камера сгорания поршневого двигателя

Формула изобретения

Камера сгорания поршневого двигателя (КС), образованная поверхностью днища поршня и поверхностью головки цилиндра, представляющей форму усеченного конуса с полусферой в его вершине, имеющая большой и малый впускные каналы с клапанами, выпускной канал с клапаном и свечу зажигания, отличающаяся тем, что на днище поршня соосно с цилиндром выполнен цилиндрический выступ, а между конусной поверхностью и полусферой головки цилиндра выполнен цилиндрический поясок высотой 1...2 мм, охватывающий верхнюю часть выступа поршня при положении поршня вблизи верхней мертвой точки и временно разделяющий КС на две полости: свечную полость полусферической формы и бессвечную кольцевую полость клиновой формы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к камерам сгорания (КС), разделенным на две или более частей, а также с КС, имеющим особую форму для улучшения рабочего процесса.

Известна камера сгорания двигателя (прототип), разделенная выступом в головке на две полости (RU №2164301, кл. F 02 В 23/00, 2001 г.). Однако конструктивная форма этой камеры сгорания не позволяет организовать рабочий процесс двигателя с расслоенным зарядом, который имеет более высокие экономические и антидетонационные показатели.

Задачей изобретения является улучшение антидетонационных и экономических показателей поршневого двигателя за счет организации рабочего процесса с расслоенным зарядом в двухполостной КС с двухстадийным процессом горения.

Для пояснения изобретения представлен чертеж камеры сгорания.

Камера сгорания поршневого двигателя образована поверхностью днища поршня 1 и поверхностью головки цилиндра 2, имеющей форму усеченного конуса с полусферой в вершине. КС имеет свечу зажигания 5, большой и малый впускной каналы с клапанами 3, 4 и выпускной канал с клапаном 6. Напротив большого впускного и выпускного клапанов в днище поршня выполнены выемки. Отличие КС состоит в том, что на днище поршня соосно с цилиндром выполнен цилиндрический выступ, а между конусной поверхностью и полусферой головки цилиндра выполнен цилиндрический поясок высотой h. При положении поршня вблизи верхней мертвой точки цилиндрический поясок охватывает верхнюю часть цилиндрического выступа поршня и временно разделяет КС на две полости: свечную центральную полость «А» полусферической формы и бессвечную кольцевую полость «В» клиновой формы.

Камера сгорания имеет хорошо обтекаемые поверхности. При создании в процессе впуска направленного вихря его интенсивность будет сохраняться при сжатии, в результате чего будет иметь место расслоение заряда на богатую смесь в центре цилиндра и бедную смесь у его стенок. Это расслоение можно увеличить путем наполнения цилиндра богатой смесью через малый впускной канал и бедной смесью через большой канал. Таким образом, к началу разделения камеры сгорания в центральной полости будет создана богатая смесь, а в кольцевой полости - бедная.

С момента зажигания от искры богатой смеси начинается первая стадия сгорания. Она протекает в центральной полусферической полости, в то время как в кольцевой полости продолжается сжатие и затем расширение без сгорания.

Вторая стадия сгорания начинается с момента объединения полостей. Интенсивность ее будет зависеть от скорости истечения горящей богатой смеси, которая в свою очередь будет зависеть от длительности перекрытия полостей. Длительность перекрытия полостей не должна превышать величины, при которой начинается понижение давления в свечной полости и определяется высотой цилиндрического пояска h. Чем больше этот конструктивный параметр, тем больше будет перепад давлений газов между полостями к началу их объединения, тем выше будет скорость истечения горящей смеси, и тем интенсивнее будет протекать вторая стадия сгорания. Для традиционных конструкций поршневых двигателей на режимах полных нагрузок высота пояска, равная 1...2 мм, практически обеспечит критическое отношение давлений между полстями к моменту их объединения и создаст условия закритического истечения горящей смеси.

В предложенной КС можно осуществить рабочий процесс с расслоенным зарядом, сохранив его преимущества и устранив недостатки форкамерного процесса. В результате можно получить высокие экономические и антидетонационные показатели поршневого двигателя.