вихрекамерный дизель

Формула изобретения

Вихрекамерный дизель, содержащий поршень с камерой сгорания, цилиндр, головку цилиндра с впускным и выпускными каналами и клапанами, направляющими и втулками клапанов, вихревую камеру сгорания в головке цилиндра, соединительный канал между полостями вихревой камеры сгорания и надпоршневого пространства в цилиндре, отличающийся тем, что он снабжен диффузором, имеющим трубку для подвода газов с обратным подпружиненным клапаном и установленным в воздушном канале, соединяющем полости впускного канала и вихревой камеры сгорания с пересечением осью симметрии воздушного канала оси симметрии впускного клапана со стороны выхода воздушного канала в полость вихревой камеры сгорания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в вихрекамерных двигателях с воспламенением от сжатия.

Известен вихрекамерный дизель, содержащий поршень с камерой сгорания, цилиндр, головку цилиндра с впускными и выпускными клапанами, вихревую камеру сгорания в головке цилиндра, соединительный канал между полостью вихревой камеры сгорания и полостью надпоршневого пространства в цилиндре, форсунку (см. авторское свидетельство СССР N 909243, кл. F 02 B 23/00).

Основными недостатками вышеописанного вихрекамерного дизеля являются низкая экономичность вследствие отсутствия очистки вихревой камеры сгорания от остаточных газов и отсутствие возможностей для конвертации на альтернативные газообразные виды топлива.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности (прототипом) является вихрекамерный дизель, содержащий поршень с камерой сгорания, цилиндр, головку цилиндра с впускными и выпускными каналами и клапанами, направляющими и втулками клапанов, вихревую камеру сгорания в головке цилиндра, соединительный канал между полостью вихревой камеры сгорания и полостью подпоршневого пространства в цилиндре, дополнительный впускной клапан, расположенный в головке цилиндра и имеющий вход в вихревую камеру сгорания (см. патент США N 4323039).

Недостатками этого вихрекамерного дизеля являются отсутствие возможностей конвертации на альтернативные газообразные виды топлива и воздействия на рабочий процесс для улучшения мощностно-экономических параметров дизеля и экологических показателей продуктов сгорания, т.к. механизм подачи газообразного топлива в вихревую камеру сгорания не предусмотрен, а также сложность конструкции привода дополнительного впускного клапана и монтажа клапана при сборке и повышенная трудоемкость изготовления головки цилиндра из-за необходимости ее дополнительной обработки для получения седла дополнительного спускного клапана.

Сущность изобретения заключается в том, что известный вихрекамерный дизель, содержащий поршень с камерой сгорания, цилиндр, головку цилиндра с впускными и выпускными каналами и клапанами, направляющими и втулками клапанов, вихревую камеру сгорания в головке цилиндра, соединительный канал между полостями вихревой камеры сгорания и надпоршневого пространства в цилиндре, снабжен диффузором, имеющим трубку для подвода газов с обратным подпружиненным клапаном и установленным в воздушном канале, соединяющем полости впускного канала и вихревой камеры сгорания с пересечением осью симметрии воздушного канала оси симметрии впускного клапана, со стороны выхода воздушного канала в полость вихревой камеры сгорания.

Техническим результатом является обеспечение возможностей конвертации вихрекамерного дизеля на все газообразные виды топлива и улучшение мощностно-экономических параметров дизеля, экологических показателей токсичности продуктов сгорания путем воздействия на рабочий процесс в соответствии с назначением дизеля.

Таким образом, введение в вихрекамерный дизель диффузора, имеющего трубку для подвода газов с обратным подпружиненным клапаном и установленным в воздушном канале, соединяющем полости впускного канала и вихревой камеры сгорания, со стороны выхода воздушного канала в полость вихревой камеры, позволяет организовать не только очистку полости вихревой камеры сгорания, но и ее продувку газообразным топливом в период впуска воздушного заряда, а также позволяет изменять состав рабочего тела. Состав рабочего тела может быть изменен следующим образом: путем дополнительной подачи газообразного топлива к традиционному углеводородному, что обогащает состав рабочего тела и позволяет повысить мощностно-экономические параметры дизеля, или путем частичного замещения традиционного углеводородного топлива альтернативным газообразным топливом, или путем подачи дополнительного окислителя для обеднения рабочего тела и получения лучших экологических показателей токсичности продуктов сгорания.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором представлен поперечный разрез вихрекамерного дизеля по оси цилиндров.

Вихрекамерный дизель содержит цилиндр 1, поршень 2 с камерой сгорания 3, головку цилиндров 4 с впускным каналом 5 и выпускным каналом (не показан). Впускной клапан 6 имеет направляющую 7, на которой выполнена кольцевая проточка 8, расположенная при положении закрытого впускного клапана 6 выше сквозного поперечного окна 9, выполненного во втулке 10 впускного клапана 6. В головке цилиндров 4 выполнен воздушный канал 11, пересекающийся осью симметрии с осью симметрии впускного клапана 6. В выточку воздушного канала 11, со стороны выхода в полость вихревой камеры 12 вставлен диффузор 13, оснащенный трубкой 14 для подвода газов с обратным подпружиненным клапаном 15. Форсунка 16 имеет выход в полость вихревой камеры 12. Полость вихревой камеры 12 соединена каналом 17 с надпоршневой полостью и полостью камеры сгорания 3.

Работа вихрекамерного дизеля осуществляется следующим образом. На такте впуска при движении поршня 2 к нижней мертвой точке впускной клапан 6 открыт, и при этом кольцевая проточка 8 совпадает со сквозным поперечным окном 9 во втулке 10. В надпоршневой полости, камере сгорания 3 и вихревой камере 12 наблюдается разряжение. Воздушный заряд проходит из впускного канала 5 по воздушному каналу 11, через диффузор 13 в полость вихревой камеры сгорания 12, а затем через канал 17 - в надпоршневое пространство. При этом клапан 15 открывается, и из трубки 14 поступает газ. Газовоздушной смесью заполняются вихревая камера 12 и надпоршневое пространство.

На такте сжатия в полостях камеры сгорания 3 и вихревой камеры 12 сосредоточена газовоздушная смесь, воспламенение которой осуществляется впрыском малой дозы топлива через форсунку 16. Клапан 15 перекрывается давлением в пространстве сжатия. На такте расширения давлением он удерживается в закрытом состоянии и открывается лишь на такте наполнения.

Такое выполнение вихрекамерного дизеля обеспечивает конвертацию его на все виды газового топлива и позволяет в соответствии с назначением дизеля улучшить его мощностно-экономические параметры и экологические показатели токсичности продуктов сгорания.