме того, трудности обеспечени  минимального смешени  этих сме

10 сей из-за их турбулизации при истечении через клапан на такте вызывают использование чрезмерно богатых форкамерных смесей во всем диапазоне работы двигател . Это тре15 бует применени  эффективной системы подогрева форкамерной смеси, что усложн ет конструкцию двигател  и ухудшает ее технологичность.

Цель изобретени  - повышение

20 топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов двигател  путем уменьшени  относительного количества топлива в пристеночном слое основной камеры сгорани  и повышени  в нем турбулизации зар да . Цель достигаетс  тем, что в способе работы форкамерного двигател  внутреннего сгорани  с симметричной основной камерой сгорани , предус .матривающем раздельный ввод в основную камеру сгорани  на такте впуска богатой и бедной смеси с минимальным их смешением, бедную смесь на такте впуска закручивают вокруг продольной оси цилиндра, а богатую --ввод т в центр основной камеры вдоль его оси и в каждой смеси регулируют на впуске отношение количества воздуха и то лива в зависимости от режима работы двигател . При этом отношение количества воз духа в богатой смеси к количеству воздуха в бедной смеси измен ют в пр делах: на холостом ходу 0,1-0,2-, на средней нагрузке 0,08-0,2; на полной нагрузке 0,,08. Кроме того, отношение количества топлива в богатой смеси к количеству топлива в бедной смеси измен ют в пределах: на холостом ходу 0,18-0,55 на средней нагрузке 0,20-0,40; на по ной нагрузке О,,20. На фиг. i представлена схема движени  бедной и богатой смесей на так те впуска; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1-, на фиг. 3 - схема расположени  смесей в начале рабочего такта; на фиг. 4 - .разрез Б-Б на фиг. 3Способ работы двигател  заключает с  в следующем. На такте впуска поршень 1 (фиг. и 2} в цилиндре 2 перемещают вниз и создают тем самым разрежение в цилиндре , благодар  чему по впускному каналу 3 через основной впускной кла пан k ввод т в основную камеру 5 сго рани  бедную топливовоздудлную смесь В этот период смесь 6 закручивают вокруг продольной оси 7 цилиндра 2, например, посредством спиральной (винтовой) камеры, выполненной во впускном канале 3. Одновременно с этим по форкамерно му впускному каналу 8 через дополнительный впускной клапан 9 в форкамеру 10 подают богатую топливовоздушную смесь 11, которую затем через сопловое отверстие 12 с выходным ок-ном 13 ввод т в центральную зону основной камеры 5 сгорани ,т.е. в центр образовавшегос  вихр  вращаю1дейс  бедной смеси. Богатую смесь 11 удерживают в этой зоне до ее воспламенени  за счет градиента давлени  дР и радиальной составл ющей скорости V/P в центральной зоне вращающейс  в основной камере сгорани  5 бедной смеси 6. Указанные градиент давлени  и радиальна  составл юща  скорости направлены к оси 7 цилиндра 2. Благодар  такому их направлению обеспечивают минимальное смешение богатой и бедной смеси на такте впуска и сжати  до их воспламенени . Концентраци  топлива в смеси по сечению основной камеры сгорани  распредел етс  от наибольшей в центральной ее части до наименьшей у стенок цилиндра 2. Дл  этого количество воздуха в богатой смеси 11, вводимой в центральную зону основной камеры 5 сгорани , регулируют в зависимости от режима работы двигател  по отношению к количеству воздуха в бедной смеси б, подаваемому на периферию цилиндра 2, в следующих пределах: на холостом ходу 0,1-0,2; на средней нагрузке 0,08-0,2-, на полной нагрузке 0,,08. Количество топлива в богатой смеси 11 по отношению к количеству топлива в бедной смеси 6 регулируют в таких пределах: на холостом ходу 0,18-0,55; на средней нагрузке 0,20-0,40; на полной нагрузке 0,0550 ,20. Использование вращающейс  вокруг оси 7 цилиндра 2 бедной смеси обеспечивает стабильное удержание богатой смеси в центральной зоне основной камеры 5 сгорани . В результате этого, разбавление богатой смеси в форкамере 10 бедной смесью, поступающей из основной камеры 5 сгорани  на такте сжати , наименьшее, что дает возможность значительно обеднить богатую смесь 11 без ухудшени  показателей двигател , уменьшить требовани  к ее подогреву и тем упростить конструкцию двигатеВ конце такта сжати  (фиг.З и 4) богатую смесь в форкамере 10 зажигают от искрового разр да свечи зажигани  14 и образовавшимс  факелом пламени воспламен ют богатую смесь в центральной зоне основной камеры 5 сгорани . За счет высокой реакционной способности, смеси с повышенной

концентрацией топлива в центральной зоне основной камеры сгорани  и сосредоточени  в этой зоне тепловой и химической энергии факела обеспечивают эффективное воспламенение смеси .

Распространение пламени в основной камере 5 сгорани  осуществл ют по смеси с переменной концентрацией топлива - от наибольшей в центральной зоне и наименьшей у стенок цилиндра 2, а также с переменной турбулизацией зар да - с наименьшей в центральной зоне и наибольшей у стенок цилиндра. За счет уменьшени  относительного количества топлива в пристеночном слое основной 7сгорани  и повышени  в нем турбулизации зар да достигаетс  комплексное повышение показателей двигател , улучшение топливной экономичности, антидетонационных качеств и снижение токсичности отработавших газов двигател .

При таком характере процесса сгорани  кислорода при сгорании большей части топлива в зар де в центральной зоне обеспечивает снижение выбросов NOx за счет общего избытка кислорода в Топливовоздушной смеси значительно снижают в отработавших газах содержание СО. Интенсивное движение зар да у поверхности внутренних стенок основной камеры 5 сгорани  позвол ет повысить цикловую стабильность горени  смеси с малой концентрацией топлива, уменьшить ширину пограничного сло  смеси и тем снизит выбросы СН с отработавшими газами .и повысить экономичность. Повышенна  турбулизаци  зар да и относительно меньша  дол  топлива, сгорающего в последней части зар да, обеспечивают лучшие антидетонационны-е качества.

Таким образом, изобретение обеспечивает улучшение топливной экономичности , антидетонационных качеств и снижение токсичности отработавших газов, а также дает возможность без снижени  степени охати  использовать более дешевое топливо с меньшим октаНОВЫМ числом, и кроме того, значительно снижает загр знение окружающей среды токсичными продуктами отработавших газов.

Claims (3)

1.Способ работы четырехтактного форкамерного двигател  внутреннего сгорани , заключающийс  в том, что на такте впуска в основную камеру и цилиндр ввод т две смеси различного состава: богатую - из форкамеры и бедную - из впускного канала , обеспечивают их минимальное смешение на .такте сжати  и воспламен ют , отличающийс  тем, что, с целью повышени  экономичности и снижени  токсичности отработавших газов путем уменьшени  относительного количества топлива в пристеночном слое основной камеры и повышени  о нем турбулизации зар да, бедную смесь на такте впуска закручивают вокруг , продольной оси цилиндра , а богатую ввод т в центр основной камеры вдоль его оси и в каждой смеси регулируют на впуске отношение количества воздуха и топлива в зависимости от режима работы двигател .

2.Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что отношение количества воздухй в богатой смеси-к количеству воздуха в бедной смеси измен ют в пределах: на холостом ходу 0,1-0,2; на средней нагрузке 0,080 ,2; на полной нагрузке 0,,08,

3.Способ по,пп. 1 и 2, о т л ичающийс  тем, что отношение количества топлива в богатой смеси к количеству топлива в бедной смеси измен ют в пределах: на холостом ходу 0,18-0,55, на средней нагрузке 0,2-0,0-, на полной нагрузке 0,055 0,20.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

I. Патент Франции № 2167512, кл. F 02 В 19/00, 1372.

//

Фие.1

1Ь