Спосіб визначення місця встановлення свічки запалювання в двигуні з безпосереднім вприскуванням палива і розшаруванням заряду

Спосіб визначення місця встановлення свічки запалювання в двигуні з безпосереднім вприскуванням палива і розшаруванням заряду, що вклю чає камеру згорання, утворену розточкою у головці циліндра і днищем поршня, свічку запалювання, який відрізняється тим, що при роботі двигуна на потужнісних режимах періодично контролюють поверхню днища поршня і визначають ділянку руйнації останнього детонацією по викришуванню матеріалу, що є результатом детонаційного згорання сконцентрованої над даною ділянкою поршня зміщеної зони збагаченої паливом паливоповітряної суміші, і потім установлюють свічку запалювання в головці циліндра таким чином, щоб и електроди розташовувалися в цій зоні Винахід відноситься до області двигунобудування стосовно двигунів з іскровим запалюванням і стосується форм і устрою повітряних камер - камер згорання В даний час у зв'яжу з проблемою економії нафтових палив і зниження викидів токсичних речовин із газами, що відпрацювали, автомобільним транспортом, зокрема двигунами з іскровим запалюванням, збільшилася КІЛЬКІСТЬ досліджень по розробці двигунів із безпосереднім вприскуванням бензину в циліндр, як найбільш ефективного засобу подальшого поліпшення показників даного типу двигунів При здійсненні безпосереднього вприскування бензину в циліндр двигуна, має місце нерівномірний розподіл палива в об'ємі камери згорання - розшарування заряду, що з однієї сторони дозволяє використовувати цей ефект для поліпшення показників двигуна , а з іншого боку - є причиною виникнення детонації при роботі двигуна на потужних режимах, що стримує широке використання розшарування заряду в двигунах з іскровим запалюванням рування заряду значно вищі, через відсутність клапанів у ГОЛІВЦІ циліндра, що дозволяє виконати камеру згорання необхідної форми і сорочки водяного охолодження на циліндрі двигуна, що дозволяє установити форсунку в СТІНЦІ циліндра За прототип, що заявляється, моторного способу визначення місця встановлення СВІЧІ запалювання в двигуні з безпосереднім вприскуванням палива і розшаруванням заряду прийнятий розрахунково-експериментальний метод визначення конструктивних параметрів камери згорання в гоЛІВЦІ циліндра і двигуна в цілому, що був використаний при конструюванні двигуна ВІДПОВІДНО ДО патенту РФ [2] Даний метод передбачає визначення розрахунковим шляхом швидкості переміщення повітряного заряду в камері згорання при різноманітній частоті обертання колін валу двигуна і закону випару палива при різноманітному розмірі циклової подачі, розрахунок геометричного співвідношення елементів конструкції двигуна й уточнення деяких параметрів, наприклад, геометрії факела і фаз подачі палива, у процесі експериментальних досліджень двигуна Дані розрахункові й експериментальні дослідження проводилися за умови встановлення СВІЧІ запалювання при вершині камери згорання, що прийнято з досвіду проектування камер згорання двигунів працюючих на гомогенних сумішах [3] Поєднання конструктивних і регульованих параметрів даного двигуна з безпосереднім вприскуванням палива забезпечує необхідне розшарування заряду для бездетонаційної У чотиритактних двигунах можливості організації керованого розшарування заряду [1] за рахунок зміни форми камери згорання обмежені наявністю клапанів у ГОЛІВЦІ циліндрів, що не дозволяє здійснити глибоке розшарування заряду У цьому випадку, для запобігання появи детонації в двигуні використовують високооктановий бензин У двотактних двигунах із кривошипно-камерним продуванням можливості організації керованого розша 1 (О 61497 роботи двигуна не тільки на бензині, але і на низьв об'ємі камери згорання, робота двигуна по нако октанових сортах палив таких як гас і дизельне вантажувальних характеристиках, при рівні розвипаливо [4] ваючої потужності 0,6 Ne m a x і вище супроводжується детонацією Недолік прототипу полягає в тому, що виконання заявлених геометричних співвідношень для Поява детонації свідчить про утворення самобездетонаційної роботи двотактних двигунів із стійного детонаційного осередку запалення паликривошипно-камерним продуванням відповідає во-повітряної суміші під впливом тиску, який підвизначеній конструкції циліндра двигуна, зокрема з вищується, і температури в камері згорання після двома продувними вікнами, що являється окремим подачі іскри Це можливо у випадку наявності в випадком При використанні рекомендацій протооб'ємі камери згорання зони паливо-повітряної типу на двигуні з циліндром який має три продувсуміші збагаченого паливом складу, в якій передних вікна декілька змінюється напрямок і швидполум'яні реакції окислювання палива, його запакість прямування продувних потоків, що змінить лення і формування фронту полум'я проходять умови сумішоутворення в камері згорання двигуна швидше, чим у зоні паливо-повітряної суміші СВІЧІ Поряд із цим може виявитися, що установити фозапалювання, що знаходиться біля електродів рсунку в необхідне положення неможливо, через СВІЧІ запалення [5] Через 25-30 хв роботи двигуна особливості конструкції двигуна й в іншому полоз детонацією на поверхні днища поршня з'являженні форсунка буде забезпечувати інший розпоється ділянка з викришуванням матеріалу поршняділ палива в камері згорання, що також викликає ПІТТІНГОМ [6], що свідчить про перебування осередпорушення механізму розшарування і призведе до ку детонаційного запалення і згорання над даною появи детонації ділянкою поверхні днища поршня При подальшій роботі двигуна з детонацією в даному МІСЦІ днища Задача винаходу що заявляється полягає в утвориться наскрізний отвір-поршень прогорає розробці способу досягнення бездетонаційної роботи двигунів з іскровим запалюванням при безпоМоторний спосіб, що заявляється, ресередньому вприскуванні палива і розшаруванні алізований на двигуні поданому на фігурі і містить заряду циліндр 1 у який встановлено поршень 2 із днищем 3, голівку циліндра 4 із витискачем 5 і розточПоставлена задача вирішується в такий спосіб кою 6, яка при ПІДХОДІ поршня 2 до ВМГ утворює - при проведенні ІСПИТІВ двигуна з безпосереднім разом із днищем 3 камеру згорання 7, свічу запавприскуванням палива і розшаруванням заряду, лювання 8 установлену при вершині камери згощо включає камеру згорання, утворену розточкою рання 7, форсунку 9 подачі палива, встановлену в у ГОЛІВЦІ циліндра і днищем поршня, свічу запалюСТІНЦІ циліндра 1 вання встановлену в геометричному центрі камери згорання і появі детонації на потужностних режиМоторний спосіб визначення місця встановмах, що пов'язано зі зміщенням зони багатої палилення СВІЧІ запалювання в двигуні з безпосереднім во-повітряної суміші від електродів СВІЧІ запалювприскуванням палива і розшаруванням заряду вання в момент іскроутворення - ВІДПОВІДНО винаполягає в наступному при переміщенні поршня 2 ходу періодично контролюють поверхню днища до ВМТ форсункою 9 встановленої в СТІНЦІ циліндпоршня і по викришуванню матеріалу поршня вира 1 здійснюють подачу палива в камеру згорання значають ділянку руйнації останнього детонацією, 7 на поверхню розточки 6 голівки циліндра 4 у зону що є слідством детонаційного некерованого вибуА Паливо випаровується з гарячої поверхні розтохового згорання сконцентрованої над даною ділячки б і повітряним потоком, що виходить з під винкою поршня зміщеної зони збагаченої паливом тискача 5 і днища 3 при ПІДХОДІ поршня 2 до ВМГ, паливо-повітряної суміші і потім установлюють захоплюється в обертальний рух (на фігурі покасвічу запалювання в ГОЛІВЦІ циліндра таким чином, зано стрілкою) в об'ємі камери згорання 7 і запащоб и електроди розташовувалися в цій зоні люється свічею запалення 8 наприкінці такту стиску На потужностних режимах тільки з'явиться деФункціональне призначення сукупності ознак тонація двигуну дають попрацювати 25-30 хв що заявляються забезпечить узгодження полоЗОВНІШНІМ проявом детонації є різкий металевий ження зони паливо-повітряної суміші збагаченого стукіт, який супроводжує роботу двигуна й посискладу біля електродів СВІЧІ запалювання в молюється по мірі збільшення потужності, що розвимент іскроутворення, що виключить детонацію при вається Внутрішнім проявом детонації є - спочатроботі двигуна на потужностних режимах ку викришування матеріалу поршня 2 у зоні утвоПри проведенні подальших експериментальрення осередку детонації, потім наступає руйнація них досліджень двигуна з безпосереднім вприскупоршня При візуальному контролі днища 3 поршванням палива і розшаруванням заряду, при збеня 2 при знятій ГОЛІВЦІ циліндра 4 визначають реженні геометричних параметрів ВІДПОВІДНО ДО ділянку днища поршня в якій з'явилося викришупрототипу, на двигуні була використана форсунка вання матеріалу - ділянка В що відповідає згоранз вузьким факелом, що забезпечує подачу палива ню над ним зони II хмари паливо-повітряної суміші на поверхню розточки в ГОЛІВЦІ циліндра й утвобільш багатої паливом, у порівнянні з зоною І парення при цьому плями палива приблизно постійливо-повітряної суміші, що знаходиться біля елекної площі, але з різноманітною товщиною плівки, тродів СВІЧІ запалювання 8 у момент що змінюється в залежності від розміру циклової іскроутворення Отже, при установці СВІЧІ запалюподачі Паливо, випаровуючись із поверхні плівки, вання 8 у положення СВІЧІ запалювання о досязахоплюється повітряним потоком і рухається в гається необхідна ВІДПОВІДНІСТЬ між складом об'ємі камери згорання у виді хмари При даному суміші біля електродів СВІЧІ запалювання і моменспособі сумішоутворення, коли вся циклова податом іскроутворення ча палива до моменту іскроутворення знаходиться 61497 Використання моторного способу визначення місця встановлення СВІЧІ запалювання в двигунах із безпосереднім вприскуванням палива і розшаруванням заряду дозволить на етапі доведення конструкції і робочого процесу двигунів усунути детонацію тільки за рахунок зміни місця установки СВІЧІ запалювання, що варто вважати самим економічним способом з погляду витрати часу і засобів Також результати експериментальних досліджень, отримані при використанні моторного способу, що заявляється, по визначенню зон із збагаченим складом паливо-повітряної суміші, дозволять уточнити існуючі і розробити нові математичні моделі, які описують механізм розшарування заряду в двигунах із різноманітними формами камер згорання й особливостями сумішоутворення 1 Автомобильные двигатели Под ред Ховаха М С М Машиностроение, 1977 -с 117 2 Патент РФ №2038493 Дьяченко В Т , Мотлохов А В и др Двигатель внутреннего сгорания 3 Автомобильные двигатели Под ред Ховаха М С М Машиностроение, 1977 -с 117 4 Мотлохов А В Выбор типа и параметров системы топливоподачи для бензиновых двигателей с внутренним смесеобразованием Автореф дисс канд техн наук / Харьков ХИИТ 1993 20с 5 Автомобильные двигатели Под ред Ховаха М С, «Машиностроение, 1977 - с 120 6 Воинов А Н Сгорание в быстроходных поршневых двигателях - М Машиностроение, 1977 -с 183 Джерела інформації Комп'ютерна верстка Л Ціхановська Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119