RU2044897C1 - Internal combustion engine - Google Patents
Internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2044897C1 RU2044897C1 SU925049954A SU5049954A RU2044897C1 RU 2044897 C1 RU2044897 C1 RU 2044897C1 SU 925049954 A SU925049954 A SU 925049954A SU 5049954 A SU5049954 A SU 5049954A RU 2044897 C1 RU2044897 C1 RU 2044897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- space
- displacer
- ignition
- nozzle
- combustion chamber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, конкретно к поршневым двигателям внутреннего сгорания с форкамерно-факельным зажиганием. The invention relates to mechanical engineering, specifically to reciprocating internal combustion engines with a pre-ignition torch ignition.
Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра, в которой выполнены основная камера сгорания и форкамера, состоящая из полости впрыскивания с форсункой и из полости зажигания со свечой. Две упомянутые полости разделены между собой посредством клапана, а полость зажигания форкамеры связана с основной камерой сгорания сопловым каналом. A known internal combustion engine comprising a cylinder with a piston disposed therein, a cylinder head in which a main combustion chamber and a prechamber are made, consisting of an injection cavity with a nozzle and an ignition cavity with a candle. The two said cavities are separated by a valve, and the ignition cavity of the prechamber is connected to the main combustion chamber by a nozzle channel.
Известный двигатель сложен по конструкции и в нем трудно осуществить эффективный процесс в широком диапазоне рабочих режимов. The known engine is complex in design and it is difficult to implement an effective process in a wide range of operating modes.
Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным в нем поршнем, основную камеру сгорания, впускной канал, сообщенный с основной камерой сгорания через впускной клапан, и форкамеру, расположенную в головке цилиндра и состоящую из полости впрыскивания с форсункой и из полости зажигания со свечой. Полость зажигания соединена с основной камерой сгорания сопловым каналом. Между ним и впускным каналом в головке цилиндра выполнен вытеснитель. Ось распылителя форсунки расположена на прямой, пересекающей обе полости форкамеры и боковую поверхность упомянутого соплового канала вблизи от места его сопряжения со стенкой полости зажигания. В вертикальной плоскости ось распылителя форсунки расположена внутри отрицательного угла (измеряемого по часовой стрелке), образованного между торцевой поверхностью вытеснителя и осью свечи зажигания. A known internal combustion engine comprising a cylinder with a piston disposed therein, a main combustion chamber, an inlet channel in communication with the main combustion chamber through an inlet valve, and a prechamber located in the cylinder head and consisting of an injection cavity with a nozzle and an ignition cavity with a candle. The ignition cavity is connected to the main combustion chamber by a nozzle channel. A displacer is made between it and the inlet channel in the cylinder head. The nozzle atomizer axis is located on a straight line intersecting both cavity of the prechamber and the side surface of the said nozzle channel close to its interface with the wall of the ignition cavity. In the vertical plane, the axis of the nozzle atomizer is located inside the negative angle (measured clockwise) formed between the end surface of the displacer and the axis of the spark plug.
В процессе впуска в цилиндр двигателя поступает бедная смесь или только воздух, а в форкамеру богатая смесь, часть которой через сопловый канал попадает в цилиндр и, перемешиваясь с бедной цилиндровой смесью, образует смесь промежуточного состава. Последняя, поступая в процессе сжатия в форкамеру, обедняет богатую смесь. Переобеднение форкамерной смеси к моменту зажигания в ней обуславливает недостаточно эффективное протекание процесса сгорания в двигателе и как следствие увеличение расхода топлива и токсичности выхлопа. Принятое в известном двигателе расположение оси распылителя форсунки (при использовании одной форсунки на цилиндр) дополнительно затрудняет достижение оптимального распределения топлива в цилиндре и форкамере при различных режимах работы. Повышение расхода топлива через форсунку приводит к увеличению расслоения заряда, что отрицательно влияет на эффективные показатели двигателя и токсичность отработавших газов. During the intake process, the lean mixture enters the engine cylinder or only air, and the rich mixture enters the prechamber, part of which enters the cylinder through the nozzle channel and, mixed with the lean cylinder mixture, forms an intermediate mixture. The latter, entering the prechamber during compression, impoverishes the rich mixture. The depletion of the prechamber mixture at the time of ignition in it causes an insufficiently efficient combustion process in the engine and, as a result, an increase in fuel consumption and exhaust toxicity. The axis of the nozzle atomizer adopted in the known engine (when using one nozzle per cylinder) further complicates the achievement of the optimal distribution of fuel in the cylinder and the prechamber under various operating conditions. An increase in fuel consumption through the nozzle leads to an increase in stratification of the charge, which negatively affects the effective performance of the engine and the toxicity of exhaust gases.
Задачей изобретения является повышение топливной экономичности двигателя при снижении выбросов токсичных веществ с отработавшими газами. The objective of the invention is to increase the fuel efficiency of the engine while reducing emissions of toxic substances with exhaust gases.
Эта задача решается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем цилиндр с размещенным в нем поршнем, основную камеру сгорания, впускной канал, сообщенный с основной камерой сгорания через впускной клапан, и форкамеру, расположенную в головке цилиндра и состоящую из полости впрыскивания с форсункой и из полости зажигания со свечой, расположенная в головке цилиндра основная камера сгорания со стороны ее боковой стенки ограничена вытеснителем, в теле которого выполнена упомянутая полость зажигания с торцом, открытым в щелевой объем, образуемый между днищем поршня и обращенной к нему торцевой поверхностью вытеснителя при положении поршня в верхней мертвой точке. This problem is solved in that in an internal combustion engine containing a cylinder with a piston disposed therein, a main combustion chamber, an inlet channel in communication with the main combustion chamber through an inlet valve, and a pre-chamber located in the cylinder head and consisting of an injection cavity with an nozzle and from the ignition cavity with a candle, the main combustion chamber located in the cylinder head on the side of its side wall is limited by a displacer, in the body of which the aforementioned ignition cavity is made with an end face open in the slotted volume em formed between the piston bottom and the end surface of the displacer facing it when the piston is at top dead center.
Ось распылителя форсунки расположена на прямой, проходящей через упомянутый открытый в щелевой объем торец полости зажигания. Ось распылителя форсунки в вертикальной плоскости расположена внутри положительного угла, образованного между торцевой поверхностью вытеснителя и осью свечи зажигания. The axis of the nozzle atomizer is located on a straight line passing through the mentioned end face of the ignition cavity, which is open in the slit volume. The axis of the nozzle atomizer in a vertical plane is located inside the positive angle formed between the end surface of the displacer and the axis of the spark plug.
При таком выполнении двигателя в процессе сжатия в полости зажигания образуется легковоспламеняемая смесь оптимального состава, после воспламенения которой факел продуктов сгорания выбрасывается через щелевой объем, поджигая смесь во всем объеме камеры сгорания. Благодаря повышению эффективности сгорания в двигателе достигается повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов. With this embodiment of the engine, during compression in the ignition cavity a flammable mixture of optimal composition is formed, after ignition of which the torch of combustion products is ejected through the slit volume, igniting the mixture in the entire volume of the combustion chamber. By increasing the efficiency of combustion in the engine, an increase in fuel efficiency and a reduction in toxicity of exhaust gases are achieved.
На фиг. 1 показан предлагаемый двигатель внутреннего сгорания (при впуске), поперечный разрез; на фиг.2 то же, фрагмент; на фиг.3 двигатель при положении поршня в конце такта сжатия, поперечный разрез. In FIG. 1 shows the proposed internal combustion engine (at the inlet), cross section; figure 2 is the same fragment; figure 3 engine with the position of the piston at the end of the compression stroke, cross section.
Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнем 2 и головку 3 цилиндра с расположенными в ней основной камерой сгорания 4, форкамерой 5 и впускным каналом 6, сообщенным с основной камерой сгорания 4 через впускной клапан 7. Форкамера 5 состоит из полости впрыскивания 8, в стенку которой ввернута форсунка 9 с распылителем 10, и полости зажигания 11, в стенку которой ввернута свеча зажигания 12. Основная камера сгорания 4 со стороны ее боковой стенки 13 (боковая стенка 13 расположена со стороны форкамеры 5) ограничена вытеснителем 14, в теле которого выполнена упомянутая полость зажигания 11 с торцом 15, открытым в щелевой объем 16, образуемый между днищем 17 поршня 2 и обращенной к нему и совпадающей с торцом 15 полости 11 торцевой поверхностью вытеснителя 14 при положении поршня в верхней мертвой точке. Ось 18 распылителя 10 форсунки 9 расположена на прямой, проходящей через обе полости 8 и 11 и через торец 15 полости 11 в щелевой объем 16. Ось 18 в вертикальной плоскости расположена внутри положительного угла (измеряемого против часовой стрелки), образованного между торцевой поверхностью 15 вытеснителя 14 и осью 19 свечи зажигания 12. Отношение объема VВПР полости 8 к общему объему Vф форкамеры 5 1 > > где ε сте пеньсжатия двигателя. Двигатель снабжен также выпускным клапаном, через который камера сгорания 4 сообщена с выпускным каналом.The engine comprises a cylinder 1 with a piston 2 and a
Предлагаемый двигатель работает следующим образом. Из впускного канала 6 через открытый впускной клапан 7 в цилиндр 1 поступает чистый воздух. При впуске из распылителя 10 форсунки 9 впрыскивается топливо, которое, частично задерживаясь в полости впрыскивания 8 и в полости зажигания 11, подается непосредственно в цилиндр, где в процессе впуска и сжатия происходит его испарение и смешение с зарядом цилиндра 1, образуя цилиндровую смесь. При этом в зоне вытеснителя 14, расположенной под полостью 11, создается зона обогащения. В процессе сжатия смесь из упомянутой зоны направленным потоком поступает в форкамеру 5, вытесняя остаточные от предыдущего цикла газы, и полость 8, образуя легковоспламеняемую смесь в полости зажигания 11. При этом свеча зажигания 12 оказывается вне траектории основного потока отработавших газов. В конце такта сжатия смесь в форкамере 5 поджигается свечой зажигания 12. В это время поршень 2 подходит к вытеснителю 14 и образует щелевой объем 16, через который факел продуктов сгорания смеси оптимального состава из форкамеры 5 воспламеняет смесь во всем объеме камеры сгорания 4. При соблюдении неравенства 1 > > обеспечивается возмож- ность эффективной очистки при сжатии полости зажигания 11 от остаточных газов и эффективного зажигания в форкамере 5.The proposed engine operates as follows. From the
Таким образом, благодаря выполнению полости зажигания 11 открытой в щелевой объем 16 в зоне вытеснителя 14, а также принятому расположению форсунки и свечи зажигания обеспечивается при использовании одной форсунки на цилиндр эффективное протекание процесса сгорания и как следствие этого уменьшение расхода топлива двигателем и токсичности отработавших газов. Thus, due to the implementation of the
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU925049954A RU2044897C1 (en) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU925049954A RU2044897C1 (en) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | Internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2044897C1 true RU2044897C1 (en) | 1995-09-27 |
Family
ID=21608145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU925049954A RU2044897C1 (en) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | Internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2044897C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2598120C2 (en) * | 2014-12-29 | 2016-09-20 | Сергей Михайлович Шепёлкин | Method of operating internal combustion engines with combustion chambers having displacers |
-
1992
- 1992-06-29 RU SU925049954A patent/RU2044897C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 4232638, кл. 123-260, опублик. 1980. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2598120C2 (en) * | 2014-12-29 | 2016-09-20 | Сергей Михайлович Шепёлкин | Method of operating internal combustion engines with combustion chambers having displacers |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4124000A (en) | Mixed cycle stratified charge engine with ignition antechamber | |
US4071001A (en) | Stratified combustion engine with prechamber | |
US4359027A (en) | Two-cycle internal combustion engine having high swirl combustion chamber | |
US5203298A (en) | Pre-combustion chamber for internal combustion engine | |
AU2004288198A1 (en) | System and method for improving ignitability of dilute combustion mixtures | |
US4126106A (en) | Mixed cycle internal combustion engine | |
RU2044897C1 (en) | Internal combustion engine | |
GB2108581A (en) | Fuel injection stratified charge internal combustion engine | |
US4020817A (en) | Internal combustion engine | |
JP3150481B2 (en) | Spark ignition gas internal combustion engine | |
RU2041366C1 (en) | Internal combustion engine | |
US4036187A (en) | Clean spark ignition internal combustion engine | |
RU2080460C1 (en) | Method of operating of internal combustion engine | |
RU2038493C1 (en) | Internal combustion engine | |
SU886758A3 (en) | Internal combustion engine | |
RU2200869C2 (en) | Fuel injection nozzle with prechamber | |
SU710527A3 (en) | Internal combustion engine | |
RU2089737C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2201512C2 (en) | Internal combustion engine and method of its operation | |
JP2004108225A (en) | Combustion control device in compression ignition type internal combustion engine | |
RU2069772C1 (en) | Internal combustion engine | |
KR100227905B1 (en) | Structure of combustion chamber for direct injection typed internal combustion engines | |
KR200174491Y1 (en) | The structure of combustion chamber for automotive engines | |
SU1451301A1 (en) | Gaseous-fuel i.c. engine | |
SU1201540A1 (en) | Internal combustion engine |