Способ работы четырехтактного форкамерного двигателя внутреннего сгорания

(23) ПриоритетОпубликовано 23,12.81. БюллетеньМДата опубликования описания 23,12.81(Я)м. Кл. Г 02 В 19/10 Гоеударстеенный комитет оо делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения ИЛ;ТЪ.ра . Знаме вучномотор и иВ 4 тй"."О Кра ОГО ВМЯИтВ. ЛРА иола Центральный орден исследовательскийТрудового Красного автомобильный и авт ьный ордена Трудово им, Ленинского комс 71) Заявители Й) СПОСОБ РАБОТЫ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ФОРКАМЕРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯИзобретение относится к двигателе" строению, в частности к Форкамерйым четырехтактным поршневым двигателям внутреннего сгорания с принудительнь 1 м зажигательным зажиганием,Известен способ работы Форкамерного двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, заключающийся в том, что в основную ка" меру сгорания на такте впуска вводят раздельно две смеси различного состава - богатую и бедную, причем богатую смесь вводят из Форкамеры, через сопловое отверстие и обеспечивают минимальное смешение этих смесей на такте впуска и сжатия до момента воспламенения, осуществляя по" ступательное их перемещение вдоль стенки цилиндра 113.Недостатки известного способа заключаются в том, что для обеспечения минимального смешения вводимых смесей двух различных составов исключают турбулизацию заряда, что ухудшает антидетонационные качест"ва двигателя, увеличивает толщинупристеночного слоя рабочей смесив основной камере сгорания, сгораю"щего неэффективно, и ограничивает.5возможности сжигания обедненных смесей с высоким коэффициентом полез"ного действия.Кроме того, трудности обеспечения минимального смещения этих сме" 1 осей из-за их турбулизации при истечении через клапан на такте впускавызывают использование чрезмернобогатых форкамерных смесей во всемдиапазоне работы двигателя. Это требует применения эффективной системы подогрева форкамерной смеси, чтоусложняет конструкцию двигателя иухудшает ее технологичность.Цель изобретения - повышениетопливной экономичности и снижениетоксичности отработавших газов двигателя путем уменьшения относитель"ного количества топлива в присте30 3 89198ночном слое основной камеры сгоранияи повышения в нем турбулизации заряда.Цель достигается тем, что в способе работы форкамерного двигателявнутреннего сгорания с симметричнойосновной камерой сгорания, предус.матривающем раздельный ввод в основную камеру сгорания на такте впускабогатой и бедной смеси с минимальным щих смешением, бедную смесь на тактевпуска закручивают вокруг продольнойоси цилиндра, а богатую - вводят вцентр основной камеры вдоль его осии в каждой смеси регулируют на впуске отношение количества воздуха и топлива в зависимости от режима работыдвигателя.При этом отношение количества воздуха в богатой смеси к количествувоздуха в бедной смеси изменяют в пределах: на холостом ходу.0,1-0,2; насредней нагрузке 0,08-0,2; на полнойнагрузке 0,045-0,08.Кроме того, отношение колицества д 5топлива в богатой смеси к количествутоплива в бедной смеси изменяют впределах: на холостом ходу 0,18-0,55;на средней нагрузке 0,20-0,40; на полной нагрузке 0,055-0,20.На фиг. 1 представлена схема движения бедной и богатой смесей на так"те впуска; на фиг.2 - разрез А-А наФиг. 1; на фиг, 3 - схема расположения смесей в начале рабочего такта;на фиг. 4 - .разрез Б-Б на фиг. 335Способ работы двигателя заключается в следующем.На такте впуска поршень 1 (Фиг.1и 2) в цилиндре 2 перемещают внизи создают тем самым разрежение в цилиндре, благодаря чему по впускномуканалу 3 через основной впускной клапан 4 вводят в основную камеру 5 сгорания бедную топливовоздурную смесь б.В этот период смесь 6 закручиваютвокруг продольной оси 7 цилиндра 2,например, посредством спиральной(винтовой) камеры, выполненной вовпускном канале 3,Одновременно с этим по форкамерно" 50му впускному каналу 8 через дополнительный впускной клапан 9 в Форкамеру 10 подают богатую топливовоздушную смесь 11, которую затем черезсопловое отверстие 12 с выходным окном 13 вводят в центральную зонуосновной камеры 5 сгорания, т,е.в центр образовавшегося вихря врагщающейся бедной смеси. Богатую смесь 11 удерживают в этой зоне до ее воспламенения за счет градиента давления ьР и радиальной составляющей скорости Чр в центральной зоне вращающейся в основной камере сгорания 5 бедной смеси б.Указанные градиент давления и радиальная составляющая скорости направлены к оси 7 цилиндра 2, Благодаря такому их направлению обеспечивают минимальное смешение богатой и бедной смеси на такте впуска и сжатия до их воспламенения.Концентрация топлива в смеси по сечению основной камеры сгорания распределяется от наибольшей в центральной ее части до наименьшей у стенок цилиндра 2. Для этого колицест во воздуха в богатой смеси 11, вводимой в центральную зону основной камеры 5 сгорания, регулируют в зависимости от режима работы двигателя по отношению к количеству воздуха в бедной смеси б, подаваемому на периферию цилиндра 2, в следующих преде" лах; на холостом ходу 0,1-0,2; на средней нагрузке 0,08-0,2; на полной нагрузке О,Оч 5-0,08,Количество топлива в богатой смеси 11 по отношению к количеству топлива в бедной смеси 6 регулируют в таких пределах: на холостом ходу 0,18-0,55; на средней нагрузке 0,20-0,40; на полной нагрузке 0,055- 0,20.Использование вращающейся вокруг оси 7 цилиндра 2 бедной смеси обеспечивает стабильное удержание богатой смеси в центральной зоне основной камеры 5 сгорания, В результате этого, разбавление богатой смеси в форкамере 10 бедной смесью, поступающей из основной камеры 5 сгорания на такте сжатия, наименьшее, что дает возможность значительно обеднить богатую смесь 11 без ухудшения показателей двигателя, уменьшить требования к ее подогреву и тем упростить конструкцию двигателя.В конце такта сжатия (фиг,3 и 4) богатую смесь в форкамере 10 зажигают от искрового разряда свечи зажигания 14 и образовавшимся Факелом пламени воспламеняют богатую смесь в центральной зоне основной камеры 5 сгорания. За счет высокой реакционной способности смеси с повышеннойконцентрацией топлива в центральной зоне основной камеры сгорания и сосредоточения в этой зоне тепловой и химической энергии факела обеспечивают эффективное воспламенение сме си.Распространение пламени в основной камере 5 сгорания осуществляют по смеси с переменной концентрацией топлива - от наибольшей в централь ной зоне и наименьшей у стенок цилиндра 2, а также с переменной турбулизацией заряда - с наименьшей в центральной зоне и наибольшей у сте" нок цилиндра, За счет уменьшения от носительного количества топлива в пристеноцном слое основной камеры 7 сгорания и повышения в нем турбулизации заряда достигается комплексное повышение показателей двигателя, улуц" 20 шение топливной экономичности, анти" детонационных кацеств и снижение токсичности отработавших газов двигателя.При таком характере процесса сго- д рания кислорода при сгорании большей части топлива в заряде в центральной зоне обеспечивает снижение выбросов ИОх за счет общего избытка кислорода в топливовоздушной смеси значительно снижают в отработавших газах содержание СО, Интенсивное движение заряда у поверхности внутренних стенок основной камеры 5 сгорания позволяет повысить цикловую стабиль 35 ность горения смеси с малой концентрацией топлива, уменьшить ширину пограничного слоя смеси и тем снизить выбросы СН с отработавшими газами .и повысить экономичность. Повышенная . турбулизация заряда и относительно меньшая доля топлива, сгорающего в последней части заряда, обеспечивают лучшие антидетонационные кацества.Таким образом, изобретение обеспе"45 чивает улучшение топливной экономичности, антидетонационных качеств и снижение токсичности отработавших газов, а также дает возможность без снижения степени сжатия использовать более дешевое топливо с меньшим окта 50 новым числом, и кроме того, значительно снижает загрязнение окружающей среды токсичными продуктами отра. ботавших газов.Формула изобретения1. Способ работы четырехтактногофоркамерного двигателя внутреннегосгорания, заключающийся в том,что на такте впуска в основнуюкамеру и цилиндр вводят две смесиразлицного состава: богатую - из Фор"камеры и бедную - из впускного канала, обеспецивают их минимальноесмешение на такте сжатия и воспламеняют, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения экономичности и снижения токсицности отработавших газов путем уменьшения относительного количества топлива в пристеноцном слое основной камеры и повышения в нем турбулизации заряда,бедную смесь на такте впуска закручивают вокруг, продольной оси цилиндра, а богатую - вводят в центр основной камеры вдоль его оси и в каждой смеси регулируют на впуске отношение количества воздуха и топливав зависимости от режима работы двигателя,, 2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, цто отношение количества воздуха в богатой смеси к количеству воздуха в бедной смеси изменяют в пределах: на холостом ходу 0,1"0,2; на средней нагрузке 0,080,2; на полной нагрузке 0,0 ч 5-0,08.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и"ч а ю щ и й с я тем, что отношениеколицества топлива в богатой смесик количеству топлива в бедной смесиизменяют в пределах: на холостом ходу 0,18-0,55; на средней нагрузке0,2-0,0; на полной нагрузке 0,0550,20,Истоцники информации,принятые во внимание при экспертизеПатент Франции У 2167512,кл. Г 02 В 19/00, 1972.891982 оставитель Г.Смирновахред Н. Кастелевиц Корректор,Е.Рошко Редакт Джуган Заказ 11180/4 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 584 ИИПИ Государственного по делам изобретений и 3035 Иосква, Ж, Р Подписноемитета СССРткрытииская наб., д. 45