СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ И СГОРАНИЯ В ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ И УСТРОЙСТВО - ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Способ интенсификации процесса смесеобразования и сгорания в поршневых двигателях заключается в организации вихревого движения заряда на впуске для дизелей, дополнительной турбулизации его в конце сжатия при перетекании из объема между днищем поршня и головки цилиндра в камеру сгорания и для дизелей и для двигателей с искровым зажиганием, впрыска топлива непосредственно в неразделенную камеру сгорания для дизеля, зажигания смеси искрой в камере сгорания для двигателя с искровым зажиганием, сгорания заряда и последующего расширения продуктов сгорания в цилиндре, отличающийся тем, что на впуске вихревое движение заряда меньшей интенсивности служит для охлаждения днища поршня и подогрева свежего заряда, турбулизацией заряда в конце такта сжатия служит образование микровихрей больших скоростей и энергий на кромках торцевых выступов (завихрителей) на днище поршня, которые охватывают камеру сгорания по периметру и образуют тангенциально направленные каналы, сечение каналов уменьшается по мере приближения поршня к верхней мертвой точке, значительно увеличивая скорости перетекания, сечение каналов увеличивается по мере удаления поршня от верхней мертвой точки, обеспечивая быстрое обратное истечение продуктов сгорания и заряда и образуя дополнительно микровихри, микровихри высоких скоростей и энергий, которые вращаются вокруг оси камеры сгорания, обеспечивают качественное смесеобразование, быстрое и полное сгорание заряда на всех режимах поршневого двигателя, причем вихревое движение заряда на впуске совпадает по направлению вращению микровихрей в камере сгорания.
2. Способ интенсификации процесса смесеобразования и сгорания в поршневых двигателях по п.1, отличающийся тем, что на форсированных двигателях с искровым зажиганием применяется организация вихревого движения заряда на впуске невысокой интенсивности для охлаждения торцевых выступов и днища алюминиевых поршней и подогрева заряда, а на нефорсированных двигателях с искровым зажиганием вихревое движение заряда на впуске может не применяться.
3. Двигатель внутреннего сгорания для осуществления способа интенсификации смесеобразования и сгорания в поршневых двигателях содержит, по меньшей мере, один цилиндр с размещенным в нем поршнем, кинематически связанный с коленчатым валом, головку цилиндра с установленными в ней впускным и выпускным клапаном, камеру сгорания на днище поршня, выполненную в виде выемки от тела вращения, ось которой совпадает с осью цилиндра или располагается вблизи него, завихрители заряда в форме торцевых выступов с тангенциальными каналами располагаются вокруг камеры сгорания на днище поршня и примыкают к выемке в головке цилиндра при положении поршня в ВМТ, клапаны располагаются на выемках в головке цилиндра, глубина которых соответствует глубине выемки головки цилиндра, и источник воспламенения, установленный в выемке головки цилиндра, отличающийся тем, что на быстроходных двигателях в основном с искровым зажиганием основной объем камеры сгорания выполняется в выемках головки цилиндра в том числе под клапана, а выемка на днище поршня, расположенный во внутреннем контуре завихрителей зарядов, составляет от 0% до примерно 40% всего объема камеры сгорания, а для дизелей выемка на днище поршня, расположенный во внутреннем контуре завихрителей заряда, составляет от примерно 40% до 70% всего объема камеры сгорания или до объема камеры сгорания за вычетом объема в зазоре между поршнем и головкой и объема углубления в головке цилиндра, глубиной соответствующей высоте торцевых выступов на днище поршня, вихревое движение заряда на впуске невысокой интенсивности для охлаждения днища поршня и подогрева заряда применяется на дизелях и форсированных двигателях с искровым зажиганием, а на нефорсированных с искровым зажиганием вихревое движение заряда на впуске может не применятся, причем вихревое движение заряда на впуске совпадает по направлению с направлением тангенциальных каналов на днище поршня.
4. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что количество торцевых выступов на днище и соответственно количество тангенциальных каналов зависит от диаметра цилиндра и составляет от 8 до 30 шт. а высота торцевых выступов зависит от номинальных оборотов двигателя и составляет от 0,06 до 0,12 радиуса кривошипа.
5. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что содержит один впускной и один выпускной клапан, источник воспламенения - свеча зажигания располагается на боковой поверхности выемки в головке цилиндра, а форсунка на дне этой выемки.
6. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что содержит два впускных и один выпускной клапан, источник воспламенении - свеча зажигания располагается на боковой поверхности выемки в головке цилиндра, а форсунка на дне этой выемки.
7. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что содержит два впускных и два выпускных клапана, а источник воспламенения располагается на дне выемки головки цилиндра.
8. Двигатель по п.5 или 6, отличающийся тем, что на днище поршня в зоне вытеснителя выполняются неглубокие выемки, которые примыкают к стенкам выемок под клапана при положении поршня в верхней мертвой точке.
9. Двигатель по п.8, отличающийся тем, что неглубокие выемки выполняются не на днище поршня, а на поверхности головки цилиндра в зоне вытеснителя вблизи стенок выемок под клапана.
10. Двигатель по п.5, или 6, или 7, отличающийся тем, что на дизеле камера сгорания, торцевые выступы и зона вытеснителя на днище поршня выполнены из высоколегированной, коррозийно-стойкой и жаростойкой стали в форме вставки, которая вливается или закрепляется в днище поршня.
11. Двигатель по п.10, отличающийся тем, что вставка снабжается круговыми выступами на наружной поверхности дна в форме ласточкина хвоста, круговые выступы состоят из двух или нескольких частей.
12. Двигатель по п.10, отличающийся тем, что вставка снабжается круговыми выступами в форме ласточкина хвоста на внутренней поверхности в зоне вытеснителя, круговые выступы состоят из нескольких частей.
13. Двигатель по п.10, отличающийся тем, что вставка снабжается круговыми выступами на наружной боковой поверхности камеры сгорания и имеют две поверхности с противоположно направленными уклонами, прижимающими вставку к днищу поршня, как при прогреве поршня, так и при его остывании.
14. Двигатель по п.10, отличающийся тем, что на дизеле торцевые выступы на днище поршня, примыкающие к тарелкам клапанов, выполняются меньшей высоты для исключения их соприкосновения при положении поршня в ВМТ.
15. Двигатель по п.10, отличающийся тем, что при изготовлении алюминиевого поршня штамповкой или литьем стальная вставка крепится к поршню одним центральным болтом, а под гайки устанавливаются пружинные шайбы для компенсации разницы теплового расширения алюминия и стальных деталей.
16. Двигатель по п.15, отличающийся тем что, вставка поршня крепится одним центральным болтом в тело днища поршня.