Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 139040 В 23/О 1) 4ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ аБюл. Р 15чно-исследоварско-технолог ьскоеско и комбаиновых.Г.Пон вало рев 7769,1979.ННЕГО СЖАТИЯ АН оляет повысить ть токсичность лучшения зов пуобраз вания и сгоря двигателя 13 12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретенэкономичность и снизотработавших гапроцессов смесения. Камера 4 сгоран полнена в днище 3 поршня в виде выемки 5 с горловиной 6, дном 7 и боковой стенкой 8, В последней выполнена проточка 12, в которой размещено кольцо 13 с замком. Форма внутренней поверхности кольца может иметь различную конфигурацию профиля в зависимости от размерности, назначения и т.д. Проточка 12 может быть снабжена стопором, промежуточной проставкой, радиальными выступами. Выступающая часть кольца 13 является более нагретой деталью, что способствует быстрому испарению топлива. С другой стороны она является источником турбулизации пристеночного слоя периферийнойчасти вихря. Обе эти причины способстф вуют более интенсивному процессу подогрева топлива. 19 э.п. -лы, 15 ил. СвИзобретение относится к двигателестроецию, в частности к двигателям внутреннего сгорания с воспламенениемот сжатия.Цель изобретения - повышение экономичности и снижение токсичности отработавших газов путем улучшения процессов смесеобразовация и сгорания,На Аиг.1 предназначена камера сго рания ДВС с воспламенением от сжатия, выполненная в виде выемки в поршне с цилиндрической проточкой, снабженной вставкой, выполненной в виде кольца с замком, проАильная внутренняя по верхность которого выполнена цилиндрической; ца Фиг,2 - камера сгорания с кольцом, проАильная поверхность которого выполнена конической с меньшим основанием конуса, обращенным к дну 20 выемки; на фиг.3 - то же, в случае, когда профильная поверхность кольца выполнена конической с меньшим основанием конуса, обращенным к горловине на Аиг,4 - то же, в случае выполнения 25 проАильцой поверхности из двух усеченных конусов, обращенных большими основаниями один к другому; на фиг.5 - то же, в случае выполнения профильной поверхности из двух усеченных кону- ЗО сов, обращенцых меньшими основаниями один к другому; на Аиг,6 - вариант выполнения кольца с криволинейной формой профильной поверхности кольца (варцант с уширением в периферийной части); ца Аиг,7 - то же (вариант с уширением в средней части); на Аиг,8 - то же, в случае выполнения проАильцой поверхности гофрированной по высоте; на Аиг.9 - то же, при вол нообраэном исполнении профильной поверхности по ее периметру, вид сверху; на Аиг10 - то же, при выполнении торцовой поверхности кольца волнообразной, вид сбоку; ца Аиг.11 - 45 вариант поршня, цилиндрическая проточка выемки которого дополнительно снабжена стопором, размещенцьпч в дозе замка кольца; на Фиг.12 - вариант исполнения кольца в поршне, в случае, когда цилиндрическая проточка поршня дополнительно снабжена промежуточной проставкой, выполненной иэ теплоиэолирующего материала, установленной межпу проточкой и кольцом; на Фиг.13 - вариант Аиксации кольца в поршне, цилиндрическая проточка которого дополнительно снабжена упругим элементом, установлеццым между проточкой и кольцом;на Аиг.14 - вариант кольца с выступами, оси сопловых отверстий Аорсунки направлены на выступи; на Аиг. 15 .вариант кольца с выступами, оси сопловых отверстий Аорсунки направленына выступы,Двигатель внутреннего сгорания(не показан) содержит цилиндр 1 сразмещенным в нем поршнем 2 с дни -щем 3, камеру 4 сгорания, выполненную в днище 3 поршня 2 в виде выемки 5 с горловиной 6, дном 7 и боковой стенкой 8, головку цилиндра 9 иустановленную в ней форсунку 10 ссопловыми отверстиями 11. Боковаястенка 8 выемки 5 снабжена цилиндрической проточкой 12, в которой размещено кольцо 13 с замком 14.Форма внутренней поверхности 15кольца 13 может иметь различную конАигурацию проАиля в зависимости отразмерности, назначения, быстроходности и организации рабочего процесса двигателя.Цилиндрическая проточка 12 выемки 5 может быть снабжена стопором 16,размещенным в зоне замка 14, кольца13 (рис, 11).Цилиндрическая проточка 12 выемки 5 может быть дополнительно снабжена промежуточной проставкой 17, выполненной из теплоиэолирующего материала и установленной между проточкой12 и кольцом 13 (Аиг.12), а также дополнительным упругим элементом 18,выполненным, например, в виде волнообразной кольцевой пластины, установленной между проточкой 12 и кольцом13 (Аиг.13).Кольцо 13 может быть снабжено радиальными выступами 19 (Фиг. 14 и15). В зависимости от места установки Аорсунки 10, организации рабочегопроцесса и конуса 20 раскрытия топливного Аакела оси 21 сопловых отверстий 11 Аорсунки 10 могут быть направлены либо на выступы 19 (Аиг.14),либо на кольцо 13 в промежутки междувыступами 19 (Аиг.15),Предлагаемая конструкция двигателя может быть реализована на камерахв поршне различного профиля с разными процессами смесеобразования(объемным, пленочным и др.), с различным взаимным расположением Форсунки, поршня и выемки в поршне, сразличным расположением и количеством цилиндрических проточек и установленных в них колец.Двигатель работает следующим образом.При впрыске топлива в камеру сгорания при движении поршня 2 к верхней мертвой точке (ВМТ) (за 10-38 до ВМТ в зависимости от типа двига, теля) оно частично начинает сгорать в объеме, а частично попадает на кольцо 13, Выступающая часть кольца 13 (независимо от формы его исполнения - фиг.1-10, 14, 15), во-первых, является более нагретой деталью порш ня и поэтому топливо, попадая на кольцо 13, быстрее испаряется с одной стороны и может рикошетом отбрасываться от стенок в объем (для случаев исполнения на фиг.2, 4, 10, 14 и 15) с другой стороны, а во-вторых, является источником турбулизации пристеночного слоя периферийной части вихря, сформированного в камере сгорания. Обе эти причины способствуют 25 интенсификации процессов подогрева, испарения, предполагаемой подготовки и сгорания топлива. При этом повышенная температура кольца 13, а также пристеночная турбулизация смеси способст вует увеличению полноты сгорания топлива в относительно холодном пристеночном слое и уменьшению его толщины, в результате чего уменьшается содержание продуктов нплного урания та в отработавших газах (ОГ), А правильный выбор формы, выступающей в объем камеры сгорания части кольца 13, поз. воляет улучшить газодинамическое совершенство формы камеры сгорания, 40 чем достигается повышение полноты сгорания топлива (т.е. улучшается топливная экономичность двигателя) при минимальных значениях газодинамических потерь трпливовоздушного 45 вихря в зоне кольца 13 камеры 4 сгорания.В зависимости от параметров топли. воподачи, интенсивности воздушного вихря и геометрических параметров топливных факелов наилучшие результаты могут достигаться при цилиндрическом (фиг.1), конусном (фиг.2 и 3), криволинейном (фиг.б и 7), волнообразном (фиг8-10) и многоколечном (фиг,4 и 5) исполнении профильной поверхности кольца 13, а также при наличии выступов 19 (фиг. 14 и 15), профиль, форма и число которых могут задаваться теоретически и уто пят я экспериментальным путем.Величина выступающей 1 асти кольна 13, его ширина, форма и кол ество колец 13 могут значитгльн 1 тпичаться для дизелей с разлпчнымп процессами смесеобразования.При этом кольца 13 может быть какподвижным, так и неподвижным - прификсации его с помощью стопора 16(фиг.11).Кольцо 13 может быть испо.ионо вварианте теплоизоляции его от поршня с помощью теплоизолирующей просавки 17 (фиг. 12), что позволяетповысить температуру кольца 13, атакже может являться элементом комплекса технических решений при разработке адиабатного двигателя.Упругий элемент 18 в виде волнообразной кольцевой пластины позволяетреализовать один из способов установки кольца 13 в проточке 1 днища 3поршня 2 (фиг,13),Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет с помощьюпростого конструктивного приема улучшить технические и экономические показатели двигателя, Его преимуществом является простота экспериментальной доводки процесса путем смены колец разной формы, размеров и профиля,а также универсальность по отношениюко всем типам дизелей с различной организацией рабочего процесса.формула изобретения1, Двигатель внутреннего сгоранияс воспламенением от сжатия, содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, камеру сгорания, выполненную в днище поршня в виде выемки с горловиной, дном и боковой стенкой, снабженной по меньшей мере одной цилиндрической проточкой, и головку цилиндра с установленной в ней форсункой с сопловыми отверстиями, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повыше ния экономичности и снижения токсичности отработавших газов путем улучшения процессов смесеобразования и сгорания, проточка снабжена вставкой, выполненной в виде кольца с замком,2, Двигатель по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что кольцо выпол 1390401нено с профильной внутренней поверхностью.3. Двигатель по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что профильная поверхность кольца выполненацилиндрической,4. Двигатель по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что профильная поверхность кольца выполнена 1 Оконической с меньшим основанием конуса, обращенным к горловине выемки.5. Двигатель по пп, 1 и 2, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что профильная поверхность кольца выполнена 15конической с меньшим основанием конуса, обращенным к дну выемки,6. Двигатель по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что профильная поверхность кольца выполнена 20по меньшей мере иэ одной пары усеченных конусов, обращенных большими основаниями один к другому.7, Двигатель по пп.1 и 2, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что профильная поверхность кольца выполнена по меньшей мере иэ одной парыусеченных конусов, обращенных меньшими основаниями один к другому.8. Двигатель по пл.1 и 2, от - 30л и ч а ю щ и й с я тем, что проФильная поверхность кольца выполнена криволинейной.9. Двигатель по пп.1-8, о т л ич а ю щ и й с я тем, что кольцо заглублено в цилиндрическую проточкувыемки по меньшей мере частично,10. Двигатель по пп.1-8, о т л ич а ю щ и й с я тем, что кольцо выполнено выступающим иэ цилиндрической проточки выемки по отношению кбоковой стенке выемки.11Двигатель по пп.1-10, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что профильная поверхность кольца по меньшей мере частично выполнена гофрированной по высоте,12. Двигателф по пп1-5, о т л ич а ю щ и й с я тем, что по меньшеймере одна торцовая поверхность кольца выполнена волнообразной.13, Двигатель по пп,1-5, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что профильная поверхность кольца по меньшей мере частично выполнена волнообразной по ее периметру,14. Двигатель по пп.1-1 З, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что цилиндрическая проточка выемки снабжена стопором, размещенным в зонезамка кольца.15Двигатель по пп,1-14, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что цилиндрическая проточка выемки дополнительно снабжена промежуточной проставкой,выполненной из теплоиэолирующего материала и установленной между проточкой и кольцом.16. Двигатель по пп.1-15, о т л ич а ю щ и й с я тем, что цилиндрическая проточка выемки дополнительно снабжена по меньшей мере одним упругим элементом, установленным между проточкой и кольцом.17. Двигатель по п,16, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что упругий элемент выполнен в виде по меньшей мере одной упругой разрезной волнообразной пластины,18. Двигатель по пп.1-17, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что профильная поверхность кольца снабжена радиальными выступами.19. Двигатель по п,18, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что оси сопловых отверстий форсунки направлены на выступы.20, Двигатель по п.18, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что оси сопловых отверстий форсунки направлены на кольцо между выступами.