Двигатель внутреннего сгорания

(22) 28.11.85 (46) 07.06.87. Бюл, В 21 (71) филиал Научно-исследовательского и конструкторско-технологическо. го института тракторных и комбайновых двигателей(72) Л.М.Павлович, З.М.Ройфберг, В,С.Грачев, Е.Г.Пономарев, О.Б.Рябиков, А,М,Сайкин и А.Ф.Кушнер (53) 621.43.056 (088.8) (56) Патент фРГ Ф 2652662, кл. Р 02 В 23/06, опублик. 1982.В (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к двигателестроению и позволяет снизить токсичность отработавших газов путем улучшения смесеобразования. Двигатель содержит устр-во для вращательного движения заряда в цилиндре.В р днище 2 поршня 3 размещена камера 1 сгорания в виде выемки с горловиной 4, дном 5 и наклонными боковыми стенками 6. Угол наклона последних к днищу выполнен плавно меняющимся между ребрами-выступами 9. При положении поршня в верхней мертвой точке сопловые отверстия топливной форсунки могут быть направлены, по меньшей мере частично, на грани-лыски 13. При попадании иа последние топливных струй резко меняются условия их отражения от поверхности камеры 1. Организуется поэтапное расслоение заряда, которое создает качественное смещение топлива с воздухом в каждом слое и способствует медленному развитию сгорания, В начальный период топливоподачи тепловьщеление слабое, что способствует более медленной подготовке топлива к сгоранию. 11 з.п. Ь-лы, 6 ил.Изобретение относится к мдщицо -строению, в частности к двигателе- строению, а именно к двигателям внутреннего сгорания.Цель изобретения - снижение токсичности отработавших газов путем улучшения смесеобразовдния.На фиг.1 представлена камера сгорания с углом наклона боковых стенок, меняющихся от тупого у одного ребра до острого у соседнего ребра; на фиг.2 - то же, вид сверху; на Фиг.3- то же, развертка боковой поверхности; на Фиг,4 - вариант камеры сгорания с уступом на уровне перехода боковых стецок в дно, снабженной центральным выступом; на фиг.5 - вариант камеры сгорания с уступом под ребрами-выступами; ца Фиг,б - вариант камеры сгорания с острьпч углом наклона боковых стенок, уменьшающимся от одного ребра до соседнего.Двигатель содержит устройство для вращательного движения заряда (не показано) н цилиндре (не показан), камеру 1 сгорания, размещенную в днщце 2 поршня 3 в виде выемки с горловиной 4, дном 5 и наклонными боковыми стенками 6, выполненными в виде отдельных секций 7 с участками 8 перехода в дно 5 камеры 1 и отделен. ными друг от друга ребрами-выступами 9, и топливную Форсунку 1 О с сопловыми отверстиями 11, направленными на боковые стенки б камеры 1 при положении порпгця 3 в верхней мертвой точке, причем число отверстий 11 выполнено равным числу секций 7, угол п наклона боковых стенок 6 к днищу 2 поршня 3 выполнен плавно меняющимся между ребрами-выступами 9, а ребра-выступы 9 выполнены по меньшей мере с частичным их усечением поверхностью конуса 12 (угол наклона), вершина которого направлена ц сторону горловины 4 камеры 1 и образованием на ребрах-выступах 9 грдцей-лысок 13.Угол с, наклона боковьгх стенок б к днищу 2 поршя 3 может быть выполнен меняюпимся от тупого К у одного ребра-выступа 9 до острого о, ,у соседнего ребра 9. Угол наклоня Оно может быть также выполнен прямым цпи острым, при этом б.д,Ы . Угол наклоня к, может быть выполнен умецыпдкняимся либо в цяпрявле -5 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 ции вращательного движения заряда,либо в направлении, обратном вращательному движению заряда (направление показано стрелкой 14),Камера 1 сгорания может быть выполнена с уступом 15, размещенным поменыпей мере няд ребрами-выступами 9на уровне перехода боковых стенок 6в дно 5.Конус 12 усечения ребер-выступов9 может быть расположен соосно с камерой 1,Кромки ребер-выступов 9 и гранейлысок 13 могут быть выполнены либозаостренными, либо скругленными.Дно 5 камеры 1 может быть выполнено с центральным выступом 16, аоси 17 сопловых отверстий 11 форсунки 1 О могут быть направлены поменьшей мере частично на грани-лыски 3 при положении поршня 3 в верхней мертвой точке (в.м.т.).Двигатель работает следующим образом.Впрыск топлива начинается из Фор-суцки 10 при движении поршня 3 кв.м,т, ( - за 18-34 до в.м,т.) наоребра-выступы 9 со стороны большего угла пнаклона стенки 6. Помере перемещения поршня 3 к в.м.т.струи впрыскиваемого топлива перемещаются к граням-лыскам 13. При попадании топливных струй ца грани-лыски 13 резко меняются условия их отражения от поверхности камеры 1 сгорания. Если в начальный момент впрыска струи испаряются и испаренное топливо подхватывается воздушным вихрем и процесс смесеобразования начинается в пристеночном вихревом потоке, то в следующий момент при впрыскетоплива ца грани-лыски 13 происходитотражение топливного факела к центрукамергп 1 сгорания. При этом на участках секций 7 у меныпего угла (п)наклона стенки 6 в зоне, наиболеезакрытой от надпоршневого пространства, образуется обратная циркуляция воздуха, что вызывает в местеперехода в соседнюю секцию 7 интенсивную мелкомасптабную турбулентность, вовлекающую част ицы топлива впроцесс однородного смешения его своздухом. При этом больший угол(й г , ) наклоня стенки 6 обеспечивает напрявлеццое вытеснениетопливо-воздушного Факела из камерысгордния в ндцпорпгцевое пространст1315630 во с последующим развитием его в воздупп(ом потоке .Такая организация поэтапного расслоения заряда создает качественное смешение топлива с воздухом в каждомиз них и способствует медленному развитию сгорания. Слабое тепловыделение в начальный период топливоподачиспособствует более медленной подготовке топлива к сгоранию, чем в известном двигателе. Благодаря этомупроцесс максимального тепловыделениясмещается на линию расширения (зав.м.т.1, что снижает уровень давления в камере сгорания и температуру 15диффузионного пламени, вследствиечего достигается существенное снижение концентрации МО в отработавших газах и дымности, Такой процесс имеет некоторое сходство со 20сгоранием в дизеле с разделенной камерой сгорания, однако отличается отпоследнего повышенной топливнойэкономичностью. Высокая экономичность процесса обеспечивается в данной камере сгорания ускоренным завершением конечной стадии сгорания засчет интенсивной турбулизации движения в комбинации с местным повышением концентрации топлива. Ф о р м у л а,и з о б р е т е н и я Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, 35 содержащий устройство для создания вращательного движения заряда в цилиндре, камеру сгорания, размещеннуюв днище поршня в виде выемки с горловиной, дном и наклонными боковыми 40стенками, выполненными в виде отдельных секций с участками переходаВ дно выемки и отделенными друг отдруга ребрами-выступами, и топливнуюфорсунку с сопловыми отверстиями, 45причем оси отверстий направлены набоковые стенки камеры при положениипоршня в верхней мертвой точке, ачисло отверстий выполнено равным почислу отдельных секций боковой стенки камеры, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения токсичности отработавших газов путем улучшения смесеобразования, угол наклонабоковых стенок к днищу поршня выполнен плавно меняющимся между ребрамивыступами, а ребра-выступы выполнены по меньшей мере с частичным их усечением поверхностью конуса, вершина которого направлена в сторону горловины камеры сгорания, и образованием на ребрах г 1:аней-лысок.2. Двигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что угол наклона боковых стенок к днищу поршня выполнен меняющимся от тупого у одного ребра до острого у соседнего ребра.3. Двигатель по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем что угол наклона боковых стенок к днищу поршня выполнен меняющимся от прямого у одного ребра до острого у соседнего ребра.4Двигатель по и.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что угол наклона боковых стенок к днищу поршня выполнен острым с уменьшением его величины от одного ребра до соседнего.5. Двигатель по пп.1-ц, о т л ич а ю щ и й с я тем, что угол наклона боковых стенок к днищу поршня выполнен уменьшающимся в направлении врашательного движения заряда.6. Двигатель по пп.1-4, о т л ич а ю ш и й с я тем, что угол наклона боковых стенок к днищу поршня выполнен уменьшающимся в направ - лении, обратном вращательному движению заряда.7, Двигатель по пп.1-6, о т л ич а ю щ и й с я тем, что камера сгорания выполнена с уступом, размещенным по меньшей мере под ребрами-выступами на уровне перехода боковых стенок в дно.8, Двигатель по пп 1-7, о т л ич а ю щ и й с я тем, что конус усечения ребер-выступов расположен с выемкой в поршне.9. Двигатель по пп.1-8, о т л ич а ю щ и й с я тем, что кромки ребер-выступов и граней-лысок выполнены заостренными,10, Двигатель по пп.1-8, о т л ич а ю щ и й с я тем, что кромки ребер-выступов и граней-лысок выполнены скругленными.11. Двигатель по пп.1-О, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что дно камеры сгорания выполнено с центральным выступом.12. Двигатель по пп.1-11, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что осисопловых отверстий форсунки направлены по меныцей мере частично на грани-лыски при положении поршня вверхней мертвой точке.аз 2331/34 Тираж 503 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытии 113035, Москва, Ж, Раушская наб