Двигатель внутреннего сгорания

(19) 5)5 Г 02 В 23/08 ПИСАН И АВТОРСКОМУ С ИЗОБРЕТЕНЕТЕЛЬСТВУ с уступом 6, образующим на днище головки 3 вытеснитель 7. В плоском днище поршня 2 выполнено углубление 10 переменной глубины, боковая поверхность которого представляет собой серповидно выпуклые в сторону вытеснителя 8 поршня 2 участки, сопряженные между собой с образованием выступа, направленного в сторону свечи зажигания. Высота выступа 6 меньше глубины в расположенной под клапанами зоне наклонно выполненного к оси цилиндра 1 углубления 10 у боковой поверхности вершин выпуклостей. В момент нахождения поршня 2 в верхней мертвой точке на такте сжатия при закрытых клапанах обеспечивается создание встречно-направленного и смещенного по высоте камеры сгорания трехпоточного турбулизирующего потока топливовоэдушной смеси, обуславливающего быстротечность воспламенения и распространения пламени в конце такта сжатия, повышается гомогенность смеси по всему обьему камеры сгорания. 2 з.п, ф-лы, 5 ил,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР г 21) 4727755/06(71) Мельтопольский моторный завод(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить топливную экономичность и снизить токсичность отработавшихгазов двигателя внутреннего сгорания, Двигатель содержит цилиндр 1 с размещенным внем поршнем 2 с плоским днищем и головкуцилиндра 1. В плоском днище головки 3выполнена клиновидная выемка 4. Впускной 12 и выпускной клапаны установлены вверхней наклонной стенке 5 выемки 4. Свеча зажигания размещена в боковой стенке14 выемки 4, Стенка 5 выемки 4 сопряжена 673739 А 1Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания.Цель изобретения - повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов.На фиг,1 представлен двигатель внутреннего сгорания с поперечным разрезом через впускной клапан камеры сгорания при расположении поршня в верхней мертвой точке; на фиг.2 - камера сгорания, размещенная в днище головки цилиндра со стороны поршня (пунктиром показан вариант выполнения вытесниеля головки с переменной шириной); на фиг.3 - разрез А-А на фиг,2 (через выпускной клапан камеры сгорания); на фиг,4 - разрез Б-Б на фиг,2 (через свечу зажигания камеры сгорания); на фиг.5 - поршень, вид сверхуДвигатель содержит цилиндр 1 с размещенным в нем поршнем 2 и плоским днищем и головку 3 цилиндра 1, В обращенном к поршню 2 плоском днище головки 3 выполнена остроскосная клиновидная выемка 4, верхняя наклонная стенка 5 которой сопряжена с уступом б, выполненным предпочтительно под прямым углом к вытеснителю 7 головки 3, Поскольку стенка 5 наклонена под весьма острым углом, не исключено выполнение уступа б и под прямым углом к верхней наклонной стенке 5 Ориентация уступа б при этом изменяется весьма незначительно от перпендикулярного в пределах его высоты, Вытеснитель 7 головки 3 цилиндра 1 с соответственно расположенным напротив вытеснителем 8 поршня 2 образуют полость 9.В плоском днище поршня 2 выполнено углубление 10 переменной глубины, боковая поверхность которого выполнена в виде серповидно выпуклых в сторону вытеснителя 8 поршня 2 участков, сопряженных между собой с образованием выступа 11. Контур кромки на серповидно выполненных участках в основном В вершинах выпуклостей ортогонально совпадает с частью контура кромки, образованной пересечениел вытеснителя головки 3 с плоскостью усту а 6.В наклонной стенке 5 выемки 4 в головке 3 установлены впускной 12 и выпускной 13 клапаны, и в боковой стенке 14, сопряженной с верхним участком наклонной стенки 5, в межклапанной зоне установлена свеча 15 зажигания, в сторону которой и в пределах межклапанной зоны ориентирован выступ 11 в углублении 10 днища поршня 2. Ориентация в сторону свечи 15 зажигания особенно существенно в варианте выполнения по меньшей мере двух Впускных клапанов,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 предпочтительно для многоцилиндровых двигателей внутреннего сгорания, в которых также свеча зажигания располагается в зоне между впускным и выпускным клапанами,Высота уступа б меньше глубины в расположенной под клапанами 12 и 13 зоне наклонно выполненного к оси цилиндра 1 углубления 10 у боковой поверхности вершин выпуклостей, т.е. в местах укаэанного совпадения контуров кромок пересечения соответствующих вытеснителей 1 и 8 головки 3 и поршня 2. Предельно верхнее числовое соотношение их различия близко к трем, а выбирается оно с учегом обеспечения известног эффекта Коанда на выходе их полости 9 и В объеме камеры сгорания, образоВанном углублением 10 в поршне 2 и выемкой 4 В ГОЛОВКВ 3,В варианте исполнения двигателя с меньшими диаметральными размерами выпускного клапана и со смещением свечи зажигания В сторону выпускного клапана предпочтительна переменная ширина вытеснителя головки 3, выполненная с увеличением ее от впускного к выпускному клапану (фиг,2),Двигатель работает следующим образом, В момент нахождения поршня 2 в верхней мертвой точке на такте сжатия при закрытых впускном 12 и выпускном 13 клапанах топливовоэдушная смесь выталкивается из полости 9 в полость камеры сгорания, В связи с тем, что верхняя наклонная стенка 5 остроскосной клиновидной выелхи 4 на выходе из полости 9 приближена к нему на расстоянии высоты уступа б, а противолежащая нижняя поверхность углубления 10 в поршне превпсходягце удалена на его глубину, на выходе вытесняемый поток, отталкиваясь от кромки образованной поверхностью уступа б и вытеснителем 1 головки 3 (согласно известного эффекта Коанда), интенсивно отсасывает от ближайшей поверхности топливовоздушную смесь, создавая у близко расположенной поверхности разрежение, Последним обуславливается поворот потока к ближайшей поверхности, Так как боковая поверхность углубления 10 в поршне 2 выполнена В виде серповидно выпуклых участков, в зоне выпуклостей часть потока поворачивается к Верхней наклонной стенке 5, и, омывая поверхности впускного 12 и выпускного 13 клапанов, направляется к противоположной стенке 14.В пространстве между серповидными участками, где образован выступ 11, направленный в сторону свечи 15 зажигания, часть потока, Выталкиваемого из полости 9.Отклоняется к близлежащему плоскому днищу поршня 2 и движется к основанию про 1673739тивоположной стенки 14 камеры сгорания. Благодаря этому непосредственно зоны свечи 15 зажигания не достигает ни один турбулизирующий вихрь, но взаимодействия вихрь, но взаимодействуя между собой они создают мел комасштабную турбулентность по всему объему камеры сгорания и непосредственно у свечи 15 зажигания. Это предопределяет быстродействие возгорания, которое происходит от искрового разряда свечи 15 зажигания в пер вой фазе сгорания, протекающего в момент такта сжатия, Быстрому развитию фронта пламени в последующей фазе горения способствует разнонаправленность потоков в камере сгорания, инициирующих мелкомасштабную 15 турбулентность послойно в зонах смешения потоков по высоте камеры сгорания.Кроме того, при выполнении вытеснителя 7 с увеличением его ширины от впускного 12 к выпускному 13 клапану происходит 20 смешение потоков не только по высоте камеры сгорания, но и в поперечном направлении, близким к диагональному, что стимулирует дополнительную послойно мелкомасштабную турбулентность заряда топли вовоздушной смеси. Это убыстряет развитие фронта пламени до последующего расширяющегося эффекта от движения поршня 2 к нижней мертвой точке за счет расширения в процессе сгорания рабочего тела, Затем 30 следуют такты выпуска и впуска, и рабочий цикл двигателя повторяется.Формула изобретения1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр 35 с размещенным в нем поршнем, в плоском днище которого выполнено углубление переменной глубины с боковой поверхностью, образующей на его днище вытеснитель, головку цилиндра с плоским днищем, в котором выполнена клиновидная выемка, образованная сопряженными между собой боковой стенкой, верхней наклонной стенкой и уступом, образующим на днище головки вытеснитель, впускной и выпускной клапаны. установленные в верхней наклонной стенке выемке, и свечу зажигания. размещенную в боковой стенке выемки в межклапанной зоне, причем уступ выемки выполнен с высотой меньшей глубины в расположенной под клапанами зоне, углубления у его боковой поверхности, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов, боковая поверхность углубления в днище поршня выполнена в виде серповидно выпуклых в сторону вытеснителя поршня участков, сопряженных между собой с образованием выступа, направленного в сторону свечи зажигания. 2,Двигатель по п,1, отл ича ющи йс я тем, что вытеснитель головки выполнен с переменной шириной, увиличивающейся от впускного клапана к выпускному.3, Двигатель по пп,1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что уступ выеми в днище головки выполнен перпендикулярным к верхней наклонной стенке.1673739 Фиг. У Составитель В,МорозовТехред М,Моргентал Корректор Н,Король Редактор Н.Шитев Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2903 Тираж 347 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5