CS200906B1 - Combustion area of the engine - Google Patents
Combustion area of the engine Download PDFInfo
- Publication number
- CS200906B1 CS200906B1 CS264577A CS264577A CS200906B1 CS 200906 B1 CS200906 B1 CS 200906B1 CS 264577 A CS264577 A CS 264577A CS 264577 A CS264577 A CS 264577A CS 200906 B1 CS200906 B1 CS 200906B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- piston
- combustion chamber
- combustion
- engine
- point
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
Vynález se týká spalovacího prostoru motoru s vložkou. Ókolem vynálezu je zlepšit průběh hoření paliva, zkrátit průtah vznícení a snížit přestup tepla do pistu motoru.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a combustion chamber of an engine with an insert. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to improve the combustion process of the fuel, to reduce the ignition delay and to reduce the heat transfer to the engine piston.
Píst vznětového motoru je jedním z nejvíce tepelně a mechanicky namáhaných dílů motoru. Tepelné namáhání pístu souvisí s vysokými rychlostmi pohybu horkých zplodin hořeni ve spalovacím prostoru a nad čelem pístu. Chlazení pístu je dobře proveditelné u větších motorů, např. ostřikem oleje, zalitým chladicím vedením oleje v tělese pístu. Nejvíce tepelně je namáhána hrana spalovacího prostoru, kde teploty přesahují 300°CC Proto se provádí např. povrchová ochrana pístu eloxováním pro snížení součinitele přestupu tepla, hrana pístu se provádí z jiného materiálu, např. z mědi nebo jejích slitin, a je difuzně nebo třením svařena s tělesem pístu, spalovací prostor je jako olejem chlazená vložka ze slitiny barevných kovů demontovatelně spojen s pístem atd. Tvar a provedení spalovacího prostoru rozhodujícím způsobem ovlivňuje přípravu a hoření směsi. Dobré hoření směsi je podmíněno vysokými rychlostmi proudění, jichž se dosahuje zejména geometrickými úpravami spalovacího prostoru. Přesto není všechen vzduch využit v reakci. Pro zlepšeni^hoření se proto navrhuje udělit náplni ve spalovacím prostoru ještě dodatečný pohyb např. v tangenciálním směru, popřípadě se v pístu provádějí dutiny, jež mají fungovat jako zásobníky čistého vzduchu pro konec hoření atd. Uvedená opatření jsou náročná a většinou nesledují současně otázku tepelné ochrany pístu a zlepšení hoření směsi.The diesel engine piston is one of the most thermally and mechanically stressed engine components. The thermal stress of the piston is related to the high velocities of movement of the hot combustion products in the combustion chamber and above the face of the piston. Cooling of the piston is well feasible for larger engines, eg by spraying oil, through the oil cooling line in the piston housing. The edge of the combustion chamber where the temperatures exceed 300 ° C is most stressed. Therefore, for example, the surface of the piston is anodized to reduce the heat transfer coefficient, the piston edge is made of another material, eg copper or its alloys. welded to the piston body, the combustion chamber is removably connected to the piston as an oil-cooled non-ferrous alloy liner, etc. The shape and design of the combustion chamber decisively affects the preparation and combustion of the mixture. The good combustion of the mixture is conditioned by the high flow velocities which are achieved, in particular, by the geometric modifications of the combustion chamber. However, not all air is used in the reaction. In order to improve combustion, it is therefore proposed to give the charge in the combustion chamber an additional movement, for example in a tangential direction, or in the piston, to make cavities to act as reservoirs of clean air for the end of combustion. protection of the piston and improved combustion of the mixture.
200 906200 906
200 000200 000
Ekonomická hlediska a zpřísňující se hygienické předpisy vyžaduji komplexní řešení problematiky hořeni směsi i tepelné ochrany pístu. Mezi opatření, která zlepšují průběh boření a současná omezuji špičková tlaky hoření a výsledná složení exhalací ve výfukových plynech, zejména hladinu Ν0χ, patří konstrukční zásahy do geometrie spalovacího prostoru při snižování stupně stlačení ve válci. Snížení stupně stlačení je však spojeno s prodloužením průtahu vznícení, špatnou startovatelností, nestabilitou ohodu při nižších zatíženích a volnoběhu. Je prokázáno, že průtah vznícení lze zkrátit zejména zvýšením intenzity rotačního pohybu vzdušiny ve spalovacím prostoru a vyšší teplotou stěny spalovacího prosto ru při uspořádaném nástřiku paliva do spalovacího prostoru. Vyšší rychlosti proudění se do sáhne zmenšením rozměru vstupního hrdla spalovacího prostoru a zmenšením vzdálenosti mezi hlavou plstem v horní úvrati pístu. Teplota stěny, jež by přinesla podstatné zkrácení průtahu vzníceni, je však blízká 600 °C, což je hodnota pro materiál pístu příliš vysoká.Economic aspects and stricter hygiene regulations require a comprehensive solution to the problems of mixture combustion and piston thermal protection. Measures that improve the breakdown process while limiting peak combustion pressures and the resulting exhaust gas composition, particularly the Ν0 χ level , include design interventions in the combustion chamber geometry to reduce the degree of compression in the cylinder. However, a reduction in the degree of compression is associated with a prolonged ignition delay, poor startability, fire instability at lower loads and idling. It has been proven that the ignition delay can be reduced in particular by increasing the intensity of the rotary motion of the air mass in the combustion chamber and by increasing the temperature of the combustion chamber wall when the fuel is injected into the combustion chamber. Higher flow rates are achieved by reducing the size of the inlet throat of the combustion chamber and reducing the distance between the felt head at the top dead center of the piston. However, the wall temperature, which would result in a substantial shortening of the ignition flow, is close to 600 ° C, which is too high for the piston material.
Na přiloženém výkresu je znázorněn spalovací prostor s vložkou, jež řeší současně otázku tepelné ochrany stěny spalovacího prostoru při vyšších teplotách stěny, na niž se palivo nástřikuje a při vyšších rychlostech proudění dosažitelných díky tepelné ochraně pístu. Pokrok dosažený vynálezem spočívá ve zlepšení procesu tvorby a hoření směsi, zkrácení průtahu vznícení a zlepěeni tepelné ochrany tím, že ve spalovacím prostoru v pístu 2 je vložka 1, jež je od pístu 2 oddělena mezerou £. Vložka £ s pístem 2 je ve styku pouze v několika bodech či plochách. Palivo se nastřikuje tryskou 3 na vnitřní stranu vložky £ paprsky £. Není podmínkou, aby tryska 3 byla souosá se spalovacím prostorem nebo válcem.The enclosed drawing shows a combustion chamber with an insert which simultaneously solves the question of thermal protection of the combustion chamber wall at higher temperatures of the wall to which the fuel is injected and at higher flow rates achievable due to the thermal protection of the piston. The progress achieved by the invention consists in improving the process of forming and burning the mixture, shortening the ignition delay and improving the thermal protection by having a liner 1 in the combustion chamber in the piston 2, which is separated from the piston 2 by a gap 6. The piston insert 5 contacts only a few points or surfaces. The fuel is injected through the nozzle 3 onto the inner side of the liner by means of spokes 6. It is not necessary for the nozzle 3 to be coaxial with the combustion chamber or cylinder.
Vfe spalovacím prostoru se vzdušina pohybuje ve vírovém prstenci b. Nad středem dna se udržuje relativně nehybný kuželový útvar vzdušiny c, který se nezúčastňuje rotace ve virovém prstenci b, a který není zasažen paprsky a nastřikovaného paliva. Vzdušina z kuželového útvaru £ vstupuje do mezery £ v blízkosti bodu A u dna, prochází mezerou £ a vystupuje z ní v bodě B v blízkosti ústí spalovacího prostoru. Vzdušina odvádí při svém proudění teplo pístu 2 a vložky X, chrání ústí spalovacího prostoru před přímým účinkem plamene a vstupuje do procesu hoření ve vírovém prstonci b, kam přináší pro hoření potřebný kyslík, čímž zlepšuje jeho průběh. Pohyb vzdušiny v mezeře s Je vyvolán rozdílem tlaku 4 p mezi bodem £ a bodem B. Rychlost pohybu vzdušiny w vypuzované z objemu nad čelem pístu 2 do spalovacího prostoru Je nad ústím spalovacího prostoru v každém okamžiku nejvyšši a js přibližně rovna hodnotě určené vztahem _2 2In the combustion chamber, the air mass moves in the vortex ring b. A relatively stationary conical air mass c is maintained above the bottom of the bottom, which does not participate in the rotation in the viral ring b, and which is not affected by beams and fuel injections. The air from the conical formation 6 enters the gap 6 near point A at the bottom, passes through the gap 6 and exits at point B near the mouth of the combustion chamber. The air stream dissipates the heat of the piston 2 and the liner X, protects the orifice of the combustion chamber from the direct effect of the flame, and enters the combustion process in the swirl ring b, where it supplies the necessary oxygen for combustion, thereby improving its progress. The movement of the air in the gap s is caused by a pressure difference of 4 p between point a and point B. The velocity of movement of the air w ejected from the volume above the face of the piston 2 into the combustion space is highest at any time above the orifice.
R - r (1 ZKá + V/JtR - r (1 + V ZK and / Jt
).).
Přitom je £ okamžitá odlehlost čela pístu 2 od hlavy motoru, V, je objem spalovacího prostoru» £p J® okamžitá rychlost pístu., r je poloměr vstupního hrdla a R je poloměr válce motoruIt is instantaneous £ remoteness face of the piston 2 from the engine head, V is the volume of a combustion free from interference »£ p J® instantaneous velocity of the piston. R is the radius of the inlet throat and R is the radius of the cylinder of the engine
Na dně uprostřed spalovacího prostoru v blízkosti bodu A je rychlost proudění zanedbatelná. VýstupníVwezery £, označené bodem B je v blízkosti ústí spalovacího prostoru, takže rychlost vzdušiny w2 vystupujíc! z mezery s je blízká okamžité rychlosti w nad ústím spalovacího prostoru. V mezeře £ mezi bodem £ a bodem B vzniká tlakový spád Δ p, když proAt the bottom in the middle of the combustion chamber near point A, the flow rate is negligible. The outlet reservoirs designated by point B are in the vicinity of the orifice of the combustion chamber, so that the velocity of the air w 2 is rising. z of gap s is close to the instantaneous velocity w over the orifice of the combustion chamber. In the gap mezi between point a and point B a pressure drop Δp occurs when pro
200 >0« myšlené proudové vlákno v mezeře £ mezi bodem A a bodem B platí přibližné vztah • w, přičemž Wj je okamžitá hodnota rychlosti v bodě A a w.2 J· okamžitá hodnota rychlosti v bá> dě B a ψ je okamžitá hodnota měrné hmotnosti vzdušiny ve válci motoru.200> 0 «imaginary current filament in the gap mezi between point A and point B the approximate relation ww applies, where W je is the instantaneous speed value at point A and w. 2 J · instantaneous value of velocity in ba> B and ψ is instantaneous value of specific gravity of air mass in the engine cylinder.
Za chodu motoru prouděni v blízkosti ústí spalovacího prostoru neustává, takže bod B je místem relativně nízkého tlaku a proudí z něj vzdušina jímaná v oblasti kuželového útvaru c. Současně se zlepšováním hořeni ve vírovém útvaru b chrání vzdušina proudící mezerou s tepelně nejvíce namáhanou část pístu 2, ústí spalovacího prostoru, před přímým účinkem plamene. Proto může ústí spalovacího prostoru vybíhat v ostrou hranu tak, aby za ním při oboustranném obtékání z prostoru nad čelem pístu 2 a vírového útvaru b nevznikal úplav ve vírovém útvaru b, jak je s ohledem na intenzitu víření nutné. Volba velikosti rozměru vstupního hrdla £. pak není omezena hledisky tepelného namáhání a je možno pouze s ohledem ke ztrátám škrcením udržet nebo zvýšit rychlost proudění w změnou rozměru vstupního hrdla r i při zvětšení objemu V spalovacího prostoru. Vyšší teplota vložky 1. zkracuje průtah vzníceni, což je výhodné zejména u motorů s poměrem stlačení ve válci nižším než 13 a zlepšuje startovatelnost motoru. Příznivě je ovlivněn provoz při částečných zatížéních a volnoběhu. Snížení teploty pístu 2. znamená nižší nároky na účinnost chlazení, vyšší spolehlivost pístové skupiny a možnost užiti levnějších olejů při prodloužení lhůty jejich výměny. Příprava a hoření směsi je příznivě ovlivněna vyšší rychlosti proudění a dokonalejším využitím vzdušiny. Zlepšení hoření při použiti vložky i se projeví zlepšení kvality plynných exhalací, poklemem hlučnosti a snížením spotřeby paliva.While the engine is running, the flow near the combustion chamber orifice does not cease, so that point B is a relatively low pressure point and the air collected in the region of the conical formation c flows therefrom. , the orifice of the combustion chamber, before the direct effect of the flame. Therefore, the mouth of the combustion chamber may extend to a sharp edge so that, when it flows around both sides from the space above the face of the piston 2 and the vortex formation b, there is no deterioration in the vortex formation b as required by the vortex intensity. Selection of the size of the inlet throat £. then the thermal stress aspects are not limited and it is only possible to maintain or increase the flow velocity w with respect to the throttling losses w by changing the size of the inlet throat r i while increasing the volume V of the combustion chamber. The higher temperature of the liner 1 shortens the ignition delay, which is particularly advantageous for engines with a cylinder compression ratio of less than 13 and improves engine start-up. Operation at partial loads and idling is positively affected. Lowering the temperature of the piston 2. means lower demands on the cooling efficiency, higher reliability of the piston group and the possibility of using cheaper oils while extending their replacement time. The preparation and combustion of the mixture is favorably influenced by the higher flow velocity and better utilization of the air mass. Improved combustion with liner 1 will result in improved quality of gaseous emissions, noise shrinkage and reduced fuel consumption.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS264577A CS200906B1 (en) | 1977-04-21 | 1977-04-21 | Combustion area of the engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS264577A CS200906B1 (en) | 1977-04-21 | 1977-04-21 | Combustion area of the engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS200906B1 true CS200906B1 (en) | 1980-10-31 |
Family
ID=5364165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS264577A CS200906B1 (en) | 1977-04-21 | 1977-04-21 | Combustion area of the engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS200906B1 (en) |
-
1977
- 1977-04-21 CS CS264577A patent/CS200906B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1331548C (en) | Combustion apparatus and system for internal combustion engine | |
| JPH05500252A (en) | Methods and systems for controlled combustion engines | |
| US5351665A (en) | Internal combustion engine | |
| US4300498A (en) | Auto-igniting, four-cycle, piston-type internal combustion engine | |
| KR102801178B1 (en) | Pre-chamber | |
| US2748757A (en) | Internal combustion engine combustion chamber | |
| JPH0218408B2 (en) | ||
| JP3116948U (en) | Ignition combustion equipment for coal boilers | |
| US3105470A (en) | Compression ignition engines | |
| US4545344A (en) | Diesel engine having turbulent combustion chamber | |
| US2753852A (en) | Heavy oil internal combustion engines | |
| US4135479A (en) | Piston and cylinder for two-cycle engines | |
| CS200906B1 (en) | Combustion area of the engine | |
| RU2359136C2 (en) | Internal combustion engine and method of ice fuel combustion | |
| JPH04191413A (en) | Diesel engine | |
| US2443502A (en) | Engine construction | |
| US3044455A (en) | Hot bulb internal combustion engine and a method of operating the same | |
| US1877737A (en) | Combustion chamber | |
| US2959161A (en) | Internal-combustion compression-ignition engine with localised self-ignition of the fuel | |
| RU2099549C1 (en) | Method and device for igniting fuel-air mixture in internal combustion chamber | |
| EP0365906B1 (en) | Combustion chamber | |
| US4125105A (en) | Four cycle internal combustion engine | |
| JPS5514949A (en) | Combustion chamber of internal combustion engine with precombustion chamber | |
| JPS58117314A (en) | Spiral vortex chamber type diesel engine | |
| US2778347A (en) | Fuel injection type internal combustion engine having a subdivided combustion space |