Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХааа 3 ЮВчеввпРЕСПУБЛИК ОЮ (И) 4 А 1 94 0 0 ПИСАНИК ИЗ 0 В ЕтЕНИа,:К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Волжское объединение по произ- аводству легковых автомобилейим, 50-летия СССР(541 (57) КАМЕРА СГОРАНИЯ ДВИГАТЕЛЯВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, образованнаявыемками в головке цилиндра и поршне, снабженных вытеснителями, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью улучшения качества протекания рабочего процесса, поршень дополнительно снабжен турбулизатором,выполненным в виде размещенньщ напоршне острой кромки и канавки, причем острая кромка образована верхней поверхностью вытеснителя поршняи поверхностью выемки в поршне, а канавка выполнена на верхней поверх,ности вытеснителя поршня параллел:."но острой кромке.Изобретение оносится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания преимущественно с принудительным воспламенением.Цель изобретения - улучшение качества протекания рабочего процес-. 5 са.На фиг.1 показан первый варианткамеры, поперечный разрез; на фиг.2головка для первого варианта, вид 10сверху; на фиг,3 - второй варианткамеры, поперечный разрез; на фиг.4 поршень для второго варианта, видсверху.Двигатель содержит цилиндр 1 сразмещенным в нем поршнем 2, головку 3 цилиндра 1, выемку 4 в поршне2 и выемку 5 в головке 3, образующие камеру сгорания, вытеснитель 6поршня 2 и вытеснитель 7 головки,Двигатель также содержит эоны 8,9,10 перехода между поверхностями,образующими поверхность камеры.В первом варианте исполнения25фиг 11 зона 8 перехода от вытеснителя 7 головки 3 к выемке 5 имеетплохообтекаемую форму. Зона перехода 1 О имеет плавно скругленнуюформу, обеспечивающую безотрывноедвижение потока смеси.30Во втором варианте исполненияфиг.2) зоны 8 и 9 имеют обтекаемуюформу, а зона 10 плохообтекаемуюФорму. В этом варианте на поршне 2выполнена дополнительная канавка 11, 35размещенная вблизи плохообтекаемойзоны 10 перехода от вытеснителя 6поршня 2 к поверхности, образующейвыемку 4 камеры сгорания.Камера работает следующим образом 40(первый вариант) .При движении поршня 2 к верхней .мертвой точке рабочая смесь перетекает иэ полости вытеснителей б и 7 в 45выемки 4 и 5, образующие камеру сгорания.Часть смеси, прилегающая кпоршню 2, движется со стороны зоны10, обеспечивающей безотрывное движение этой части смеси вдоль стенки 50выемки 4. Другая часть смеси, прилегающая к головке 3, движется со стороны плохообтекаемой эоны 8, обеспечивающей срыв и частичное затормаживание этой части смеси, За счетэтого скорость ее падает, смесь начинает двигаться турбулентно вблизи эо-ны 8. Часть смеси, движущаяся без.отрывно со стороны зоны 10, отражаясь от стенок выемок 5 и 4, образует крупномасштабный вихрь в камере сгорания.В связи с тем, что плохообтекаемая зона 8 расположена ближе к выемкам 4 и 5, образующим камеру сгорания, по отношению к зоне 10, мелкомасштабные вихри, образующиеся вбли зи зоны 8, не уменьшают проходное сечение для смеси, выходящей из полости вытеснителей б и 7, и одновременно прижимают часть смеси, движущуюся безотрывно к стенке выемки 4, способствуя тем самым образованию в камере сгорания крупномасштабного вихря. После воспламенения рабочей смеси вихрь переносит фронт пламени по камере сгорания, ускоряя этим процесс горения1Во втором варианте (фиг.2) двига-, тель работает аналогично. Отличия в работе состоят в том, что дополнительная канавка 11, размещенная параллельно плохообтекаемой зоне 1 О, образованной острой кромкой перехода поверхностей вытеснителя 6 и выемки 4, дополнительно затормаживает и турбулизует часть смеси, движущейся вблизи зоны 1 О, а часть смеси, движущаяся со стороны обтекаемой эоны 9 и стенки выемки 4, способствует дополнительно интенсификации вихря в камере сгорания и процесса горения. Следует отметить, что такие геометрические размеры камеры сгорания как объемы частей камеры сгорания, площадь вытеснителя, величина щели между вытеснителями, не могут влиять на работу устройства, Необходимым и достаточным условием, обеспечивающим работоспособность рассматриваемого устройства, является условие: 1, )и 1, ) 1, где 1 - минимальный радиус кривизны скругления обтекаемой эоны перехода от вытеснителя к выемке камеры сгорания;- минимальный радиус кривизны плохообтекаемой зоны перехода от вытеснителя к выемке; 1 - ширина канавки. Для исключения калильного зажигания в двигателе необходимо, чтобы 2 был больше 0,5 мм, Гз может быть равно 1 . Практически глубина и ширина канавки выбирается по конструктивным соображениям, т.е. в зависимости от конструкции порш2 б 0154 ня или головки цилиндра и технологии их иэготовлейия.В частности по технологическимсоображениям нецелесообразно делатьширину и глубину канавки менее 1 -1,5 мм,Длина упомянутых зон перехода навиде в плане также выбирается изкомпоновочных соображений в зависимости от конструкции поршня илиголовки. Очевидно, что чем больше ихдлина, тем в большей мере можно получить эффект вихреобразования. Однако ясно, что длина этих зон не может быть больше диаметра цилиндра,Для обеспечения сохранности огневого пояса поршня (кольцевая частьнаружной поверхности поршня от верхнего поршневого кольца до верхнейплоскости поршня ) и работоспособности поршневых колец, целесообразноразмещать канавку в поршне такимобразом, чтобы края не доходили до .краев поршня на 3-5 мм. 4Абсолютное значение минимальнойвеличины , должно определятьсяэкспериментально для каждого конкретного типа двигателя. На практике 5 мОжнО пРинять величину 11, заведомобольшой, чтобы обеспечить безотрывное течение потока на все режимахработы двигателя, например, более8-10 мм. Однако следует отметить, 10 что достаточным условием для получения положительного эффекта нужно считать условие обеспечения безотрывного течения потока смеси на детонационно опасных режимах работы двигате- .ля. Такими режимами являются режи "мы работы при полностью открытомдросселе при числах оборотов коленчатого вала 1000-45000 об/мин. Ю Таким образом предложенная камера сгорания позволяет понизить расход топлива и токсичность выпускных газов за счет интенсификации процесса сгорания.1280154 Составитель С.БерезинТовтин Техред А.Кравчук цактор Корректор А.йт Подписикомитета СССРи открытийРаушская наб., д.4/ 035/31 Тираж 523 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 113035, Москва Ж,аз ул. П изводственно-полиграфическое предприятие, г.уж 1