SU900819A3 - Поршневой двигатель внутреннего сгорани - Google Patents

Description

(5) ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к двигателестроению , и может быть использовано в. форкамерных двигател х внутреннего сгорани .

Известны поршневые двигатели внутреннего сгорани  в искровым зажиганием и возвратно-поступательным движением поршн , содержащие камеру сгсчэани , образованную в цилиндре его головкой и поршнем и сообщенную с трубопроводом дл  подвода бедной топливовоздушной смеси и с выпускным патрубком, и форкамеру, сообщенную через запорный орган с трубопроводом дл  подвода богатой топливовоздушной смеси и соединенную через факельный канал с камерой сгорани  и через перепускное отверстие - с полостью воспламенени , в которой расположена свеча зажигани  П.

При запуске известного двигател  выдел етс  малое количество углеводородов .

Однако содержание окислов азота в выхлопных газах двигател  достаточно велико.

Целью изобретени   вл етс  сни5 жение содержаг«1  окислов азота в выхлопм 1х газах двигател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что объемы форкамеры, камеры сгорани , полости воспламенени  и площади проходных сечений факельногоканала и перепускного отверсти  выполнены в соответствии со следующими соотношени ми

Claims (1)

1. 0,2.-зЩ-.0,9. где Уф - объем форкамеры; Vg( - объем камеры сг-орани  при положении поршн  в верхней мертвой точке; Vy - объем полости воспламенени ; F - площадь проходного сечени  факельного канала; Рц - площадь проходного сечени  перепускного отверсти . На фиг.1 показан двигатель, разрез по камере сгорани  и форкамере на фиг.2 - то же, свеча снабжена длинными электродами; на фиг.З то же, с вкладышем внутри камеры воспламенени . Поршневой двигатель внутреннего сгорани  включает блок 1 с вод ным охлаждением, содержащий один или более цилиндров 2, в каждом из которых установлен поршень 3. Головка k с вод ным охлаждением установлена на блоке 1 и снабжена куполоо азной выемкой 5 котора  вместе с поршнем 3 и цилиндром 2 образует 6 сгорани . Камера 6 сгорани  соединена через впускной клапан 7 с трубопровобом 8 дл  подвода бедной тепливовоздушной смеси и с .выпускным патрубком (не показан) через выпускной клапан (не показан). Форкамера 9 образована внутри тонкостеннсй цилин дрической чашки 10, выполненной из нержавещей стали и установленной в емкости П головки Ц, Один торец чаш ки 10 выполнен полусферическим, а другой - открытым и снабжен концевым фланцем 12. Резьбова  втулка 13 подсоедин етс  к головке k резьбой и осуществл ет крепление чашки 10 между изолирующими шайбами 5 и 16. Форкамера 9 сообщена с камерой 6 сго рани  через факельный канал 17. Между чашкой 10 и стенкой емкости 11 имеетс  небольшой зазор 18 дл  изол ции чашки 10 и уменьшени  теплообмена между голоакой k и чашкой 1 Конец втулки 19 входит в открытый торец чашки 10 и образует стационарное клапанное место 20, Запорный орган 2 содержит тарель 22, котсчэа  закрывает клапанное место 20. Через запорный орган 21 и внутренний канал 23 Ьо втулке 19 Форкамера 9 сообщена с трубопроводом дл  подвода богатой топливовоздушной смеси. Трубопровод 2 через дроссельную управл емую магистраль 25 подвода богатой топливовоздушной смеси соединен с первым карбюратором (не показан). рубопровод 8 дл  подвода бедной топивовоздушной смеси через дроссельную управл емую магистраль 26 подвода бедной топливовоздушной смеси соединен со вторым карбюратором. Полость 27 воспламенени  образована стенкой 28 головки k двигател . Чашка 10 образует один полости 7-7 воспламенени , а перепускное отверстие 29, выполненное в цилиндрической части чашки 10, сообщает полость 27 воспламенени  с форкамерой 9, причем ось факельного канала 17 неооосна оси перепускного отверсти  29. Свеча 30 зажигани  подсоедин етс  резьбой 31 к стенке 28 гоповки двигател . Электроды 32 30 зажигани  расположены внутри попости 27 воспламенени , искровой зазор между электродами распотюжен вблизи перепускного отверсти  29 и 8 отдалении от тсч цовой стенки 33 полости 27 воспламенени . Двигатель, показанный на фиг.2, снабжен втулкой 3 дл  свечи 30 заиигамл , имеющей Длинные электроды 32. Этот вариант двигател  имеет преимущество, состо щее в том, что ;некотоэые тигы двигателей со слоис .той загрузке, не имеющей полости Iвоспламенени , могут быть пр мо приспособлены дл  использовани  принципов насто щего изобретени . Двигатель, показанный на фиг.З, снабжен тонкостен№1м вкладышем 35, выполненным из нержавеющей стали и образующим.полость 27 воспламенени . Вкладыш 35 быстро нагреваетс  и остаетс  нагретым в тече№1е всей работы двигател . Это очень выгодно вли ет на эксплуатационные характеристики двигател . Двигатель работает следующим образом . Выпускной клапан, впускной клапан 7 и запечный сфган 21 открываютс  и закрываютс  во временной последовательности , определ емой обычными кулачковыми механизмами (не показаны ). В конце такта выпуска остаточные газы остаютс  в камере 6 сгорани , в фсч камере 9 и в полости 27 воспламенени . Во врем  последующего впускного такта впускнсЛ клапан 7 открываетс  дл  подачи бедной топливовоздушной смеси в камеру 6 сгорани , а запорный орган 21 открыааетс  дл  подачи богатой топливовоздушной смеси в форкамеру 9. Выпускной клапан закрываетс . Во врен  впускного такта в полос ти 27 воспламенени  происход т очен малые изменени , но богата  топливовоздушна  смесь заполн ет форкамеру 9 и вт гиваетс  через факельный канал 17 в камеру 6 сгорани . Из-за форк«1| камеры 6 сгорани  образуетс  минимальна  турбулентность, и богата  топливовоздушна  Смесь из форкамеры 9 образует область относител но богатой топливовоздушной смеси внутри большой области относительно бедной топливовоздушной смеси, т.е. в камере 6 сгорани  происходит расслоение зар да. Некоторое количество остаточных газов остаетс  рассе нным в камере 6 сгорани . Во врем  такта сжати  выпускной клапан, впускной клапан 7 и запорный орган 21 закрываютс , и увеличение давлени  в камере 6 сгорани  вызыеает обратный поток через факельный канал 17. В результате этого топливовоздушна  смесь в форкамере 9 становитс  беднее, чем первоначально введенна , а в полости 27 воспламенени , содержащей электроды 32 свечи 30 зажигани , образуетс  сжата  смесь воздуха, топлива и остаточных газов. В соответствии с этим в момент зажигани  смеси в полости 27 воспла менени  имеетс  больший процент остат;очных газов, чем в форкамере 9 или в камере 6 сгорани . В момент о разовани  искры в зазоре между элек тродами 32 свечи зажигани  максимал на  температура гор щей смеси получа етс  ниже, чем могла быть, если бы а полости 27 воспламенени  не присутствовали остаточные газы. Первые порции струи пламени, несущей и гор  щие и остаточные газы, выход т через перепускное отверсти 29 и поджигают относительно небольшое количество бо гатой смеси в форкамере 9 вызыва  высокую турбулентность. Остальные порции струи пламени проход т через факельный канал 17 дл  воспламенени  расслоенного зар да и дл  поджога тем самым большого объема относитель но бедной топливовоздушной смеси внутри камеры 6 сгорани . Так как оси перепускного отверсти  29 и факельного канала 17 смещены относительно друг друга, то в начальной фазе стру  пламени, проход  через перепускное отверстие 2Э, не проходит пр мо через факельный канал 17. электроды 32 свечи 30 зажигани  не засор ютс  во врем  такта сжати  пр мым ударом струи богатой смеси, уменьшаетс  турбулентность в полости 27 воспламенени  во врем  такта сучати , благодар  чему основна  масса остаточного газа находитс  при сждтиц около торцовой стенки 33. После завершени  рабочего хода выпускной клапан открываетс , отработанные газы покидают двигатель, продолжа  сгорать в выпускной системе , следующей за выпускным клапаном . Из-за того, что полный воздушно-топливный состав меньше стехиометрического , избыток воздуха присутствует в выпускной системе дл  сгорани  любых несгоревших углеводородов и дл  окислени  окиси углерода перед выпускном в атмосферу. Максимальна  температура гор щей смеси в полости 27 воспламенени  в форкамере 9 и в камере 6 сгорани  получаетс  ниже,чем должна была быть, если бы полость 27 воспламенени  не содержала бы остаточных газов. С уменьшением максимальной температуры гор щей смеси уменьшаетс  содержание окислов азота в выхлопных газах. При этом концентраци  остаточных газов в камере 6 сгорани , форкамере 9 и полости 27 воспламенени , следовательно, максимальна  температура гор щей смеси и содержание окислов азота в выхлопных газах зависит от соотношений размеров камеры 6 сгорани , при нахождении поршн  3 в верхней мертвой точке, форкамеры 9, полости 27 воспламенени , проходных сечений факельного канала 17 и перепускного отверсти  29. Соотношение этих размеров в насто щем двигателе позвол ет получить минимальную концентрацию окислов азота в выхлопных газах двигател  без-снижени  его эффективных показателей. Формула изобретени  Поршневой двигатель внутреннего сгорани  с искровым зажиганием и возвратно-поступательным движением поршн , содержащий камеру сгорани , образованную в цилиндре его головкой и поршнем и сообщенную с трубопроводом дл  подвода бедной топливо790 воздушной смеси и с выпускным патрубком , и форкамеру, сообщенную через запорный орган с трубопроводом дл  подвода богатой топлиаоаоздушной смеси и соединенную через факельный канал с камерой сгорани  и через перепускное отверстие - с полостью воспламенени  , в которой расположена свеча зажигани , отличающийс  тем, что, с целью снижени  содержани  окислов азота в выхлопных газах, объемы форкамеры, камеры сгорани , полости воспламенени  и площади проходных сечений факельного канала и перепускного отверсти  выполнены в соответствии со следующими соотношени ми 0.05 0,3; , , ii . 2..9. Уф - объем форкамеры; VQI - объем камеры сгорани  при полсжении поршн  в верхней мертвой точке; Уц - объем полости воспламенени ; F - площадь проходного сечени  факельного канала; Гц площадь гфоходного сечени  перепускного отверсти . Источники информации,  тые во внимание при экспертизе . Патент СССР ИР , F 02 В 19/10, 23.0.73.

   Фуг.1