УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ И ВОСПЛАМЕНЕНИЯ РАБОЧЕЙ СМЕСИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к производству двигателей внутреннего сгорания, а именно к конструкциям поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Известно устройство для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащее топливоподающий насос, соединенный каналом трубопровода с форсункой, впрыскивающей топливо в нагретый воздух цилиндра (Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов / А.И. Колчин, В.П. Демидов - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2002. - С. 13).
К числу недостатков описанного устройства относятся необходимость высокого давления впрыска до нескольких сот мегапаскалей, сложность и высокая стоимость элементов топливной аппаратуры.
7
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания, содержащее систему создания электрической искры высокого напряжения внутри цилиндра, связанную с топливоподающим насосом, соединенным каналом через резервуар с цилиндром двигателя. Данный канал предназначен для подачи топлива от топливоподающего насоса к цилиндру двигателя. Система создания электрической искры высокого напряжения внутри цилиндра выполнена в виде высоковольтного электрода, подключенного к источнику высокого напряжения и размещенного внутри токопроводящего резервуара с образованием зазора между резервуаром и высоковольтным электродом. Токопроводящий резервуар выполнен полым и установлен открытой частью в направлении высоковольтного электрода встроенным в корпус устройства (патент RU 2267015, МПК F02B 3/02, Н01Т 13/54, F02N 17/00).
Однако открытая часть резервуара не позволяет правильно организовать направленное движение воспламененной топливовоздушной смеси для улучшения процесса сгорания, а так же не обеспечивает достаточно качественное распыления топлива, что повышает удельный расход топлива и снижает термический коэффициент полезного действия двигателя.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения термического коэффициента полезного действия и снижения удельного расхода топлива двигателя внутреннего сгорания путем повышения качества распыления топлива и обеспечения направленного движения воспламененной рабочей смеси.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания, содержащем систему создания электрической искры высокого напряжения внутри цилиндра, связанную с топливоподающим насосом, выполненную в виде высоковольтного электрода, подключенного к источнику высокого напряжения и размещенного внутри токопроводящего резервуара с образованием зазора между резервуаром и высоковольтным электродом, при этом топливоподающий насос соединен каналом через резервуар с цилиндром двигателя, согласно полезной модели токопроводящий резервуар выполнен закрытым и снабжен по периферии одним или несколькими сквозными отверстиями, направленными в сторону камеры сжатия цилиндра.
При таком смесеобразовании и воспламенении рабочей смеси, реализуемом посредством заявляемого устройства, происходит предварительное смешивание и воспламенение капель топлива и воздуха в токопроводящем резервуаре с дальнейшим расширением и направленным поступлением через одно или несколько отверстий устройства воспламененной рабочей смеси в камеру сжатия двигателя.
Повышение качества распыления топлива реализуется за счет прохождения распыленной внутри резервуара смеси через одно или несколько отверстий ограниченной площади, что повышает ее скорость движения и направляет смесь в сторону наибольшей концентрации свежего воздушного заряда.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображена схема устройства для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания.
Дополнительно на чертеже обозначено стрелкой направление подачи топлива.
Устройство для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1, установленный на головке цилиндра 2 двигателя внутреннего сгорания. В корпусе 1 размещен высоковольтный электрод 3 для создания электрической искры высокого напряжения, изолированный от корпуса 1 изолятором 4 и соединенный с источником высокого напряжения 5 повышенной мощности. В изоляторе 4 расположен канал 6 для подачи топлива от топливоподающего насоса 7 к цилиндру 2 двигателя.
Токопроводящий резервуар 8, выполненный закрытым заодно с корпусом 1 и снабженный по периферии одним или несколькими сквозными отверстиями 9, предназначен для поступления жидкого топлива 10 через канал 6. Число, ориентация и размер отверстий токопроводящего резервуара 8 зависит от вида применяемого топлива. Между высоковольтным электродом 3 и токопроводящим резервуаром 8 образован зазор.
Канал 6 может быть выполнен внутри высоковольтного электрода 3, размещенного в изоляторе 4. При этом топливоподающий насос 7 соединен каналом 6 через токопроводящий резервуар 8 с цилиндром 2 двигателя.
Система создания электрической искры высокого напряжения внутри цилиндра, связанная с топливоподающим насосом 7, выполнена в виде высоковольтного электрода 3, подключенного к источнику высокого напряжения 5 повышенной мощности и размещенного внутри закрытого токопроводящего резервуара 8.
Устройство для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.
Производят всасывание воздуха в цилиндр 2 двигателя внутреннего сгорания, сжатие воздуха в цилиндре 2, подачу жидкого топлива 10 в цилиндр 2 под давлением. При этом топливо 10 от топливоподающего насоса 7, проходя через канал 6, накапливается в резервуаре 8, занимая пространство между резервуаром 8 и электродом 3. В конце сжатия от источника высокого напряжения 5 повышенной мощности между электродом 3 и резервуаром 8 через объем накопившегося топлива 10 пропускают электрическую искру высокого напряжения, подвергая топливо 10 воздействию электрогидравлического эффекта. Вследствие электрогидравлического эффекта происходит распыление топлива 10 в окружающем воздухе в камере сжатия, образование рабочей смеси топлива и воздуха и ее воспламенение. После этого происходит расширение обычным образом.
Таким образом, предлагаемое устройство для смесеобразования и воспламенения рабочей смеси двигателя внутреннего сгорания позволяет повысить термический коэффициент полезного действия и экономичность двигателя внутреннего сгорания за счет более качественного распыления и направленного движения воспламененной рабочей смеси.