Камера згоряння двигуна внутрішнього згоряння

Винахід відноситься до області автомобілебудування, а конкретно до двигуна внутрішнього згорання примусовим запалюванням. Відома камера згоряння, яка являється найближчим аналогом до пропонованого [Я.М. Вайсман, В.И. Горенков „Автомобиль Жигули", Москва „Транспорт", 1982г.; Б.В. Ершов, М.А. Юрченко „Легковые автомобили ВАЗ, Издательское объединение «Вища школа» Главное издательство, Киев 1975г.] Ця камера згоряння ДВЗ створена торцевою поверхнею поршня з поршневим пальцем та виїмкою в головці циліндрів, в якій розташована запальна свічка з іскровим проміжком. При пробої іскрового проміжку запальної свічки, фронт полум'я починає поширюватися в паливній суміші камери згоряння від іскрового проміжку в усі боки з однаковою швидкістю. Оскільки тиск за фронтом полум'я на порядок вищий від початкового тиску робочої суміші то, при взаємодії фронту полум'я з торцевою поверхнею поршня, деякий момент на частину торцевої поверхні поршня з боку іскрового проміжку діє ударне навантаження, яке (внаслідок повороту поршня на поршневому пальці) призводить до удару по поверхні циліндра верхньою кромкою юбки поршня спочатку в сторону іскрового проміжку (а нижньою кромкою юбки в протилежному напрямку), а потім (в результаті „віддачі" і вирівнювання тиску по всій поверхні поршня) в протилежному напрямку. Таке явище відбувається при кожному запалюванні робочої суміші в камері згоряння і воно є причиною зносу в виді овалу поверхні циліндрів відомих ДВЗ з примусовим запалюванням. Це, в свою чергу, призводить до падіння компресії (оскільки поршневі кільця не можуть щільно прилягати до овального контуру циліндра) і, як наслідок, падіння потужності двигуна, зайвого споживання двигуном паливного і мастильного матеріалу, проведення періодичного ремонту поршневої групи. Це значний недолік відомих камер згоряння. Задачею винаходу є збереження в процесі експлуатації двигуна максимальної потужності, споживання паливного і мастильного матеріалу на рівні нового двигуна, відсутність в потребі ремонту поршневої групи, за рахунок ліквідації овальності в циліндрах. Поставлена задача вирішується шляхом встановлення запальної свічки в камері згоряння таким чином, що іскровий проміжок є в площині, яка проходить через вісь поршневого пальця і перпендикулярна до площини торцевої поверхні поршня. Конструкція запропонованої камери згоряння ДВЗ показана на кресленні, де 1 -камера згоряння, 2 - виїмка головки циліндрів, 3 - запальна свічка, 4 - іскровий проміжок запальної свічки, 5 - поршень, 6 - поршневий палець, А-А' - вісь поршневого пальця, Б-Б' - площина, що походить через вісь поршневого пальця і перпендикулярна до площини торцевої поверхні поршня. В такій конструкції камери згоряння, при розповсюдженні фронту полум'я по камері згоряння від іскрового проміжку (його поширення в камері згоряння відображують сферичні концентричні поверхні, на кресленні показані в перерізі) його взаємодія з поршнем не призводить до удару останнього в бокову поверхню циліндра (оскільки навантаження на поршень іде симетрично відносно вісі поршневого пальця) а значить не виникає зносу поверхні циліндра у виді овалу. При цьому, в процесі роботи ДВЗ, знос поверхні циліндра проходить концентрично (як знос поршневих кілець). Це забезпечує щільне прилягання поршневих кілець до поверхні циліндра. За таких обставин компресія, а значить і потужність двигуна в процесі експлуатації ДВЗ, зберігають максимальне значення. Споживання бензину і мастильного матеріалу в процесі експлуатації двигуна з такою конструкцією камери згоряння весь час залишається на рівні як у нового двигуна. Капітальний ремонт поршневої групи двигуна (котрий для автомобіля „Жигулі", як правило проводять через 100-150тис. км. пробігу) стає непотрібним. На автомобілі ВАЗ-21063, який пройшов капітальний ремонт після 98тис. км. пробігу, був ініційований такий характер розповсюдження фронту полум'я в камері ДВЗ, при якому його взаємодія з поршнем не призводить до удару останнього в бокову поверхню циліндра і проведені випробування. Перед випробуваннями компресія в кожному циліндрі складала 10кг/см2 (таке значення компресії пов'язане з тим, що в двигуні були встановлені поршні з вибіркою під клапани, що призвело до збільшення, відносно штатної конструкції, об'єму камери згоряння і, як наслідок, зменшення значення компресії). Максимальна швидкість автомобіля склала 145км/год. Через кожні 10тис. км. пробігу автомобіля вимірювалась компресія в кожному циліндрі і контролювалась максимальна швидкість автомобіля. До 70тис. км. пробігу як компресія в циліндрах так і максимальна швидкість автомобіля залишилася абсолютно без змін. Після цього в 2-му циліндрі була відновлена штатна робота камери згоряння. Через 15тис. км. пробігу після цього (85тис. км.) компресія в цьому циліндрі знизилася на 1кг/см2 (9кг/см2) при абсолютно незмінних її значеннях у 1,3 та 4-му циліндрах (10кг/см2 як і раніше). Максимальна швидкість автомобіля стає 142км/год. Після 85тис. км. пробігу у 2-му циліндрі знову була відновлення робота камери згоряння як в 1,3 та 4-му циліндрах. На даний момент автомобіль пройшов 92тис. км. пробігу. Як і раніше компресія в 1,3,4-му циліндрах складає 10 кг/см2, в 2-му циліндрі - 9кг/см2. Максимальна швидкість автомобіля - 142км/год. За весь час, випробувань споживання бензину на 100км. проїзду складало 8.6л., по трасі - 7.4¸7.6л. При цьому ні разу не виникло потреби доливати в двигун мастильний матеріал. Заміна матеріалу проводилася через 7-8тис. км. пробігу, (використовувався далеко не кращий мастильний матеріал Лада-Люкс). Всі випробування проводилися на бензині А-76. Випробування продовжуються для визначення величини пробігу автомобіля до капітального ремонту двигуна.