Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания

,ВО 51)4 Р 23/С 6 Г 02 Р 3 26 ЕНИЯ выюг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт проблем машиностроенияАН УССР(54) КАИЕРА СГОРАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРА 11 ИЯ(57) Изобретение позволяет увеличитьдолговечность и топливную экономичность двигателя. Камера сгоранияполнена в форме усеченного конуса,имеюцего горловину с кромкой. Надгорловиной, в центре или смещенно отцентра, расположена форсунка с многосопловым распылителем 6 топлива. Кромка горловины содержит чередующиеся скругленные участки 7 и острыеучастки 8. Оси 1 О сопел 9 распылителя ориентированы в сторону скругленных участков. При перетекации зарядачерез горловину в камеру при сжатиинадпоршневого пространства кромкаформирует кольцевой вихрь. На участке горловины с острой кромкой образуется участок вихря с повышеннойугловой скоростью, причем вихрь располагается ближе к горловине. Научастке горловины со скругленной кромкой образуется вихрь с пониженной уг,ловой скоростью и располагается ближе к дну камеры. Радиус скруглениякромки подбирается таким, чтобы интенсивность вихря на этом участкесоответствовала оптимальному расходутоплива. 4 ил.5 1 О 15 Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателе- строению, а именно к дизельным двигателям с полуразделенными камерами сгорания.Цель изобретения - увеличение долговечности и топливной экономичности.На фиг.1 изображена камера сгорания; на фиг.2 - разрез Л-А на фиг.1; на фиг,З - разрез Б-Б на фиг,2; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2.Камера 1 сгорания расположена в поршне 2 и выполнена в форме тела вращения, а именно усеченного конуса 3, имеющего горловину 4 с кромкой. Над горловиной 4 в центре или смещен- но от центра расположена форсунка 5 с многосопловым (четырех-или пятисопловым) распыпителем 6 топлива. Кромка горловины 4 содержит чередующиеся скругленные 7 и острые 8 участки. Чило скругленных участков 7 кромки равно числу сопл 9 распылителя 6 форсунки 5, поскольку оси 10 сопл 9 ориентированы в сторону скругленных участков 7 кромки.Устройство работает следующим образом.При подходе поршня 2 к верхней мертвой точке на такте сжатия в камере 1 создаются потоки воздуха в виде кольцевого вихря, причем за острыми участками 8 кромки горловины 4 образуются вихри с более высокой угловой скоростью вращения, чем на скрученных участках 7 кромки горловины 4. Струи топлива подаются только в направлении скругленных участков 7 кромки горловины 4, При этом достигается наилучший эффект смесеобразования за счет того, что вихри за скругленными участками кромки располагаются в нижней части камеры 1 и струи топлива из сопел 1 О взаимодействуют в большем объеме. На этих участках вихри частично тормозятся встречными струями топлива и зажигаются с образованием очагов горения. В то же время вихри, образовавшиеся за острой кромкой и получившие большее ускорение закрутки, продолжают вращаться, не затронутые струями топлива, На оси этих вихрей образуется разрежение, способствующее проникновению зажженных вихрей за острые участки кромки 8 горловины. При этом происходит интенсивное вихревое горение с распа 20 25 30 35 40 45 50 55 дом кольцевого вихря. Кроме того, при продувках камера сгорания с неравномерной кромкой лучше освобождается от остаточ ых газов, так как образовавшийся вихрь раньше распадается и не обладает такой живучестью, как кольцевой за сплошной кромкой.Кроме того, снижается термическое напряжение в горловине 4 камеры 1, так как скругленные кромки менее подвержены перегреву и занимают половину или большую часть горловины 4 и частично отводят тепло на себя, а острые кромки могут расширяться в свободные зоны в стороны участков со скругленными кромками, что увеличивает прочность горловины.ЭФфективность камеры сгорания обусловлена тем, что при сжатии надпоршневого пространства в камере сгорания иэ него происходит перетекание заряда через горловину в камеру, расположенную в поршне. При этом кромка горловины формирует кольцевой вихрь, На участке горловины с острой кромкой образуется участок вихря с повышенной угловой скоростью, причем вихрь располагается ближе к горловине. При этом на участке горловины со скругленной кромкой образуется вихрь с пониженной угловой скоростью и располагается он ближе к дну камеры. Радиус скругления кромки подбирается таким, чтобы интенсивность вихря на этом участке соответствовала оптимальному расходу топлива.При этом при подаче распыленной струи в сторону скругленной кромки из-за более дальнего расположения вихря на этом участке образуется более широкий контакт капель топлива и вихря, а так как направление вихря и топлива из сопла противоположны, то вращение вихря на этом участке частично гасится, что способствует эффективному образованию очагов горения в более спокойной части вихря. Однако часть вихря за острой кромкой продолжает интенсивно вращаться, при этом на оси этого вихря создается пониженное давление, всасывающее по винтовой линии зародившиеся очаги горения в прилегающих к нему вихрям за скругленной кромкой. При этом очаги горения интенсивно окисляются в быстром вихре и происходит интенсивное зажигание топлива во всем объеме ка еры сгорания, что также способствует более плавному нарастанию давления газов в камере сгорания, способствующему снижению шума процесса сгорания, сокращению периода задержкивоспламенения заряда,Кроме того, облегчается продувкакамеры сгорания воздухом, так каккольцевой вихрь, образуемый горловиной с чередующимися участками со 1 Оскругленной и острой кромками, болееускоренно разрушается в сравнении сживучестью вихря за сплошной кромкой.Лучшее наполнение окислителем камерысгорания способствует повышению экономичности двигателя.Кроме того, подача топлива научастки горловины со скругленной кромкой, обладающей повышенным эффектомохлаждения за счет испарения пленкитоплива и отвода тепла теплопроводностью в массу поршня, способствуетменьшему разрушению как ее самой,так и примыкающих участков с острой кромкой, температура которых также понижается. В горловине камеры происходит перераспределение температурных градиентов, что снижает напряжение трещинообразования и способствует увеличению прочности горловины.Формула и э о б р е т е н и яКамера сгорания двигателя внутрен него сгорания, размещенная в поршне, выполненная в виде тела вращения с конусной образующей н горловиной с кромкой и снабженная топливной форсункой с многосопловым распылителем, установленным над горловиной, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения долговечности и топливной экономичности, кромка горловины выполнена иэ чередующихся острых и скругленных участков, а оси сопл распылителя ориентированы в направлении скругленных участков..Черни Редактор П.Гереши дписн Заказ 959/35 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 505 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ромитета СССР открытийушская наб., д. 4/5