ДВИГАТЕЛЬ С ПОСЛОЙНЫМ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕМ И РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и в частности к двигателям внутреннего сгорания.
Известен двигатель внутреннего сгорания (Патент РФ №2299340 Опубликован: 20.05.2007 Бюл. №14), который содержит, по меньшей мере, один цилиндр, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной и выпускной клапаны, свечу зажигания, систему подачи топливовоздушной смеси. Недостатками данного двигателя является неполнота сгорания горючей смеси и высокая токсичность отработавших газов.
Технический результат направлен на улучшение экологических и экономических показателей двигателя внутреннего сгорания, обеспечение полноты сгорания топлива.
Технический результат достигается тем, что двигатель с послойным смесеобразованием и рециркуляцией отработавших газов содержит цилиндр, поршень, впускной канал с впускным клапаном, выпускной канал с выпускным клапаном и дополнительно снабжен перепускным каналом, соединяющим нижний срез рабочего объема цилиндра с выпускным каналом, при этом перепускной канал входит в цилиндр по касательной.
Отличительными признаками от прототипа является то, что двигатель с послойным смесеобразованием и рециркуляцией отработавших газов
дополнительно снабжен перепускным каналом, соединяющим нижний срез рабочего объема цилиндра с выпускным каналом, при этом перепускной канал входит в цилиндр по касательной.
Двигатель с послойным смесеобразованием и рециркуляцией отработавших газов представлен на рисунке 1.
Он содержит цилиндр 1, поршень 2, впускной канал 3 с впускным клапаном 4, выпускной канал 5 с выпускным клапаном 6, перепускной канал 7, соединяющий нижний срез рабочего объема цилиндра 1 с выпускным каналом 5, при этом перепускной канал 7 входит в цилиндр по касательной.
Двигатель с послойным смесеобразованием и рециркуляцией отработавших газов работает следующим образом:
1) Исходное положение. поршень 2 находится в положении верхней мертвой точки (рис.2).
2) Такт впуска. Поршень 2 движется вниз. Горючая смесь поступает через впускной канал 3 в цилиндр 1 двигателя сверху (рис.3).
3) Рециркуляция отработавших газов. Поршень 2 приближаясь к нижней мертвой точке, открывается перепускной канал 7, соединяющий нижний срез рабочего объема цилиндра 1 с выпускным каналом 5. Отработавшие газы через перепускной канал 7 поступают в цилиндр 1 двигателя снизу (рис.4).
4) Такт сжатия. Поршень 2 движется вверх. В цилиндре 1 образуется двухслойный заряд рабочей смеси. В верхней части находится свежий заряд 10, а в нижней части находится заряд с примесями отработавших газов 11 (рис.5).
5) Воспламенение. Поршень 2 приблизился к верхней мертвой точке, завершая такт сжатия. Высоковольтный разряд свечи зажигания 8 воспламеняет слой свежего заряда рабочей смеси (рис.6).
6) Рабочий ход. Поршень 2 движется вниз. Пламя с верхнего слоя распространятся вниз на заряд с примесями отработавших газов, обеспечивая их догорание(рис.8).
7) Первая фаза выпуска отработавших газов (сброс давления) Поршень 2 приближаясь к нижней мертвой точке, открывает перепускной канал 7, соединяющий нижний срез рабочего объема цилиндра 1 с выпускным каналом 5. порция отработавших газов через перепускной канал 7 выходит из цилиндра 1 в выпускной канал 5. Давление газов в цилиндре 1 двигателя резко падает (рис.8).
8) Такт выпуска. Поршень 2 движется вверх. Оставшаяся порция отработавших газов покидает цилиндр 1 через выпускной клапан 6 выпускного канала 5 (рис.9).
Сравнительная индикаторная диаграмма двигателя внутреннего сгорания с послойным смесеобразованием и рециркуляцией отработавших газов представлена на рисунке 10 пунктиром (диаграмма классического двигателя внутреннего сгорания представлена сплошной линией).
Таким образом, использование в двигателе внутреннего сгорания системы послойного смесеобразования с рециркуляцией отработавших газов обеспечивает полноту сгорания рабочей смеси; дожигание несгоревших частиц топлива, содержащихся в отработавших газах путем их рециркуляции в цилиндр двигателя; увеличения коэффициента наполнения и давления начала такта сжатия за счет поступления в цилиндр отработавших газов; снижение затрат энергии на такте выпуска за счет сброса давления в конце рабочего хода.