устройство для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

Устройство для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания, содержащее топливоподающий насос, соединенный каналом с цилиндром двигателя, систему для создания электрической искры высокого напряжения внутри цилиндра, связанную с топливоподающим насосом, отличающееся тем, что система создания электрической искры высокого напряжения внутри цилиндра выполнена в виде высоковольтного электрода, подключенного к источнику высокого напряжения и размещенного внутри открытого токопроводящего резервуара с образованием зазора между резервуаром и высоковольтным электродом, причем токопроводящий резервуар соединен каналом с топливоподающим насосом, при этом открытый токопроводящий резервуар покрыт материалом-катализатором горения, преимущественно платиной.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к производству двигателей внутреннего сгорания, а именно к конструкциям поршневых двигателей внутреннего сгорания. Известно устройство для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащее топливоподающий насос, соединенный трубопроводом с форсункой, впрыскивающей топливо в нагретый воздух цилиндра (см. Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов / А.И.Колчин, В.П.Демидов - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2002, с.13).

К числу недостатков описанного устройства относятся необходимость высокого давления впрыска до нескольких сот мегапаскалей, сложность и высокая стоимость элементов топливной аппаратуры.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием и воспламенением от искры, содержащее топливоподающий насос, связанный каналом с форсункой, осуществляющей впрыск топлива в цилиндр двигателя, систему для создания электрической искры высокого напряжения внутри цилиндра, связанную с топливоподающим насосом и содержащую прерыватель, катушку зажигания и свечу зажигания, размещенную в камере сгорания (см. Вишняков Н.Н. и др. Автомобиль: Основы конструкции. - М.: Машиностроение, 1986, с.87-96).

Недостатками указанного устройства являются ограничение степени сжатия из-за возможности детонации рабочей смеси, что снижает термический коэффициент полезного действия двигателя; требование высокого октанового числа топлива во избежание детонации, что обуславливает его высокую стоимость; сложность системы для создания электрической искры высокого напряжения внутри цилиндра, что приводит к повышенной трудоемкости изготовления устройства.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения термического коэффициента полезного действия и экономичности двигателя внутреннего сгорания.

Для достижения этого технического результата в устройстве для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания, содержащем топливоподающий насос, соединенный каналом с цилиндром двигателя, систему для создания электрической искры высокого напряжения внутри цилиндра, связанную с топливоподающим насосом, система для создания электрической искры высокого напряжения внутри цилиндра выполнена в виде высоковольтного электрода, подключенного к источнику высокого напряжения и размещенного внутри открытого токопроводящего резервуара с образованием зазора между резервуаром и высоковольтным электродом, причем открытый токопроводящий резервуар соединен каналом с топливоподающим насосом.

Кроме того, открытый токопроводящий резервуар покрыт материалом-катализатором горения, преимущественно платиной.

При таком смесеобразовании и воспламенении рабочей смеси, реализуемом посредством заявляемого устройства, происходит интенсивное смешивание капель топлива и воздуха в камере сгорания двигателя благодаря высокой эффективности электрогидравлического эффекта. Одновременно электрическая искра воспламеняет рабочую смесь в необходимый момент времени. Это приводит к устранению ограничения на величину степени сжатия из-за детонации, так как в цилиндре сжимается воздух без топлива, и обеспечивает возможность использования рациональных величин степени сжатия, повышающую термический коэффициент полезного действия двигателя; приводит к устранению необходимости требований к высокому октановому числу топлива и, следовательно, к повышению экономичности двигателя. Кроме того, достигается упрощение системы для создания электрической искры высокого напряжения внутри цилиндра, позволяющее снизить трудоемкость изготовления устройства для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания.

Покрытие резервуара платиной позволит улучшить процесс сгорания, уменьшить количество вредных веществ в отработанных газах из-за наличия материала - катализатора горения.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображена схема устройства для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания.

Дополнительно на чертеже обозначено стрелкой направление подачи топлива.

Устройство для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1, установленный на головке цилиндра 2 двигателя внутреннего сгорания. В корпусе размещен высоковольтный электрод 3 для создания электрической искры высокого напряжения, изолированный от корпуса изолятором 4 и соединенный с источником высокого напряжения 5, а также выполнен канал 6 для подачи топлива от топливоподающего насоса 7 к цилиндру двигателя. На корпусе 1 установлен открытый токопроводящий резервуар 8, В который поступает жидкое топливо 9 через канал 6. Высоковольтный электрод 3 образует зазор относительно резервуара 8.

Система для создания электрической искры высокого напряжения внутри цилиндра, связанная с топливоподающим насосом 7, выполнена в виде высоковольтного электрода 3, подключенного к источнику высокого напряжения повышенной мощности 5 и размещенного внутри открытого токопроводящего резервуара 8.

Открытый токопроводящий резервуар 8 покрыт материалом-катализатором горения, преимущественно платиной.

Устройство для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

Производят всасывание воздуха в цилиндр 2 двигателя внутреннего сгорания, сжатие воздуха в цилиндре 2, подачу жидкого топлива 9 в цилиндре 2 под давлением. При этом топливо 9 от топливоподающего насоса 7, проходя через канал 6, накапливается в резервуаре 8, занимая пространство между резервуаром 8 и электродом 3. В конце сжатия от источника высокого напряжения повышенной мощности 5 между электродом 3 и резервуаром 8 через объем накопившегося топлива 9 пропускают электрическую искру высокого напряжения, подвергая топливо 9 воздействию электрогидравлического эффекта. Вследствие электрогидравлического эффекта происходит распыление топлива 9 в окружающем воздухе в камере сгорания, образование рабочей смеси топлива и воздуха и ее воспламенение. После этого происходит расширение обычным образом.

Таким образом, предлагаемое устройство для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания позволяет использовать рациональные величины степени сжатия, применять топлива с низким значением октанового числа, упростить систему смесеобразования.