Двигатель внутреннего сгорания - SU668623A3

1

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с принудительным зажиганием , преимущественно четыре.хтактным газовым.

Известны двигатели внутреннего сгорания , содержащие цилиндр с порщнем, головку цилиндра с расположенными в ней впускным и выпускным клапанами с седлами , оси которы.х лежат в одной плоскости , не проходящей через продольную ось цилиндра, а также разделенную камеру сгорания , одна часть которой выполнена в виде осесимметричной полости в порщне с плоским днищем и больщим диаметром полости, лежащим в плоскости днища и составляющим 0,5-0,8 диаметра поршня, а другая часть - в виде смещенной относительно продольной оси цилиндра полости в головке цилиндра, в которой расположена свеча зажигания 1. Однако протекание процессов смесеобразования и сгорания, оказывающих влияние на токсичность отработанных газов таких двигателей, зависит от выбора конструктивных соотношений камеры сгорания . Поэтому при неправильном выборе размеров токсичность отработанных газов может быть высокой.

Целью изобретения является снижение токсичности отработанных газов двигателя путем улучп ения процессов смесеобразования и сгорани я. Это достигается тем. что в предлагаемом двигателе полость камеры сгорания , расположенная в порите, выполнена в виде усеченного конуса, высота которого равна 0,15-0,20 диаметра поршня и угол наклона образующей равен 10-30, а полость в головке цилиндра выполнена в виде усеченного конуса, больший диаметр которого равен двум диаметрам резьбы свечи зажигания, лежит в плоскости газового стыка головки, и отнои ение высоты конуса к его большему диаметру равно 0,20-0,25, причем конус в головке ци,1индра выполнен с клинообразным каналом зажигания, выходящим к продольной оси цилиндра п полностью расположенным над конической полостью в поршне.

Оси конуса в головке цилиндра п клапанов могут быть коллинеарны продольной оси цилиндра.

Плоскость, проходящая через продольную ось цилиндра и ось конуса в головке цилиндра, может быть равноуда.тена от кромок седел клапанов и перпендикулярна к плоскоети, проходящей через оси клапанов.

Кратчайшее расстояние между седлами клапанов может быть равно кратчайшему расстоянию между каналом зажигания и седлом клапана.

Крайняя точка центрального электрода свечи зажигания может быть расположена в плоскости малого диа.метра конуса в головке цилиндра.

На фиг. 1 показан описываемый двигатель , разрез через свечу зажигания; на фиг. 2 - головка цилиндра, вид снизу.

Двигатель содержит блок цилиндров 1, цилиндр 2 с поршнем 3, головку 4 цилиндра . Камера 5 сгорания при положении поршня 3 в ВМТ расположена главным образом в поршне и представляет собой симметричный продольной оси А-А цилиндра усеченный конус, больший диаметр D которого, составляющий приблизительно 67% диаметра поршня 3, лежит в плоскости днища поршня. Образуюшая 6 усеченного конуса наклонена к продольной оси А-А под углом (L, равным приблизительно 15°, а высота Н усеченного конуса составляет примерно 17°/о диаметра DI поршня 3. Дно 7 полости в поршне выполнено плоским.

Оси и и С выпускного 8 и впускного 9 клапанов, соответственно, расположены коллинеарно продольной оси А-А пилиндра и не лежат в плоскости F, про.ходяшей через ось А-Л.Осп клапанов и полость 10 камеры 5 сгорания, расположенная в головке цилиндра и содержашая свечу 11 зажигания, на .ходятся с противоположных сторон относительно плоскости F.

Полость 10 также выполнена в виде усеченного конуса, больший диаметр Ог которого приблизительно равен двум диаметрам резьбы 12, выполненной в отверстии 13 для установки свечи зажигания, а высота Н конуса составляет примерно 22% его большего диаметра Dj. Плоскость Е, проходящая через ось усеченного конуса в головке цилиндра п продольную ось цилиндра, перпендикулярна к плоскости, проходяшей через оси В и С клапанов, и равноудалена от кромок седел клапанов. Кроме того, свеча 11 зажигания расположена так, что крайняя точка ее центрального электрода лежит в плоскости малого диаметра конуса в головке цилиндра.

Усеченный конус головки цилиндра снабжен клинообразным каналом 14 зажигания, расположенным полностью над усеченным конусом в поршне и выходящим к продольной оси Л-Л цилиндра, причем канал зажигания выполнен так, что кратчайшее расстояние М между ним и седлом клапана равно приблизительно кртачайшему расстоянию между седлами клапанов.

Геометрические соотношения полостей разделенной камеры сгорания выбраны из условий получения степени сжатия в пределах 10-12 для двигателя, работающего на сжиженном газе, и 13-15 для двигателя , работающего на природном газе.

При работе двигателя газовоздущная смесь, поступающая через выполненный, например , винтовым впускной канал и впускной клапан 9, получает вращение вокруг продольной оси Л-Л цилиндра. Вместо винтового канала вращение заряда может быть создано также путем применения широкоизвестной ширмы на клапане.

При такте сжатия вытеснение заряда поршней с периферии цилиндра к центру камеры 5 сгорания приводит к концентрации смеси в средней части камеры сгорания и дополнительной турбулизации заряда. Расположение свечи зажигания в верхней части конуса в головке цилиндра гарантирует хорошие условия воспламенения вследствие отсутствия сильной турбулизации в этой зоне камеры сгорания. Кроме того, выбранная конфигурация полости 10 обеспечивает хорошую очистку ее от остаточных газов.

Благодаря форме и расположению канала 14 зажигания пламя быстро достигает середины камеры 5 сгорания. Выбранная высота усеченного конуса в поршне обеспечивает быстрое воспламенение всей смеси в ка.мере сгорания, что препятствует возникновению детонации.

Возможность при.менения относите тьно поздних углов зажигания позволяет избежать высоких температур, ухудшая условия образования окислов азота. Кроме того,

относительно удаленное положение свечи зажигания в камере сгорания позволяет ей оставаться относительно холодной и обуславливает применение ограниченного зазора между электродами, что приводит к увели (j чению срока службы свечи.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, преимущественно

s четырехтактный газовый, содержащий цилиндр с поршнем, головку цилиндра с впускным и выпускным клапанами с седлами, оси которых лежат в одной плоскости, не проходящей через продольную ось цилиндра, а

Q также разделенную камеру сгорания, одна часть которой выполнена в виде осесимметричной полости в поршне с плоским днищем и большим диаметром полости, лежащим в плоскости днища и составляющим 0,5-0,8 диаметра поршня, а другая часть - в виде

S смещенной относительно продольной оси цилиндра полости в головке цилиндра, в которой расположена свеча зажигания, отличающийся тем, что, с целью снижения токсичности отработанных газов путем улучшения процессов смесеобразования и сгорания, полость в поршне выполнена в виде усеченного конуса, высота которого равна 0,15- 0,20 диаметра поршня и угол наклона образующей равен 10- 30°, а полость в головке цилиндра выполнена в виде усеченного конуса, больший диаметр которого равен двум диаметрам резьбы свечи зажигания, лежит в плоскости газового стыка головки, и отношение высоты конуса к его большему диаметру равно 0,20-0,25, причем конус в головке цилиндра выполнен с клинообразным каналом зажигания, выходящим к продольной оси цилиндра и полностью расположенным над конической полостью в поршне .

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что оси конуса в головке цилиндра и клапанов коллинеарны продольной оси цилиндра .

3.Двигатель по п. 2, отличающийся тем, что плоскость, проходящая через продольную ось цилиндра и ось конуса в головке цилиндра, равноудалена от кромок седел клапанов и перпендикулярна к плоскости, проходящей через оси клапанов.

4.Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что кратчайшее расстояние между седлами клапанов равно кратчайшему расстоянию между каналом зажимания и седлом клапана .

5.Двигатель по п. 4, отличающийся тем, что крайняя точка центрального электрода свечи зажигания расположена в плоскости малого диаметра конуса в головке цилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Х 3520189, кл. 123-191, 1970.

фиг.

Фиг