CS196697B1 - Cylinder head particularly for the two-stroke combustion engines - Google Patents

Description

Vynález se týká spalovacího prostoru uspořádaného v hlavě válce, zejména pro dvoudobé spalovací motory s výfukovými a přepouštěcími kanály ovládanými pístem a se vstřikováním paliva, který je upraven nad výfukovým kanálem proti přepouštěcím kanálům a který je tvořen korýtkovitým vybráním, které je uspořádáno výstředně ke střední rovině válce a ve kterém je uspořádána, zapalovací svíčka a vstřikovač a v jehož podélném ₄směru se palivo vstřikuje a v němž vyplachovací nebo plnicí vzduch vytváří kompresním prouděním vír.

Mezi jednotlivými pracovními dobami se u dvoudobých spalovacích motorů při volnoběhu a při malém zatížení vyskytuje různý počet prázdných dob, protože není při každé otáčce v době zážehu к dispozici u zapalovací cívky směs paliva se vzduchem, která by byla schopná zážehu. Příčinou toho je nedostatečné vyplachování válce, způsobené malým přívodem čerstvého vzduchu při provozu s uzavřenou škrticí klapkou. Z toho důvodu se ve válci stlačuje z části také určité množství výfukových plynů, které zde zbývá z předcházejícího pracovního taktu. Tyto zbytky se směšují více nebo méně s čerstvým vzduchem a podle toho, jak je uzavřena škrticí klapka, se přivádí více nebo méně čerstvého vzduchu, který zajišťuje lepší nebo horší vyplachování, až se opět vytvoří taková směs, která odpovídá spalovacím podmín kám a která mezi elektrodami zapalovací svíčky může zajistit zažehnutí. V ostatních pracovních dobách, to je při oněch uvedených prázdných pracovních taktech, opouští při každé výměně náplně část paliva přivedené s čerstvým vzduchem válec výfukem. Jaké množství paliva přitom válec opustí závisí na okamžitém směšovacím poměru mezi čerstvým vzduchem a spalinami, dále také na velikosti přívodu čerstvého vzduchu. Tím se vytváří zejména při volnoběhu a malém zatížení motoru relativně velká koncentrace uhlovodíků ve zplodinách, vystupujících z motoru.

Aby se odstranily tyto nedostatky, je známé vytvářet spalovací motory, u kterých je v hlavě válce uspořádán spalovací prostor, který je vytvořen jako vírová komůrka.

Je již známý dieselový spalovací motor, který má v hlavě válce válcovitý spalovací prostor, který je uspořádán napříč, to znamená, že jeho osa směřuje napříč к ose válce. Kompresním účinkem kompresních ploch hlavy válce, které jsou uspořádány bočně od spalovacího prostoru, a kompresním účinkem pístu se ke konci kompresního zdvihu vytváří ve spalovacím prostoru rotující válec vzduchu, do kterého se v jeho podélném směru vstřikuje palivo.

Hlavní nevýhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že dno pístu a hlava válce mají nožové po19 6 6 9 7 délné hrany, které z hlediska funkčního mají značný sklon ke . klepání a působí na nč velké tepelné zatížení. Mimoto je výroba této vírové komůrky velmi komplikovaná a nákladná. Toto - známé provedení také není bez dalších úprav vhodné pro dvoudobé spalovací motory s vnějším zdrojem zapalování.

Je také známý dvoudobý spalovací motor s vírovou komůrkou, která je uspořádána přesazené v hlavě válce a do které se vede vzhůru stoupající proud vyplachovacího vzduchu nebo plnicího vzduchu v podstatě v tečném směru. Tato vírová komůrka je uspořádána výstředně vzhledem ke střední rovině válce a je souměrná ve směru vyplachovacího nebo plnicího proudu, přičemž v tomto směru zaujímá nejvýše dvě třetiny horní plochy pístu. Nejhlubší vybrání má tvar nízké plochy, která je na jedné straně uspořádána v pravém úhlu k ose válce a na druhé straně ' je skloněna ve směru k výfukovému kanálu. Vstřikovací tryska je uspořádána ve vírové komůrce pod odpovídajícím úhlem vzhledem k ose válce, přičemž kužel . vstřikovaného paliva se vede ve směru vzhůru stoupajícího plnicího proudu.

Hlavní nevýhoda tohoto spalovacího motoru spočívá v tom, že vírová komůrka je uspořádána přesazené vzhledem k výfukovému kanálu, takže vyplachovací nebo plnicí- proud - směřuje proti proudu, který vtéká z kompresního prostoru, takže nemůže dojít ke směrovanému tvoření víru. Další nevýhoda spočívá v tom, ' že vírová komůrka má poměrně velký průřez a že její ledvinovitý tvar není příznivý pro tvoření směsi, pokud se jedná o vytváření plněných vrstev. Další nevýhodou je uspořádání vstřikovače, protože kužel vstřikovaného paliva je veden ve směru vzhůru stoupajícího plnicího proudu, což nezajišťuje pokaždé zapálení schopnou směs v prostoru zapalovací svíčky a tlak, nutný k rozprášení vstřikovaného paliva, přivádí palivo na dno pístu a na stěnu válce.

Vynález si klade za úkol zdokonalit účinnost dvoudobých spalovacích motorů v celé oblastí jejich provozu a zabránit tomu, aby z válce nevycházelo nespálené palivo při výpadku zážehu a v průběhu - plnění. Zdokonaleným vytvořením a uspořádáním spalovacího prostoru a vstřikovače se umožní dík víru, který se vytváří ve spalovacím prostoru, zapálení při každé pracovní době, čímž se podstatně zvýší účinnost a odstraní se ztráty paliva při výměně náplně.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že spalovací prostor má polokruhový průřez a základnu ve tvaru kruhové úseče, přičemž polokruhový průřez vybíhá ke kompresní ploše do rovné vnitřní plochy stěny, rovnoběžné s osou válce, čímž je vytvořena na přechodu do kompresní plochy kompresní hrana a že vstřikovač je - vzhledem ke střední ose spalovacího prostoru skloněn v polovičním úhlu vstřikovacího kužele paliva vstřikavače.

Průměr polokruhového průřezu spalovacího prostoru je například menší než jedna třetina vrtání válce. Objem spalovacího prostoru činí alespoň 75 % celého kompresního objemu.

Uspořádáním podle vynálezu se vytváří bezprostředně u zapalovací svíčky při každém pracovním zdvihu v jakékoli oblasti zatížení nebo otáček spalovacího motoru směs schopná zapálení vstřikováním a vrstvením - v téže době, přičemž se odstraňují ztráty paliva v průběhu výměny náplně. Požadovaného efektu vrstvení paliva, popřípadě směsi, se dosahuje uspořádáním a vytvořením spalovacího prostoru a vstřikovače se vstřikovací tryskou. Spalovací prostor je uspořádán souměrně nad výfukovým kanálem, takže se rovněž souměrně přicházející vyplachovací vzduch vychyluje na kompresní ploše hlavy válce a tak získá směr později přicházejícího kompresního proudění. Prouděním kolem přechodu s ostrou hranou se - strhávají spálené zplodiny ze spalovacího prostoru. Po uzavření výfuku proudí vyplachovací vzduch do spalovacího prostoru a kompresním účinkem na kompresní ploše vytvoří ve spalovacím prostoru vír. Do tohoto víru se vstřikuje palivo, takže takto se vytvářející páry paliva přicházejí ještě v průběhu vstřiku k zapalovací svíčce.

Konec vstřikování je při nízkých otáčkách dán v podstatě okamžikem zážehu a při maximálních otáčkách ne před dolní úvratí pístu, čímž se zabrání ztrátám nespáleného paliva při vyplachování.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na jednom příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je znázorněn výřez válce dvoudobého spalovacího motoru. Na obr. 2 je znázorněn řez v rovině podle čáry I-I z obr. 1. Na obr. 3 je znázorněn - řez podle čáry II-II z obr. 1.

Dvoudobý spalovací motor je tvořen válcem 1, hlavou 2 válce 1 a - pístem 4. Pod válcem 1 - je na výkrese neznázorněná - kliková skříň s klikovým hřídelem a ojnicí. Ve válci 1 jsou uspořádány přepouštěcí kanály 3 a jeden - výfukový kanál 5. V hlavě 2 válce 1 - je nad výfukovým kanálem 5 a proti přepouštěcím kanálům 3 upraven spalovací prostor 6. Spalovací prostor 6 má základnu 13 vrtání válce a například polokruhový průřez, který vybíhá směrem ke kompresní ploše 7 v rovinné vnitřní ploše 14 stěny, - která je rovnoběžná s osou 17 válce 1, čímž se na přechodu ke kompresní ploše 7 vytváří ostrá kompresní hrana 8. Vstřikovač 9 je uspořádán vzhledem ke střední ose 11 - spalovacího prostoru 6 v úhlu, takže vystupující kuželový paprsek směřuje na vnější plochu 15 stěny, která vychyluje vyplachovací vzduch a zajišťuje vytváření víru, a je rovnoběžný s vnitřní plochou 14 stěny spalovacího prostoru 6.

Zapalovací svíčka 10 je uspořádána ve spalovacím prostoru 6 v horní oblasti na ploše 12 stěny, takže není v oblasti kuželového paprsku vstřikovací trysky vstřikovače 9, avšak je v oblasti víru směsi paliva se vzduchem. Kompresní plocha 7 v hlavě 2 válce 1 se blíží ve směru ke kompresní hraně - 8 ke dnu pístu 4, takže mezi kompresní plochou 7 a pístem 4 se v horní mrtvé poloze vytváří kompresní prostor 16, jehož průřez má tvar trysky. Průměr polokruhového průřezu spalovacího pro storu 6 je například menší než jedna třetina vrtání válce 1, přičemž objem spalovacího prostoru 6 Činí, alespoň 75 % celkového kompresního objemu.

Vyplachovací vzduch, který vystupuje z přepouštěcího kanálu 3, se vychyluje na kompresní ploše 7 a má tak již směr později vznikajícího kompresního proudění. Tím, že prochází kolem kompresní hrany 8, se ze spalovacího prostoru 6 strhávají ' spálené zplodiny, takže se dosahuje dokonalého vyplachování a ve spalovacím prostoru 6 zůstávají jen bezvýznamné . zbytky plynů. Tyto zplodiny -se dopravují vyplachovacím vzduchem do výfukového kanálu 5. Po uzavření výfukového kanálu 5 se vyplachovací vzduch tlačí vzhůru se pohybujícím pístem 4 do spalovacího prostoru 6. Účinkem stlačování, který zajišťuje píst 4, se na kompresní ploše 7 vytváří vír ve spalovacím pro-

Claims (3)

1. PŘEDMĚT

   1. Hlava válce, zejména pro dvoudobé spalovací motory s výfukovými - a přepouštěcími kanály ovládanými pístem, se vstřikováním paliva a se spalovacím prostorem, který je v ní uspořádán nad výfukovým kanálem proti přepouštěcím kanálům a který je tvořen korýtkovitým vybráním, které je uspořádáno výstředně ke střední - rovině válce a ve kterém je uspořádána zapalovací svíčka a - vstřikovač a v jehož podélném směru se palivo vstřikuje a v němž vyplachovací nebo plnicí vzduch vytváří kompresním prouděním vír, vyznačená tím, že spalovací prostor (6) má polokruhový průřez a základnu (13) ve tvaru kruhové úseče, přičemž polokruhový průřez vybíhá ke kompresní ploše (7) do rovné vnitřní plochy (14) storu 6. Vzhledem k mírně skloněné kompresní ploše 7 ve směru - ke kompresní hraně 8 působí kompresní prostor jako tryska, čímž se účinek víření - ve spalovacím prostoru 6 ještě zvyšuje.

   Vstřikovací tryskou vstřikovače 9 se palivo vstřikuje do spalovacího prostoru 6, přičemž kuželový paprsek má takový směr, - že se vstřikuje na vnější plochu 15 stěny a - rovnoběžně s vnitřní plochou 14 . stěny. Konec vstřikování je při - malých otáčkách zhruba shodný s okamžikem zážehu, zatímco při maximálních otáčkách není před spodní úvrati pístu 4. Tak se zabrání ztrátám nespáleného paliva, které vznikají při vyplachování. Na zapalovací svíčku 10 se přímo nevstřikuje žádné palivo, avšak palivo, které je blízko stěny, se působením víru dostává do její oblasti.

   NÁLEZU stěny, rovnoběžné s osou (17) válce (1), - čímž - je vytvořena na přechodu do kompresní plochy (7) kompresní hrana (8) a že vstřikovač (9) je vzhledem ke střední ose (11) spalovacího prostoru (6) skloněn v polovičním úhlu vstřikovacího kužele paliva vstřikovače (9).
2. 2. Hlava válce podle bodu - 1, vyznačená tím, že průměr polokruhového průřezu spalovacího prostoru (6) je menší než jedna třetina vrtání válce (1).
3. 3. Hlava válce podle bodů 1 - a 2, vyznačená tím, že objem spalovacího prostoru (6) - činí alespoň 75 % celého kompresního objemu.