RU31405U1 - Двигатель внутреннего сгорания (варианты) - Google Patents

Description

2Щ3104422

s-r-rw ™МПКР02В 19/18

Двигатель внутреннего сгорания

Полезная модель относится к области двигателестроения, а конкретно к поршневым двигателям внутреннего сгорания, работающим на различных видах топлива и используемым прежде всего на автомобильном транспорте.

Известно устройство форкамерно-факельного воспламенения топливовоздушных смесей в ДВС ( и. с. СССР № 1151699, МПК F02B19/18), в котором наполнение форкамеры (камеры зажигания) горючей смесью и выброс поджигающего факела производится через факельные каналы в стенке, разделяющей камеру зажигания и основную камеру сгорания двигателя.

Известен способ и устройство для его осуществления (патент РФ № 2099550, МПК F02B19/18, опубл. 20.12.97) являющийся ближайщим по технической сущности к заявляемой полезной модели и принятый за прототип, в котором в камеру зажигания вводится топливо-воздушная смесь бедного состава из основной камеры сгорания ДВС и дополнительно подается обогащенная смесь, формирующаяся у стенок цилиндров двигателя за счет попадания на них испарившихся капель жидкого топлива.

При переходе с жидкого на газообразное и на другие виды топлива в ДВС система обогащения смеси, осуществляемая в известных устройствах не реализуется, так как газ не оседает на стенках цилиндра, не обеспечивается эффективное поджигание смеси. Необходима специальная система обогащения дополнительно подаваемой в камеру зажигания топливной смеси, для того чтобы ДВС работал на различных видах топлив, в том числе жидком, газообразном, дизельном.

Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении интенсивности и полноты сгорания при использования в двигателе внутреннего сгорания различных (варианты)

видов топлив: жидкого, газообразного, дизельного, а также в повышении экономичности и экологических характеристик двигателя.

Технический результат достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания (вариант 1), содержит основную камеру сгорания с рабочим цилиндром и поршнем, камеру зажигания, снабженную устройством зажигания и сообшаюшуюся с основной камерой сгорания, на торцевой рабочей поверхности поршня выполнен выступ, а в головке рабочего цилиндра симметрично выступу на поршне выполнено углубление с возможностью вхождения в него выступа при работе двигателя в верхней мертвой точке, углубление сообщено с камерой зажигания каналом или каналами, в которых установлены топливные форсунки. Торцевая рабочая поверхность поршня вокруг выступа выполнена плоской по периферии, йричем размер плоского участка поршня соответствует размеру плоского участка головки. Канал, сообшаюший основную камеру сгорания с камерой зажигания выполнен сужаюше - расширяюшимся. Канал или каналы, сообщающие углубление с камерой зажигания на выходе в камеру зажигания имеют острые кромки. Камера зажигания расположена соосно, или под углом относительно оси основной камеры сгорания. Выступ, на торцевой рабочей поверхности поршня и соответственно углубление в головке рабочего цилиндра выполнены в виде полукольца, или сегмента. Кроме того, оси каналов на выходе в камеру зажигания направлены по касательной к ее внутренней поверхности.

Технический результат достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания (вариант 2) содержит основную камеру сгорания с рабочим цилиндром и поршнем, камеру зажигания, снабженную устройством зажигания и сообщающуюся с основной камерой сгорания, на торцевой рабочей поверхности поршня выполнены выступы, в головке рабочего цилиндра выполнены каналы, сообщающие рабочую полость цилиндра с камерой зажигания, при этом выступы расположены с возможностью их вхождения в соответствующие каналы при работе двигателя в верхней мертвой точке, а в каналах установлены топливные форсунки.

Торцевая рабочая поверхность поршня выполнена плоской по периферии, причем размер плоского участка поршня соответствует размеру плоского участка головки цилиндра. Канал, сообшаюш:ий основную камеру сгорания с камерой зажигания, выполнен сужающе - расширяющимся. Каналы, сообщающие рабочую полость цилиндра с камерой зажигания на выходе в камеру зажигания имеют острые кромки. Камера зажигания расположена соосно, или под углом относительно оси основной камеры сгорания. Кроме того, оси каналов сообщающих рабочую полость цилиндра с камерой зажигания на выходе в камеру зажигания направлены по касательной к ее внутренней поверхности.

На фиг. 1 - представлен разрез головки и цилиндра двигателя внутреннего сгорания в положении верхней л ртвой точки (сечение А-А) (вариант 1).

На фиг.2 - представлен вид Б-Б фиг. 1 (вариант 1).

На фиг. 3 - представлен вид В-В фиг. 1 (вариант 1).

На фиг. 4 - представлен вид Г-Г фиг.1 (вариант 1).

Двигатель внутреннего сгорания (вариант 1) имеет рабочий цилиндр 1, порщень 2 с полукольцевым выступом 3 на торцевой рабочей поверхности, основную камеру сгорания 4 с впускным клапаном 5, камеру зажигания 6 расположенную под углом 25 к оси цилиндра 1, снабженную устройством зажигания (свеча зажигания 7) и сообщающуюся с основной камерой сгорания 4 каналом 8. В головке рабочего цилиндра 1 симметрично полукольцевому выступу 3 на порщне 2 выполнено полукольцевое углубление 9, которое сообщено с камерой зажигания 6 каналами 10, в которых установлены топливные форсунки 11. Высота выступа 3 равна глубине углубления 9 и при работе двигателя в верхней мертвой точке выступ 3 входит в углубление 9. Выступ 3, на торцевой рабочей поверхности порщня 2 и соответственно углубление 9 в головке рабочего цилиндра 1 (в данном примере конкретного выполнения) выполнены в виде полукольца, но также могут иметь любую другую форму, например, сегмента, цилиндра. Торцевая рабочая поверхность порщня 2 двигателя внутреннего сгорания вокруг выступа 3 выполнена плоской 12, причем размер плоского участка поршня 2 соответствует размеру плоского участка головки рабочего цилиндра 1.

Канал 8 сообщающий основную камеру сгорания 4 двигателя внутреннего сгорания с камерой зажигания 6 выполнен сужающе - расщиряющимся. Каналы 10, сообщающие рабочую полость цилиндра 1 с камерой зажигания 6 на выходе в камеру зажигания 6 имеют острые кромки 13. Кроме того, оси каналов 10 на выходе в камеру зажигания 6 направлены по касательной к ее внутренней поверхности

По варианту 2 двигатель внутреннего сгорания имеет рабочий цилиндр 1, поршень 2 с выступами 3 на торцевой рабочей поверхности, основную камеру сгорания 4 с впускным клапаном 5, камеру зажигания 6 расположенную под углом 25 к оси цилиндра 1, снабженную устройством зажигания (свеча зажигания 7) и сообщающуюся с основной камерой сгорания 4 каналом 8. В головке рабочего цилиндра 1 выполнены каналы 10, сообщающие рабочую полость цилиндра с камерой зажигания 6. В каналах 10 установлены топливные форсунки 11, При работе двигателя в верхней мертвой точке выступ 3 входят в каналы 10. Торцевая рабочая поверхность поршня 2 двигателя внутреннего сгорания выполнена плоской 12, причем размер плоского участка поршня 2 соответствует размеру плоского участка головки рабочего цилиндра 1.

Канал 8 сообщающий основную камеру сгорания 4 двигателя внутреннего сгорания с камерой зажигания 6 выполнен сужающе - расщиряющимся. Каналы 10, сообщающие рабочую полость цилиндра 1 с камерой зажигания 6 на выходе в камеру зажигания 6 имеют острые кромки 13. Кроме того, оси каналов 10 на выходе в камеру зажигания 6 направлены по касательной к ее внутренней поверхности

Двигатель работает следующим образом:

В такте впуска, при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, открывается впускной клапан 5, через который в рабочий цилиндр 1 подается бедная топливовоздушная смесь. Одновременно с этим

через сужающе-расширяющийся канал 8 под действием перепада давлений между камерой зажигания 6 и увеличивающимся объемом основной камеры сгорания 4, начинается очистка камеры зажигания от остаточных газов, которые в фазе перекрытия клапанов выходят в выпускную магистраль.

В начале такта сжатия в рабочем цилиндре 1 и в камере зажигания 6 давление выравнивается. Большая часть свежей бедной топливовоздушной смеси попадает в камеру зажигания 6 по каналам 10, имеющим большую пропускную способность, чем канал 8, который выполнен сужающерасщиряющимся. Оси каналов 10 на выходе в камеру зажигания 6 направлены по касательной к ее внутренней поверхности, вследствие чего в камере зажигания 6 образуется вихрь. Одновременно с этим, в условиях невысокого избыточного давления, в камеру закжигания 6 осуществляют подачу обогащающей дозы топлива через топливную форсунку 11. Это топливо, попадая в зону действия вихря, смещивается с бедной топливо-воздушной смесью и образует хорошо карбюрированную топливо-воздушной смесь богатого состава. Острые кромки каналов 10 на выходе в камеру зажигания 6 действуют как газодинамические детекторы, предотвращая возврат топливо-воздушной смеси в каналы 10.

В конце такта сжатия полукольцевой выступ 3 в торцевой поверхности поршня 2 входит в полукольцевое углубление 9 головки рабочего цилиндра 1 (вариант 1) и перекрывает связь камеры зажигания 6 и основной камеры сгорания 4 через каналы 10. В варианте 2 выступы 3 входят непосредственно в соответствующие каналы 10, при этом также перекрывается связь камеры зажигания 6 и основной камеры сгорания 4 через каналы 10. При этом происходит дополнительное сжатие топливо-воздушной смеси в камере зажигания 6 и, следовательно, появляется перепад давления между камерой зажигания 6 и основной камерой сгорания 4. В этот момент происходит воспламенение богатой топливовоздушной смеси от свечи зажигания 7.

С

камерой сгорания 4 только сужающе-расширяющимся каналом 8, (т.к. каналы 10 остаются перекрытыми выступами 3 на торцевой поверхности поршня 2), то под действием перепада давления расширяющиеся продукты неполного сгорания с большой скоростью выбрасываются через сужаюшерасширяющийся канал 8 по всему объему основной камеры сгорания 4, инициируя первоначальные очаги горения бедной топливовоздушной смеси. При

этом образуется поджигающий факел большой мощности за счет образования химически активных продуктов неполного сгорания, которые, попадая в зону бедной топливовоздушной смеси, практически мгновенно образуют начальные очаги горения по всему объему основной камеры сгорания 4.

Из конструктивных соображений, камера зажигания 6 повернута на 25° вправо от оси рабочего цилиндра d, а выступ 3 выполнен полукольцевым (вариант 1). Это позволяет, не изменяя размеры и расположение газораспределительных клапанов, применять предлагаемую полезную модель на реальном двигателе, например на автомобиле ВАЗ-2109.

Таким образом, предлагаемый двигатель внутреннего сгорания при его использовании позволит повысить интенсивность и полноту сгорания, снизить удельный расход топлива при применении в двигателе различных видов топлив: жидкого, газообразного, дизельного, а также улучшить экологические показатели двигателя.

.

t

Claims (13)

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий основную камеру сгорания с рабочим цилиндром и поршнем, камеру зажигания, снабженную устройством зажигания и сообщающуюся с основной камерой сгорания, отличающийся тем, что на торцевой рабочей поверхности поршня выполнен выступ, а в головке рабочего цилиндра симметрично выступу на поршне выполнено углубление с возможностью вхождения в него выступа при работе двигателя в верхней мертвой точке, углубление сообщено с камерой зажигания каналом или каналами, в которых установлены топливные форсунки.

2. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что торцевая рабочая поверхность поршня вокруг выступа выполнена плоской по периферии, причем размер плоского участка поршня соответствует размеру плоского участка головки.

3. Двигатель внутреннего сгорания по п.1 или 2, отличающийся тем, что канал, сообщающий основную камеру сгорания с камерой зажигания выполнен сужающе-расширяющимся.

4. Двигатель внутреннего сгорания по п.1 или 2, 3, отличающийся тем, что канал или каналы, сообщающие углубление в головке цилиндра с камерой зажигания на выходе в камеру зажигания имеют острые кромки.

5. Двигатель внутреннего сгорания по п.1 или 2, 3, 4, отличающийся тем, что оси каналов, сообщающих углубление в головке цилиндра с камерой зажигания, на выходе в камеру зажигания направлены по касательной к ее внутренней поверхности.

6. Двигатель внутреннего сгорания по п.1 или 2-5, отличающийся тем, что камера зажигания расположена соосно, или под углом относительно оси основной камеры сгорания.

7. Двигатель внутреннего сгорания по п.1 или 2-6, отличающийся тем, что выступ, на торцевой рабочей поверхности поршня и соответственно углубление в головке рабочего цилиндра выполнены в виде полукольца, или сегмента.

8. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий основную камеру сгорания с рабочим цилиндром и поршнем, камеру зажигания, снабженную устройством зажигания и сообщающуюся с основной камерой сгорания, отличающийся тем, что на торцевой рабочей поверхности поршня выполнены выступы, в головке рабочего цилиндра выполнены каналы, сообщающие рабочую полость цилиндра с камерой зажигания, при этом выступы расположены с возможностью их вхождения в соответствующие каналы при работе двигателя в верхней мертвой точке, а в каналах установлены топливные форсунки.

9. Двигатель внутреннего сгорания по п.8, отличающийся тем, что торцевая рабочая поверхность поршня выполнена плоской по периферии, причем размер плоского участка поршня соответствует размеру плоского участка головки цилиндра.

10. Двигатель внутреннего сгорания по п.8 или 9, отличающийся тем, что канал, сообщающий основную камеру сгорания с камерой зажигания выполнен сужающе-расширяющимся.

11. Двигатель внутреннего сгорания по п.8 или 9, 10, отличающийся тем, что каналы, сообщающие рабочую полость цилиндра с камерой зажигания на выходе в камеру зажигания имеют острые кромки.

12. Двигатель внутреннего сгорания по п.8 или 9-11, отличающийся тем, что оси каналов, сообщающих рабочую полость цилиндра с камерой зажигания, на выходе в камеру зажигания направлены по касательной к ее внутренней поверхности.

13. Двигатель внутреннего сгорания по п.1 или 2-4, отличающийся тем, что камера зажигания расположена соосно, или под углом относительно оси основной камеры сгорания.