Форкамера двигателя внутреннего сгорания. Форкамеры это


Форкамера - специфика, особенности и востребованность

Создание комфортного микроклимата и очистка воздуха в помещении – далеко не всегда является настолько простой задачей, как может показаться на первый взгляд. Тип и размер помещения, окружающие его климатические условия, сложность используемой вентиляционной системы – соблюдаемых условий может оказаться много.

Реклама от партнеров сайта

Помещению в экологически чистой зоне достаточно установки современного кондиционера. А вот промышленным постройкам и супермаркетам для нормального кондиционирования требуется наличие специального помещения – воздушной камеры, форкамеры.

Специфика очистки больших объёмов воздуха

Можно легко оценить тот факт, насколько необходимой является форкамера в вентиляции, рассмотрев, что это такое детальнее. Приставка «фор» переводится «перед», что позволяет рассматривать форкамеру, как предварительное помещение, в котором производится вентиляционный газообмен. Для мест с сильно загрязнённой атмосферой она становится отличным «фильтром» разделяющим внутреннюю систему вентиляции помещения и внешнюю.

Благодаря этой системе разделения открывается возможность надежно отсечь большинство факторов, способных ухудшать состояние воздуха в проветриваемом помещении. Или наоборот – оперативно отводить образующиеся внутри него летучие соединения наружу.

Для этих целей создается отдельное помещение – предварительная область или предкамера, в которой создается рабочий вентиляционный узел. Его техническое оснащение меняется в зависимости от скорости и качества проходящих воздушных потоков.

Рекламное предложение

В некоторых случаях достаточно специального направляющего вентилятора, который разделяет входящий и выходящий воздух в предназначенные для этого каналы. Может понадобиться монтаж воздушных фильтров для очистки, обустройство шумоизоляции.

Особенности «предварительных» воздушных камер

Современные бытовые климатические системы, предназначенные для типовых помещений, как правило, не требуют обустройства форкамеры. Система кондиционирования, состоящая из внутреннего и внешнего блока, представляет собой сложное устройство. В нем уже имеются различные очищающие воздух фильтры и другие блоки, задача которых – создание оптимальных климатических условий в помещении. Но их рабочие возможности весьма ограничены. Даже мощные бытовые кондиционеры могут не справляться с охлаждением больших помещений. Их использование может оказаться экономически неоправданным.

Идея установки обычных кондиционеров в огромных промышленных постройках, подземных парковках, помещениях, размеры которых превышают несколько сотен квадратных метров – будет нецелесообразной. Для них существуют отдельные мощные установки, способные обрабатывать огромную кубатуру воздушных масс за минимальное время. Но такая вентиляция требует соблюдения нескольких условий для нормальной работы:

На правах рекламы

  • Хорошая звукоизоляция. Прохождение большого количества воздуха сопровождается заметным шумом.
  • Сбалансированная подача на рабочие точки. Скорость забора и передачи воздуха мощными кондиционерами способна создавать сильный поток, который не подходит для супермаркетов.
  • Контроль скорости воздуха в системе. Мощный воздушный поток, предназначенный для отведения примесей, образующихся в результате производства, способен вместе с ними «захватить» и мелкие детали, используемые в работе.
  • Сохранение постоянного температурного режима. При высокой скорости движения больших объёмов воздуха их температура способна серьезно влиять на микроклимат помещения.

Итог: насколько востребованы форкамеры

Основное назначение форкамер – возможность управления поступающими внутрь помещения большими объёмами воздушных масс. В этом специальном помещении происходит разделение поступающих основных масс на рабочие каналы, предварительная очистка, нормализация скорости потоков и их температуры.

В зависимости от технического оснащения воздух может подвергаться дополнительной санитарной и другой необходимой обработке. Благодаря тому, что для этих целей выделено отдельное помещение, все вышеупомянутые процессы протекают незаметно и без неудобств.

Форкамера – обязательный элемент для обеспечения качественной вентиляции современных помещений закрытого и полузакрытого типа с большой квадратурой. Обычно ее создание планируется еще на этапе проектировки, поэтому любые связанные с ней строительные вопросы не возникают.

Желание создать предварительную воздушную камеру в частном порядке требует получения разрешения, но не всегда. Оно требуется, если речь идёт о многоквартирных домах и других постройках, в которых форкамера способна повлиять на нормальное движение воздушных масс.

Помните, что обустройство форкамеры – не такое простое занятие, как может показаться на первый взгляд. Без грамотного подхода к проекту можно получить лишь пристройку сомнительной пользы.

Схема вентиляции с форкамерой

Рекламное предложение

topventilyaciya.ru

Форкамера: что это такое?

Форкамера (предкамера) представляет собой специальную полость, которая расположена в головке цилиндров ДВС. Данная полость конструктивно сообщается с основной камерой сгорания в надпоршневом пространстве посредством одного и более каналов. Предкамерный (форкамерный) двигатель может быть как бензиновым, так и дизельным.

ДВС подобного типа представляет собой конструкцию, в которой смесеобразование и наполнение цилиндров происходит следующим образом:

  • топливно-воздушная смесь подается в предкамеру;
  •  далее происходит частичное воспламенение смеси;
  • в результате сгорания давление в форкамере нарастает;
  • под действием такого давления разогретые пары топлива и газы от частичного сгорания в форкамере проникают в основную камеру сгорания в надпоршневом пространстве;

Читайте в этой статье

Для чего нужна форкамера в двигателе

Предкамера является предварительной камерой сгорания, в которую подается часть от общего заряда топливно-воздушной смеси, где происходит воспламенение топлива. Объем форкамеры составляет около 30% от общего объема основной камеры сгорания.  Назначением данного решения выступает улучшение наполнения цилиндров, более эффективная организация газовых потоков в основной камере, а также повышение качества смесеобразования.

Данная схема позволяет реализовать более плавное и равномерное нарастание давления в основной камере сгорания, что снижает ударные нагрузки в цилиндрах ДВС.

Моторы с форкамерой работают мягче и полноценно сжигают топливно-воздушную смесь, уменьшается токсичность выхлопа, повышается КПД и снижается расход горючего.

Система форкамерно-факельного зажигания

Наличие форкамеры означает, что рабочая камера сгорания в таком двигателе разделена на составные части: предкамеру и основную камеру.  Давайте рассмотрим принцип работы системы на примере карбюраторной модели ГАЗ «Волга» с предкамерным ДВС.

В предкамеру смесь поступает по специальному каналу, который выполнен во впускном коллекторе и ГБЦ. Смесь в форкамеру подается переобогащенной, для чего в карбюраторе присутствует отдельная секция. Предкамера также имеет отдельный впускной клапан. Далее происходит поджиг указанной смеси при помощи искры от свечи зажигания. В этот момент открывается впускной клапан основной камеры сгорания, который приводится в действие распредвалом ГРМ. В основную камеру поступает топливно-воздушная смесь. Порция этой смеси обедненная.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое гидрокомпенсатор. Из этой статьи вы узнаете о назначении и функции гидротолкателей в устройстве ГРМ.

Предкамера соединяется с основной камерой специальными сопловыми каналами, через которые в основную камеру прорывается пламя, газы и пары горючего из форкамеры. От контакта с ними обедненная смесь в основной камере также воспламеняется. Получается, форкамера представляет собой своеобразный механический «подвпрыск», отдаленно напоминая принцип двухступенчатой работы современных дизельных инжекторных форсунок.

Плюсы и минусы предкамерных двигателей

Внедрение предкамеры в устройство бензинового ДВС не получило широкого распространения. Определенные сложности конструкции и недостаточная эффективность работы системы во время реальной эксплуатации привели к отказу от схемы форкамерно-факельного зажигания.

Одновременно с уменьшением расхода топлива и снижением токсичности отработавших газов предкамерные двигатели отличались меньшей надежностью и стабильностью работы в определенных режимах.

Что касается дизельных моторов, предкамерные дизели встречаются чаще. Форкамерные дизельные двигатели имеют низкое давление впрыска сравнительно с другими дизельными агрегатами. Использование форкамеры в дизеле позволило снизить дымность силовой установки на разных режимах работы агрегата. Еще одним плюсом предкамеры на дизельном моторе выступает меньшая требовательность таких двигателей к качеству дизтоплива.

Главным недостатком предкамерного дизеля считается затрудненный пуск холодного мотора. Дело в том, что для уверенного пуска необходим качественный прогрев форкамеры. Использование электрических калильных свечей для эффективного нагрева воздуха в полости предкамеры не всегда обеспечивает облегченный пуск двигателя.

 

Читайте также

krutimotor.ru

Форкамера двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к двигателям внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Форкамера содержит полость, сообщенную с основной камерой сгорания перепускным каналом, смонтирован на наружной части головки блока цилиндров, имеет полость со встроенной распиливающей форсункой, а перепускной канал выполнен в виде профилированного сопла Лаваля, причем входной участок перепускного канала имеет образующую в виде гладкой кривой, форма которой определяется по соотношению Витошинского, а сопряжение входного и выходного участков выполнено по дуге эллипса. Изобретение обеспечивает работу ДВС на бедных жидкотопливно-воздушных и газовоздушных смесях, экономию дизельного топлива, малую токсичность отработавших газов, простоту технического обслуживания и низкую себестоимость. 1 ил.

 

Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к двигателям внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, и предназначено для улучшения их технико-экономических и экологических показателей.

Известны форкамеры двигателей внутреннего сгорания, выполненные в головке блока цилиндров, сообщенные с основной камерой сгорания соединительными каналами (см., например, патент США №4442807 кл. F 02 В 19/18, 1984 г., патент РФ №2099550 F 02 В 19/18, 1995 г.)

Недостатками таких форкамер являются высокая трудоемкость производства и технического обслуживания, а также невозможность использования на действующем и производимом парке автотехники, так как неизбежные изменения в конструкции двигателя потребуют вложения капитальных затрат на разработку конструкций его новых деталей и узлов, изменение технологии производства и дополнительное оборудование и техоснастку. Размещение известных форкамер в нижней части головки блока цилиндров существенно затрудняет их технологическое обслуживание и, при необходимости, демонтаж, так как потребует разборку двигателя автомобиля. Указанные недостатки затрудняют внедрение известных форкамер на действующем автопарке и выпускающихся автомобилях и решение в реальном времени задач повышения топливной экономичности автомобилей и экологических проблем в крупных городах и на автотрассах.

Эти недостатки устранены в форкамерах по патентам Великобритании №1261176, Кл. F 02 В 19/12, 1972 г. и РФ №2210677, F 02 В 19/18, 2001 г., смонтированными на внешней (наружной) части головки блока цилиндров и содержащими полость, сообщенную с основной камерой сгорания двигателя при помощи перепускного криволинейного канала. Известные форкамеры просты по конструкции, легко и быстро монтируемы и чрезвычайно дешевы в производстве и эксплуатации, а форкамера по патенту РФ №2210677 на испытаниях показала высокие результаты топливной экономичности и экологичности автомобильных двигателей.

Однако эти форкамеры применимы на двигателях с принудительным (искровым) зажиганием и не могут быть использованы на двигателях с воспламенением от сжатия горючей смеси (дизельных ДВС).

Известны топливные насосы дизельных двигателей с повышенным давлением впрыска топлива 70-100 МПа (70-100 атм), например ЯМЗ ТА 423, ТА 444, ТА 861. Такое увеличение давления впрыска топлива необходимо для лучшего его распыления в камерах сгорания новых двигателей, чтобы сжигать дизтопливо по критериям, удовлетворяющим требованиям экологических стандартов EURO-1, EURO-2 и EURO-3.

Однако такое повышение давления впрыска вызывает повышение мощности топливного насоса и его привода, что составляет 10-15% мощности ДВС, развиваемой автомобилем на крейсерской скорости движения (˜80 км/час). Такая высокая мощность привода топливного насоса обуславливает значительный дополнительный расход топлива, что ухудшает топливную экономичность ДВС, а экологические характеристики автомобиля остаются в существенной степени зависимы от надежности и эффективности работы форсунок и качества смесеобразования в цилиндре ДВС, которые в настоящее время еще очень низкие.

Целью настоящего изобретения является существенное улучшение топливной экономичности и экологичности ДВС с воспламенением от сжатия горючей смеси на основе простого и надежного технического решения.

Для этого известный двигатель с воспламенением от сжатия горючей смеси (например, ЯМЗ-238, КамАЗ-740 дизельные) согласно изобретению оснащается форкамерой, смонтированной на внешней (наружной) части головки блока цилиндров и содержащей полость, сообщенную с основной камерой сгорания при помощи перепускного криволинейного канала, выполненного в виде профилированного сопла Лаваля, выходной участок которого выходит в основную камеру сгорания, а полость форкамеры содержит распыливающую форсунку для впрыска топлива.

Установка форкамеры дизельного ДВС на внешней (наружной) части головки блока цилиндров обуславливает простоту ее конструкции и технического обслуживания, а также высокую доступность и оперативность реализации предложенного технического решения в реальном времени на действующих и новых автодвигателях. Установка в полости форкамеры распыливающей форсунки устраняет необходимость увеличения давления впрыска топливного насоса высокого давления (ТНВД) и оставить его на уровне 300-350 атм, т.к. после впрыска давление в полости форкамеры, после предварительного сгорания топливной смеси, может достигать более 1000 атм, что обусловлено геометрическими и конструктивно-прочностными характеристиками головки блока цилиндров и форкамеры. Выполнение перепускного канала в виде профилированного сопла Лаваля обеспечит наивысшую (сверхзвуковую) скорость истечения топливно-воздушной смеси в цилиндр двигателя и ее наилучшие дисперсность и распыление, что приведет к оптимальным параметрам смесеобразования и сгорания топлива и, как следствие, к снижению расхода топлива, токсичности выхлопных газов и высокому КПД двигателя автомобиля.

Компактная, легко и быстро монтируемая и демонтируемая конструкция форкамеры обеспечит простоту ее производства, эксплуатации и технического обслуживания, низкую себестоимость и доступность широкому потребителю, решение актуальных экологических проблем автотранспорта.

Предложенное техническое решение не известно из доступных источников информации уровня техники, из которого явным образом не следует для специалиста-двигателестроителя и промышленно легко осуществимо для производства форкамерно-факельных систем ДВС, то есть соответствует критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1), который имеет чисто иллюстративное значение и не ограничивает объема прав совокупности существенных признаков формулы изобретения, где изображены: форкамера 1, смонтированная на наружной части головки 2 блока цилиндров 3, содержащая полость 4 с установленной распыливающей форсункой 5, перепускной канал 6, выполненный в виде профилированного сопла Лаваля с контуром, образованным плавной кривой и состоящим из входного 7 и выходного 8 участков.

По совокупности конструктивных признаков форкамера представляет собой импульсный реактивый двигатель, работающий в заторможенном (обращенном) режиме, в котором окислитель (воздух) подается через реактивное сопло.

Входной участок 7 перепускного канала 6 имеет образующую в виде гладкой кривой, форма которой может быть определена, например, по известному соотношению Витошинского, а контур выходного участка 8 может быть построен известным методом характеристик. Сопряжение образующих этих участков можно выполнить по дуге эллипса.

Устройство функционирует следующим образом. На такте сжатия ДВС сжатый воздух при Т˜700-900°С из основной камеры сгорания через перепускной канал 6 поступает в полость 4 форкамеры и заполняет ее. В момент впрыска из распылителя форсунки 5 в полость 4 впрыскивается распыленное топливо, где воспламеняется и частично сгорает, температура в полости форкамеры повышается до 1500-2000°С, а давление поднимается до величины более 1000 атм. Раскаленные продукты предварительного сгорания за счет сильного перепада давлений на входе и выходе перепускного канала 6 истекают со сверхзвуковой скоростью в основную камеру сгорания, где интенсивно перемешиваются со сжатым воздушным зарядом и эффективно догорают при наивысшей скорости сгорания топлива и максимальной полноте окисления топлива, обеспечивая повышенное давление на поршень и минимальную токсичность продуктов сгорания в цилиндре ДВС.

Ограниченное сообщение полости форкамеры 4 с объемом цилиндра ДВС за счет малого сечения перепускного канала 6 существенно снижает возможность коррозийного запирания отверстий распылителя форсунки 5 вследствие образования пускового конденсата или их закоксовывания от пригарания масляных брызг, что повышает надежность работы топливной аппаратуры ДВС.

Использование настоящего изобретения обеспечивает надежный пуск дизельного ДВС, устойчивость и мощность его работы на бедных топливно-воздушных смесях при снижении выхлопных газов в десятки раз и снижение скорости разрушения озонового слоя Земли, так как дизельные ДВС составляют более 50% единиц автотранспортной техники всех стран мира.

Форкамера двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержащая полость, сообщенную с основной камерой сгорания перепускным каналом, отличающаяся тем, что она смонтирована на наружней части головки блока цилиндров, содержит установленную в полости распыливающую форсунку и сообщена с основной камерой сгорания двигателя при помощи перепускного канала, выполненного в виде профилированного сопла Лаваля, причем входной участок перепускного канала имеет образующую в виде гладкой кривой, форма которой определяется по соотношению Витошинского, а сопряжение входного и выходного участков выполнено по дуге эллипса.

www.findpatent.ru

Форкамера двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к производству двигателей внутреннего сгорания, конкретно - к системам топливоподачи и воспламенения топлива в цилиндрах. Форкамера двигателя внутреннего сгорания, содержащая полость, боковые факельные каналы, выполненные под углом к продольной оси и тангенциально к поверхности его стенки, и осевой факельный канал, отличается тем, что внутри боковых факельных каналов установлены кольцевые постоянные магниты. Боковые факельные каналы выполнены под углом от 5 до 30° к оси. Боковые факельные каналы выполнены по часовой стрелке. Количество боковых факельных каналов находится в диапазоне от 4 до 7. Диаметр осевого факельного канала выполнен равным или больше диаметра боковых факельных каналов. Изобретение обеспечивает использование низкооктановых бензинов, повышение эффективности зажигания, особенно при низких температурах и в сырую погоду. 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к машиностроению, конкретнее к двигателям внутреннего сгорания, к способам и устройствам интенсификации сгорания топлива в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Проблема снижения токсичности выхлопных газов напрямую связана с эффективностью сгорания топливовоздушной смеси (ТВС) в камерах сгорания ДВС. Улучшение степени сгорания ТВС путем интенсификации работы двигателя приведет к снижению токсичности отходящих выхлопных газов и улучшит чистоту атмосферного воздуха.

Известны различные способы интенсификации работы ДВС, сущность которых сводится к регулировкам рабочего процесса: состава смеси, опережения зажигания, степени сжатия, перекрытия клапанов, количества свечей и т.д. Проблема заключается в том, что при проектировании современного ДВС учитываются одновременно все эти способы и тем самым дальнейшее совершенствование ДВС по повышению полноты сгорания и снижению эмиссии токсичных веществ практически исчерпано (книга В.А.Звонова. Токсичность двигателя внутреннего сгорания, М.: Машиностроение, 1981, с.80...91). Применение катализаторов в системе выхлопа может значительно уменьшить эмиссию токсичных веществ, но приводит к ухудшению его экономичности. Практически все способы по интенсификации перемешивания топливо-воздушной смеси одновременно ухудшают экономические показатели ДВС.

Наиболее распространены способы и устройства улучшения подготовки ТВС путем впрыскивания топлива через форсунку с электромагнитным клапаном в поток воздуха и смешивания определенных пропорций топлива и воздуха в форкамере перед впускным клапаном двигателя с последующим впрыском ТВС через впускной клапан в камеры двигателя (книга А.Р.Спинова "Системы впрыска бензиновых двигателей", М, 1994 г.). Благодаря наличию бортового компьютера, датчиков токсичности, расхода топлива и воздуха, температуры способ позволяет интенсифицировать работу ДВС и снизить расход топлива и токсичность отходящих выхлопных газов ДВС. Недостаток аналога состоит в несовершенстве технологии смешивания ТВС и ее воспламенения существующим электроискровым способом в камерах сгорания двигателя.

Известны способы и устройства интенсификации работы ДВС путем модернизации способов и устройств электроискрового зажигания ТВС в камерах (Статья "Из искры возгорится пламя", авторы - Ю.Соловьев, Л.Голованов, "Авторевю", N 17, 1996 г.). Сущность предложений сводится к модернизации электросвечей зажигания путем изменения их конструкций, технологии напыления на них износостойких покрытий. Достоинства новой электросвечи с одним центральным электродом, предложенной шведской фирмой SAAB, состоят в повышении срока службы таких электросвечей, улучшении процесса воспламенения ТВС в камерах сгорания двигателя. Их недостатки состоят в недостаточной интенсификации процесса воспламенения и горения ТВС в камерах при реализации известных способов электроискрового воспламенения смеси от существующих систем электрозажигания, основанных на получении высоковольтных импульсов напряжения малой длительности с использованием эффекта самоиндукции при коммутации тока в индуктивной катушке зажигания, ввиду малого времени существования искры, ограниченного электромагнитной постоянной времени существующей индуктивной катушки зажигания, и ввиду отсутствия операций по предварительному приготовлению ТВС к наилучшему сгоранию в камерах двигателя (отсутствуют операции озонирования воздуха, электростатического распыления топлива в камеры сгорания, электрополевого дожига несгоревших компонент ТВС на такте выпуска выхлопных газов).

Известны способ и устройство интенсификации работы бензинового ДВС путем впрыска топлива через специальные форсунки непосредственно в камеры сгорания ДВС в момент наивысшего сжатия воздуха в соответствующей камере сгорания с последующим электроискровым зажиганием ТВС от обычных электросвечей зажигания (Статья М. Кадакова "Новый двигатель Mitsubishi в "Авторевю" № 2, 1996 г.). Интенсификация работы ДВС достигается благодаря улучшению распыления и перемешивания топлива с воздухом, повышению степени сжатия смеси до 12:1 в связи с охлаждением воздуха при впрыскивании топлива, устранением эффекта детонации. Фактически разработан и испытан бензиновый квазидизель. Экспериментально подтверждено повышение мощности такого двигателя на 10%, снижение токсичности выхлопных газов на 30-90% по отдельным составляющим, возможность работы на обедненных ТВС, что дополнительно улучшит экологию двигателя при движении автотранспорта в городе.

Недостатки предложенного способа и устройства состоят в усложнении конструкции ДВС (трудности конструктивного размещения форсунок высокого давления в камерах ДВС, что требует изменения конструкции двигателя) и в несовершенстве способа воспламенения ТВС обычным электроискровым способом, который не обеспечивает полное сгорание смеси в камерах, особенно на высоких оборотах двигателя.

Известна система подачи топлива с электронным устройством управления для ДВС, содержащая двигатель внутреннего сгорания с камерами сгорания, поршнями, впускными и выпускными клапанами, включающий систему подготовки топливовоздушной смеси и впрыска топлива в камеры сгорания с регуляторами подачи топлива и окислителя, систему электроискрового воспламенения топливовоздушной смеси, состоящую из высоковольтного преобразователя напряжения, распределителя высоковольтных импульсов с соответствующими регулятором угла опережения электрозажигания и электросвечами по числу камер сгорания, датчики расхода топлива и окислителя, их температуры, оборотов двигателя, токсичности выхлопных газов, а также логически функциональный оптимизатор режимов, присоединенный по выходу к регуляторам подачи топлива и окислителя, их температуры, оборотов двигателя, токсичности выхлопных газов, а также логически функциональный оптимизатор режимов, присоединенный по выходу к регуляторам подачи топлива и окислителя, регулятору угла опережения зажигания смеси, а по входу - к выходам указанных датчиков по патенту США N 4596220, F02D 43/00, 1986. Из данного источника информации известен также способ интенсификации работы ДВС путем подготовки топливовоздушной смеси, впрыска топлива, воспламенения и сжигания.

Известны способ и устройство для интенсификации и управления процессом горения в ДВС по патенту РФ № 2153814, прототип, путем воздействия сильным электрическим полем на топливо-воздушную смесь в камерах сгорания цилиндров ДВС.

Недостатком этого устройства и способа является недостаточная эффективность воздействия электрического поля на горение, полноту сгорания и эмиссию токсичных веществ в продуктах сгорания. Кроме того, создание мощных полей потребует мощных источников энергии мощностью более 5 кВт и является небезопасным в эксплуатации.

Значительный интерес для потребителя представляет применение форкамер, свинчиваемых с электрическими свечами. Это позволяет использовать их в ранее выпущенных в эксплуатацию ДВС без изменения конструкции поршневой группы. При этом стоимость форкамер очень невелика.

Известна форкамера двигателя внутреннего сгорания по патенту СССР № 691102, МПК F02 В 19/18, заявитель иностранная фирма "Тойота" (Япония). Форкамера выполнена в виде местного расширения, сообщенного посредством канала с основной камерой сгорания, в этом канале установлена свеча зажигания. Недостаток: сложность конструкции двигателя и невозможность переоборудования серийного двигателя для улучшения его работы.

Известна форкамера по А.С. СССР № 259553, которая выполнена из трех деталей, образующих полость предварительного воспламенения топливо-воздушной смеси. Недостатком этой форкамеры является сложность конструкции, необходимость герметизации деталей форкамеры между собой и большие габариты устройства.

Известна форкамера двигателя внутреннего сгорания по А.С. СССР № 1370269, содержащая устанавливаемую на свечи зажигания цилиндрическую деталь, образующую между торцом свечи и торцом детали полость форкамеры. На торце детали выполнен осевой факельный канал. Недостаток этой форкамеры, его низкая эффективность, обусловлен наличием только одного осевого канала и отсутствием закрутки потока топливо-воздушной смеси.

Этот недостаток устранен в форкамере двигателя внутреннего сгорания по патенту РФ на полезную модель № 23918, 2002 г. (прототип). Форкамера содержит полость, переходный канал, сообщенный с полостью соединительным участком, поверхность которого выполнена в форме тела вращения и сопряжена с поверхностями стенок полости и переходного канала, и боковые факельные каналы, выполненные в стенке переходного канала под углом к его продольной оси и тангенциально к поверхности его стенки, при этом соединительный участок выполнен радиусным.

Недостатки этой форкамеры:

1. Низкая эффективность воспламенения основного заряда топлива, которая объясняется тем, что факельные струи выходят из тангенциальных отверстий и распространяются в стороны, а распространение струй в осевом направлении ограничено из-за отсутствия осевого факельного канала. Следствием этого является низкая экономичность двигателя, оборудованного таким устройством, его перегрев, детонация и плохой запуск в зимнее время и в сырую погоду.

2. Сложность конструкции и ее нетехнологичность, обусловленные наличием переходного канала и соединительного участка сложной конфигурации.

Задачи создания изобретения: повышение полноты сгорания, снижение эмиссии вредных веществ, использование низкооктановых бензинов и повышение эффективности воспламенения, особенно при низких температурах и в сырую погоду без дополнительных затрат энергии и усложнения конструкции ДВС.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что форкамера двигателя внутреннего сгорания, содержащая полость, боковые факельные каналы, выполненные под углом к продольной оси и тангенциально к поверхности его стенки, и осевой факельный канал, отличается тем, что внутри боковых факельных каналов установлены кольцевые постоянные магниты. Боковые факельные каналы выполнены под углом от 5 до 30° к оси. Боковые факельные каналы выполнены по часовой стрелке. Количество боковых факельных каналов находится в диапазоне от 4 до 7. Диаметр осевого факельного канала выполнен равным или больше диаметра боковых факельных каналов.

Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е. удовлетворяет критериям изобретения.

Для реализации предложенного изобретения требуется серийное оборудование и недифицитные материалы. Возможность достижения заявленного результата подтверждена проведенными экспериментами.

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг.1...3, где:

на фиг.1 приведен ДВС с форкамерой,

на фиг.2 приведена схема форкамеры,

на фиг.3 приведен разрез по А-А.

На простейшем примере одноцилиндрового ДВС показана схема установки форкамеры.

ДВС (двигатель внутреннего сгорания) содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с поршнем 2, который установлен на шатуне 3 и имеет поршневые кольца 4. В верхней части цилиндра установлены впускной клапан 5 и свеча зажигания 6. Свеча зажигания 6 ввернута в форкамеру ДВС 7. Форкамера ДВС 7 установлена по резьбе в головке цилиндров ДВС 8. ДВС также содержит систему подвода топливо-воздушной смеси 9. Внутри цилиндра 1 образуются вихри ТВС около впускного клапана и под форкамерой соответственно 10 и 11.

Форкамера двигателя внутреннего сгорания 7 (фиг.2) содержит стенку 12, полость «Б», боковые факельные каналы 13 и осевой факельный канал 14. В форкамеру двигателя внутреннего сгорания 7 ввернута свеча зажигания 6. Форкамера двигателя внутреннего сгорания 7 имеет наружную резьбу 15 для вворачивания в корпус головки цилиндра 8 и внутреннее резьбовое отверстие 16 для вворачивания свечи зажигания 6. Внутри всех боковых факельных каналов 13 установлены кольцевые постоянные магниты 17.

Угол наклона боковых факельных каналов 13 по отношению к оси составляет от 5 до 30°. Число боковых факельных каналов от 4 до 7. Диаметр осевого факельного канала 14 D0 равен или больше диаметра боковых факельных каналов d1.

При эксплуатации форкамеру ДВС 7 вворачивают в корпус головки цилиндров 8, потом в нее вворачивают свечу зажигания 6.

Для подтверждения оптимальности выбранной конструкции и соотношений размеров и углов наклона боковых факельных каналов к оси авторами-заявителями были изготовлены и испытаны несколько вариантов форкамер на двигателе ВАЗ 2106.

Обоснование выбора угла наклона к оси боковых факельных каналов приведено в табл.1.

Таблица 1
Обоснование выбора угла наклона боковых факельных каналов к оси
п.п.Диапазон углов наклона боковых факельных каналов к осиСнижение расхода топлива в %Перегрев двигателяЗапуск двигателя
16ДаНеуд
25...30° (оптимальн)17НетХор
330...45°12ДаУд
445...85°0ДаУд.
590°0-Не запускается

Из табл.1 видно, что оптимальный угол наклона боковых факельных каналов к оси 5...30°. При этом обеспечивается оптимальное сочетание всех характеристик.

Диаметр осевого факельного канала должен быть выполнен или равным или больше диаметра боковых факельных отверстий. Это необходимо, чтобы площадь поперечного сечения осевого факельного канала 4 была соизмерима с площадью отверстий боковых факельных каналов 3. В противном случае наличие осевого факельного канала перестает влиять на работу форкамеры.

Обоснование выбора соотношения диаметров осевого и боковых факельных каналов приведено в табл.2.

Таблица 2
Обоснование выбора диаметра факельных каналов
№ п.п.Соотношение диаметров факельных каналовСнижение расхода топлива, %Перегрев двигателяЗапуск двигателя
1D0=06ДаНеудовлетворительный
2D0<d18ДаНеудовлетворительный
3D0≥d112НетХороший

Из табл.2 видно, что оптимальное соотношение диаметров факельных каналов D0≥d1 обеспечивает оптимальное сочетание основных характеристик двигателя.

Предложенная форкамера двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

Предварительно из головки блока цилиндров выворачиваются все свечи 5. Свечи 5 вворачиваются во внутреннее фезьбовое отверстие 7 устройства. Устройство вворачивается посредством наружной резьбы 6 в головку цилиндра (на фиг.1...3 головка цилиндра не показана).

При работе, после впрыска топлива в цилиндр двигателя, его часть поступает в форкамеру и воспламеняется свечой зажигания 6. В первую очередь воспламеняется доза топливо-воздушной смеси в форкамере 7, вырабатывается мощный тепловой импульс, достаточный для воспламенения остального топливного заряда в цилиндре 1 двигателя внутреннего сгорания. Тангенциальное расположение боковых факельных каналов 13 создает вихревое движение продуктов сгорания в форкамере ДВС 7 топливо-воздушного заряда, обозначенное поз.11 на фиг.1. Наклон этих каналов под относительно небольшим углом к оси перемещает фронт факела вдоль оси цилиндра. Применение постоянных кольцевых магнитов 17 закручивает электрически заряженные частицы продуктов сгорания, тем самым дополнительно увеличивает турбулентность вихря 11. Столкнувшись, вихри 10 и 11 вызывают воспламенение всего топливного заряда, прошедшего через впускной клапан 6. Сочетание двух видов отверстий: осевого и тангенциальных создает условия эффективного осевого перемещения фронта горения в момент воспламенения, образует турбулентные зоны (микровихри), что повышает полноту сгорания. Применение постоянных магнитов в осевом факельном отверстии 14 и на свече зажигания 6 не дало результата. Кроме того, установка постоянного магнита на свече зажигания привела к потере его магнитных свойств и к эрозии магнита.

Применение изобретения позволило:

- использовать низкооктановые бензины,

- упростить конструкцию ДВС,

- повысить полноту сгорания топлива,

- снизить СО отработанных выхлопных газов,

- предотвратить перегрев двигателя в летнее время года,

- обеспечить надежный запуск двигателя в морозы и при сырой погоде,

- улучшить динамические характеристики автомобиля,

- уменьшить на 12...17% удельный расход топлива для ДВС, оборудованных предложенными форкамерами,

- применять устройство на серийно изготавливаемых ДВС без изменения их конструкции.

В результате потребитель получил возможность экономить время при запуске ДВС и затраты на эксплуатацию автомобилей и стационарных ДВС. Другие эксплуатационные характеристики ДВС не ухудшились.

1. Форкамера двигателя внутреннего сгорания, содержащая полость, боковые факельные каналы, выполненные под углом к продольной оси и тангенциально к поверхности его стенки, и осевой факельный канал, отличающаяся тем, что внутри боковых факельных каналов установлены кольцевые постоянные магниты.

2. Форкамера двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающаяся тем, что боковые факельные каналы выполнены под углом от 5 до 30° к оси.

3. Форкамера двигателя внутреннего сгорания по п.1 или 2, отличающаяся тем, что боковые факельные каналы выполнены по часовой стрелке.

4. Форкамера двигателя внутреннего сгорания по п.1 или 2, отличающаяся тем, что количество боковых факельных каналов находится в диапазоне от 4 до 7.

5. Форкамера двигателя внутреннего сгорания по п.1 или 2, отличающаяся тем, что диаметр осевого факельного канала выполнен равным или больше диаметра боковых факельных каналов.

www.findpatent.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Форкамера

Cтраница 4

Во вращающейся форкамере угол наклона может быть достаточно мал, чтобы шихта не проваливалась в печь, и в то же время расплав не будет неподвижен в силу вращения камеры.  [46]

В циклонной форкамере достигнуты удовлетворительные результаты безфорсуночного сжигания топлива. Однако тяжелые условия работы кладки циклона ( разрушение пережимов у выхода из циклона) пока что лимитируют широкое применение безфорсуночного циклонного сжигания мазутов для котельных установок.  [47]

В форкамере аэродинамической трубы находится воздух [ k cp / tv: 1 4; R 287 Дж / ( кг - К) ] при температуре Т0 293 К.  [48]

Над форкамерой и средней частью печи свод прямой, а к концу печи - понурый. Свод служит около 6 месяцев.  [49]

В форкамерах дизелей, куда практически не попадает масло, в реактивных двигателях, когда сжигается топливо без примесей масла, на стенках камер откладывается нагар чисто топливного происхождения В тех же машинах и механизмах, где совершенно нет сгорания топлива, как например, в компрессорах, наблюдается образование нагара чисто масляного происхождения. В карбюраторных двигателях, а также в дизелях, в основной камере сгорания, нагар образуется одновременно и из топлива, и из масла.  [50]

ПРЕДКАМЕРА, форкамера, аванкамера - полость в головке цилиндра двигателя внутр.  [51]

Нижняя часть форкамеры выкладывается в виде прямоугольного раструба с промазкой углов. Верхняя часть форкамеры состоит из ряда полуколец и арок, внутренние поверхности которых подтесаны по опалубке.  [53]

Геометрические размеры форкамеры должны быть такими, чтобы заключенный в ней объем воздуха не создавал резонанса на низшей собственной частоте. Для уменьшения пульсаций давления, которые могут возбуждаться рабочим колесом в форкамере, внутренние поверхности ее облицовывают звукопоглощающим материалом.  [55]

В центре форкамеры установлена мазутная форсунка, применяемая в случае перерыва в подаче газа. Давление газа перед горелками поддерживается до 0 5 ати.  [56]

Изменяя размеры форкамеры и производительность машины, регулируют время пребывания угля под давлением. Изотермическое выдерживание нагретого угля в условиях немедленного наложения давления в форкамере непрерывного действия обеспечивает протекание термохимических процессов разложения угля в наиболее благоприятном направлении - происходит сохранение и накапливание смолистых веществ в жидком состоянии и хорошая пластификация слабоспекающихся углей.  [57]

При осмотре форкамеры, снятой с двигателя после работы с испарительным охлаждением, установлена чешуйчатая структура нагара; на отдельных поверхностях форкамеры и контрольном участке съемной вставки нагара вообще не было, а имевшиеся слои нагара легко удалялись.  [58]

Повторным взвешиванием форкамеры и ее вставки с контрольным участком установлено уменьшение массы этих деталей на 51 мг по сравнению с массой, полученной перед проведением эксперимента.  [59]

Увеличивать длину форкамеры L свыше 3 5Яф нецелесообразно, так как это не дает существенного снижения расхода газа.  [60]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Форкамера

Cтраница 1

Форкамера имеет две дверцы: наружную - для подачи в фор-камеру радиоактивных веществ, посуды, инструмента из помещения операторской и внутреннюю - для подачи радиоактивных веществ и других предметов внутрь камеры.  [1]

Форкамера оборудована двумя дверцами: наружной - для подачи в форкамеру радиоактивных веществ, посуды, инструментов из помещений ремонтной зоны или операторской и внутренней - для подачи радиоактивных веществ и других предметов внутрь камеры. Светильник имеет высоту 100 мм, ширину 200 мм и длину 560 мм.  [2]

Форкамера оборудована двумя дверцами: наружной - для подачи в форкамеру радиоактивного вещества, посуды, инструмента из помещений ремонтной зоны или операторской и внутренней - для подачи радиоактивного вещества и других предметов внутрь камеры.  [3]

Форкамера 4 с наружным обогревом через газовую рубашку аналогична автоклаву непрерывного действия, в котором нагретый полидисперсный уголь в условиях непрерывного перемещения под определенным давлением, агрегируясь, превращается в монолитную пластическую массу.  [5]

Форкамера представляет собой канал, выложенный огнеупором.  [6]

Форкамеры были футерованы жаропрочным бетоном и охлаждались проточной водой. Приемная камера для жидкого расплава выполнялась в двух вариантах: в одном была выложена из огнеупоров, в другом имела охлаждаемый водой кессон.  [8]

Форкамера имеет шторки, которые открываются только при подаче отжигаемых пластин.  [9]

Форкамеры оборудованы провальными решетками. Воздух подается в печь тремя потоками. Обжиговый газ через газоход поступает в футерованный циклон возврата.  [10]

Форкамера с металлическими качающимися шторками при изменении высоты загрузки не требует переоборудования, меняется лишь угол наклона шторок при прохождении под ними изделий.  [11]

Форкамера; 3 - нагревательная камер г, 4 изделие или печной конвейер.  [13]

Форкамера служит для выравнивания и успокоения потока. В ней устанавливаются хонейкомб и детурбулизирующие сетки.  [14]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

мера - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Форка-мера

Cтраница 1

Форка-мера питается от специального карбюратора, который подает в нее смесь с тем большим избытком бензина, чем больше избыток воздуха в смеси, поступающей в цилиндр из основного карбюратора. Цилиндровая смесь, вытесняемая в ходе сжатия в форкамеру, перемешивается в ней с форкамерной смесью. Оба карбюратора регулируются автоматически с таким расчетом, чтобы после перемешивания ( перед зажиганием) в форкамере получалась смесь такого состава, который легко воспламеняется от искры и быстро сгорает.  [1]

Удельное давление, накладываемое на уголь в форка-мере пресса, определяет линейное перемещение пластической угольной массы через формовочную решетку.  [2]

Форсунка должна быть установлена центрально по отношению к форка-мере печи во избежание удара факела в кладку форкамеры.  [3]

Для избежания образования литников материал не непосредственно впрыскивается в прессформы, а в так называемую форка-меру ( фиг. Стенки форкамеры обогреваются и препятствуют затвердеванию в ней материала.  [4]

Во избежание удара факела в кладку форкамеры форсунка должна быть установлена центрально по отношению к форка-мере печи.  [5]

Форкамерная горелка состоит из 1, 2 или 3 трубчатых коллекторов, инжекторов-смесителей и общей для всех смесителей форка-меры. Коллекторы имеют по 1 ряду отверстий ( сопл) 0 3 5 - 6 мм.  [6]

Характер повреждения поршня и силового цилиндра показывает, что причиной повреждения была значительная тепловая перегрузка вследствие изменения состава рабочей смеси в форка-мерах цилиндров и нарушение ее воспламенения с последующим перераспределением нагрузки по другим цилиндрам при одновременном увеличении цикловой подачи в них топливного газа.  [7]

В период выпуска и продувки, как только давление в цилиндре становится меньше давления в системе подачи газа в форкамеру, автоматический клапан форка-меры открывается под давлением газа, и происходит очистка форкамеры от продуктов сгорания. Газовый клапан цилиндра открывается раньше впускных окон ( опережение составляет 35 угла поворота коленчатого вала), и газ поступает в цилиндр, образуя со свежим воздухом рабочую смесь. В начале процесса сжатия под действием давления в цилиндре клапан форкамеры закрывается, и подача газа в нее прекращается. Газ перестает поступать в цилиндр через газовый клапан при положении поршня, соответствующем 83 угла поворота коленчатого вала до внутренней объемной мертвой точки ( в. В момент, когда поршень не доходит на 7 5 угла поворота коленчатого вала до в.о.м.т., подается напряжение на свечи форкамеры, и обогащенная газовоздушная смесь в форкамере воспламеняется. Давление в форкамере резко возрастает, и из нее в цилиндр выбрасывается горящий факел, который воспламеняет основной заряд.  [8]

Подовые инжекционные горелки с общим смесителем конструкции Укргипрогорпромгаза так же, как и подовые, имеют общий смеситель в виде кирпичной щели ( форка-меру) и, кроме того, кирпичную насадку над форкамерой, способствующую дожиганию хвоста факела. Нижняя часть смесителя представляет собой щель шириной 50 - 55 мм, высотой 200 мм.  [10]

В вихревые форкамеры установлены центробежные форсунки д для впрыска топлива. Процесс смесеобразования и сгорания рабочей смеси происходит в форка-мере. Часть вторичного воздуха подводится через перфорированные стенки форкамер.  [11]

Первый червяк с клапанной головкой большого диаметра предназначен для переработки маловязких материалов. Второй червяк с аналогичной головкой меньшего диаметра рекомендуется для переработки вязких материалов, инжектируемых без затруднений. Третий червяк без головки, с коническим червячным наконечником служит для пластикации и инжекции трудноперерабатываемых материалов, например, непластифицированного поливинилхлорида. Инжекционная форка-мера с соплом является сменной ( в зависимости от диаметра головки применяемого червяка) и крепится к фланцу передней части пластикационного цилиндра. Червяк вращается непрерывно, что обеспечивает однородность и высокое качество материала. Червяк вращается электродвигателем через редуктор, а в осевом направлении перемещается под действием гидравлического цилиндра или давления нагнетаемого в форкамеру материала.  [12]

Для упрощения, удешевления и интенсификации метода непрерывного коксования угля Институтом горючих ископаемых совместно с Московским коксогазовым заводом разработана конструкция форкамерного пресса без мундштука. Этот пресс отвечает основным требованиям, предъявляемым к углеформовочным машинам, и лишен наиболее существенных недостатков мундштуковых шнековых прессов. Он имеет простейшее выдерживающее устройство непрерывного действия - форкамеру. Углефор-мовочная машина форкамерного типа позволяет сочетать выдерживание предварительно нагретого угля в форка-мере с одновременным наложением на него определенного давления и с заранее заданным временем пребывания угольной массы под давлением. Это существенно упрощает аппаратурное оформление стадии образования и формования пластической угольной массы и дает возможность применять на данной стадии ( теплового выдерживания и формования) одну машину вместо двух.  [13]

Для работ с а - и - активными изотопами не нужна биологическая защита от проникающего излучения. В этом случае достаточна герметизация рабочего места. Это обстоятельство упрощает конструкцию изолирующей камеры и дает возможность применять так называемые боксы. Работа в боксах производится при помощи перчаток, вставленных в два герметизированных отверстия. Бокс имеет форка-меру, через которую в него подаются реагенты и разные неактивные предметы, например лабораторная посуда.  [14]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru