Двигатель внутреннего сгорания

Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл Г 02 В 23,ОО Государственный комнтет СССР оо делам нэобретеннй н аткрытнй(72) Авторы изобретения Иностранная фирма Машиненфабрик Аугсбург-Нюрнберг АГ(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ПРИНУДИТЕЛЬНЪМ ЗАЖИГАНИЕМ15 20 Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, преимущественно четырехтактным газовым.Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие цилиндр с поршнем, головку цилиндра с расположенными в ней впускным и выпускным клапанами с седлами, оси которых лежат в одной плоскости, не проходящей через продольную ось цилиндра, а также разделенную камеру сгорания, одна часть которой выполнена в виде осесимметричной полости в поршне с плоским днищем и большим диаметром полости, лежащим в плоскости днища и составляющим 0,5 - 0,8 диаметра поршня, а другая часть - в виде смещенной относительно продольной оси цилиндра полости в головке цилиндра, в которой расположена свеча зажигания 11 . Однако протекание процессов смесеобразования и сгорания, оказывающих влияние на токсичность отработанных газов таких двигателей, зависит от выбора конструктивных соотношений камеры сгорания. Поэтому при неправильном выборе размеров токсичность отработанных газов может быть высокой. Целью изобретения является снижение токсичности отработанных газов двигателя путем улучшения процессов смесеобрдзовдния и сгорания. Зто лостигается тем, что в предлагаемом лвигателе полость камеры сгорания, расположенная в поршне, выполнена в виде усеченного конуса. высота которого равна 0,15 - -0,20 диаметра поршня и угол наклона образую 1 цей равен 1030, д полость в головке цилинлрд выполнена в виде усеченного конуса, больший лиаметр которого равен лвум лиаметрам резьбы свечи зажигания, лежит в плоскости газового стыка головки, и отношение высоты конусы к его большему диаметру равно 0,20 0,25, причем конус в головке цилиндра выполнен с клинообразным каналом зажигания, выходящим к продольной оси цнлинлрд и полностью расположенным нал конической полостью в поршне. Оси конуса в головке цилиндра и клапанов могут быть коллинеарны пролольной оси цилиндра.Плоскость, проходящая через пролольную ось цилинлра и ось конуса в головке цилиндра, может быть равноулалена от кро 668623мок седел клапанов и перпендикулярна к плоскости, проходящей через оси клапанов.Кратчайшее расстояние между седлами клапанов может быть равно кратчайшему расстоянию между каналом зажигания и седлом клапана.Крайняя точка центрального электрода свечи зажигания может быть расположена в плоскости малого диаметра конуса в головке цилиндра.На фиг. 1 показан описываемый двигатель, разрез через свечу зажигания; на фиг, 2 - головка цилиндра, вид снизу.Двигатель содержит блок цилиндров 1, цилиндр 2 с поршнем 3, головку 4 цилиндра. Камера 5 сгорания при положении поршня 3 в ВМТ расположена главным образом в поршне и представляет собой симметричный продольной оси А - А цилиндра усеченный конус, больший диаметр Р которого, соста вл яющий при бл изительно 67% диаметра поршня 3, лежит в плоскости днища поршня. Образующая 6 усеченного конуса наклонен к продольной оси А - А под углом с, равным приблизительно 15, а высота Н усеченного конуса составляет примерно 17% диаметра Р, поршня 3. Дно 7 полости в поршне выполнено плоским.Оси В и С выпускного 8 и впускного 9 клапанов, соответственно, расположены коллинеарно продольной оси А - А цилиндра и не лежат в плоскости Г, проходящей через ось А - А.Оси клапанов и полость 10 камеры 5 сгорания, расположенная в головке цилиндра и содержащая свечу 11 зажигания, находятся с противоположных сторон отцосительно плоскости г.Полость 10 также выполнена в виде усеченного конуса, больший диаметр Р которого приблизительно равен двум диаметрам резьбы 12, выполненной в отверстии 13 для установки свечи зажигания, а высота Н конуса составляет примерно 22% его большего диаметра Ра. Плоскость Е, проходягцая через ось усеченного конуса в головке цилиндра и продольную ось цилиндра, перпендикулярна к плоскости, проходящей через оси В и С клапанов, и равноудалена от кромок седел клапанов. Кроме того, свеча 11 зажигания расположена так, что крайняя точка ее центрального электрода лежит в плоскости малого диаметра конуса в головке цилиндра.Усеченный конус головки цилиндра снабжен клинообразным каналом 14 зажигания, расположенным полностью над усеченным конусом в поршне и выходящим к продольной оси А - А цилиндра, причем канал зажигания выполнен так, что кратчайшее расстояние М между ним и седлом клапана равно приблизительно кртачайшему расстоянию между седлами клапанов. Геометрические соотношения полостейразделенной камеры сгорания выбраны из условий получения степени сжатия в пределах 10 - 12 для двигателя, работающего на сжиженном газе, и 13 - 15 для двигателя, работающего на природном газе.При работе двигателя газовоздушнаясмесь, поступающая через выполненный, например, винтовым впускной канал и впускной клапан 9, получает вращение вокруг продольной оси А - А цилиндра. Вместо винтового канала вращение заряда может быть создано также путем применения широкоизвестной ширмы на клапане.При такте сжатия вытеснение зарядапоршней с периферии цилиндра к центру ка 1 з меры 5 сгорания приводит к концентрациисмеси в средней части камеры сгорания и дополнительной турбулизации заряда. Расположение свечи зажигания в верхней части конуса в головке цилиндра гарантирует гохорошие условия воспламенения вследствие отсутствия сильной турбулизации в этой зоне камеры сгорания. Кроме того, выбранная конфигурация полости 10 обеспечивает хорошую очистку ее от остаточных газов.Благодаря форме и расположению канала 14 зажигания пламя быстро достигает середины камеры 5 сгорания. Выбранная высота усеченного конуса в поршне обеспечивает быстрое воспламенение всей смеси в зокамере сгора ни я, что препятствует возни кновению детонации.Возможность применения относительнопоздних углов зажигания позволяет избежать высоких температур, ухудшая условия образования окислов азота. Кроме того, относительно удаленное положение свечи зажигания в камере сгорания позволяет ейоставаться относительно холодной и обуславливает применение ограниченного зазора между электродами, что приводит к увеличению срока службы свечи.Формула изобретения1. Двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, преимущественно 4 четырехтактный газовый, содержащий цилиндр с поршнем, головку цилиндра с впускным и выпускным клапанами с седлами, оси которых лежат в одной плоскости, не проходящей через продольную ось цилиндра, а зотакже разделенную камеру сгорания, одна часть которой выполнена в виде осесимметричной полости в поршне с плоским днищем и большим диаметром полости, лежащим в плоскости днища и составляющим 0,5 - 0,8 диаметра поршня, а другая часть - в виде и смещенной относительно продольной оси цилиндра полости в головке цилиндра, в которой расположена свеча зажигания, отличаюиийся тем, что, с целью снижения токсич.г Фиа 7 Составитель А. БенеТехред О. ЛуговаяТираж 627 иктовКорректор Н. СтепПодписноеа СССРытийаб., дПрое 4 Редактор А. ПейсоченкЗаказ 334055НИИ Ц Ппо113035, М илиал ППП нного комите тений и открРаушская н Ужгород, ул. И Государстведелам изобре осква, Ж - 35 а Патент, г. 4(5ктная ности отработанных газов путем улучшения процессов смесеобразования и сгорания, полость в поршне выполнена в виде усеченного конуса, высота которого равна 0,15 - 0,20 диаметра поршня и угол наклона образуюшей равен 10 - 30, а полость в головке цилиндра выполнена в виде усеченного конуса, больший диаметр которого равен двум диаметрам резьбы свечи зажигания, лежит в плоскости газового стыка головки, и отношение высоты конуса к его большему диаметру равно 0,20 - 0,25, причем конус в головке цилиндра выполнен с клинообразным каналом зажигания, выходяшим к продольной оси цилиндра и полностью расположенным над конической полостью в поршне.2. Двигатель по п. 1, от.гицающийся тем, что оси конуса в головке цилиндра и клапанов коллинеарны продольной оси цилиндра. 3. Двигатель по п. 2, от.псцающш 1 сч тем, что плоскость, проходяшая через продольную ось цилиндра и ось конуса в головке цилиндра, равноудалена от кромок седел клапанов и перпендикулярна к плоскости, проходящей через оси клапанов. 4. Двигатель по п. 3, отяацающийсч тем, что кратчайшее расстояние между седлами клапанов равно кратчайшему расстоянию между каналом зажигания и седлом клапана. 5. Двигатель по п. 4, отяицающписч тем, что крайняя точка центрального электрода свечи зажигания расположена в плоскости малого диаметра конуса в головке ш 1 линдра.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Хо 3520189, кл. 123 в 91, 1970.