Дизель з безпосереднім вприскуванням палива

Дизель з безпосереднім вприскуванням палива, що має основну та допоміжну камери згоряння, розташовані в поршні або в головці циліндрів, з'єднуючий камери канал, тангенціально розташований відносно допоміжної камери згоряння, вста Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до двигунобудування, а саме до виконання камер згоряння двигунів внутрішнього згоряння з самозапалюванням від стиску - дизелів, що мають камеру згоряння розміщену в поршні або головці циліндрів Сучасні форсовані двигуни, описані у довіднику "Топливная аппаратура автотракторных дизелей, справочник, Файнлейб Б Н, Л Машиностроение 1990г, 352с" мають, головним чином, безпосереднє вприскування палива в камеру згоряння циліндричної форми, розміщену у поршні на осі циліндра, та форсунку з чотирма розпилюючими отворами, розташовану у двоклапанній головці циліндрів з певним зміщенням від осі циліндра Для поліпшення змішування палива з повітряним зарядом такі двигуни мають пристрої для надання заряду обертального руху навколо осі циліндра та й певної швидкості Головними перевагами таких камер згоряння є нескладність конструкцій невеликі теплові витрати внаслідок малих поверхонь охолодження, відсутність витрат на перетікання газів з великою швидкістю, добрі властивості щодо запуску дизеля Переваги дизелів з такими камерами згоряння забезпечуються також досить високими показниками потужності та паливної економічності, надійністю головок циліндрів у найбільш теплонапружених місцях міжклапанних перемичок новлену у головку циліндрів на одній осі з основною камерою згоряння форсунку з багатодірчатим розпилювачем, який відрізняється тим, що основна і допоміжна камери згоряння виконані у вигляді кількох відкритих з боку днища поршня циліндричних пустот однакової глибини, з'єднуючий камери канал виконано на глибину камер також відкритим з боку днища поршня, а площа перерізу каналу більша не менш як на 10% за площу циліндричної поверхні, утвореної довжиною окружності основної камери згоряння та розміром щілини між днищами поршня та головки циліндрів при положенні поршня у верхній мертвій точці в КІНЦІ такту стиску Недоліками дизелів з безпосереднім вприскуванням палива є великі значення максимального тиску згоряння та швидкості зростання тиску при згорянні, значний рівень шуму, труднощі з наданням повітряному заряду обертального руху навколо осі циліндра певної швидкості, а також підвищені значення викидів шкідливих речовин системи випуску та димності відпрацьованих газів внаслідок того, що у кінцевій фазі горіння змішування робочої суміш з незайманим киснем повітряного заряду в циліндрі значно зменшується Існує засіб поліпшити показники дизеля щодо значень максимального тиску згоряння, швидкості зростання тиску при згорянні та викидів шкідливих речовин без надання повітряному заряду обертального руху навколо осі циліндра, як це пропонується, наприклад, у авторському СВІДОЦТВІ № 848715 від 23 03 81 р Поліпшення показників пропонується за рахунок застосування допоміжної камери згоряння, розміщеної в поршні у вигляді трьох кульових пустот, з'єднаних циліндричними каналами з основною камерою згоряння Канали розміщені тангенціально відносно кульових пустот, об'єм всіх пустот дорівнює 16 20% об'єму основної камери згоряння, а відношення діаметра кожної пустоти до діаметра з'єднуючого каналу виконано так, що дорівнює 4 5 Після загоряння палива в основній камері зго О (О со Ю ю 54536 діаметром окружності основної камери згоряння та розміром щілини між днищами поршня та головки циліндрів при положенні поршня у верхній мертвій точці в КІНЦІ такту стиску, що сприяє перетіканню робочої суміші після самозапалювання не в щілину між днищами поршня та головки циліндрів по окружності основної камери, а головним чином в допоміжну камеру і утворює інтенсивний обертальний рух робочої суміші у ДОПОМІЖНІЙ камері згоряння Функціональним призначенням сукупності визначених ознак є спрощення виготовлення допоміжної камери згоряння та поліпшення процесу горіння в період догоряння робочої суміші за рахунок надання без зайвих витрат обертального руху робочій суміші та послідовного постачання до неї незайманого кисню повітряного заряду в ДОПОМІЖНІЙ камері згоряння, завдяки цьому - зменшення викидів шкідливих речовин системи випуску та димності відпрацьованих газів без погіршення показників питомої витрати палива дизелів На фіг 1 показана основна та допоміжна камери згоряння, розташовані в поршні дизеля На фіг 2вид зверху на основну та допоміжну камери згоряння, розташовані в поршні, положення багатодірчастого розпилювача форсунки, його паливних струменів відносно основної камери згоряння та напрямок руху робочої суміші, утвореної після самозапалювання горючої суміші На фіг 3 показані основна та допоміжна камери згоряння, розташовані в головці циліндрів На фіг 4 вид знизу на основну та допоміжну камери згоряння, розташовані в головці циліндрів, положення багатодірчастого розпилювача форсунки, його паливних струменів відносно основної камери згоряння та напрямок руху робочої суміші, утвореної після самозапалювання горючої суміші Дизель з безпосереднім вприскуванням палива має камеру згоряння 1 розташовану в поршні 2 або в головці циліндрів 3 Камера згоряння 1 виконана у вигляді кількох відкритих з боку днища поршня 2 циліндричних пустот однакової глибини, одна з яких утворює основну камеру згоряння 4, а інша, як на фіг 2, або ІНШІ, ЯК на фіг 4, допоміжну камеру згоряння 5 Сумішоутворення в основній камері згоряння 4 здійснюється за рахунок енергії вприскування палива, яке подається через багатодірчастий розпилювач 6 форсунки 7, розміщеної Автору невідомі дизелі, основна та допоміжна на осі основної камери згоряння 4, а завершення камери згоряння яких згоряння після самозапалення паливних струменів - виконані у вигляді кількох відкритих з боку 8 та перетікання утвореної робочої суміші по стріднища поршня циліндричних пустот, що спрощує лці 9 відбувається в ДОПОМІЖНІЙ камері згоряння 5, виготовлення таких допоміжних камер порівняно з циліндричні пустош якої з'єднані з основною камекульовими і зменшує витрати на перетікання повірою згоряння 4 тангенціально розташованим по тряного заряду в допоміжну камеру на такті стиску відношенню до циліндричних пустот допоміжної та робочої суміші з допоміжної камери на такті камери згоряння 5 відкритим каналом 10, виконаробочого ходу, ним на глибину камер 4 і 5, а площа перерізу ка- циліндричні порожнини виконані на однакову налу 10 більша не менш, як на 10% площі циліндглибину, що зменшує втрати на перетікання роборичної поверхні, утвореної довжиною окружності чої суміші з основної камери згоряння в допоміжну, основної камери згоряння 4 та розміром щілини - канал, що з'єднує основну та допоміжну каміж днищами поршня 2 та головки циліндрів 3 при мери згоряння, виконано на глибину камер відкриположенні поршня 2 у верхній мертвій точці в КІНЦІ тим з боку днища поршня, що створює умови для такту стиску перетікання робочої суміші з найменшими тепловимита гідравлічними втратами, Двигун працює таким чином - площа перерізу каналу більша не менш, як при вприскуванні палива через 6-ти 9-ти діна 10% площі циліндричної поверхні, утвореної рчастий розпилювач 6 форсунки 7, діаметри отворяння полум'я розповсюджується по об'єму основної камери і в кульові пустоти, куди попадає частина вприснутого палива Внаслідок різкого зростання тиску в кульових пустотах допоміжної камери згоряння з них викидаються струмені факелів, що горять Струмені турбулізують робоче тіло у просторі над поршнем та, змішуючись з ним, інтенсифікують процеси випаровування, змішування та згоряння в період догоряння робочої суміші Недоліком конструкції такої камери згоряння є складність виготовлення кульових пустот в головці поршня а також наявність додаткових теплових та гідравлічних втрат на неодноразове перетікання повітря і робочої суміші через вузькі канали, які з'єднують основну та допоміжну камери згоряння, що заважає подальшому зменшенню викидів шкідливих речовин Задача винаходу-спрощення конструкції допоміжної камери згоряння та поліпшення екологічних показників дизелів з безпосереднім вприскуванням палива без погіршення показників питомої витрати палива шляхом інтенсифікації процесу згоряння в період догоряння робочої суміші Поставлена задави вирішується таким чином основна та допоміжна камери згоряння розташовані в поршні або в головці циліндрів та сполучені з'єднуючим каналом, тангенціально розташованим відносно допоміжної камери згоряння, виконані у вигляді кількох відкритих з боку днища поршня циліндричних порожнин однакової глибини Сумішоутворення здійснюється в основній камері згоряння за рахунок енергії вприскування палива, яке подається через 6 т и 9 т и дірчастий розпилювач форсунки, розміщеної в головці циліндрів на одній осі з основною камерою Це надає змогу добре перемішати паливо з повітрям на першій стадії згоряння Після самозапалення від стиску подальше горіння відбувається в ДОПОМІЖНІЙ камері згоряння, куди робоча суміш перетікає по відкритому з боку днища поршня каналу, виконаному на глибину камер і з площею перерізу, більшою не менш як на 10% площі циліндричної поверхні, утвореної діаметром окружності основної камери згоряння та розміром щілини між днищами поршня та головки циліндрів при положенні поршня у верхній мертвій точці в КІНЦІ такту стиску рів якого підшукують таким чином, щоб паливні струмені 8 максимально наближались до стінки основної камери згоряння 4 не контактуючи з нею, розпилене паливо розповсюджується в основній камері згоряння 4, об'єм якої підбирається так, що місцевий коефіцієнт надлишку повітря повинен бути в межах 0,7 0,9 що створює оптимальні умови для самозапалювання горючої суміші Після самозапалювання паливних струменів 8 тиск в основній камері згоряння 4 підвищується, багата робоча суміш по каналу 10 площа перерізу якого більша не менш, як на 10% площі циліндричної поверхні, утвореної довжиною окружності основної камери згоряння 4 та розміром щілини між днищами поршня 2 і головки циліндрів 3, перетікає в допоміжну камеру згоряння 5 Завдяки такому співвідношенню площ тангенціально розміщений канал 10 утворює інтенсивний обертальний рух робочої суміші у ДОПОМІЖНІЙ камері згоряння 5, як показано стрілками 9 Продукти згоряння скупчуються у центрі допоміжної камери згоряння 5, прохолодне повітря витискається на її периферію, а незайманий кисень повітряного заряду послідовно підводиться до багатої робочої суміші, що перетікає з основної камери, і сприяє її вигорянню Тиск у ДОПОМІЖНІЙ камері згоряння зростає, але внаслідок переміщення поршня 2 від верхньої мертвої точки щілина між поршнем 2 та головкою циліндрів 3 збільшується і робоча суміш перетікає з допоміжної камери згоряння в цю щі 54536 лину з мінімальними гідравлічними витратами Завдяки спрямованому руху робочої суміші, інтенсифікації перемішування її з повітряним зарядом на стадії догоряння та мінімальним гідравлічним витратам на перетікання створюються сприятливі умови для повного, малотоксичного та безшумного згоряння палива при обмеженому значенні максимального тиску згоряння та невеликих значеннях коефіцієнту надлишку повітря Ефективність використання нової камери згоряння збільшується при її розміщенні в двоклапанній головці циліндрів У цьому випадку допоміжна камера згоряння 5 має бути розташована під клапанами, ж зображено на фіг 4 Це сприяє підвищенню коефіцієнта використання повітряного заряду в циліндрі дизеля завдяки використанню повітря у підклапанних об'ємах, дозволяє здійснити провітрювання циліндра за рахунок значного перекриття клапанів безбоязно щодо зустрічі клапана з поршнем і тим знизити коефіцієнт залишкових газів та температуру відпрацьованих газів Використання винаходу, що пропонується, дозволить зменшити викиди шкідливих речовин системи випуску і димності відпрацьованих газів без погіршення показників питомої виграти палива, поліпшити показники надійності дизелів з безпосереднім вприскуванням палива, зменшити витрати на виготовлення дизелів при застосуванні допоміжної камери згоряння Фіг. 2 54536 З Фіг. 4 Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24