Сущность изобретения: ось перепускного канала смещена относительно оси конических участков на величину, равную 0,3...0,6 диаметра перепускного канала, а отношение диаметра большего основания первого конического участка к диаметру перепускного канала составляет 3...5. 4 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, а более конкретно к конструкции двигателей внутреннего сгорания (ДВС) Известна форкамера двигателя внутреннего сгорания, содержащая полость, переходный канал, сообщенный с полостью соединительным участком, и факельные каналы, выполненные в стенке переходного канала под углом к его продольной оси и тангенциально к поверхности его стенки. В полости установлена свеча зажигания [1] Недостатком такой форкамеры являются недостаточные пределы эффективного обеднения смеси вследствие плохого смесеобразования внутри форкамеры, так как при перетекании топливовоздушной смеси из основной камеры сгорания в форкамеру по тангенциальным каналам более богатая смесь будет находиться вблизи стенок форкамеры, вдалеке от искрового разряда свечи зажигания. Поэтому невозможно воспламенение обедненных смесей, что увеличивает токсичность.
коэффициент избытка воздуха; на фиг.3 форкамера с каналом, выполненным под углом к оси конуса; на фиг.4 форкамера с коническим участком со стороны основной камеры сгорания. Форкамера 1 содержит полость 2, перепускной канал 3 с коническим участком 4, расположенным между полостью 2 и каналом 3 так, что вершина конуса направлена в сторону канала 3. Ось канала 3 смещена относительно оси конуса конического участка 4 на 0,3.0,6 диаметра канала 3, а диаметр большего основания конического участка 4 равен 3.5 диаметрам канала 3. В полости 2 установлена свеча 5 зажигания. Перепускной канал может иметь конический участок 6 со стороны основной камеры сгорания. Форкамера работает следующим образом. На такте сжатия топливовоздушная смесь из основной камеры сгорания через перепускной канал 3 и конический участок 4 поступает в полость 2. Из-за того, что ось перепускного канала 3 смещена относительно оси конического участка 4, образуется вихрь, ось вращения которого перпендикулярна оси форкамеры. Конический участок 4 выполняет роль стабилизатора вихреобразования. После воспламенения смеси в форкамере свечой 5 зажигания факел продуктов неполного сгорания выбрасывается через перепускной канал 3 в основную камеру сгорания. Малое гидравлическое сопротивление канала позволяет факелу достичь самого отдаленного участка камеры сгорания и обеспечивает надежное воспламенение обедненной смеси. Использование предложенной форкамеры позволяет ДВС устойчиво работать на обедненной смеси с малой токсичностью отработавших газов, а также применять стандартную свечу зажигания. Соотношения между диаметром перепускного канала, величиной смещения оси канала от оси конуса и диаметром основания конуса были получены экспериментальным путем. Испытания форкамер разных типов проводились на установке УИТ-85.Похожие патенты:
Изобретение относится к двигате лям внутреннего сгорания с форкамерным зажиганием горючей смеси
Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить надежность
Изобретение относится к области машиностроения и позволяет снизить детонацию двигателя
Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить экономичность и уменьшить токсичность отработавших газов
Изобретение относится к поршневым двигателям внутреннего сгорания
Изобретение относится к двигателестроению, более конкретно к поршневым двигателям внутреннего сгорания, работающим на газообразном топливе (природном газе) и используемым прежде всего на автомобильном транспорте
Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к двигателям внутреннего сгорания
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к поршневым двигателям внутреннего сгорания
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к способам работы двигателей внутреннего сгорания на тяжелом, преимущественно дизельном топливе, с комбинированным (внешним и внутренним) смесеобразованием и воспламенением рабочей смеси от сжатия
Изобретение относится к двигателестроению, более конкретно, к поршневым двигателям внутреннего сгорания с воспламенением от электрической искры, с улучшенными экономическими и экологическими характеристиками и используемыми, прежде всего, на автомобильном транспорте
Изобретение относится к двигателестроению, более конкретно, к поршневым двигателям внутреннего сгорания с форкамерно-факельным зажиганием с улучшенными экономическими и экологическими характеристиками и используемыми в качестве приводных двигателей на транспорте и в энергетике
Группа изобретений относится к двигателестроению. Техническим результатом является повышение эффективности искрового разряда для снижения расхода топлива и эмиссии вредных веществ и повышение надежности зажигания. Сущность изобретений заключается в том, что двигатель внутреннего сгорания (ДВС) содержит по меньшей мере один цилиндр с поршнем, головку цилиндров, воспламенитель со свечой зажигания и средство закрутки потока топливовоздушной смеси вдоль оси цилиндра. При этом средство закрутки выполнено в виде форкамеры, имеющей корпус с входным отверстием, в которое ввернута свеча зажигания, и выходными отверстиями, выполненными тангенциально на внутренней части корпуса, а по меньшей мере часть выходных отверстий выполнена в форме щелей. Щели могут быть образованы прямоугольными пластинами или обтекаемыми профилями. В центральной внутренней части корпуса воспламенителя может быть выполнен обтекатель с осевым отверстием. Свеча зажигания может быть выполнена лазерной. 2 н. и 7 з п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к поршневым и роторным предкамерным двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит цилиндр, поршень, вихревую сферическую камеру, соединенную с цилиндром посредством канала, направленного под углом к днищу поршня и выполненного в виде диффузора или сопла Лаваля. В вихревой камере установлен воспламенитель, и она имеет съемный спиральный нагреватель, расположенный на наружной поверхности корпуса вкладыша камеры. Корпус вкладыша снабжен датчиком температуры, а сопло Лаваля выполнено во вкладыше и имеет косой срез. При расположении в камере нескольких форсунок они ориентированы под углом друг к другу, обеспечивая соударение струй распыляемых компонентов. В корпусе вкладыша может быть установлена вставка из катализатора. В камере может быть установлен микроволновый магнетрон, или тепловой импульсный лазер. 3 з.п. ф-лы, 16 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, а более конкретно к конструкции двигателей внутреннего сгорания Известна форкамера двигателя внутреннего сгорания, содержащая полость, переходный канал, сообщенный с полостью соединительным участком, и факельные каналы, выполненные в стенке переходного канала под углом к его продольной оси и тангенциально к поверхности его стенки
www.findpatent.ru
Изобретение предназначено для использования как в поршневых, так и в комбинированных двигателях внутреннего сгорания с разделенной камерой сгораниях. Предкамерный двигатель внутреннего сгорания с впрыском топлива непосредственно в предкамеру содержит камеру сгорания, размещенную своей частью в головке цилиндра, и подвижную разделительную перегородку, установленную в камере сгорания и разделяющую камеру сгорания на предкамеру и основную камеру. Рычаг привода подвижной разделительной перегородки связан с педалью управления. При повороте или перемещении подвижной разделительной перегородки объем предкамеры изменяется за счет объема основной камеры, при этом общий объем камеры сгорания остается без изменений. Подвижная разделительная перегородка закреплена на поворотном валике или подвижном штоке. На внутренней стороне головки цилиндра, примыкающей к впускному клапану, установлена воздухоотражательная пластина. В стенке камеры сгорания, примыкающей к впускному клапану, выполнена вентиляционная выемка. Подвижная разделительная перегородка имеет сквозные отверстия, края подвижной разделительной перегородки выполнены прямой или зубчатой формы. Технический результат заключается в обеспечении оптимального состава топливовоздушной смеси в предкамере на всех режимах подачи топлива. 7 з.п.ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, как к поршневым, так и комбинированным, конкретнее к двигателям с разделенной камерой сгорания. Изобретение может быть использовано при проектировании и производстве более экономичных и экологически чистых бензиновых двигателей для легковых машин, а также для улучшения характеристик предкамерных дизелей.
Известны дизельные двигатели с разделенной камерой сгорания, которые по типу смесеобразования подразделяются на предкамерные, вихрекамерные и воздушнокамерные. В таких двигателях общий объем камеры сгорания состоит из двух частей, сообщающихся между собой. Одна часть, в которую впрыскивается топливо, размещается обычно в головке цилиндра в виде дополнительной камеры, другая - в пространстве над днищем поршня. Разделенные камеры сгорания в дизельных двигателях обеспечивают лучшее распыливание и перемешивание топлива с воздухом за счет турбулентных и вихревых потоков воздуха в камере, а значит и более полное сгорание, чем в дизелях с неразделенной камерой сгорания [1, с.67]. В последние годы аналогичные разделенные камеры сгорания были разработаны и для бензиновых двигателей. Основной задачей таких камер сгорания было обеспечить работу бензинового двигателя на бедных смесях, в которых коэффициент избытка воздуха >1. Известен бензиновый двигатель с разделенными камерами сгорания, который содержит основную камеру сгорания, расположенную над поршнем, и вспомогательную камеру сгорания в головке цилиндра, причем по объему 1-5% от основной камеры, которые соединены каналом с клапаном. В конце сжатия клапан открывается и сжатая топливовоздушная смесь заполняет объем вспомогательной камеры сгорания, которая имеет теплоизолированные стенки. Воспламенение происходит от свечи и в результате нагрева смеси от раскаленных теплоизолированных стенок вспомогательной камеры сгорания [2]. Известен двигатель внутреннего сгорания, который имеет основную камеру сгорания и предкамеру. В обеих камерах установлены форсунки. Бензин впрыскивается сначала в основную камеру, потом в предкамеру. Свеча зажигает богатую смесь в предкамере, смесь выбрасывается в основную камеру сгорания и поджигает в ней бедную смесь [3]. Представлена конструкция золотникового клапана автоматически распределяющего подачу бензина между камерами в зависимости от режима работы двигателя. Недостатком списанных выше двигателей является невозможность устойчивой работы на ультрабедных смесях, при 
1,5. Известна система подачи топлива в двигатель с впрыскиванием бензина, работающего на бедной смеси. Для того чтобы увеличить скорость распространения фронта пламени до значений, при которых достигается устойчивое сгорание топливовоздушной смеси, в камере сгорания двигателя установлена предкамера, расположенная в головке цилиндра. Топливо и продукты сгорания выбрасываются из предкамеры в основную камеру сгорания со скоростью, превышающей скорость звука. Предложенная конструкция ускоряет процесс воспламенения и повышает полноту сгорания топливовоздушной смеси [4]. Недостатком этой камеры сгорания является принципиальная невозможность устойчивой работы двигателя на ультрабедных смесях, при 1,5. Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является предкамерный двигатель внутреннего сгорания с впрыском топлива непосредственно в предкамеру, содержащий камеру сгорания, размещенную большей своей частью в головке цилиндра, подвижную разделительную перегородку, установленную в камере сгорания и разделяющую камеру сгорания на предкамеру и основную камеру (см. патент США 5560326, МПК С 2 В 75/04, опубл. 01.10.1996). В нем описывается двигатель, имеющий два цилиндра, большой, с расположенным в нем поршнем и малый, расположенный в головке большого цилиндра, в котором имеется малый поршень в виде диска на штоке, с приводом от кулачка, связанного с большим поршнем. Малый цилиндр используется как камера сгорания, имеет топливную форсунку и свечу зажигания. За каждые 4 хода большого поршня, малый поршень совершает 2 хода "всасывание" и "сжатие" смеси, за счет чего достигается хорошее испарение топлива. При подходе большого поршня к BМТ, в конце такта "сжатие", малый поршень также подходит к торцевой стенке малого цилиндра и выжимает пары топлива в камеру сгорания, где собирается весь воздух из большого цилиндра. Пары топлива смешиваются с воздухом и поджигаются с помощью свечи зажигания. Но такой двигатель в бензиновом варианте малоэффективен, т.к. пары топлива, поданные в камеру сгорания в конце такта "сжатие", имеют мало времени на образование качественной топливовоздушной смеси, кроме того, такой двигатель принципиально не может обеспечить устойчивую работу на ультрабедных смесях, т.к. исследования показали, что бензовоздушные смеси с коэффициентом избытка воздуха 1,5 обладают неустойчивостью горения [5]. Поставлена задача обеспечить оптимальный состав топливовоздушной смеси в предкамере на всех режимах подачи топлива. Поставленная задача достигается за счет того, что рычаг привода подвижной разделительной перегородки связан с педалью управления подачей топлива, причем при повороте или перемещении подвижной разделительной перегородки объем предкамеры изменяется за счет основной камеры, при этом общий объем камеры сгорания остается без изменений. Кроме того, подвижная разделительная перегородка закреплена на поворотном валике или подвижном штоке. На внутренней стороне головки цилиндра, примыкающей к впускному клапану, установлена воздухоотражательная изогнутая пластина, а в стенке камеры сгорания, примыкающей к впускному клапану, выполнена вентиляционная выемка, подвижная разделительная перегородка имеет сквозные отверстия, а ее края выполнены прямой или зубчатой формы, на рычаге привода подвижной разделительной перегородки установлен демпфирующий груз, а рычаг привода связан с педалью управления через резиновую втулку. Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании оптимального состава топливовоздушной смеси в предкамере разделенной камеры сгорания путем регулирования объема предкамеры. Для предкамерного бензинового двигателя оптимальной является стехиометрическая смесь, т.е. =1. Устойчивое и быстрое сгорание оптимальной смеси в предкамере позволяет улучшить экономичность и экологичность предкамерного дизеля, а также обеспечить устойчивую работу предкамерного бензинового двигателя на всех режимах подачи топлива, и особенно на ультрабедных смесях, при 1,5. При этом лишний воздух остается в основной камере и не влияет на состав смеси в предкамере. Он способствует только догоранию смеси в основной камере. Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение экономичности и экологичности предкамерного двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана верхняя часть предкамерного бензинового двигателя внутреннего сгорания, разделительная перегородка находится в крайнем верхнем положении; на фиг. 2 - сечение в плоскостях АВСD, разделительная перегородка находится в крайнем нижнем положении; на фиг.3 - верхняя часть предкамерного дизельного двигателя внутреннего сгорания в разрезе. Предкамерный бензиновый двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндра 1, внутри которого расположен поршень 2. Цилиндр герметично закрыт головкой цилиндра 3 (фиг.1). В головке цилиндра 3 имеется впускной клапан 4 и выпускной клапан 5 (фиг.2), а также расположена камера сгорания 6, 7, разделенная на предкамеру 6 и основную камеру 7 с помощью разделительной перегородки 8 с отверстиями 9 (фиг.2) и зубцами на краях 10. Подвижная разделительная перегородка 8 жестко закреплена на поворотном валике 11, который свободно вставлен в отверстие головки цилиндра 3 и удерживается от осевого перемещения фиксатором 12. В канавках поворотного валика 11 расположены уплотнительные кольца 13. На одном конце поворотного валика 11 жестко закреплен рычаг 14, к которому присоединена возвратная пружина 15 и трос 16 (фиг.1). Трос 16 присоединен к рычагу 14 с помощью хомута 17 и штифта 18, который вставлен в отверстие резиновой втулки 19, которая в свою очередь установлена в отверстии рычага 14. На конце рычага жестко закреплен груз 20 (например с помощью сварки). На внутренней стороне головки цилиндра 3 рядом с впускным клапаном 4 закреплена воздухоотражательная пластина 25. В резьбовых отверстиях головки цилиндра 3 герметично закреплены топливная форсунка 22 и свеча зажигания 23. На внутренней стороне сферической стенки камеры сгорания 6, 7 имеется вентиляционная выемка 24. Предкамерный дизельный двигатель внутреннего сгорания, изображенный на фиг.3 содержит те же детали, что и в рассмотренном выше бензиновом двигателе, за исключением воздухоотражательной пластины 25, свечи зажигания 23 и вентиляционной выемки 24, которые в конструкции отсутствуют за ненадобностью. Кроме того, предкамерный дизель, изображенный на фиг. 3 имеет дополнительно: ось 21, на которой свободно посажен рычаг 14 и тарелку штока 26, жестко посаженную на подвижный шток 11a. При движении поршня 2 вниз (фиг.1) на такте "всасывание", открывается впускной клапан 4 (фиг. 2) и полость цилиндра заполняется новой порцией воздуха. При этом воздушная струя, выходя из зазора клапана 4, частично отражается от воздухоотражательной пластины 25 и заходит в основную камеру 7, а также через вентиляционную выемку 24 воздух заходит и в предкамеру 6, снижая температуру остаточных газов в этих камерах до 400-500oС. Дойдя до нижней мертвой точки, поршень 2 начинает двигаться вверх и сжимать порцию свежего воздуха, впускной клапан 4 при этом закрыт. Происходит 2-й такт - "сжатие", во время которого в предкамеру 6 через форсунку 22 впрыскивается бензин (фиг.1). В предкамере 6 поддерживается температура 400-500oС и бензин интенсивно испаряется. Одновременно в предкамеру 6 поступает свежий воздух через зазоры между стенками камеры, разделительной перегородкой 8 и через сквозные отверстия 9, При этом воздух интенсивно завихряется за счет зубцов 10 (фиг.2). Пары бензина смешиваются с поступающим воздухом и образуют топливовоздушную смесь, которая не может покинуть пределы предкамеры, т.к. воздушные потоки в зазорах препятствуют этому. При подходе поршня 2 к верхней мертвой точке, с определенным опережением на свечу зажигания 23 подается электрический разряд, при этом топливовоздушная смесь в предкамере 6 воспламеняется и сгорает. Образующиеся при этом газы через отверстия 9 и боковые зазоры выбрасываются в основную камеру 7, где перемешиваются с находящимся там воздухом и догорают. Поршень 2 в это время, дойдя до верхней мертвой точки, начинает двигаться вниз, совершая рабочий ход, после которого открывается выпускной клапан 5 и поршень 2, двигаясь вверх, выталкивает отработанные газы из полости цилиндра 1. Затем эти четыре такта повторяются, обеспечивая непрерывную работу двигателя. Положение подвижной разделительной перегородки 8 рассчитано таким образом, что объем воздуха в предкамере 6 соответствует количеству бензина, подаваемого в предкамеру в соотношении примерно 1:14,7, т.е. в предкамере поддерживается стехиометрическая смесь с коэффициентом =1. Такая смесь для бензинового двигателя является наиболее оптимальной, хорошо воспламеняется и полностью сгорает. При увеличении подачи бензина трос 16, связанный с педалью управления подачи топлива (связь на чертеже не показана), движется по стрелке М и через хомутик 17, штифт 18 и резиновую втулку 19, тянет за собой рычаг 14, который поворачивает поворотный валик 11 вместе с закрепленной на нем подвижной разделительной перегородкой 8, которая движется по стрелке N и увеличивает объем предкамеры 6, а следовательно, и объем воздуха. При этом объем основной камеры 7 уменьшается (фиг.1), а общий объем камеры сгорания остается постоянным и составляет для бензинового двигателя примерно 1/9 часть рабочего объема цилиндра. При уменьшении подачи топлива все происходит в обратном порядке. Педаль управления подачи топлива отдается назад, связанный с ней трос 16 освобождается, и возвратная пружина 15 через рычаг 14 и поворотный валик 11 поворачивает разделительную перегородку 8 назад, уменьшая объем предкамеры 6. Усилие возвратной пружины 15 должно превышать динамические нагрузки на подвижную разделительную перегородку при работе двигателя. Величина этих сил регулируется подбором боковых зазоров между краями перегородки и стенками камеры сгорания. Опытным путем подбирают оптимальные конструктивные параметры. Для гашения вибрации на рычаге 14 закреплен демпфирующий груз 20, вес которого также определяют опытным путем. Чтобы вибрация не воздействовала на педаль управления подачи топлива, в отверстии рычага 14 вставлена резиновая втулка 19. Чтобы показать универсальность заявляемого технического решения рассмотрим работу дизельного двигателя внутреннего сгорания на примере (фиг.3). Работа такого двигателя происходит в основном так же, как и бензинового, но имеет и некоторые особенности. Общий объем камеры сгорания 6, 7 здесь меньше и составляет примерно 1/18 часть от рабочего объема цилиндра. Здесь нет вентиляции основной камеры 7 и предкамеры 6. Топливо впрыскивается в предкамеру в конце такта "сжатие" и самовоспламеняется. На фиг.3 показан другой вариант установки подвижной разделительной перегородки 8 в камере сгорания. Здесь разделительная перегородка 8 закреплена на подвижном штоке 11а и движется вдоль оси цилиндрической камеры сгорания. Положение подвижной разделительной перегородки рассчитано таким образом, что объем предкамеры соответствует количеству подаваемого топлива и обеспечивает оптимальный коэффициент избытка воздуха в предкамере. Для дизельного двигателя может составлять примерно 1,5, а в каждом конкретном случае отрабатывается опытным путем. При увеличении подачи топлива трос 16, связанный с педалью подачи топлива (связь на чертеже не показана), движется по стрелке М и тянет за собой рычаг 14, который, поворачиваясь на оси 21, нажимает на тарелку штока 22, тарелка вместе с подвижным штоком 11а движется вниз. Подвижная разделительная перегородка, закрепленная на штоке, также движется вниз, увеличивая объем предкамеры. При крайнем нижнем положении подвижной разделительной перегородки объем предкамеры может составлять до 70% и более от общего объема камеры сгорания. Таким образом, установка подвижной разделительной перегородки позволяет поддерживать оптимальный состав топливовоздушной смеси в предкамере при различных режимах подачи топлива за счет регулирования объема предкамеры. При этом общий коэффициент избытка воздуха в цилиндре двигателя может изменяться в широких пределах, от нормальных смесей до ультрабедных с 1,5, т.е. полностью выполняется поставленная перед изобретением задача. Заявляемое изобретение является "новым", т.к. не известны подобные решения из отечественных и зарубежных источников информации. По имеющимся у заявителя данным, в известных решениях отсутствуют признаки, сходные с признаками, которые присущи предлагаемому техническому решению, что позволяет сделать вывод о его соответствии признаку "изобретательский уровень". Источники информации 1. А. В. Кузнецов. Устр-во и эксплуатация двигателей внутреннего сгорания. Высшая школа, 1984, с. 65-67. 2. Патент США 5067458, F 02 В 19/02, заявл. 20.11.1989, опубл. в реферативном журнале "Двигатели внутреннего сгорания", 1993, 3, с.45. 3. Патент США 5090378, F 02 В 19/10, заявл. 22.02.1991, опубл. в реферативном журнале "Двигатели внутреннего сгорания", 1993, 5, с.38. 4. Патент США 5024193, F 02 В 19/18, заявл. в 1990, опубл. в реферативном журнале "Двигатели внутреннего сгорания", 1992, 10, с.41. 5. Исследование сгорания ультрабедных топливовоздушных смесей. Опубл. в реферативном журнале ВИНИТИ "Двигатели внутреннего сгорания", 1993, 3, с.45.Формула изобретения
1. Предкамерный двигатель внутреннего сгорания с впрыском топлива непосредственно в предкамеру, содержащий камеру сгорания, размещенную своей частью в головке цилиндра, подвижную разделительную перегородку, установленную в камере сгорания и разделяющую камеру сгорания на предкамеру и основную камеру, отличающийся тем, что рычаг привода подвижной разделительной перегородки связан с педалью управления, причем при повороте или перемещении подвижной разделительной перегородки объем предкамеры изменяется за счет объема основной камеры, при этом общий объем камеры сгорания остается без изменений. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что подвижная разделительная перегородка закреплена на поворотном валике или подвижном штоке. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что на внутренней стороне головки цилиндра, примыкающей к впускному клапану, установлена воздухоотражательная пластина. 4. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что в стенке камеры сгорания, примыкающей к впускному клапану, выполнена вентиляционная выемка. 5. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что подвижная разделительная перегородка имеет сквозные отверстия. 6. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что края подвижной разделительной перегородки выполнены прямой или зубчатой формы. 7. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что на рычаге привода подвижной разделительной перегородки установлен демпфирующий груз. 8. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что рычаг привода подвижной разделительной перегородки связан с педалью управления через резиновую втулку.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3www.findpatent.ru
Какой принцип действия дизельного двигателя
Добрый день, в этой статье расскажем какой принцип действия дизельного двигателя. Дизельный двигатель относится к силовым поршневым агрегатам внутреннего сгорания, в основе работы которых топливо самовоспламеняется от воздействия сжатого нагретого воздуха. Дизель своей конструкцией аналогичен бензиновому двигателю. Единственным отличием является отсутствие системы зажигания, ведь топливо в дизеле воспламеняется по иному принципу. В камере сгорания создается высокое давление, воздух сжимается и сильно нагревается, в результате чего происходит воспламенение топлива. Подобная система предъявляет повышенные требования к деталям клапанов, которые должны выдерживать весьма серьезные нагрузки.
Лет 30-40 назад дизели устанавливались исключительно на тяжелую грузовую технику и трактора, что красноречиво свидетельствовало об их высоком КПД. Этот факт послужил основанием адаптации дизельного мотора под легковые автомобили. В настоящее время выпускается большое количество моделей дизельных легковых транспортных средств. Они не только по своим мощностным характеристикам превосходят бензиновые авто, но и наглядно показывают повышенную экономичность, так как функционируют даже на обедненной смеси, в которой воздуха больше, чем топливной смеси. В качестве топлива для дизелей используется не только солярка, но и рапсовое и пальмовое масла, а также чистая нефть и фракционные вещества. Главным требованием является высокое качество топлива.
Топливо попадает в камеру сгорания, где перемешивается с горячим воздухом, после чего происходит компрессионное воспламенение. Важно знать, правильная работа дизеля напрямую зависит от топливно-воздушной смеси, которая должна быть неоднородна. Ее подача происходит раздельно, и сначала под высоким давлением и сжатием подается воздух.
В принцип действия дизельного двигателя входит процесс сжатия, которое сопровождается высокими температурами в пределах 800 С. Далее совершается подача в камеру сгорания топлива. Здесь также нужно высокое давление в диапазоне от 10 до 30 Мпа. Компрессионное сгорание топливно-воздушной смеси сопровождается резким увеличением давления и шумной работой двигателя с вибрациями. Конечно, по данным характеристикам дизели сильно уступают бензиновым силовым агрегатам, чья работа, особенно на холостом ходу, практически незаметна.
Дизельные двигатели выпускаются 2-ч и 4-х тактовыми. Чаще всего можно встретить именно 4-х тактный дизель, где в процессе работы происходит впуск и сжатие топливно-воздушной смеси, рабочий ход и выпуск.
Существует несколько конструкций камер сгорания дизельных двигателей, которые можно разделить на три типа:
Типы дизельных двигателей
Дизели с предкамерными двигателями, которые оснащены вставной форкамерой, соединенной тонкими каналами с цилиндром. При сгорании топлива скорость движения газов в таком силовом агрегате зависит от формы и размеров каналов. Предкамерные двигатели имеют повышенный ресурс работы, сниженный уровень шума и токсичности.
Двигатели с разделенной камерой сгорания, принцип действия дизельного двигателя заключается в подаче топлива в дополнительную или вихревую камеру, что расположена в голове блока цилиндров и соединена с цилиндром каналом. Вихревая камера способствует максимальному сжатию воздушной массы, топливо моментально воспламеняется, и данный процесс переходит в главную камеру сгорания.
Двигатели с неразделенной камерой сгорания в своей конструкции имеют расположение камеры над поршнем. Подача топливо происходит в пространство именно над поршнем. Это экономит расход топлива, но в значительной мере повышает шумность работы такого двигателя.
Рекомендовать
Эту статьюmaxkm.ru
Изобретение относится к двигателестроению, конкретно к форкамерам газовых двигателей внутреннего сгорания. Узел форкамерного клапана установлен в сверлении корпуса форкамеры, в зоне, омываемой охлаждающей жидкостью. В сверлении корпуса форкамеры, перед узлом форкамерного клапана, установлен дроссель, закрытый со стороны подвода газа фильтрующей сеткой. Корпус форкамеры выполнен из материала с высокой теплопроводностью и прочностью, например из латуни. Корпус форкамеры содержит выточку, соединяющую сверление корпуса форкамеры, в котором установлен узел форкамерного клапана, с каналом крышки цилиндра дизеля, предназначенным для отвода просочившегося через форсунку топлива, и последний соединен с магистралью подачи форкамерного газа. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и повышение надежности работы форкамеры. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, конкретно к форкамерам газовых двигателей внутреннего сгорания.
Известны форкамеры газовых двигателей внутреннего сгорания, установленные на место форсунок в крышках цилиндров дизелей, содержащие корпус с рабочей полостью, соединенный с распылителем, свечу зажигания и узел форкамерного клапана, сообщенный соединительным каналом с рабочей полостью. (См., например, Двигатели внутреннего сгорания “Системы поршневых и комбинированных двигателей”. Третье издание, переработанное и дополненное. Под общей редакцией А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1985 г., рис.206, стр.228 и рис.207б, стр.229).
Недостатком этих конструкций является наличие соединительного канала между узлом форкамерного клапана и рабочей полостью, расположенного в корпусе форкамеры вблизи резьбовой части свечи зажигания, что приводит к перегреву корпуса в месте установки свечи вследствие того, что при каждом такте рабочего хода раскаленные продукты горения под действием высокого давления, развивающегося в форкамере, проникают внутрь соединительного канала. Это приводит к преждевременному выходу из строя свечи зажигания.
Кроме этого, газоподводящий канал имеет малое проходное сечение и часто засоряется продуктами сгорания, что приводит к уменьшению подачи газа в форкамеру и потере ее работоспособности.
Известны аналогичные форкамеры, содержащие форкамерные клапаны, установленные непосредственно на корпусе форкамеры и проникающие в рабочую полость (см. ранее упомянутый источник, рис.207а, стр.229). Эта конструкция наиболее близка к предлагаемому устройству и предлагается в качестве прототипа. Недостатком устройства, предложенного в качестве прототипа, является расположение форкамерного клапана в зоне, где отсутствует жидкостное охлаждение крышки цилиндра, что приводит к перегреву форкамерного клапана и повышенному его износу. Вместе с этим, для снижения температуры корпуса этой форкамеры требуется выполнение в ее корпусе сети каналов, что значительно усложняет ее конструкцию и при засорении каналов приводит к выходу из строя корпуса форкамеры.
Предлагаемое изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение надежности форкамеры.
Это достигается тем, что в форкамере газового двигателя внутреннего сгорания, установленной на место форсунки дизеля, содержащей корпус с рабочей полостью, соединенный с распылителем, свечу зажигания и узел форкамерного клапана, последний установлен в сверлении корпуса форкамеры, в зоне, омываемой охлаждающей жидкостью. В сверлении корпуса форкамеры, перед узлом форкамерного клапана, установлен дроссель, закрытый со стороны подвода газа фильтрующей сеткой. Корпус форкамеры выполнен из материала с высокой теплопроводностью и прочностью, например из латуни. Корпус форкамеры содержит выточку, соединяющую сверление корпуса форкамеры, в котором установлен узел форкамерного клапана, с каналом крышки цилиндра дизеля, предназначенным для отвода просочившегося через форсунку топлива, и последний соединен с магистралью подачи форкамерного газа.
На основании изложенного считаем, что новым в предлагаемом устройстве является то, что узел форкамерного клапана установлен в сверлении корпуса форкамеры, в зоне, омываемой охлаждающей жидкостью. В сверлении корпуса форкамеры, перед узлом форкамерного клапана, установлен дроссель, закрытый со стороны подвода газа фильтрующей сеткой. Корпус форкамеры выполнен из материала с высокой теплопроводностью и прочностью, например из латуни. Корпус форкамеры содержит выточку, соединяющую сверление корпуса форкамеры, в котором установлен узел форкамерного клапана, с каналом крышки цилиндра дизеля, предназначенным для отвода просочившегося через форсунку топлива, и последний соединен с магистралью подачи форкамерного газа.
На чертеже представлен продольный разрез предлагаемой конструкции. Форкамера газового двигателя внутреннего сгорания, установленная на место форсунки крышки цилиндра 1 дизеля, при этом последняя содержит канал 2 для отвода просочившегося через форсунку топлива и полость охлаждения 3, а форкамера содержит корпус 4 с рабочей полостью 5, распылителем 6 и выточкой 7, свечу зажигания 8, узел форкамерного клапана 9, сверление 10 корпуса форкамеры 4, дроссель 11, фильтрующую сетку 12.
Принцип работы предлагаемой форкамеры газового двигателя внутреннего сгорания аналогичен традиционным конструкциям. Отличие состоит в том, что узел форкамерного клапана 9 установлен в сверлении 10 корпуса форкамеры 4, в зоне, омываемой жидкостью полости охлаждения 3 крышки цилиндра 1, что обеспечивает его удовлетворительное температурное состояние и высокую работоспособность. Фильтрующая сетка 12 имеет ячейки меньшего размера, чем размер отверстия в дросселе 11, что исключает засорение дросселя 11 при работе. Корпус форкамеры 4, выполненный из материала с высокой теплопроводностью, позволяет обеспечить интенсивный отвод тепла из зоны установки свечи зажигания 8 и узла форкамерного клапана 9, а также снижает теплонапряженность распылителя 6. Повышенная прочность материала корпуса форкамеры 4 обеспечивает многократную замену свечи зажигания 8 без повреждения резьбы корпуса 7 форкамеры 4. Топливный газ из магистрали подачи форкамерного газа (не показан) поступает в канал 2 крышки цилиндра 1, предназначенный для отвода просочившегося через форсунку топлива в дизеле, далее газ поступает в выточку 7 корпуса форкамеры 4, проходит через фильтрующую сетку 12, дроссель 11, сверление 10, далее через узел форкамерного клапана 9 и поступает в рабочую полость 5. В качестве магистрали подачи форкамерного газа может быть использован коллектор сбора просочившегося топлива через форсунки дизеля.
Экономический эффект от внедрения настоящего изобретения заключается в снижении затрат на изготовление форкамеры, а также вследствие увеличения срока службы форкамеры.
1. Форкамера газового двигателя внутреннего сгорания, установленная на место форсунки в крышке цилиндра дизеля, содержащая корпус с рабочей полостью, соединенный с распылителем, свечу зажигания и узел форкамерного клапана, отличающаяся тем, что узел форкамерного клапана установлен в сверлении корпуса форкамеры, в зоне, омываемой охлаждающей жидкостью.
2. Форкамера по п.1, отличающаяся тем, что в сверлении корпуса форкамеры, перед узлом форкамерного клапана, установлен дроссель, закрытый со стороны подвода газа фильтрующей сеткой.
3. Форкамера по п.1, отличающаяся тем, что корпус ее выполнен из материала с высокой теплопроводностью и прочностью, например из латуни.
4. Форкамера по п.1, отличающаяся тем, что корпус форкамеры содержит выточку, соединяющую сверление корпуса форкамеры, в котором установлен узел форкамерного клапана, с каналом крышки цилиндра дизеля, предназначенным для отвода просочившегося через форсунку топлива, и последний соединен с магистралью подачи форкамерного газа.
www.freepatent.ru
