способ работы двигателя внутреннего сгорания "2-эко"

Формула изобретения

Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем впуска в цилиндр воздуха, сжатия воздуха с одновременным перепуском его части в предкамеру, впрыска топлива во время сжатия одной струей в предкамере с его испарением в последней, образованием в ней обогащенной топливовоздушной смеси и обедненной топливовоздушной смеси в основной камере сгорания, принудительного воспламенения периферийной части обогащенной топливовоздушной смеси в предкамере, выброса факела пламени из предкамеры в основную камеру сгорания и воспламенения в ней обедненной топливовоздушной смеси с последующим ее сгоранием, расширение продуктов сгорания в цилиндре и вытеснения отработавших газов из последнего плоским днищем поршня при его движении к верхней мертвой точке, отличающийся тем, что впрыск топлива осуществляют по касательной к оси, охватывающей основную камеру сгорания кольцевой предкамеры, выброс факела пламени из кольцевой предкамеры в основную камеру сгорания производят через тангенциальные отверстия-дюзы от периферии к ее центру, а вытеснение отработавших газов из цилиндра одновременно с движением поршня к верхней мертвой точке ведут блоком клапанов, образованным клапаном в клапане с радиусом, приближающимся к радиусу поршня до его полного сближения с плоским днищем поршня.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания.

Известен способ работы двигателя внутреннего сгорания путем впрыска в цилиндр воздушного заряда, сжатия его и впрыска топлива одной струей через предкамеру в основную камеру сгорания, принудительного воспламенения периферийной части топливо-воздушной смеси в предкамере, выброса факела пламени из предкамеры в основную камеру сгорания и воспламенения в ней топливо-воздушной смеси с последующим ее сгоранием, расширением продуктов сгорания и выпуском [1]

Недостатком способа является большая примесь отработанных газов в горючей смеси и большой расход топлива.

Наиболее близким аналогом является способ работы двигателя внутреннего сгорания [2] включающий выпуск в цилиндр воздуха, сжатие воздуха с одновременным перепуском его части в предкамеру, впрыск топлива во время сжатия одной струей в предкамере с его испарением в последней, образование в ней обогащенной топливно-воздушной смеси в основной камере сгорания, принудительное воспламенение периферийной части обогащенной топливно-воздушной смеси в предкамере, выброс факела пламени из предкамеры в основную камеру сгорания и воспламенения в ней обедненной топливно-воздушной смеси с последующим ее сгоранием, расширение продуктов сгорания в цилиндре и вытеснения отработавших газов из последнего плоским днищем поршня при его движении к верхней мертвой точке.

Недостатком способа является также большая примесь отработавших газов в горючей смеси и большой расход топлива.

Технической задачей изобретения является улучшение качества горючей смеси и сокращение расхода топлива.

Техническая задача решается за счет того, что способ работы двигателя внутренного сгорания путем впуска в цилиндр воздуха, сжатие воздуха с одновременным перепуском его части в предкамеру, впрыска топлива во время сжатия одной струей в предкамере с его испарением в последней, образованием в ней обогащенной топливно-воздушной смеси в основной камере сгорания, принудительного воспламенения периферийной части обогащенной топливо-обогащенной смеси в предкамере, выброса факела пламени из предкамеры в основную камеру сгорания и воспламенения в ней обедненной топливо-воздушной смеси с последующим ее сгоранием, расширение продуктов сгорания в цилиндре и вытеснения отработавших газов из последнего плоским днищем поршня при его движении к верхней мертвой точке, в нем впрыск топлива осуществляют по касательной к оси, охватывающей основную камеру сгорания кольцевой предкамеры, выброс факела пламени из кольцевой предкамеры в основную камеру сгорания производят через тангенциальные отверстия-дюзы от периферии к ее центру, а вытеснение отработавших газов из цилиндра одновременно с движением поршня к верхней мертвой точке ведут блоком клапанов, образованным клапаном в клапане с радиусом, приближающимся к радиусу поршня до его полного сближения с плоским днищем поршня.

На фиг. 1-3 представлены схемы двигателя внутреннего сгорания, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 3.

Двигатель содержит головку цилиндра 1 с каналом воздуха 2 (фиг. 3) и каналом 3 отвода продуктов сгорания топлива, с запальной свечой 4, с кольцевой предкамерой 5, имеющей каналы-дюзы 6 в основании 7 выпускного клапана 8, сообщающие предкамеру с основной камерой сгорания. В головке цилиндра расположен блок клапанов, состоящий из тонкостенного стаканообразного выпускного клапана 8 с запорным органом, выполненным в виде конического кольца, внутренняя поверхность которого служит седлом для впускного клапана 9, соосного в выпускным клапаном, имеющего направляющие 10 на концах крестообразной стенки 11. В верхней части клапанов расположены возвратные пружины 12 и механизмы 13 регулирования зазоров (для выпускного клапана на фигурах не показано). Распредвал 14 имеет кулачки 15 воздействия на выпускной клапан и кулачек 16 воздействия на впускной клапан. Двигатель также содержит поршень 17, форсунку 18.

Сущность способа заключается в следующем.

Рабочий такт начинают с поджига горючей смеси в предкамере 5 от электронного разряда на свече 4. Поджиг горючей смеси в камере сгорания производят от тангенциального направленных факелов в камеру сгорания из дюз 6, создавания вихревое горение от периферии камеры сгорания к центру. Так вытеснения отработанных газов ведут поршнем 17 и блоком клапанов 8 и 9, опуская их в объем камеры сгорания до полного сближения блока клапанов с верхним торцом поршня 17, достигая полного вытеснения отработанных газов из камеры сгорания (фиг. 2). В такте всасывания (фиг. 3) в объем цилиндра всасывают заряд чистого воздуха. В такте сжатия (фиг. 4) в кольцевую предкамеру 5 форсункой 18 впрыскивают топливо вдоль канала предкамеры 5. Топливо испаряют на стенке кольцевой предкамеры напротив тангенциально расположенных дюз 6. Парами топлива вытесняют отработанные газы из предкамеры 5. В предкамере 5 в такте сжатия готовят переобогащенную топливо-воздушную смесь, в камере сгорания бедную топливо-воздушную смесь. Переобогащенную смесь поджигают запальной свечей 4 и такты повторяют.

Пример. в кольцевой предкамере готовят горючую смесь с избытком воздуха d= 0,87, в основной камере горючую смесь с избытком воздуха d=1,20. Давление в камере сгорания перед поджигом доводят до 011 МПа, температуру смеси до 600 К. Давление в конце сгорания 3,8 МПа, температура 2400 К. Количество отработанных газов в горючей смеси не более 2%

В приведенном режиме достигается экономия топлива по сравнению с прототипом на 20%

Предложенный способ позволяет получить эффект более чистой горючей смеси, повысить чистоту экологии и сократить расход топлива на 20% т.е. "2-ЭКО".