RU2576088C1 - Internal combustion engine and igniter - Google Patents
Internal combustion engine and igniter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2576088C1 RU2576088C1 RU2015100737/06A RU2015100737A RU2576088C1 RU 2576088 C1 RU2576088 C1 RU 2576088C1 RU 2015100737/06 A RU2015100737/06 A RU 2015100737/06A RU 2015100737 A RU2015100737 A RU 2015100737A RU 2576088 C1 RU2576088 C1 RU 2576088C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- spark plug
- cylinder
- ignition
- 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
Группа изобретений относится к свечам зажигания, в частности к улучшенной свече зажигания, которая способна значительно улучшить эффективность распространения искры зажигания и эффективность сжигания топлива при использовании в двигателях внутреннего сгорания - ДВС - как карбюраторных, так и инжекторных и дизельных, а также в роторных двигателях, газопоршневых и других типах двигателей и в энергетических установках.The group of inventions relates to spark plugs, in particular to an improved spark plug, which can significantly improve the efficiency of distribution of the spark and the efficiency of fuel combustion when used in internal combustion engines - ICEs - both carburetor and injection and diesel, as well as in rotary engines, gas piston and other types of engines and in power plants.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Обычно боковой заземленный электрод свечи зажигания изогнут и имеет L-образную форму, будучи перпендикулярным к направлению осевого центрального электрода так, чтобы поперечное сечение разрядной части, так называемой «минифоркамеры», обращенной к осевому центральному электроду, было прямоугольным.Usually, the lateral grounded electrode of the spark plug is bent and L-shaped, being perpendicular to the direction of the axial central electrode so that the cross section of the discharge part, the so-called “minicamera” facing the axial central electrode, is rectangular.
Когда возникает искровой разряд свечи зажигания, искра появляется между осевым центральным электродом и концевой разрядной частью заземленного электрода, расположенной ниже осевого центрального электрода. Газовая смесь в искровом промежутке, сформированном этими электродами, воспламеняется за счет искры так, что сжатая газовая смесь воспламеняется сначала в «минифоркамере» между электродами, а потом горизонтально истекающий факел воспламеняет остальную ТВС. В обычных конструкциях высокое давление газа, вызванное воспламенением, может быть заблокировано концевой разрядной частью так, что эффект распространения горения на воздушно-топливную газовую смесь в камере сгорания является недостаточно хорошим. А запуск двигателя при отрицательных температурах вообще вызывает затруднение из-за охлаждения воспламеняющего факела от холодных металлических частей головки цилиндра.When a spark discharge occurs, the spark appears between the axial central electrode and the end discharge part of the grounded electrode located below the axial central electrode. The gas mixture in the spark gap formed by these electrodes is ignited by the spark so that the compressed gas mixture is ignited first in the "minicamera" between the electrodes, and then the horizontally expiring torch ignites the rest of the fuel assembly. In conventional designs, the high gas pressure caused by ignition can be blocked by the end discharge part so that the effect of the propagation of combustion on the air-fuel gas mixture in the combustion chamber is not good enough. And starting the engine at low temperatures generally causes difficulty due to the cooling of the flaming flame from the cold metal parts of the cylinder head.
Когда остаточный углерод (продукт неполного сгорания топливовоздушной смеси - ТВС) остается в искровом промежутке между электродами, то углерод может накапливаться и изменяться от фазы частиц до фазы соединения на поверхностях электродов так, что между электродами может возникнуть короткое замыкание. В таком состоянии, даже при подаче напряжения, искра может не возникать, что ведет к серьезным проблемам вплоть до остановки двигателя или выпуску топливовоздушной смеси через выхлопную трубу без сгорания. Когда несгоревшая газовая смесь выпускается в выхлопную трубу, часто проявляется эффект обратной вспышки, при этом проявляется аварийный эффект и снижается эффективность сгорания. Выход из строя одного из нескольких цилиндров может длительное время оставаться без внимания, что приведет к поломке двигателя из-за дисбаланса роторных частей.When the residual carbon (the product of incomplete combustion of the fuel-air mixture - FA) remains in the spark gap between the electrodes, carbon can accumulate and change from the phase of the particles to the phase of the connection on the surfaces of the electrodes so that a short circuit can occur between the electrodes. In this state, even when voltage is applied, a spark may not occur, which leads to serious problems up to stopping the engine or releasing the air-fuel mixture through the exhaust pipe without combustion. When an unburned gas mixture is discharged into the exhaust pipe, a reverse flash effect is often manifested, with an emergency effect and a reduced combustion efficiency. Failure of one of several cylinders can remain unattended for a long time, which will lead to engine failure due to imbalance of rotor parts.
Во время работы ДВС из-за коррозии могут появиться трещина на конце осевого центрального электрода, что приводит к возникновению критического повреждения. Срок службы свечи зажигания может снизиться из-за такого дефектаDuring the operation of the internal combustion engine, a crack may appear at the end of the axial central electrode due to corrosion, which leads to critical damage. Spark plug life may be reduced due to such a defect.
Известна свеча зажигания по патенту РФ на изобретение №2366053, МПК H01T 13/20, опубл. 27.08.2009 г. Эта свеча зажигания содержит центральный электрод и боковой электрод цилиндрической формы, между ними образуется «минифоркамера». Искровой разряд осуществляется на цилиндрическую стенку, а выход продуктов сгорания осуществляется в кольцевой зазор.Known spark plug according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2366053, IPC
Недостатки этой свечи - возможное засорение кольцевого зазора из-за отложения твердых частиц продуктов сгорания на обоих электродах, особенно при работе на обогащенной смеси.The disadvantages of this candle are the possible clogging of the annular gap due to the deposition of solid particles of combustion products on both electrodes, especially when working on an enriched mixture.
Известна свеча зажигания по патенту РФ на изобретение №2366052, МПК H01T 13/00, опубл. 27.08.2009 г. Эта свеча содержит центральный электрод и Г-образный боковой электрод, плоскость которого скручена по длине для создания вихревого движения продуктов сгорания.Known spark plug according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2366052, IPC
Недостаток - плохой запуск двигателя при отрицательных температурах.The disadvantage is poor engine starting at low temperatures.
Известна свеча зажигания по патенту РФ на изобретение №2360342, МПК H01T 13/54, опубл. 27.06.2009 г. Known spark plug according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2360342, IPC
Эта свеча содержит центральный и боковой электроды и две форкамеры, установленные последовательно.This candle contains a central and side electrodes and two prechambers mounted in series.
Недостатки: конструктивная сложность свечи, ее большие осевые габариты и высокая стоимость.Disadvantages: constructive complexity of the candle, its large axial dimensions and high cost.
Известно, что для бесперебойной работы свечи зажигания нижняя часть изолятора (тепловой конус) должна иметь температуру примерно 500-600°C. При температуре ниже указанной на свече образуется слой нагара и она начинает работать с перебоями. Недостаточная температура нагрева изолятора и электродов свечи особенно сильно проявляется при запуске холодного двигателя в условиях отрицательных температур, когда пары топлива частично конденсируются и надежность воспламенения смеси обусловлена не только ее ионизацией, но и нагревом прилегающего к электродам объема газа. Для повышения надежности работы системы зажигания в условиях отрицательных температур применяют свечи с принудительным электроподогревом.It is known that for the trouble-free operation of the spark plug, the lower part of the insulator (thermal cone) should have a temperature of about 500-600 ° C. At a temperature lower than indicated on the candle, a layer of soot forms and it begins to work intermittently. The insufficient heating temperature of the insulator and the spark plug electrodes is especially pronounced when the cold engine starts at negative temperatures, when the fuel vapor partially condenses and the ignition reliability of the mixture is due not only to its ionization, but also to the heating of the gas volume adjacent to the electrodes. To increase the reliability of the ignition system in conditions of negative temperatures, candles with forced electric heating are used.
Известна, например, свеча зажигания, содержащая металлический корпус, изолятор и нагревательный элемент, размещенный в кольцевой проточке, выполненной на боковой стенке изолятора, в его части, закрытой корпусом по А. Св. СССР №1802382, МПК H01T 13/00, опубл. 1993 г. Known, for example, a spark plug containing a metal housing, an insulator and a heating element placed in an annular groove made on the side wall of the insulator, in its part, closed by a housing according to A. St. USSR No. 1802382, IPC
Недостатком такой конструкции является то, что нагревательный элемент может быть встроен в свечу только при ее изготовлении. Однако актуальной является также задача модернизации уже изготовленных свечей.The disadvantage of this design is that the heating element can be integrated into the candle only during its manufacture. However, the urgent task is the modernization of already made candles.
Известна свеча зажигания, содержащая «минифоркамеру» по патенту РФ на изобретение №2356145, МПК H01T 13/20, опубл. 20.05.2009 г. Known spark plug containing "miniformer" according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2356145, IPC
Эта свеча зажигания содержит осевой центральный электрод для искрового разряда и боковой заземленный электрод, находящийся напротив осевого центрального электрода относительно искрового промежутка, с круглой частью в плане, имеющей центральное круглое отверстие, выполненное на разрядном конце бокового округлого электрода. При этом свеча зажигания включает множество спиральных выступов, которые выступают из внутренней стороны круглой части в направлении центрального круглого отверстия так, чтобы сформировать турбулентный поток в газовой смеси, когда газ, сжатый во время хода сжатия, подается в искровой промежуток через центральное круглое отверстие. Техническим результатом является улучшение эффективности распространения искры за счет обеспечения лучшего смешивания в искровом промежутке между электродами, обеспечение функции генерации турбулентного потока, а также увеличение силы воспламенения.This spark plug contains an axial central electrode for a spark discharge and a side grounded electrode opposite the axial central electrode relative to the spark gap, with a circular portion in plan having a central circular hole formed at the discharge end of the lateral rounded electrode. In this case, the spark plug includes a plurality of spiral projections that protrude from the inner side of the circular part in the direction of the central circular opening so as to form a turbulent flow in the gas mixture when gas compressed during the compression stroke is supplied into the spark gap through the central circular opening. The technical result is to improve the efficiency of spark propagation by providing better mixing in the spark gap between the electrodes, providing a function of generating a turbulent flow, and also increasing the ignition force.
Недостатки этого устройства: низкая эффективность искрового разряда, обусловленная несоответствием формы, размером и взаимным расположением электродов, оптимальным для электрического разряда в газовом промежутке. Недостатком является то, что площадь центрального отверстия выполнена меньше площади поперечного сечения центрального электрода. Это дает несколько отрицательных результатов. Закручивающее устройство мало эффективно и не выполняет своей функции по двум причинам:The disadvantages of this device are the low efficiency of the spark discharge due to the mismatch of the shape, size and relative position of the electrodes, which is optimal for an electric discharge in the gas gap. The disadvantage is that the area of the Central hole is made smaller than the cross-sectional area of the Central electrode. This gives several negative results. The twisting device is not very effective and does not perform its function for two reasons:
- средства закрутки имеют очень маленькую высоту (из-за небольшого диаметра отверстия) и, располагаясь в пределах пограничного слоя потока, не влияют на характер движения основной массы потока, истекающего из отверстия,- spinning means have a very small height (due to the small diameter of the hole) and, being located within the boundary layer of the stream, do not affect the nature of the movement of the bulk of the stream flowing from the hole,
- закрутка осуществляется в горизонтальной плоскости, что не способствует внедрению факела в значительный объем камеры сгорания цилиндра ДВС, который обычно располагается ниже свечи.- the spin is carried out in a horizontal plane, which does not contribute to the introduction of the torch into a significant volume of the combustion chamber of the internal combustion engine cylinder, which is usually located below the candle.
Кроме того, этому техническому решению присущи еще несколько недостатков:In addition, this technical solution has several more disadvantages:
- отверстие малого диаметра легче забивается продуктами неполного сгорания ТВС,- a small diameter hole is more easily clogged by products of incomplete combustion of fuel assemblies,
- отверстие выполняет роль выходного сопла «минифоркамекры» и при малой площади отверстия мощность факела незначительная и не может обеспечить запуск ДВС при отрицательных температурах. Роль второго сопла выполняют боковые зазоры между центральным и боковым электродами, но истекающие из них вдоль головки непрогретого цилиндра продукты сгорания резко охлаждаются и не могут воспламенить весь объем камеры сгорания цилиндра. Традиционно применяемый способ запуска с обогащением ТВС приводит к перерасходу топлива, износу поршневой системы ДВС и к отложению копоти па электродах.- the hole acts as the output nozzle of the “mini-camera” and with a small area of the hole the torch power is insignificant and cannot ensure the start of the internal combustion engine at low temperatures. The role of the second nozzle is played by the lateral gaps between the central and side electrodes, but the combustion products flowing out along the head of the unheated cylinder are sharply cooled and cannot ignite the entire volume of the combustion chamber of the cylinder. The traditionally used method of starting with fuel assembly enrichment leads to excessive fuel consumption, wear of the internal combustion engine piston system and to soot deposition on the electrodes.
Известен воспламенитель по патенту РФ на изобретение №2169885, МПК F23Q 9/00, опубл. 27.06.2001 г. Known igniter according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2169885, IPC
Признаки, общие с предложенным техническим решением: корпус форкамеры, полость воспламенения и отверстия подачи ТВС в форкамеру и выброса факела.Signs common with the proposed technical solution: prechamber housing, ignition cavity and fuel supply holes in the prechamber and torch discharge.
Недостатки прототипа: большие габариты, вес и конструктивная сложность из-за наличия большого количества деталей. В то же время при уменьшении габаритов форкамеры она не будет выполнять своей основной функции - надежно воспламенять ТС (топливовоздушную смесь.).The disadvantages of the prototype: large dimensions, weight and structural complexity due to the presence of a large number of parts. At the same time, with a decrease in the size of the prechamber, it will not fulfill its main function - to reliably ignite the vehicle (air-fuel mixture.).
Известна форкамера ДВС по св. РФ на полезную модель №60635, МПК F02D 19/10, опубл. 27.01.2007 г. Known pre-chamber ICE for St. RF for utility model No. 60635, IPC F02D 19/10, publ. 01/27/2007
Вихревая форкамера двигателя внутреннего сгорания по этому патенту содержит цилиндрический корпус с наружной и внутренней резьбами, внутренней полостью, нижним отверстием и боковыми факельными каналами, при этом боковые факельные каналы имеют три угла отклонения в пространстве форкамеры. Нижнее и боковые отверстия расположены на коническом днище.The vortex prechamber of an internal combustion engine according to this patent comprises a cylindrical body with external and internal threads, an internal cavity, a lower hole and side flare channels, while the side flare channels have three deflection angles in the chamber chamber. The lower and side openings are located on a conical bottom.
Недостаток - низкая эффективность форкамеры вследствие того, что суммарная площадь отверстий меньше площади поперечного сечения камеры воспламенения. Это приводит к дросселированию при заполнении камеры ТВС и уменьшению ее дозы и мощности факелов воспламенения. Увеличение площади отверстий технически не осуществимо из-за того, что это приведет к выступанию конического днища внутрь цилиндра двигателя внутреннего сгорания.The disadvantage is the low efficiency of the prechamber due to the fact that the total area of the holes is less than the cross-sectional area of the ignition chamber. This leads to throttling when filling the fuel assembly chamber and reducing its dose and the power of the ignition torches. The increase in the area of the holes is not technically feasible due to the fact that this will lead to the protrusion of the conical bottom inside the cylinder of the internal combustion engine.
Известна форкамера ДВС по патенту РФ на полезную модель №30396, МПК F02B 19/00, опубл. 27.06.2003 г. Known pre-chamber ICE according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 30396, IPC F02B 19/00, publ. 06/27/2003
Форкамера двигателя внутреннего сгорания содержит полость (камеру воспламенения), осевой факельный канал и боковые факельные каналы, выполненные под углом к продольной оси, боковые факельные каналы в плане выполнены под углом к радиусам, проходящим через ось форкамеры, и расположены на коническом днище. Коническое днище имеет большой угол при вершине от 60 до 90 град., т.к при малых углах его длина будет велика и возможно задевание поршня в верхней мертвой точке. Так как длина конического днища ограничена, то ограничено и количество отверстий и их площадь. Кроме того, углы установки всех боковых отверстий одинаковые, что ограничивает диаметр общего воспламеняющего факела. Эффект закрутки недостаточен, так как объем форкамеры составляет менее 1% от объема цилиндра ДВС и весь объем ТВС в полости цилиндра невозможно закрутить.The prechamber of the internal combustion engine contains a cavity (ignition chamber), an axial flare channel and side flare channels made at an angle to the longitudinal axis, side flare channels in plan are made at an angle to the radii passing through the axis of the prechamber and are located on a conical bottom. The conical bottom has a large angle at the apex from 60 to 90 degrees, because at small angles its length will be large and it is possible to touch the piston at top dead center. Since the length of the conical bottom is limited, both the number of holes and their area are limited. In addition, the installation angles of all side holes are the same, which limits the diameter of the total flammable flame. The twist effect is insufficient, since the volume of the prechamber is less than 1% of the volume of the engine cylinder and the entire volume of the fuel assembly in the cylinder cavity cannot be twisted.
Недостаток этого технического решения: низкая эффективность форкамеры вследствие того, что суммарная площадь отверстий меньше площади поперечного сечения камеры воспламенения. Это приводит к дросселированию при заполнении камеры ТВС и уменьшению ее дозы и, как следствие, мощности факелов воспламенения.The disadvantage of this technical solution is the low efficiency of the prechamber due to the fact that the total area of the holes is less than the cross-sectional area of the ignition chamber. This leads to throttling when filling the fuel assembly chamber and reducing its dose and, as a consequence, the power of the ignition torches.
Известна форкамера ДВС по патенту РФ на полезную модель №16, МПК F02B 19/16, опубл. 25.06.1994 г. Known pre-chamber ICE according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 16, IPC F02B 19/16, publ. 06/25/1994
Выносная форкамера для двигателя внутреннего сгорания с движущимся потоком топлива на воздушной смеси, содержащая корпус, полость со свечой зажигания и переходной канал, отличающаяся тем, что в сопло переходного канала помещена пластина-завихритель, закрученная на угол поворота (1/2)*пи - (2/3)*пи рад (90-120°).A remote prechamber for an internal combustion engine with a moving fuel flow in an air mixture, comprising a housing, a cavity with a spark plug and a transition channel, characterized in that a swirl plate is placed in the transition channel nozzle, twisted by an angle of rotation (1/2) * pi - (2/3) * pi rad (90-120 °).
Недостаток - сложность конструкции, ненадежное воспламенение ТВС из-за малой мощности воспламеняющего факела.The disadvantage is the design complexity, unreliable ignition of the fuel assembly due to the low power of the igniting torch.
Известны двигатель внутреннего сгорания и воспламенитель по патенту JP №2011038465, МПК F02B 19/12, опубл. 24.02.2011 г. - прототип.Known internal combustion engine and igniter according to patent JP No. 20111038465,
Двигатель внутреннего сгорания содержит по меньшей мере один цилиндр с поршнем, головку цилиндров с системой впуска топливовоздушной смеси с по меньшей мере одним впускным клапаном и систему выпуска с по меньшей мере одним выпускным клапаном и воспламенитель, содержащий в свою очередь свечу зажигания, форкамеру и средство закрутки для закрутки потока топливовоздушной смеси вдоль оси цилиндра в камере сгорания между головкой цилиндра и поршнем, 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.The internal combustion engine comprises at least one cylinder with a piston, a cylinder head with an air-fuel mixture intake system with at least one intake valve, and an exhaust system with at least one exhaust valve and an ignitor, which in turn contains an ignition plug, a pre-chamber and a twisting means for swirling the flow of the air-fuel mixture along the axis of the cylinder in the combustion chamber between the cylinder head and the piston, while the swirling means is made in the form of a prechamber having a housing with an inlet in which the spark plug is screwed in, and outlet openings made tangentially on the inside of the housing.
Недостатки - те же, в первую очередь, малая мощность воспламенителя из-за ограниченной площади выходных отверстий и низкой энергетики закручивания потока ТВС в камере.Disadvantages - the same, first of all, the low power of the igniter due to the limited area of the outlet openings and the low energy of twisting the fuel assembly flow in the chamber.
Задачей создания изобретения является создание простого воспламенителя малых габаритов, обеспечивающего более надежное зажигание при запуске ДВС, особенно при низких температурах, более полное сгорание ТВС и надежность.The objective of the invention is to create a simple small-sized igniter that provides more reliable ignition when starting an internal combustion engine, especially at low temperatures, more complete combustion of fuel assemblies and reliability.
Достигнутый технический результат - увеличение мощности воспламеняющей струи и ее воспламеняющего эффекта.Achieved technical result is an increase in the power of the igniting jet and its igniting effect.
Решение указанных задач достигнуто в двигателе внутреннего сгорания, содержащем по меньшей мере один цилиндр с поршнем, головку цилиндров с впускным и выпускным клапанами и воспламенитель, содержащий свечу зажигания, средство закрутки для закрутки потока топливовоздушной смеси вдоль оси цилиндра в камере сгорания между головкой цилиндров и поршнем, 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, отличающемся тем, что по меньшей мере часть выходных отверстий выполнена в форме щелей.The solution to these problems was achieved in an internal combustion engine containing at least one cylinder with a piston, a cylinder head with inlet and outlet valves and an igniter containing an spark plug, a spinning means for swirling the flow of air-fuel mixture along the cylinder axis in the combustion chamber between the cylinder head and the piston wherein the twist means is made in the form of a prechamber having a housing with an inlet in which a spark plug is screwed in and outlet openings made tangentially on the inside nney body portion, characterized in that at least part of the outlets is in the form of slits.
Решение указанных задач достигнуто в воспламенителе, содержащем свечу зажигания и форкамеру, имеющую корпус с внутренней полостью, входное отверстие для установки свечи зажигания в переходной части корпуса, внутреннюю часть корпуса с выходными отверстиями в нем, отличающемся тем, что по меньшей мере часть выходных отверстий выполнена в форме щелей.The solution of these problems was achieved in an igniter containing a spark plug and a prechamber having a housing with an internal cavity, an inlet for installing a spark plug in the transitional part of the housing, the inner part of the housing with outlet openings in it, characterized in that at least part of the outlet openings in the form of crevices.
Щели могут быть образованы прямоугольными пластинами. Щели могут быть образованы обтекаемыми профилями. Щели могут быть выполнены во внутренней части корпуса. Щели могут быть выполнены радиальными. В центральной части внутренней части корпуса может быть выполнен обтекатель. Вдоль оси симметрии обтекателя может быть выполнено осевое отверстие. Свеча зажигания может быть выполнена лазерной.Slots may be formed by rectangular plates. Slots can be formed by streamlined profiles. Slots may be provided in the interior of the housing. Slots can be made radial. A fairing may be provided in the central part of the inner part of the housing. An axial hole may be made along the axis of symmetry of the fairing. The spark plug can be made laser.
Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг. 1…9, гдеThe invention is illustrated in the drawings of FIG. 1 ... 9, where
- на фиг. 1 представлен воспламенитель в сборе,- in FIG. 1 shows an igniter assembly,
- на фиг. 2 приведен корпус форкамеры в сборе,- in FIG. 2 shows the housing of the prechamber assembly,
- на фиг. 3 приведен разрез А-А,- in FIG. 3 shows a section aa,
- на фиг. 4 приведена вторая деталь форкамеры,- in FIG. 4 shows the second part of the prechamber,
- на фиг. 5 приведен вариант второй детали с пластинами,- in FIG. 5 shows a variant of the second part with plates,
- на фиг. 6 приведен вариант второй детали с обтекаемыми профилями,- in FIG. 6 shows a variant of the second part with streamlined profiles,
- на фиг. 7 приведен вариант устройства с нижней частью форкамеры в форме части сферы,- in FIG. 7 shows a variant of the device with the lower part of the prechamber in the form of part of a sphere,
- на фиг. 8 приведен разрез С-С,- in FIG. 8 shows a section CC
- на фиг. 9 приведен вариант устройства с нижней частью форкамеры в форме части эллипсоида вращения,- in FIG. 9 shows a variant of the device with the lower part of the prechamber in the form of a part of an ellipsoid of revolution,
ДВС (фиг. 1…9) содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с поршнем 2, головку цилиндров 3, прокладку 4.ICE (Fig. 1 ... 9) contains at least one
Кроме того, в головке цилиндров 3 установлена свеча зажигания 5 и форкамера 6, которая состоит из двух частей - переходной 7 с резьбовым отверстием 8 для установки свечи зажигания 5 и внутренней части 9, содержащей цилиндрическую часть 10 и внутренний корпус 11 (по отношению к цилиндру). На цилиндрической части 10 выполнена внешняя резьба 12 для вворачивания форкамеры 6 в головку цилиндров 3. Внутри цилиндрической части 10 выполнена камера воспламенения 13. Во внутреннем корпусе 11 выполнена дополнительная камера 14, которая сообщается с камерой воспламенения 13 форкамеры 6. Внутренний корпус 11 имеет днище 15, на котором выполнены отверстия 16.In addition, a
Это позволило значительно увеличить поперечные размеры форкамеры 6, не увеличивая ее осевых габаритов, особенно части, выступающей внутрь цилиндра 1. В свою очередь, это позволило выполнить общую площадь отверстий 16 больше площади поперечного сечения полости воспламенения 15.This made it possible to significantly increase the transverse dimensions of the
Кроме того, на торце 17 поршня 2 выполнено углубление 18 для размещения в нем закручивающих ТВС в момент зажигания вихрей в камере сгорания 19. Камера сгорания 19 образована внутри цилиндра 1 между поршнем 2 и головкой цилиндра 3.In addition, a
Отверстия 16 (все или только их часть) могут быть образованы пластинами 20 (фиг. 5) или обтекаемыми профилями 21 (фиг. 6).Holes 16 (all or only part of them) can be formed by plates 20 (Fig. 5) or streamlined profiles 21 (Fig. 6).
В центральной части внутренней части 9 форкамеры 6 выполнен обтекатель 22, в центре которого вдоль оси симметрии О1-О1 может быть выполнено осевое отверстие 23 (фиг. 7 и 8).In the central part of the
Внутренняя часть 9 может быть выполнена в форме части сферы (фиг. 7 и 8) или в форме части эллипсоида вращения (фиг. 9).The
РАБОТА ДВСICE OPERATION
При работе ДВС и воспламенителя, входящего в составе ДВС (фиг. 1…9), в состав которого входит воспламенитель, после впрыска ТВС (топливовоздушной смеси) большая ее часть попадает в камеру сгорания 19, ее меньшая часть (от 1% до 10%) через отверстия 16 попадает в дополнительную камеру 14 и в камеру воспламенения 13.During operation of the internal combustion engine and the igniter, which is part of the internal combustion engine (Fig. 1 ... 9), which includes the igniter, after injection of the fuel assembly (air-fuel mixture), most of it enters the
В цикле «рабочий ход» продукты сгорания предварительно воспламеняются свечой зажигания 1 в камере воспламенения 13, потом продукты неполного сгорания, имеющие очень высокую температуру, проходят в дополнительную камеру 14, где ТВС полностью сгорает и с огромной скоростью выбрасываются из дополнительной камеры 14 через отверстия 16 в полость камеры сгорания 19 цилиндра 1 ДВС и воспламеняют весь заряд ТВС, имеющийся в ней. При этом за счет того, что общая площадь отверстий 16 больше, чем площадь поперечного сечения цилиндрической части 10 камеры воспламенения 13, отверстия 16 не дросселируют поток ТВС при его поступлении в дополнительную камеру 14 и камеру воспламенения 13. Вследствие этого объем заряда ТВС в этих камерах возрастает. В цикле рабочий ход из-за большей общей площади отверстий 16 по сравнению с прототипом мощность воспламеняющего факела (факелов) возрастает. Большие поперечные габариты дополнительной камеры 14 позволяют разместить на ней максимальное количество отверстий 16 большой площади при минимальном выступании форкамеры 6 внутрь цилиндра 1 ДВС.In the “stroke” cycle, the combustion products are preliminarily ignited by the
Выполнение отверстий 16 в форме щелей и выемки 18 в поршне позволит произвести закрутку большей массы ТВС.The implementation of the
Такая организация процесса воспламенения ТВС обеспечит 100% воспламенение даже в самых плохих условиях при низкой температуре и высокой влажности. Также этот подход может быть применен на двигателях, работающих на криогенных топливах: водороде и сжиженном природном газе. Для воспламенения криогенного топлива, имеющего очень низкую температуру, не понадобится значительно увеличивать мощность свечи зажигания. Особенно хорошо этот эффект будет проявляться на двигателях большой мощности.Such an organization of the fuel assembly ignition process will provide 100% ignition even in the worst conditions at low temperature and high humidity. Also, this approach can be applied on engines operating on cryogenic fuels: hydrogen and liquefied natural gas. To ignite a cryogenic fuel having a very low temperature, it is not necessary to significantly increase the power of the spark plug. This effect will be especially good on high power engines.
Реализовать эти принципы в любых других форкамерах невозможно, так как, имея большие поперечные габариты нижней части форкамеры, нельзя осуществить сборку ДВС.It is impossible to implement these principles in any other prechambers, since having large transverse dimensions of the lower part of the prechamber, it is impossible to assemble the ICE.
В итоге применение группы изобретений позволит:As a result, the use of a group of inventions will allow:
- уменьшить осевые габаритные размеры форкамеры,- reduce the axial overall dimensions of the prechamber,
- упростить конструкцию системы зажигания за счет уменьшения числа деталей при объединении свечи зажигания и форкамеры,- to simplify the design of the ignition system by reducing the number of parts when combining the spark plug and prechamber,
- повысить мощность воспламеняющего факела и тем самым улучшить воспламенение ТВС,- increase the power of the igniting torch and thereby improve the ignition of the fuel assembly,
- улучшить зажигание при запуске непрогретого двигателя, особенно при отрицательных температурах, за счет подогрева центрального электрода,- improve ignition when starting an unheated engine, especially at low temperatures, by heating the central electrode,
- уменьшить расход топлива за счет его более полного сгорания, обеспеченного более четким воспламенением ТВС в камере сгорания ДВС мощным факелом форкамеры,- reduce fuel consumption due to its more complete combustion, provided more accurate ignition of the fuel assemblies in the combustion chamber of the internal combustion engine with a powerful torch pre-chamber,
- снизить эмиссию вредных веществ вследствие полного сгорания топлива,- reduce emissions of harmful substances due to complete combustion of fuel,
- увеличить ресурс работы свечи за счет очистки от копоти ее электродов,- increase the life of the candle due to the cleaning of soot from its electrodes,
- значительно увеличить ресурс свеч и исключить обгорание их электродов.- significantly increase the life of the candles and eliminate the burning of their electrodes.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015100737/06A RU2576088C1 (en) | 2015-01-12 | 2015-01-12 | Internal combustion engine and igniter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015100737/06A RU2576088C1 (en) | 2015-01-12 | 2015-01-12 | Internal combustion engine and igniter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2576088C1 true RU2576088C1 (en) | 2016-02-27 |
Family
ID=55435597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015100737/06A RU2576088C1 (en) | 2015-01-12 | 2015-01-12 | Internal combustion engine and igniter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2576088C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2675643C2 (en) * | 2016-05-04 | 2018-12-21 | Валерий Моисеевич Арутюнов | Detonation combustion chamber of fuel (options) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1320115A (en) * | 1919-10-28 | Flame-projector spark-plug | ||
| US4114568A (en) * | 1977-04-06 | 1978-09-19 | Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine with an auxiliary chamber |
| US4174679A (en) * | 1976-05-27 | 1979-11-20 | Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine with a subsidiary combustion chamber |
| US4176649A (en) * | 1976-05-10 | 1979-12-04 | Toyota Motor Company, Ltd. | Emission control |
| US4332224A (en) * | 1977-04-09 | 1982-06-01 | Robert Bosch Gmbh | Internal combustion engine with a main combustion chamber and an ignition chamber |
| JP2011038465A (en) * | 2009-08-10 | 2011-02-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Auxiliary chamber structure of auxiliary chamber type internal combustion engine |
| RU2531834C1 (en) * | 2014-01-10 | 2014-10-27 | Николай Борисович Болотин | Prechamber of internal combustion engine |
-
2015
- 2015-01-12 RU RU2015100737/06A patent/RU2576088C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1320115A (en) * | 1919-10-28 | Flame-projector spark-plug | ||
| US4176649A (en) * | 1976-05-10 | 1979-12-04 | Toyota Motor Company, Ltd. | Emission control |
| US4174679A (en) * | 1976-05-27 | 1979-11-20 | Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine with a subsidiary combustion chamber |
| US4114568A (en) * | 1977-04-06 | 1978-09-19 | Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine with an auxiliary chamber |
| US4332224A (en) * | 1977-04-09 | 1982-06-01 | Robert Bosch Gmbh | Internal combustion engine with a main combustion chamber and an ignition chamber |
| JP2011038465A (en) * | 2009-08-10 | 2011-02-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Auxiliary chamber structure of auxiliary chamber type internal combustion engine |
| RU2531834C1 (en) * | 2014-01-10 | 2014-10-27 | Николай Борисович Болотин | Prechamber of internal combustion engine |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2675643C2 (en) * | 2016-05-04 | 2018-12-21 | Валерий Моисеевич Арутюнов | Detonation combustion chamber of fuel (options) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2576691C1 (en) | Igniter | |
| US4218992A (en) | Externally ignited internal combustion engine | |
| US9739192B2 (en) | Fuel combustion system, nozzle for prechamber assembly with curved orifices, and method of making same | |
| CN109441643B (en) | Micro-turbojet engine and ignition device for combustion chamber of gas turbine | |
| US12000329B2 (en) | Assemblies for engines | |
| CN114439600A (en) | Pre-chamber assembly | |
| RU2576088C1 (en) | Internal combustion engine and igniter | |
| RU2545012C1 (en) | Igniter of internal combustion engine | |
| CN116771486A (en) | Pre-combustion chamber igniter, methanol engine and cold start control method thereof | |
| RU2531834C1 (en) | Prechamber of internal combustion engine | |
| RU2563561C2 (en) | Internal combustion engine and igniter | |
| RU2574697C1 (en) | Internal combustion engine and igniter | |
| RU2574191C1 (en) | Internal combustion engine igniter | |
| RU2468220C2 (en) | Internal combustion engine | |
| RU147897U1 (en) | TORCH IGNITION CANDLE | |
| RU2574189C1 (en) | Laser igniter | |
| RU2542710C1 (en) | Igniter | |
| RU138895U1 (en) | CANDLE CANDLE | |
| RU2645363C1 (en) | Laser igniter | |
| CN210326485U (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
| US20240271559A1 (en) | Assemblies for engines | |
| RU2310764C1 (en) | Swirl prevombustion chamber of internal cobustion engine | |
| RU2643880C1 (en) | Laser igniter | |
| RU2634972C1 (en) | Laser spark plug | |
| CN220151434U (en) | Pre-ignition device and rotor engine adopting same |