Способ работы двигателя внутреннего сгорания с двойным впрыском бензина

СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ДВОЙНЫМ ВПРЫСКОМ БЕНЗИНА.

Описание

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к двигателям внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, и может быть использовано в автомобильных двигателях.

Известен способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий подачу воздуха в цилиндр, сообщение ему вращательного движения, сжатие воздуха поршнем, впрыск топлива во вращающийся поток сжатого воздуха через топливную форсунку и воспламенение полученной топливно-воздушной смеси от свечи зажигания, который хорошо показан в описаниях изобретений к авторскому свидетельству NN 2119066.

Недостатком известного способа является прямой впрыск всей дозы топлива в полость цилиндра, что приводит к высокому давлению на стенки цилиндра и тем самым приводит к быстрому износу деталей блока цилиндра.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ работы дизельного двигателя путем подачи воздуха в цилиндр, сжатия его, подачи топливным насосом топлива в камеру сгорания на рабочих режимах с пониженной нагрузкой и подачи одной части топлива в камеру сгорания и другой части в зону впускного клапана со стороны впускного трубопровода с двустадийным смесеобразованием на рабочих режимах с повышенной нагрузкой, воспламенения топливовоздушной смеси от сжатия и последующего сгорания в цилиндре, расширения и выпуска отработавших продуктов сгорания, преобразования энергии расширяющихся газов во вращательную энергию вала двигателя и регулирования подачи топлива по управляющему сигналу органа, связанного с двигателем, который хорошо показан в описаниях изобретений к авторскому свидетельству NN 2175395.

Недостатком известного способа является прямой впрыск всей дозы топлива в камеру сгорания и в зону впускного клапана, что приводит к высокому давлению на стенки цилиндра и тем самым приводит к быстрому износу деталей блока цилиндра.

В основу изобретения поставлена задача снизить износ деталей блока цилиндров, а также повысить мощность, топливную экономичность двигателя, снизить количество токсичных компонентов на всех режимах работы.

Поставленная задача решается тем, что при движении поршень 1, пройдя к НМТ 50% от полного хода, открывает со стороны полости цилиндра впускные отверстия 5, с другой стороны, в это же время, трубчатый золотник 4 открывает эти же впускные отверстия 5. Из турбокомпрессора 2 по воздуховоду 3, трубчатому золотнику 4 и впускным отверстиям 5 воздух поступает в полость цилиндра 7. Поступивший в полость 7 воздух заполняет объем цилиндра и за счет расположения отверстий 5 под углом к оси диаметральной и осевой плоскостей принимает вихревое движение 6. Одновременно со струей воздуха через форсунку впрыска 9 осуществляется впрыск небольшой дозы бензина в полость 7. При перемещении поршня 1 к ВМТ на 50% от полного хода и повороте трубчатого золотника 4 на 90o отверстия 5 закрываются, наполнение полости цилиндра 7 воздухом прекращается. После перемещения поршня 1 от НМТ на 0,3 хода пути через форсунку 9 начинается впрыск остальной дозы бензина, направленный в полость 7 струей 10 к свечи зажигания 11. Впрыск заканчивается, когда поршень 1 будет находиться на расстоянии от ВМТ 0,4 рабочего хода.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на чертеже схематично показан двигатель внутреннего сгорания с изображением движения воздуха через впускные отверстия в процессе наполнения и впрыска бензина непосредственно в камеру сгорания.

При перемещении поршня 1 на расстояние 0,5. ..1,0 от полного хода в процессе наполнения цилиндра воздух из турбокомпрессора 2 по воздуховоду 3, минуя впускную систему, поступает в трубчатый золотник 4, затем через отверстия диаметром 10 мм 5, расположенные под углом 12. ..15 к осевой и диаметральной плоскостям, струя воздуха 6 направляется в полость 7 цилиндра 8, где, заполняя его, создает вихревое движение, которое сохраняется до конца сжатия и процесса горения. Одновременно со струей воздуха 6 через форсунку впрыска 9 осуществляется впрыск  небольшой дозы бензина 10. При отсутствии в газораспределительном механизме впускных клапанов с пружинами и их креплениями система впуска приводит к снижению металлоемкости двигателя, упрощает изготовление кулачкового вала газораспределения, способствует рациональному использованию воздуха от турбокомпрессора 2. При установке форсунки впрыска 9 в стенке цилиндра 8 на расстоянии 0,4 хода поршня от ВМТ (верхняя мертвая точка) при увеличении объема осуществляется впрыск остальной дозы бензина, когда поршень проходит от НМТ (нижняя мертвая точка) 0,3 хода пути, и заканчивается при подходе поршня 1 к соплу форсунки 9. Струя бензина 10 направлена к месту расположения свечи зажигания 11, где бензин воспламеняется, и под действием воздушного вихря 6 пламя, смещаясь к центру, распространяется по всему объему камеры сгорания. Впрыск бензина непосредственно в полость цилиндра и установка форсунки 9 в стенке цилиндра 8 приводят к более полному использованию тепловой энергии бензина на полезную работу, увеличивает мощность на 6...8%, снижает расход топлива на 8...10% и токсичные компоненты в отработавших газах на 60...90% (CO, CH, NO и др.). При соприкосновении потока воздуха 6 со струей бензина 10 направление струи бензина 10 изменяется ближе к центру. Двигатель внутреннего сгорания, в котором реализуется предлагаемый способ работы, содержит цилиндр 8, в нем установлен поршень 1, турбокомпрессор 2, воздуховод 3, соединенный с одной стороны с турбокомпрессором 2, с другой с трубчатым золотником 4, впускные отверстия 5 диаметром 10 мм (два или три в зависимости от допускаемой максимальной частоты вращения коленчатого вала), просверленные в цилиндре 8, соединяющие с полостью 7. Топливный насос 12 соединен через топливопровод 13 с топливной форсункой 9, сопло которой направлено в полость 7 к свече зажигания 11.

Формула изобретения

Способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий подачу воздуха в цилиндр, сообщение ему вращательного движения, сжатие воздуха поршнем, впрыск топлива во вращающийся поток сжатого воздуха через топливную форсунку и воспламенение полученной топливно-воздушной смеси от свечи зажигания, отличающийся тем, что со впуском воздуха в цилиндр при положении поршня на высоте 0,5 хода к нижней мертвой точке одновременно через форсунку впрыска в полость цилиндра  впрыскивается небольшая доза бензина, а при положении поршня на высоте 0,5 хода к верхней мертвой точке прекращают впуск воздуха и через форсунку впрыска в полость цилиндра впрыскивают остальную дозу бензина.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ДВОЙНЫМ ВПРЫСКОМ БЕНЗИНА.

Данное изобретение используется в машиностроении, в частности в двигателях внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и может быть использовано для снижения максимальных давлений рабочего тела с целью снизить износ деталей блока цилиндра. Для этого используют двойной впрыск топлива: вначале в цилиндр двигателя подают небольшое количество топлива, а затем в горящую смесь впрыскивают остальную доза, причем при движении поршень, пройдя к НМТ 50% от полного хода, открывает со стороны полости цилиндра впускные отверстия, с другой стороны, в это же время, трубчатый золотник открывает эти же впускные отверстия. Из турбокомпрессора по воздуховоду, трубчатому золотнику и впускным отверстиям воздух поступает в полость цилиндра. Поступивший в полость воздух заполняет объем цилиндра и за счет расположения отверстий под углом к оси диаметральной и осевой плоскостей принимает вихревое движение. Одновременно со струей воздуха через форсунку впрыска осуществляется впрыск небольшой дозы бензина в полость. При перемещении поршня к ВМТ на 50% от полного хода и повороте трубчатого золотника на 90o отверстия закрываются, наполнение полости цилиндра воздухом прекращается. После перемещения поршня от НМТ на 0,3 хода пути через форсунку начинается впрыск остальной дозы бензина, направленный в полость струей к свечи зажигания. Впрыск заканчивается, когда поршень будет находиться на расстоянии от ВМТ 0,4 рабочего хода.

1 зависимый пункт формулы, 1 иллюстрация.