Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 02 В 2300 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57 ВНУТРЕННЕГО поршнем и у линдра, с,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО делАм изОБРетений и ОтнРытиЗ/25-0646. Бюл, У 2кий индустриальный инстинского комсомола овский088.8)ое свидетельство СССРР 02 В 23/00, 1983. КАМЕРА СГОРАНИЯ ДВИГАТЕЛЯСГОРАНИЯ, образованная лублением в головке циржащая размещенные в го ловке цилиндра свечу зажигания,впускной и выпускной клапаны и разделенная на уширенную и стесненнуючасти, причем последняя образованацилиндрическим выступом поршня и поверхностью углубления в головке цилиндра, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью упрощения конструкциии интенсификации процесса сгорания,стесненная часть камеры сгоранияразмещена под выпускнЫм клапаном,уширенная - под впускным клапаном,а свеча зажигания установлена в стесненной части камеры на боковой стенке углубления,Изобретение относится к двигателестроению, предназначено для реализации в четырехтактных и двухтактныхмалолитражных автомобильных и мотоциклетных бензиновых двигателях сэлектроискровым воспламенением заряда, и может быть использовано такжев газовых модификациях тех же типондвигателей, а также двигателей среднего и большого литража.Цель изобретения - упрощение конструкции и интенсификация процессасгорания.На фиг,1 показан двигатель внутреннего сгорания, поперечный разрез;на фиг.2 - вид А на фиг,1; а Фиг.3 -цилиндр двигателя, продольный разрез; на фиг4 - цилиндр другого варианта конструктивного исполнения,продольный разрез; на фиг,5 - вид Бна фиг,4,Двигатель содержит цилиндр 1 споршнем 2, головку 3 цилиндра с размещенными в ней впускным 4 и выпускным 5 клапанами, камерой 6 сгоранияи свечей 7 зажигания, вытеснителем8, между выступами с двух сторон которого размещена камера 6 сгорания.На днище 9 поршня сформирован цилиндрический выступ 10, который своей выступающей частью входит с зазором в углубление камеры 6 сгорания.Уширенная часть камеры б сгоранияобразована пространством, заключенным между днищем 9 поршня, двумястенками вытеснителя 8 в цилиндровой головке и ограничивающей стен- фкой выступа 1 О,С целью облегчения поршня 2 итехнологии его изготовления фиг.4и 5) днище 9 поршня выполнено плоским, а рабочая полость камеры сгорания образована ступенчатым углублением в цилиндровой головке 3 ограниченным выступами вытеснителя 8 вэтой головке, пространством подвпускным 4 и выпускным 5 клапанамии плоским днищем 9, При этом уширениая часть, н которой сосредоточено60-903 цилиндрового заряда, размещена, как и в предыдущем конструктинном варианте, под впускным клапаном4. Свеча 7 также размещена в непосредстненной близости к очагу калильного зажигания, т,е. в зоне,ограниченной габаритными размерамивыпускного клапана, однако в отличие от предыдущего конструктивного варианта, она может размещаться напротиволежащей стенке нытеснителя8, как это показано на фиг,5, состороны появления вихрей. первичнойнытеснительной турбулизацииВ этомслучае электроды свечи 7 оказываются размещенными в более спокойнойзоне, что благоприятствует развитиюпроцесса сгорания в начальных егофазах и повышению стабильности протекания в последующих,Величина зазора над выступом 10фиг:2 и 3) или между днищем 9 поршня 2 и тарелкой выпускного клапана5 5 (фиг.4) выбирается из условияпредотвращения его встречи с этимвытеснителем при выбранных оптимальных Фазах газораспределения. Допускается выполнение расточки на торцеО вытеснителя для размещения тарелкиклапана и открытом его состоянии,Таким образом, н обеих конструктивных модификациях оба источникакалильного зажигания - выпускной25 клапан и свеча зажигания - размещены в стесненной части камеры сгорания,Двигатель с предлагаемой камеройЗОработает следующим образом,На такте впуска при движении поршня 2 от верхней мертвой точки ВМТ)к нижней мертвой точке 1 НМТ)приготовленный свежий заряд поступает нцилиндр через впускной клапан 4.При приближении поршня к ВМТ наэлектроды свечи 7 подается напряжение пилиндровый заряд воспламеняется. В чачальной фазе сгорания благо 1даря первичному, поперечному к про -4 Одальной оси симметрии камеры 6 сгорания направлению первичной нытеснительной турбулизации фиг.1, фиг.2н 5 - пунктир), возникающей при вза 45имодейстнии конструктивных элементов голонки поршня и вытеснителя 8,.цилиндровый заряд выгорает в вытеснительных зонах, ограниченных габаритами выпускного клапана. Такимобразом, н этой фазе образуется ши 5 Оракий первичный Фронт сгорания.При наличии калильного зажигания,связанного с перегретыми поверхностями выпускного клапана и запальной 55 свечи, процесс выгорания заряда встесненной зоне может ускоряться, ке приводя, однако, к заметным отрицательным последствиям в связи с1204758 ния и поставщиком непрореагировавших углеводородов.Таким образом, уменьшение до оптимального допустимого значения доли .заряда, подверженного калильному зажиганию, первоочередное его выжига 1 О 5 20 25 30 относительно малым количеством заряда над выступом 10.В процессе приближения поршня 2 к ВМТ, точнее с момента, когда выступ 10 начнет входить в углубление камеры сгорания, тогда под воздействием этого подвижного вытеснителя на заряд камеры сгорания накладывается вторичная дополнительная турбулизация фиг.З, фиг,2 и 5 - пунктир в направлении, перпендикулярном к вихрям первичной турбулиэации).Организованная таким способом вытеснительная турбулизация в процессах сжатия - расширения обеспечивает достаточно интенсивное вихревое движение рабочего тела на такте расширения, что в значительной мере стимулирует сокращение периода догорания,В заключительных фазах сгорания сформировавшийся фронт пламени над выступом 10 последним выталкивается в направлении уширенной части камеры 6 сгорания, размещенной под впускным клапаном 4. Благодаря поджиганию основного заряда на всем поперечном сечении камеры сгорания в сочетании с наложенной вторичной турбулиэацией сгорание этого заряда приобретает прогрессивно ускоряющийся объемный характер и заканчивается вблизи ВМТ. Рабочий цикл замыкается процессами расширения и выхлопа. В конструктивном варианте, изображенном на фиг.4-5, рабочий цикл осуществляется аналогичным образом. В предлагаемой камере вместе с выжиганием пероксидов в зоне выпускного клапана попутно нейтрализуется дестабилизирующее влияние калильного зажигания на процесс сгорания также и от установленной в этой зоне свечи зажигания,Деформация первичного фронта пламени при воздействии на него выступа 10 в направлениях как к заряду уширенной части так и к стесненной части камеры позволяет более эффективно выжигать заряд в узком пространстве между подвижным вытеснителем и стенкой камеры, ликвидируя застойные эоны на периферии камеры сгорания, предотвращая тем самым накопление в этих зонахпероксидов, являющихся очагами детонационного сгора 35 40 45 50 55 ние в стесненной части камеры сгорания и образования таким способом широкого фронта пламени в надпоршневом пространстве, воспламенение основной доли заряда широким фронтом,наложение на поджигаемый заряд вихрей первичной и вторичной турбулизации - все это в комплексе обеспечивает непрерывно ускоряющийся объемный характер сгорания основного заряда. Вместе с предотвращением детонационного сгорания в двигателе создаются также благоприятные предпосылкидля снижения вредных выбросов по всемтоксическим компонентам. Как показывают результаты экспериментальных исследований, интенсифицирующее воздействие широкого фронта пламени, вытеснительной турбулизации большой интенсивности на основную долю заряда благоприятствует сокращению периода догорания, т.е, более быстрому и эффективному его сгоранию вблизи ВМТ также и при введении рециркуляционных отработавших газов, требует меньших углов опережения зажиганияСокращение времени высокотемпературного воздействия на цилиндровый заряд и продукты сгорания за счет меньших углов опережения зажигания позволяет снизить образование наиболее токсичного компонента 10 .Воспламенение цилиндрового заряда в относительно более спокойной зоне, т.е. турбулиэацией заряда малой интенсивности и дополиительным подогревом заряда от нагретой поверхности выпускного клапана, позволяет сжигать бедные составы горючей смеси, что в комплексе с дожиганием компонента СН благоприятствует снижению токсических выбросов СО и СН.Одновременно с этим размещение электродов свечи 7 в слаботурбулизованной зоне на боковой стенке углубления, как показано на фиг.5, благодаря пониженной скорости распространения пламени в боковых направлениях по отношению к первичному потоку вытеснительной турбулиэации в большой мере блокирует стесненную часть камеры от воздействиякадильного зажиганияВыбор оптимального соотношениямежду объемными долями заряда встесненной части камеры сгорания кобщему его количеству может такжехарактеризоваться условным вытесни 1204758тельным энергетическим параметром, увеличением которого представляется возможным повышать уровень форсировки двигателя по скорости вращения. Наэванная величина для различных по типоразмерам двигателей лежит в пределах 0,1-0,41204758Составитель С.Березин Редактор М,Товтин Техред А.Бабинец Корректор М.Пожо Заказ 8503/32 . Тираж 537 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4