камера сгорания двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

КАМЕРА СГОРАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, преимущественно двухтактного, ограниченная сферической выемкой в головке цилиндра, окруженной равномерно размещенными торцевыми выступами и выемками, образующими завихрители заряда, и днищем поршня, снабженным цилиндрической выемкой, центральная часть которой выполнена сферической, к которой примыкает торцевые выступы при положении поршня в верхней мертвой точке и которая имеет источник воспламенения, расположенный вблизи завихрителей, отличающаяся тем, что она снабжена кольцевым отражателем, выполненным на днище поршня, расположенным между цилиндрической выемкой и ее центральной сферической частью и соосно с ним и частично перекрывающим внутреннюю поверхность торцевых выступов при положении поршня в верхней мертвой точке, центральная сферическая часть на днище поршня выполнена выпуклой формы и соединена с цилиндрической выемкой при помощи поверхности радиусом R₁, центр которого совпадает с центром радиуса R₂, скругляющего внутреннюю поверхность торцевых выступов, при положении поршня в верхней мертвой точке, а кольцевой отражатель образован поверхностью с радиусом R₁ и частью центральной выпуклой сферы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано преимущественно для двухтактного двигателя с принудительным зажиганием, с воспламенением от сжатия или со смешанным рабочим процессом.

Известна камера сгорания двигателя внутреннего сгорания, преимущественно двухтактного, ограниченная сферической выемкой в головке цилиндра, окруженной равномерно размещенными торцовыми выступами и выемками, образующими завихрители заряда, и днищем поршня, снабженным цилиндрической выемкой, центральная часть которой выполнена сферической и к которой примыкают торцевые выступы при положении поршня в верхней мертвой точке, и имеющая источник воспламенения, расположенный вблизи завихрителей [1]

Однако в известной камере сгорания при вытеснении заряда через завихрители часть топливовоздушной смеси уходит в среднюю зону камеры без завихрения в радиальном направлении через зазор между выступами на головке цилиндра и днищем поршня, что снижает скорость завихрения заряда и его турбулентность и приводит к снижению топливной экономичности.

Кроме того, в случае двухтактного двигателя с кривошипнокамерной продувкой цилиндра повышаются гидравлические потери при наполнении и продувке вследствие срыва потока в центральную часть днища поршня.

Цель изобретения повышение топливной экономичности путем усиления турбулизации заряда и снижение гидравлических потерь при наполнении и продувке.

Цель достигается тем, что камера сгорания двигателя внутреннего сгорания, преимущественно двухтактного, ограниченная сферической выемкой в головке цилиндра, окруженной равномерно размещенными торцовыми выступами и выемками, образующими завихрители заряда, и днищем поршня, снабженным цилиндрической выемкой, центральная часть которой выполнена сферической и к которой примыкают торцовые выступы при положении поршня в верхней мертвой точке, и имеющая источник воспламенения, расположенный вблизи завихрителей, снабжена кольцевым отражателем, выполненным на днище поршня, расположенным между цилиндрической выемкой и ее центральной сферической частью и соосно с ними и частично перекрывающим внутреннюю поверхность торцовых выступов при положении поршня в верхней мертвой точке, центральная сферическая часть на днище поршня выполнена выпуклой формы и соединена с цилиндрической выемкой при помощи поверхности радиусом R₁, центр которого совпадает с центром радиуса R₂, скругляющего внутреннюю поверхность торцовых выступов, при положении поршня в верхней мертвой точке, а кольцевой отражатель образован поверхностью с радиусом R₁ и частью центральной выпуклой сферы.

На фиг. 1 представлена камера сгорания, продольный разрез; на фиг. 2 камера сгорания, размещенная в головке; на фиг. 3 элементы камеры сгорания в увеличенном масштабе.

Описываемая камера сгорания ограничена сферической выемкой 1 в головке 2 цилиндра 3, окруженной равномерно размещенными торцовыми тангенциально направленными выступами 4 и выемками 5, образующими завихрители заряда, и днищем 6 поршня 7, снабженным цилиндрической выемкой 8, к центральной сферической части 9 которой примыкают торцовые выступы 4 при положении поршня 7 в верхней мертвой точке. В сферической выемке 1 головки 2 размещена в качестве источника воспламенения свеча 10 зажигания или топливная форсунка 11. Центральная сферическая часть 9 на днище 6 поршня 7 выполнена выпуклой формы и соединена с цилиндрической выемкой 8 при помощи поверхности 12 радиусом R₁, центр которого совпадает с центром радиуса R₂, скругляющего внутреннюю поверхность 13 торцевых выступов 4, при положении поршня 7 в верхней мертвой точке, причем поверхность 12 с радиусом R₁ и часть центральной выпуклой сферы 9 образуют кольцевой отражатель, частично перекрывающий внутреннюю поверхность 13 торцевых выступов 4 при положении поршня 7 в верхней мертвой точке. Вытеснитель заряда образован плоским или вогнутым участком 14 на головке 2 цилиндра 3 и соответствующим сопрягаемым участком 15 на днище 6 поршня 7. Разница величин радиусов R₁-R₂ равна величине зазора в вытеснителе при положении поршня 7 в верхней мертвой точке.

Предлагаемая камера сгорания работает следующим образом.

При положении поршня 7 в нижней мертвой точке, когда открыты продувочные окна, заряд или воздух поступает из кривошипной камеры в цилиндр 3 по окнам (не показано). Поток, огибая участок 15 на днище 6 поршня 7, устремляется к центру цилиндра 3. Учитывая, что поверхность днища 6 поршня 7 близка к сфере, срыв потока над цилиндрической выемкой 8 ограничен в связи с ее малым объемом. По этой причине малы гидравлические потери на впуске к продувке, тем самым сохраняется организованное наполнение и продувка цилиндра двухтактного двигателя с кривошипно-камерной продувкой.

Во время сжатия при подходе поршня 7 к верхней мертвой точке заряд или воздух вытесняется по выемкам 5 в сферическую выемку 1 головки 2 цилиндра 3, а поверхности 12 и 9 на днище 6 поршня 7 отражают поток в сторону источников воспламенения.

Свеча 10, размещенная в зоне вихревого движения заряда, воспламеняет заряд, имеющий турбулентную структуру, обеспечивая высокую скорость сгорания.

Для двигателя с воспламенением от сжатия обеспечивается значительно лучшее смесеобразование и более мягкий рабочий процесс для высоких степеней сжатия.

При смешанном процессе, т.е. при наличии свечи 10 зажигания и форсунки 11 будет обеспечено значительное снижение расхода топлива, так как при продувке цилиндра 3 не будет выброса топлива с воздухом вследствие того, что топливо будет впрыскиваться после его продувки.