Двигатель внутреннего сгорания

(19) (И) 96 2 В 17/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ МИТЕТ СССРЙ И ОТНРЫТИЙ 4М7:Рк. ,. ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТ ВТОР бразом поринлра,м каи пеипупод свечои(56) 1, Патент Японии В 52-16521,кл, 51 В 2, опублик. 1977.2. Патент США У 4119064,кл. 123-30, опублик. 1978. 4) (57) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАИЯ, содержащий по меньшей мере одинилиндр с поршнем, камеру сгорания,набженную свечои зажигания ианную стенками цилиндра, днищня и углублением в головке церекрываемый выпускным клапаал выпуска отработавших газо рекрываемые общим впускным клапаном канал подачи обогащенной смеси в зону, примыкающую к свече, и канал подачи обедненной смеси в зону, удаленную от свечи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, головка цилиндра выполнена с дополнительным местным цилиндрическим углублением, уменьшающимся к свече, впускной клапан установлен в этом углублении, канал пода чи обедненной смеси направлен тангенциально и под углом к торцу цилиндра и поршень выполнен с выемкой в днище С12816Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, а именно к четырехтактным двигателям внутреннегосгорания с послойным смесеобразованием и принудительным зажиганием.Известны двигатели внутреннегосгорания, содержащие цилиндр с поршнем, однополостную камеру сгорания,снабженную свечой зажигания и выполненную в головке цилиндра и поршне,и головку цилиндра с перекрываемымвыпускным клапаном каналом выпускаотработавших газов и перекрываемымидвумя отдельными впускными клапанамиканалом подачи обогащенной смеси взону, примыкающую к свече, и каналомподачи обедненной смеси в зону, удаленную от свечи ( 13.Однако применение дополнительноговпускного клапана, имеющего самостоятельный привод от распределительноговала, существенно, усложняет конструкцию известных двигателей.Известны также двигатели внутреннего сгорания, содержащие по меньшеймере один цилиндр с поршнем, камерусгорания, снабженную свечей зажигания и образованную стенками цилиндра30днищем поршня и углублением в головке цилиндра, перекрываемый выпускнымклапаном канал выпуска отработавшихгазов и перекрываемые общим впускнымклапаном канал подачи обогащеннойсмеси в зону, примыкающую к свече, иканал подачи обедненной смеси в зону,удаленную от свечи.При поступлении в цилиндр оба потока смеси дополнительно разделяютсявыполненным на поверхности головкии выступающим в камеру сгорания круговым дефлектором 21.Однако одновременный впуск смесейс разной концентрацией топлива приводит к частичному смешению потоковбедной и богатой смеси и не удаетсяобеспечить надлежащей степени расслоения заряда по объему камеры сгоранияк моменту воспламенения заряда свечей зажигания. Кроме того, выполнение на поверхности голонки выступающего в камеру сгорания кругового дефлектора обуславливает из-за его перегрева возникновение калильного зажигания,55Целью изобретения является упрощение конструкции двигателя и повышение его надежности,96 2Цель достигается тем, что головка цилиндра выполнена с дополнительным местным цилиндрическим углублением, уменьшающимся к свече, впускной клапан установлен в этом углублении, канал подачи обедненной смесинаправлен тангенциально и под угломк торцу цилиндра, и поршень выполненс выемкой в днище под свечой.На фиг.1 изображен предлагаемыйдвигатель, поперечный разрез; нафиг,2 - головка цилиндра, вид снизу(без впускного клапана), на фиг.3 -разрез А-А на фиг,2," на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг,2, на фиг,5 и 6 - схемы движения топливовоздушной смесисоответственно на начальном и конечном периодах такта впуска и на среднем периоде такта впуска; на фиг,7 диаграмма подъема впускного и выпускного клапанов,Двигатель содержит цилиндр 1 споршнем 2, головку 3 цилиндра 1 икамеру 4 сгорания, Часть камеры 4сгорания, в которую выведена свеча 5зажигания, расположена в углублении,выполненном в головке 3 цилиндра 1,а другая часть камеры 6 сгораниярасположена в выемке, выполненной вднище поршня 2, Отношение объема вы,емки в днище поршня 2 к общему объему камеры сгорания составляет 0,30,6, Геометрический центр выемки вднище поршня 2 не совпадает с осьюцилиндра 1. Поверхности камеры сгорания в головке 3 цилиндра 1 и верхнийторец поршня 2, расположенные по другую сторону от оси поршня 2 при егоположении в верхней мертвой точке,образуют вытеснитель 7, а образующаявыемки в днище поршня 2 находитсяпримерно под линией, отделяющей часть:камеры 4 сгорания от другой части камеры 6 сгорания, В головке 3 цилиндра1 размещены канал 8 выпуска отработавших газов, перекрываемый выпускнымклапаном 9 и перекрываемые общим впускным клапаном 10 и разделенные перегородкой 11 канал 12 подачи обогащенной смеси в зону, примыкающую к свече5 и канал 13 подачи обедненной смесив зону, удаленную от свечи 5. Рассматриваемый вариант .двигателя с параллельным однорядным расположением клапанов 9 и 10 не исключает примененияпредлагаемого устройства в двигателях,имеющих двухрядное, в частности Ч-,образное, расположение клапанов. Каналвыходного окна 14 в камеру сгорания. благодаря этому существенно снижается смешение потоков с разной концентрацией топлива возможное при одновременном истечении их через оба выходных окна, в результате чего обеспечивается устойчивое заполнение цен тральной части камеры 4 сгорания в головке 3, где расположена свеча 5 зажигания и находящейся под ней камеры 6 сгорания в днище поршня обогащенной топливовоздушной смесью.Часть потока обедненной смеси поступает через кольцевой зазор 17. Однако это не препятствует устойчивому течению потока обогащенной смеси в центральную часть 4 камеры сгорания в головке 3 цилиндра 1 и в камеру 6 в днище поршня 2, поскольку вертикальная стенка 16 сообщает этому потоку поступательное движение вдоль периферийных стенок камеры сгорания в головке 3 и цилиндра 1. Ограничение перетекания части обедненной смеси в выходное окно 15 канала 12 через высвобождающуюся по мере подъема клапана 10 щель 18 достигается при выполнении условия примерного равенства площади проходного сечения кольцевого зазора 17 и площади щели 18.При дальнейшем подъеме клапана (участок 11, фиг.7) тарелка впускного клапана 10 выходит из местного ци" линдрического углубления и основной поток обедненной топливовоздушной смеси вытекает в периферийную часть 4 камеры в головке 3 цилиндра 1 и в цилиндр 1. Обогащенная смесь тем временем продолжает поступать в центральную часть 4 камеры в головке 3 цилиндра 1 и далее в центральную часть цилиндра 1. При этом тангенциальный ввод потока обедненной смеси относительно образующей цилиндра обусловливает закрутку этого потока вокруг оси цилиндра. Вращающийся поток обедненной смеси удерживает поступательно движущийся в центральной части цилиндра 1 поток обогащенной топливовоздушной смеси. При обратном ходе клапана 10 его тарелка вновь оказывается задросселированной стенкой 16. В данный период такта впуска (участок 111, фиг,7) продолжается поступление в центральную часть 4 камеры в головке 3 и цилиндр 1 обогащенной топливо- воздушной смеси, в то время как, поступление обедненной смеси из выходно 35 3 1281613 подачи обедненной смеси, выходноеокно 14 которого расположено на периферии камеры сгорания, направлен тангенциально и под углом к торцу цилиндра 1 для сообщения потоку закруткиотносительно оси цилиндра 1. Канал 12подачи обогащенной смеси, выходноеокно 15 которого расположено напротивцентральной зоны камеры сгорания,имеет относительно большую длину от 10седла клапана 10 до поворота, обеспечивая потоку смеси направление пооси цилиндра 1 в центральную частькамеры сгорания и в выемку в днищепоршня 2, 15В части камеры 4 сгорания, расположенной в головке 3 цилиндра 1, выполнено дополнительное местное цилиндрическое углубление, высота стенки 16которого от торца седла впускного 20клапана 10 уменьшается к свече 5 зажигания, Впускной клапан 10 установлен в этом углублении с зазором 17.Стенка 16 на части хода впускногоклапана 10 опоясывает по периметруего тарелку между перегородкой 11 ипериферией цилиндра 1, Отношение наибольшей высоты стенки 16 к диаметрутарелки впускного клапана 10 составляет 0,08-0,15, а величина зазора 17, 30образованного между стенкой 16 и торцом клапана 10, составляет 0,04-0,1диаметра тарелки клапана, что соответствует условию примерного равенства площадей проходного сечениякольцевого зазора 17 и щели 18(фиг.5 и 6), образованной между торцом перегородки 11 и поверхности клапана 10. Выходное окно 15 впускногоканала 12 и свеча 5 зажигания расположены над выемкой, выполненнойв днище поршня 2,Двигатель работает следующим образом.В начальный период такта впуска 45при открытии клапана 10 (участок 1,фиг.7) обогащенная топливовоздушнаясмесь поступает по впускному каналу12 через выходное окно 15 в центральную зону камеры сгорания, очищая зону 50свечи 5 зажигания от остаточных газов, и далее в выемку в днище поршня2, заполняя ее объем. Выходное окно14 канала 13 подачи обедненной смесина этом периоде такта впуска прималом открытии впускного клапана 10оказывается задросселированным стенкой 16. Стенка 16 препятствует поступлению потока обедненной смеси изго окна 14 канала 13 ограничено стенкой 16 и небольшая часть его поступает в периферийную часть 4 камеры в головке 3 через зазор 17. Благодаряэтому центральная часть камеры 4 в 5головке 3 и верхняя центральная частьцилиндра 1 заполняются обогащеннойсмесью, На такте сжатия вращающийсяпоток обедненной смеси удерживает вцентральной части цилиндра 1 и в камере 4 обогащенную топливовоздушнуюсмесь. В конце такта сжатия обогащенная часть заряда, находящаяся вцентральной части камеры 4 сгоранияв головке 3 и в камере 6 в поршне 2воспламеняется свечой 5 зажигания,расположенной в этой части камеры над,выемкой в днище поршня 2. При такомхарактере распределения топлива пообъему камеры сгорания обеспечивается эффективное воспламенение в среднем очень бедной смеси, воспламенениекоторой при однородном распределениитоплива по всему объему камеры сгорания было бы невозможно, При дальнейшем движении поршня 2 к верхней мертвой точке начавшееся горение обогащеннойсмеси в основном объеме камерысгорания интенсиФицируется увеличивающейся скоростью движения заряда внем за счет вытеснения обедненнойсмеси из щелевого объема вытеснителя7. Поскольку геометрический центркамеры в днище поршня 2 смещен относительно оси поршня 2 обедненная топливовоздушная смесь, вытесняемая изщелевого объема, поступает в основнойобъем камеры в поршне 2 тангенциальноее образующей,Таким образом, предлагаемый двигатель позволяет упростить конструкциюс послойным смесеобраэованием и повысить его надежность.Кроме того, конструкция предлагаемого двигателя повышает топливнуюэкономичность и обеспечивает снижениевыброса с отработавшими газами токсичных веществ,1281696 08. 7 оставитель В.Морозовехред Л.Сердюкова актор Г.Волкова орректор Е, Сирохман Тираж Заказ 7 писно тета СС ткрытии по035, М