Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от постороннего источника

Союз Советскиа Социалистическик Республик(51)М, Кл.з Г 02 Р 13/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 2802,83 Иностранец Райнхард Лач(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ ОТ ПОСТОРОННЕГО ИСТОЧНИКА Изобретение относится к двигателестроению, более конкретно, к запальным устройствам двигателей, конструктивно объединенным с другими элементами двигателя.Известен двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от постороннего источника, содержащий одну главную камеру сгорания на цилиндр, тО и предназначенную для главной камеры камеру воспламенения, размещенную на главной камере сгорания и соединенную с ней при помощи перепускных каналов для перетекания рабочей сме си, а также устройство для искрового зажигания, имеющее один первый электрод 11).Известные двигатели имеют невысокую долговечность электродов зажигания из-за высоких тепловых нагрузок со стороны горючих газов в камере сгорания двигателя.Цель изобретения - повыаенне долговечности электрода зажигания двига-.25 теля.Поставленная цель достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания с воспламенением от постороннего источника, содержащем одну главную ка меру сгорания на цилиндр, и предназначенную для главной камеры камерувоспламенения, размещенную на главной камере сгорания и соединенную сней при помощи перепускных каналов,для перетекания рабочей смеси, а также устройство для искрового зажигания, имеющее один центральный электрод, последний выполнен в виде тепло"вой трубки, выступает через камерувоспламенения в окружающую перепускной канал зону и расположен там скратчайшим расстоянием до стенки камеры воспламенения, образующим искровой промежуток,Центральный электрод может выступать в перепускной канал.Устройство для зажигания можетбыть снабжено вставкой, расположенной соосно устройству на наружнойстенке главной камеры сгорания, аперепускной канал выполнен соосноцентральному электроду.Соосный перепускной канал можетбыть окружен несколькими дополнительными перепускными каналами.Соосный перепускной канал можетбыть разветвлен на несколвко частичных нерепускных каналов,флежащих вплоскости, перпендикулярной к.оси центрального электрода.Соосный перепускной канал может быть разветвлен на несколько частичных перепускных каналов, расположенных на конической поверхности, соосной электродуЧастичные перепускные каналы могут быть расположены тангенциально.Оси части дополнительных перепускных каналов могут пересекаться с осями частичных перепускных каналов в главной камере сгорания.Расположенный со стороны камеры воспламенения конец соосного перепускного канала может быть уменьшен 15 в поперечном сечении.Выступающая в соосный перепускной канал часть центрального электрода может иметь такую же длину, что и свободно проходящая через камеру 20 воспламенения часть.Образующая тепловую трубку стенка центрального элекТрода может быть выполнена утолщенной в самом. узком месте между стенкой камеры воспламенения и центральным электродом.Центральный электрод может дополнительно иметь устройство для его нагревания нри пуске, прогреве или низкой нагрузке двигателя. ЗОНа Фиг. 1 изображен первый вариант выполнения двигателя, разрез, на фиг, 2 - то же, вид спереди; на Фиг. 3 - второй вариант выполнения двигателя; на фиг. 4 - каналы устройства по второму варианту выполнения, поперечный разрез, на Фиг. 5 - третий вариант выполнения в упрощенной Форме.В блоке 1 цилиндров двигателя внутреннего сгорания, изображенного 40 на Фиг. 1, имеется цилиндр 2, в котором установлен поршень 3. Внутренняя полость головки 4 цилиндров образует главную камеру 5 сгорания. В стенке камеры 5 сгорания установлена 45 вставка 6, состоящая из резьбовой цилиндрической части 7, с помощью которой вставка 6 закреплена в стенке камеры 5 сгорания, и конической части 8, которая обеспечивает герметичностьсоединения вставки 6 со стенкой камеры 5 сгорания. В зоне цилиндрической части 7 вставка 6 имеет цилиндрическую полость, образующую камеру 9 воспламенения. Торец стенки 10 камеры 9 воспламенения вдается в камеру 5 сгорания. В стенке 10 выполнен расположенный соосно с осью вставки 6 перепускной канал 11, который окружен дополнительными перепускными каналами 12. Во вставке 6 может быть вы полнено четыре дополнительных перепускных канала 12 (Фиг. 2).Во вставку б снаружи вставлено устройство для искрового зажимания, Оно выполнено в ниде свечи 13 зажи гания, состоящей из корпуса 14, закрепленного в нем изолятора 15 с центральным электродом 16, Центральный электрод 16 свечи 13 проходит через камеру 9 воспламенения, частично размещен в перепускном канале 11 и подключен к источнику 17 высокого напряжения. Проходящая через вставку 6 часть центрального электрода 16 выполнена в виде тепловой трубки и имеетполость 18, стенки которой могут быть снабжены обшивкой из материала, имеющего капиллярные свойства. По.=. лость заполнена небольшим количеством наполнителя, например металлического натрия или калия. Между центральным электродом 16 и стенкой перепускного канала 11 имеется определенное расстояние, являющееся искровым промежутком. В зоне, где происходит возникновение искрового разряда, стенка центрального электрода 16 утолщена. Во вставке б вдоль центрального элект" рода 16 в его верхней части предусмотрено нагревательное устройство 19.В варианте устройства, изображенном на фиг. 3, двигатель внутреннего сгорания содержит установленную в стенке камеры 5 сгорания вставку 20, содержащую камеру 21 воспламенения, через которую проходит выполненный в виде тепловой трубки центральный электрод 22, Последний закреплен в изоляторе 23 и к нему подведено от источника 17 высокое напряжение. Торцевая стенка 24 камеры 21 воспламенения имеет большую толщину, чем в первом варианте исполнения. Во втулке 20 выполнен перепускной канал 25, который разветвляется на несколько частичных перепускных каналов 26, сообщающихся с камерой 5 сгорания. Частичные перепускные каналы лежат в плоскости, перпендикулярной оси перепускного канала 25 и ответвляются от него тангенциально. В зоне перепускного канала 25 торцевая стенка 24 вставки 20 выполнена утолщенной Формы и имеет вдающуюся в камеру 5 сгорания головку 27, На противоположной стороне стенки 24 выполнен буртик 28, который вдается в камеру 21 воспламенения и уменьшает в этом месте сечение перепускного канала 25.Центральный электрод 22 вдается в перепускной канал 25 почти до его конца, при этом между буртиком 28 и центральным электродом 22 будет находиться искровой промежуток. Кроме того, во втулке 20 предусмотрены дополнительные перепускные каналы 29, соединяющие камеру 21 воспламенения с камерой 5 сгорания. Как видно из Фиг. 4, дополнительные перепускные каналы 29 расположены симметрично вокруг перепускного канала 25, причем оси у трех из каналов 29 лежатв одной плоскости с осями соответствующих частичных перепускных каналов.На фиг. 5 показан упрощенный вариант устройства, в котором предусмотрена камера 30 воспламенения, которая посредством тангенциально расположенного перепускного канала 31 соединена скамерой 5 сгорания.Вблизи выходного отверстияперепускного канала 31 . установлен центральный электрод 32 свечи 33 зажигания. При этол камера 30 воспламенения имеет круговое сечение, а электрод 32 расположен в камере 30 воспламенения диаметрально и его конец находится вблизи от стенки камеры 30 воспламенения, образуя искровой промежутокДвигатель работает следующим образом.По всасывающему трубопроводу и 20 системе клапанов (не показаны) в главную камеру 5 сгорания подается горючая смесь. Состав смеси более бедный, чем применяемый для двигателя обычного типа, либо содержит большее ко личество отработавших газов. При такте сжатия поршень 3 направляет горючую смесь через перепускные каналы 11 и 12 в камеру 9 воспламенения, вытесняя.оттуда отработавшие газы, В 30 результате хороших условий нагрева в камере 9 воспламенения входящая туда бедная горючая смесь получает лучшие условия для воспламенения, чем находящаяся в главной камере 5 сгорания смесь. В частности, нагрев происходит на центрально;л электроде 16. После воспламенения горючей смеси в зоне искрового промежутка с помощью искры от источника 17 высо кого напряжения, смесь вследствие расширения перетекает в виде струй пламени через перепускные каналы 11 и 12 в главную камеру 5 сгорания, С помощью этих. струй пламени воспламеняется находящаяся там горючая смесь.Благодаря размещению центрального электрода 16 в зоне перепускного канала 11 обеспечивается надежное воспламенение горючей смеси в камере 550 сгорания, С помощью выполненного в виде тепловой трубки центрального электрода 16 снижаются тепловые нагрузки с электрода, которые появляются в зоне воспламенения горючей 55 смеси. Тепловая трубка имеет зону испарения и зону конденсации, разделенные зоной переноса тепла. Размещенная в камере 9 воспламенения часть центрального электрода образует зону 60 испарения, а проходящая через сплошную часть вставки 6 часть электрода 16 образует зону конденсации. Зона конденсации для лучшего теплообмена выполнена больше зоны испарения. 65 В зоне испарения по меньшей меречасть наполнителя тепловой трубкипереводится с помощью внешнего тепла в парообразное состояние так, чтопар заполняет всю полость 18. Путемохлаждения в зоне конденсации паререходит в жидкое состояние и при помощи капиллярного действия обшивкиперемещается в зону испарения. Покацентральный электрод 16 холодный,тепловая трубка не работает и полость 18 имеет теплоизолирующее действие. За счет этого уменьшаетсявремя нагрева электрода до рабочейтемпературы. Дополнительные перепускные каналы 12 снижают скорость перетекания газов из камеры воспламенения и образуют несколько факеловпламени, что улучшает воспламенениеосновного заряда горючей смеси.Нагревательное устройство 19, установленное во вставке 6, улучшаетусловия воспламенения горючей смесипри холодном двигателе.В устройстве, выполненном по варианту, показанному на фиг. 3 и 4,за счет тангенциального расположенныхчастичных перепускных каналов 26образуется верхний поток, которыйобеспечивает улучшение теплообменаОсобое расположение осей дополнительных перепускных каналов 29 по отношению к осям частичных перепускныхканалов 26 обеспечивает интенсивноеобразование ядра пламени после воспламенения горючей смеси в камере 21воспламенения.В устройстве, выполненном по упрощенному варианту, показанному нафиг. 5, искровой промежуток образуется между стенкой камеры 30 воспламенения и концом центрального электрода 32. Искровой промежуток располагают в зоне ускоренного потока,что способствует воспламенению горючей смеси.Предлагаемый двигатель внутреннегосгорания имеет пониженный расход топлива и малую склонность к детонации.Выполнение центрального электрода ввиде тепловой трубки увеличивает егостойкость,Формула изобретения1. Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от постороннего источника, содержащий одну главную камеру сгорания на цилиндр и предназначенную для главной камеры камеру воспламенения, размещенную на главной камере сгорания и соединенную с ней при помощи перепускных каналов для перетекания рабочей смеси, а также устройство для искрового зажигания, имеющее один центральный элект1001868 47 игрод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения долговечности, центральный электрод выполнен в виде тепловой трубки. выступает через камеру-воспламенения в окружающую перепускной канал зону и расположен там с кратчайшим расстоянием до стенки камеры воспламенения, образующим искровой промежуток.2. Двигатель по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что центральный10 электрод выступает в перепускной канал.3. Двигатель по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что устройство для зажигания снабжено вставкой, расположенной соосно устройству на наружной стенке главной камеры сгорания, а перепускной канал выполнен соосно центральному электроду.4, Двигатель по п. 3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что соосный перепускной канал окружен несколькими дополнительными перепускными кана- . лами.5. Двигатель по п. 4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что соосный перепускной канал разветвлен на несколько частичных перепускных каналов, лежащих в плоскости, перпендикулярной к оси центрального электрода,30б. Двигатель по п. 4, о т л ич а ю щ и й с я тем, что соосный перепускйой канал разветвлен на несколько частичных перепускных каналов, расположенных на конической поверхности, соосной электроду.7. Двигатель по пп. 5 или б, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что частичные перепускные каналы расположенытангенциально.8. Двигатель по пп. 5-7, о т л ич а ю щ и й с я тем, что оси частидополнительных перепускных каналовпересекаются с осями частичных перепускных каналов в главной камересгорания.9. Двигатель по п. 8, о т л и -4 а ю щ и й с я тем, что расположенный со стороны камеры воспламененияконец соосного перепускного каналауменьшен в поперечном сечении.10. Двигатель по пп. 1-9, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что выступающая в соосный перепускной каналчасть центрального электрода имееттакую же длину, что и свободно проходящая через камеру воспламенениячасть.11. Двигатель по п. 10, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что.образующаятепловую трубку стенка центральногоэлектрода выполнена утолщенной в самом узком месте между стенкой камерывоспламенения и центральным электродомф112Двигатель по пп. 1-11, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что центральный электрод дополнительно имеет устройство для его нагревания припуске, прогреве или низкой нагрузкедвигателя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Выложенная заявка ЯпонииР 52-24 б 30, кл. Г 02 Р 13/00, опуб"лик. 1977.ИИПИ заказ 1470/79 Тираж илиал ППП 1 001868 ент", г,уж Подписно ул.Проектная,