Двигатель внутреннего сгорания снепосредственным впрыском топлива

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(31) А 263/78А 1792/78Опубликовано 15,04,81, Бюллетень Йо 14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621.43, ,056(088.8) Дата опубликования описания 15,0481(72) Авторы изобретения ИностранцыХанс Лист, Зигфрид Пахернегг и Бруно Ш(Австрия) Ф,Г 4" ".з Окофф ИностранецХанс Лист(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ВПРЫСКОМ ТОПЛИВАИзобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к выполнению камер сгорания для улучшения организации рабочего процесса в двигателях внутреннего сгорания с непосредственным впрыском топлива и воспламенением от сжатия.Известен двигатель в,утреннего 10 сгорания с непосредственным впрыском топлива, воспламенением от сжатия и вращательным движением топливного заряда вокруг оси цилиндра, содержащий размещенную в поршне камеру сгора"5 ния, имеющую форму тела вращения и снабженную горловиной, разделяющей камеру сгорания на две полости: верхнюю с наклонной относительно оси камеры образующей, расположенную между 20 плоскостью днища поршня и кромкой горловины, и нижнюю, расположенную под кромкой, в которую направлены оси сопел форсунки, причем носок распылителя форсунки установлен соосно с 25 камерой сгорания. Плоская форма верхней полости позволяет избежать выпучивания днища поршня в сторону головки цилиндра, обусловленного воздействием тепла, и возникновения по30 этой причине контакта поршня с крьа- кой цилиндра и уменьшить радиальнуюскорость впуска воздуха в полость камеры сгорания при обратном движениипоршня для того, чтобы не препят-.ствовать вращению потока воздуха, со-здаваемого впускным клапаном И.Однако замедление воздуха, на впуске приводит к возникновению преждевременного прерывания сгорания при перетекании топливной смеси из нижней полости в верхнюю при ходе поршня вниз. Неоптимальное соотношение размеров камеры сгорания не позволяет достичь качественного процесса смесеобразования.Цель изобретения - улучшение смесеобразования путем оптимизации размеров камеры сгорания.Для достижения поставленной цели минимальный диаметр горловины составляет 75-90 от максимального диаметра камеры сгорания, а объем верхней полости - 10-30 от суммарного объема камеры сгорания.Угол кромки горловины, образованный пересечением касательных к образующей верхней полости.и к образую.щей нижней полости, примыкающей ккромке горловины, может составлять 70"120,Горловина выполнена в виде узкой цилиндрической поверхности.Образующие верхней и нижней полости на участках, примыкающих к горловине, скруглены.Расстояние от горловины до днища поршня составляет 20 от наибольшей глубины камеры сгорания. Образующая нижней полости научастке, примыкающем к кромке горловины, выполнена конической.Образующая верхней полости научастке, примыкающем к горловине,вы"полнена конической. Образующая нижней полости, по меньшей мере, частично выполнена цилиндрической и расположена параллельно оси поршня.Образующая верхней полости сопряжена с поверхностью днища поршня по 20скругленной поверхности.Днище нижней полости выполнено,по менвшей мере, частично плоским исопряжено с образующей этой полости.Днище нижней полости выполнено в внде 25соосного с полостью конического выступа с вершиноф, обращенной к днищупоршня.Угол при вершине конического выступа нижней полости не превышаетугла между осями сопел форсунки, авысота конического выступа может составлять не более 75 наибольшейглубины камеры сгорания.Образующая конического выступанижней полости параллельна конической образующей этой полости .на участке, примыкающем к кромке горловины,Диаметр основания коническоговыступа нижней полости может составлять 40 от наибольшего диаметра 40полости,На фиг. 1 показано вертикальноесечение поршня и цилиндра двигателявнутреннего сгорания при положениипоршня в верхней мертвой точке; нафиг. 2 - то же, сечение поршня ицилиндра при положении поршня передверхней мертвой точкой, в началевпрыска, или при ходе поршня внизпосле верхней мертвой точки; на 50фиг., 3 - поршень,.вид сверху," нафиг. 4 - сечение поршня по камересгорания с цилиндрической кромкойгорловины и выступом на дне камеры;на фиг. 5 - сечение поршня по камере сгорания со скругленной образующей верхней полости и выступом надне камеры; на фиг. б - сечение пориня по камере сгорания с острой кромкой горловины и цилиндрической образующей нижней полости; на фиг, 7 - бОсечение поршня по камере сгорания сострой кромкой горловины и цилиндрической образующей нижней полости,сопряженной по скругленной поверхности с плоским дном камеры; на 65 фиг. 8 - сечение поршня по камересгорания с цилиндрической кромкойгорловины и цилиндрической ббразующей нижней полости, сопряженной поверхности с плоским участком днакамеры, в центре которого размещенвыступ.Двигатель внутреннего сгорания снепосредственным впрыском топлива,воспламенением от сжатия и вращательным движением топливного зарядавокруг оси 1 цилиндра 2 содержит раз"мещенную в поршне 3 камеру сгорания4, имеющую форму тела вращения и снабженную горловиной 5, разделяющей ка"меру сгорания 4 на две полости:верхнюю б с наклонной относительнооси 7 камеры 4 образующей 8, располо"женную между плоскостью днища 9 поршня 3 и кромкой горловины 5, и нижнюю10, расположенную под кромкой горловины 5 с образующей 11. Оси сопел 12форсунки 13 направлены в нижнюю полость 10, причем носок распылителя 14форсунки 13 установлен соосно с камерой сгорания 4, Горловина 5 камерысгорания 4 может быть снабжена узкой цилиндрической поверхностью 15.Вращение топливной смеси осуществляется в направлении стрелки 16, которой отмечено направление перетеканиятопливного заряда иэ полости цилиндра 2 в полость камеры сгорания 4.Днище 9 поршня 3 может быть снабже"но выступом 17. Направление перетекания горючей смеси после сгоранияотмечено стрелкой 18,Работа устройства осуществляетсяследующим образом.Всасываемый воздух в процессесжатия приводится во вращение в соответствии со стрелкой 15. При приближении поршня 3 к верхней мертвой точке воздух, вращающийся в полости ци"линдра 2, перетекает через горловину 5 камеры сгорания 4 при сильномувеличении скорости в вертикальномнаправлении, как показано стрелкой16. В состоянии интенсивной турбулизации топливо разбрыэгивается по меньшей мере тремя струями из сопел 11форсунки 12 на стенку камеры сгорания ниже горловины 5, т.е. в нижнююполость 10 камеры сгорания 4, причемраспыливание топлива в воздухе осуществляется очень мелкое и за корот"кий промежуток времени, УлучшениесмесеобраэбваииЯ достИГаЕтСЯ прИ вЫполнении определенных соотношений размеров полостей, а именно объем верхней полости б должен составлять 1030 от суммарного объема камеры ого"рания 4, а минимальный диаметр горловины 5 составлять 75-90 от максимального диаметра камеры сгорания 4.Оптимальные размеры угла кромки гор"ловины 5, образованного пересечением касательных к образующей 8 верхней полости б и к образующей 10 ниж"ней полости, примыкающей к кромке горловины 5, составляет 70-120,Предлагаемая конструкция камеры сгорания 4 и выполнение днища .9 поршня 3 с центральным выступом 17 способствует лучшей организации процесса смесеобразования. Вследствие улучшения смесеобразования и увеличения полноты сгорания, а также сокращения потерь при дросселировании удалось достичь снижения расхода топлива и эмиссии несгоревших углеводородов и сажи даже при очень высокой степени сжатия быстроходных двигателей внутреннего сгорания. Формула изобретения 15 1, Двигатель внутреннего сгоранияс непосредственным впрыском топлива,воспламенением от.сжатия и вращатель Оным движением топливного заряда вокруг оси цилиндра, содержащий размещенную в поршне камеру сгорания,имеющую форму тела вращения и снаб"женную горловиной, разделяющей камеру 5сгорания на две полости верхнюю с на, клонной относительно оси камеры образующей, расположенную между плос"костью днища поршня и кромкой горловины, и нижнюю, расположенную подкромкой, в которую направлены,оси сопел форсунки, причем носок распылителя форсунки установлен соосно скамерой сгорания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения смесеобразования, минимальный диаметр З 5горловины составляет 75-90 от максимального диаметра камеры сгорания,а объем верхней полости - 10-30от суМмарного объема камеры сгорания.2. Двигатель по п.1, о т л и ч а юОщ и й с я тем, .что угол кромки горловины, образованный пересечениемкасательных к образующей верхнейполости и к образующей нижней полости,примыкающей к кРомке гоРловиныр со 45ставляет 70-120.3. Двигатель по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что горловина выполнена в виде узкой цилиндрической поверхности,4. Двигатель по п.2, о т л ич а ю.щ и й с я тем, что образующиеверхней и нижней полости на участках,примыкающих к горловине, скруглени.5. Двигатель по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что расстояние 55от горловины до днища поршня составляет 20 от наибольшей глубины камеры сгорания.6. Двигатель по п.2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что образующая нижней полости иа участке, примыкающемк кромке горловины, выполнена конической.7, Двигатель по п.2, о т л и - .ч а ю щ и й с я тем, что образующаяверхней полости на участке, примыкающем к горловине, выполнена. конической.8. Двигатель по п.2, о,т л и ч аю щ и й с я тем, что обраэукицая нижней полости, по меньшей мере, частично выполнена цилиндрической и распо".ложена параллельно оси поршня,9. Двигатель по п.2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что образующая верхней полости сопряжена с поверхностьюднища поршня по скругленной поверхности,10. Двигатель по п.1, о.т л ич а ю щ и й с я тем, что днище нижнейполости выполнено, по меньшей мере,частично плоским и сопряжено с образующей этой полости.11. Двигатель по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что днище нижней полости выполнено в виде соосного с полостью конического выступас вершиной, обращенной к днищу поршня.12. Двигатель по п.11, о т л ы.ч а ю щ и й с я тем, что угол приверюне конического выступа нижнейполости .не превышает угла между осями сопел форсунки, а высота конического выступа составляет ие более75 наибольшей глубины камеры сгорания.13, Двигатель по пп. 6 и 11, о тл и ч а ю щ и й с я тем,. что обра"зующая конического выступа нижнейполости параллельна конической образующей этой полости на участке, примыкающем к кромке горловины,14, Двигатель по п.11, о т л ич а ю щ и й с я тем, что диаметроснования конического выступа нижнейполости составляе 40 от наибольшего диаметра полости.Приоритет по пунктам29,04,77 по пп. 3, 5, 7, 9, 1113.01. 78 по пп. 1, 2, 4, 1213. 03. 78 по пп. 6, 8, 10,. 13, 14.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Швейцарии в 211350,кл. 104 а, опублик. 1937.ис,Г е а фис. Составитель Т,лощук Техред А.Ач вская Корректор Г арова Реда Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,4 916/86 Тираж 1 осу по делам 113035, Иоскв81 Подписноерственного комитета СССРэобретений и открытий Ж, Раушская наб., д.