CS205395B1 - Method of fuel mixture preparation for engines having splited combustion chamber and aquipment for its execution - Google Patents

Description

Vynález se týká zážehových motorů s vratným nebo rotačním pohybem pístů s děleným spalovacím prostorem, zejména způsob přípravy palivové směsi pro ně a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Jsou známy motory s děleným spalovacím prostorem, u nichž jsou uspořádány mimo hlavní spalovací komoru ještě s ní spojené vedlejší spalovací komory. Do hlavní spalovací komory ústí hlavní sací kanál, řízený hlavním sacím ventilem a z ní vychází výfukový kanál, řízený výfukovým ventilem. Do vedlejší spalovací komory, která je s hlavní spalovací komorou spojena výšlehovým kanálem, ústí vedlejší sací kanál řízený vedlejším sacím ventilem. Ve vedlejší spalovací komoře je umístěna zapalovací svíčka, nebo jiný zdroj zážehu palivové směsi.

Do hlavní spalovací komory se přivádí chudá palivová směs a do vedlejší spalovací komory bohatá, dobře zápalná palivová směs.- Zapalovací svíčka zažehne palivovou směs ve vedlejší spalovací komoře v poloze pístu v oblasti horní úvratě na konči kompresního zdvihu. Žhavé plyny šlehnou z vedlejší spalovací komory výšlehovým kanálem do hlavní spalovací komory v níž zažehnou chudou palivovou směs. Je rovněž známo, že ke správné funkci popsaného pracovního způsobu je třeba zajistit dvojí.

palivovou směs a různém směšovacím poměru, chudou pro hlavní spalovací komoru, bohatou pro vedlejší spalovací komoru. U známých provedení těchto motorů se používá k přípravě obou druhů palivových směsí dvou samostatných zařízení. Buď dvou samostatných karburátorů, jejichž ovládání je mechanicky propojeno například podle USA patentů č. 1,568.638, 2,121.920, 3,092.088, 3,230.939, 3,880.942, nebo podle NSR patentů 2,259.286, 2,259.286 a dalších, nebo kombinace karburátoru a vstřikovacího zařízení, nebo dvou samostatných vstřikovacích zařízení. Nevýhodou těchto známých uspořádání je jednak zpovahy věci plynoucí nutnost zdvojení použitých zařízení stejných čí různých, jednak jejich závislé ovládání vyžadující znáčně složitá mechanická, nebo jiná zařízení.

Úkolem vynálezu je návrh způsobu přípravy palivové směsi o různém směšovacím poměru a zařízení k jeho provádění, které by bylo jednoduché, spolehlivé, dovolovalo jednoduché ovládání směšovacího poměru obou druhů palivových směsí a odstraňovalo nevýhody zařízení známých.

Způsob přípravy palivové směsi o různém směšovacím poměru pro hlavní spalovací komoru a pro vedlejší spalovací komoru, pro.

motory s děleným spalovacím prostorem,

/ -. - .· $ , ? ύ :.· .

byl podle vynálezu vyřešen tím,,Ž£ pQhqnná směs pro obě spalovací komory .se tvoří z jednoho paprsku paliva, ; vstřikóyanéhp, do hlavního proudu, vzduchu nasávaného do hlavní spalovací komory přičemž.část paliva se odděluje -z paprsku paliva vedlejším proudem vzduchu, nasávaným do vedleijší spalovací komory.

Dále podle vynálezu palivová směs pro plnění vedlejší spalovací komory se opravuje přívodem přídavného vzduchu, který se s výhodou odebírá z hlavního proudu nasávaného vzduchu.

ještě dále podle vynálezu se vedlejší proud nasávaného vzduchu odebírá z hlavního proudu nasávaného vzduchu. K provádění způsobu podle vynálezu bylo navrženo zařízení u kterého je část paliva nasávána do.vedlejší spalovací komory a dále se upravuje přívodem přídavného vzduchu.

Dalším význakem vynálezu je, že nátrubek, palivové trysky je otevřen do hlavního sacího kanálu, neb do hlavního sacího potrubí a nebo do směšovací komory sacích potrubí.

Je výhodné, spojit odsávací komoru s hlavním sacím potrubím' kanálem přídavného vzduchu, neb ji spojit jak s hlavním sacím kanálem, tak s hlavním sacím potrŮhíhi prsténcovým průchodem kolem nátrubku. Přitom kanál přídavného vzduchu může být propojen s hlavním sadím potrubím otvorem, do kterého zasahuje kuželovitý.konec regulačního šroubu, nebo spojen vzdušníkem se sacím traktem motoru, přičemž do vzdušníku zasahuje škrtící, kužel ovladače regulátorů přídavného .vzduchu. . .

Ještě dále se vynález vyznačuje tím, že v,, kanálu přídavného vzduchu je upraven vzdušník přídavného vzduchu. . · • .Rovněž podle vynálezu je v hlavním sacím· potrubí, ve. směru proudu hlavního nasávacího vzduchu před sběrným potrubím hlavních sacích .potrubí upravena škrtící klapka.,

Konečně podle vynálezu je v hlavním sacím potrubí ve směru proudu hlavního nasávacího vzduchu před. směšovací komorou upravena škrtící klapka.

. Řešení podle, předloženého vynálezu dává motoru s děleným spalovacím prostorem výhodu dokonalé přípravy palivové směsi o dvojím .směšovacím poměru a sice jediným vstřikovacím zařízením libovolné soustavy, například nízko- středo- nebo vysokotlakého, s plynulým nebo přerušovaným výstrikem., ř,·;''.· _; Hlavní; výhodou, tohoto řešení, před známým uspořádáním je především dokonalejší dodržení stejného směšovacího; poměru palivoyé směsi a její rozdělení do jednotlivých válců, které , umožňují při stejném, celkovém směšovacím poměru . palivové směsi dosáhnout nižších hodnot obsahu škodlivin ve výfukových plynech, zejména kysličníku dusíku .e ippžnpst dosažení. vyšších, specifických výkonů při jednoduché konstrukci, nevyžadující neobvyklá a nákladná řešení palivové soustavy','

Vynález bude podrobně popsán a vysvětlen na příkladech provedení ve vztahu k připojeným výkresům, na nichž značí

Obr. 1, nárysný schématický řez zařízení podle vynálezu upravený na 'jednom válci motoru, ,

Obr. 2, částečný nárysný řez sací soustavou motoru s upraveným přívodem přídavného vzduchu,

Obr. 3, schématický nárysný řez, regulovatelný vzdušníkem ‘ přídavného vzduchu, ' '

Obr. 4, uspořádání sací soustavy se vstřikem paliva do jediného místa sa čího potrubí, víceváleoyého motoru, .

Obr. 5, 6, 7, nárysné schématické řezy obměnami konstrukčního řešení odsávací komory podle vynálezu se vstřikovací tryskou.

Na obr. 1 je znázorněno základní uspořádání podle vynálezu, upravené na jedno, nebo.' VíCeválcovém zážehovém 'motoru opatřeném hlavou válců 1, v níž je vytvořena hlavní spalovací komora 2 uzavřená, čelem pístu 3 případně dále stěnou válce motoru. Do hlavní spalovací komory 2 ústí hlavní sací kanál 5 řízený hlavním sacím ventilem 4. S hlavní spalovací komorou 2 je spojena výšlehovým kanálem Vedlejší spalovací komora 6 do níž ústí vedlejší sací kanál 8 řízený vedlejším sacím ventilem 7. Ve vedlejší spalovací komoře 6 je upravena zapalovači svíčka 9. S hlavním sacím kanálem 5. je spojeno hlavní, sací potrubí 17, ústící do sběrného potrubí 14, na, které je připojeno těleso se škrtící klapkou 15, regulátor množství paliva 16 a další části sací soustavy motoru. V hlavě válců 1, je upraven držák 11 vstřikovací palivové trysky 10 opatřený nátrubkem 11a, který v hlavě válce 1 motorů vymezuje odsávací komoru 12, spojenou s hlavním sacím kanálem 5 otvory 13 upravenými v nátrubku 11a, Odsávací komora 12 je spo^ jena vedlejším sacím kanálem 8 s . vedlejší spalovací komorou 6.

• Na Obr. 2 je znázorněno uspořádání, u něhož je na vedlejší sací kanál 8 připojen kanál 18 přídavného vzduchu .ústící například do sběrného potrubí 14. Vzdušník 19 přídavného vzduchu · může být bud! jediný pro všechny válce motoru, nebo pro jeho každý válec zvláštní. Kanál 18 přídavného vzduchu umožňuje. seřízení směšovacího poměru palivové směsi pró vedlejší spalovací komoru 8..a spolu s otvory 13 i. jejího mnóžstvíí ůsS

Obr, 3 znázorňuje, příklad ípřovědenfcžss gulátoru 27 přídavného . vzduchu upraveného v kanále 18 přídavného vzduchu, jehož průtočný řez je řízen v závislosti na pracov2Í33'9íř· ním režimu; motoru. Ovladač 20 pohybuje například v závislosti na zatížení motoru, ί škrtícím kuželem 21 a mění tak průtočný průřez vzdušníku . 28 přídavného vzduchu. K jemnému seřízení množství přídavného vzduchu při uzavřeném vzdušníku 28 přídavného vzduchu slouží otvor 22 upravený ve. stěně sacího potrubí řízený regulačním šroubem 23.

' Obr. 4 znázorňuje provedení vícéválcového motoru, přičemž se vstřik paliva do sacího potrubí 17 děje jednou vstřikovací palivovou tryskou 10 pro všechny válce motoru. Vstřikovací palivová tryska 10 uložená v dr? žáku 11 vstřikuje palivo do směšovací komory: 24 společného sacího potrubí, odkud je pohonná směs rozváděna k jednotlivým válcům motoru příslušnými větvemi sacího potrubí 17. Držák 11 vytváří nátrubkem 11a ve svém uložení odsávací komoru 12, která je propojena jednak se sacím potrubím 17 otvory 13, jednak propojena kanálem 8. Bohatá směs pro vedlejší spalovací komoru 6 se u tohoto provedení vynálezu odebírá z jediného místa. Rovněž případnou úpravu směšovacího poměru lze provádět jediným zařízením. ·» , ,

Obr. 5 znázorňuje příklad konstrukčního uspořádání držáku 11 s nátrubkem 11a s uiqženou vstřikovací palivovou tryskou 10 a umístění držáku 11 v sacím potrubí 17 pro vytvoření odsávací komory 12. Těleso držáku 11 je upevněno v nálitku sacího potrubí

17. Mezi osazeným nátrubkem 11a a odstupňovaným vrtáním v nálitku sacího potrubí 17 je vytvořena odsávací komora 12.

Vstřikovací palivová tryska 10 ústí do vnitřního prostoru nátrubku 11a.

V blízkosti ústí vstřikovací palivové trysky 10 jsou upraveny otvory 13, jimiž je odsávací komora 12 spojena se sacím potrubím 17. Odsávací komora 12 je spojena rovněž s vedlejším sacím kanálem 8. Paralelně, nebo v sérii s odsávací komorou 12 je upraven kanál 18 přídavného vzduchu, který umožňuje bez velkých obtíží seřízení směšovacího poměru palivové směsi podle provozních potřeb motoru. Přídavným vzduchem lze řídit směšovací poměr palivové směsi pro vedlejší spalovací komoru 12 i s ohledem na pracovní režim motoru.

Obr. 6 znázorňuje obměnu řešení podle vynálezu zalisováním držáku 11 do vrtání nálitku hlavy 1 válce motoru nebo sacího potrubí 17. Přídavný vzduch prochází prstencovým průchodem 26 mezi vnější stěnou nátrubku 11a a vrtání vq zmíněném nálitku.

Obr. 7 představuje obdobné řešení jako na Obr. 6, s tím rozdílem, že přídavný vzduch je veden do odsávací komory 12 kanálem 18 přídavného vzduchu, vrtaným šikmo do sacího potrubí 17.

Zařízení podle vynálezu pracuje takto: Vstřikovací palivovou tryskou 10 je přiváděno takové množství paliva, které s celkovým nasátým množstvím vzduchu vytváří směs ó požadovaném celkovém' směšovacím poměru. V důsle dku termodynamických změn ve vystfikovaném paprsku pálívá dochází v bezprostřední blízkosti ústí vstřikovací palivové trysky 10 k. uvolňování jeho nejsnáze odparltelných podílu, které spolu s nejlépe atomizovaným palivem jsou vlivem proudění, vyvolaném v nátrubku 11a vstřikovaným paprskem paliva a odsáváním vedlejším sacím kanálem 8, unášeny do vedlejší spalovací komory 6. Tato palivová směs má minimální sklon ke kondensaci na stěnách vedlejšího sacího kanálu 8. Protože pro nasávání čerstvé dávky palivové směsi do motoru platí stejné okrajové podmínky jak v hlavním, tak ve vedlejším sacím potrubí, jsou poměry nasátých množství palivových směsí do obou spalovacích komor 2, 6 závislé na hydrodynamických vlastnostech obou sacích soustav. Ty lze volit tak, aby poměr obou množství palivových směsí s rostoucím zatížením motoru klesal, nebo naopak stoupal. Bylo zjištěno, že stupeň rozdělování palivových směsí, který je vyjádřen poměrem množství paliva předvedeného v palivové směsi do vedlejší spalovací komory 6 k množství paliva v palivové směsi přivedeného do hlavní spalovací komory 2, je jen má? lo závislý na otáčkách motoru, Směšovací poměr palivové směsi ve vedlejší spalovací komoře 6 lze řídit v širokém rozsahu rozměru nátrubku 11a, průřezem otvorů 13, nebo velikostí přívodu přídavného vzduchu odebíraného podle potřeby ze sací soustavy mázl nátrubkem 11a a čističem nasávaného vzduchu a zavedeného do vedlejšího sacího kanálu 8. Volba těchto hodnot je závislá na použitém vstřikovacím zařízení. Rři všech změnách směšovacího poměru i množství palivové směsi pro vedlejší spalovací komoru 6 zůstává celkový směšovací poměr palivové směsi funkcí základního seřízení vstřikovacího zařízení.

K zajištění dobré funkce zařízení je z hlediska přípravy palivové směsi, zejména pro vedlejší spalovací komoru 6. při malých za? tíženích motoru a při použití nízkotlakého vstřikovacího zařízení, výhodné použít k dokonalejší atomizaci paprsku paliva vedlejšího vzduchu, zavedeného z prostoru před škrtící klapkou 15 k ústí vstřikovacích palivových trysek 10. Množství vzduchu je závislé na velikosti podtlaku v sací, potrubí 17 za škrtící klapkou 15 a na velikosti průřezu v místě jeho výtoku u vstřikovacích palivových trysek 10. Vzhledem k tomu, že od určitého zatížení motoru je tlakový rozdíl ve výtokovém průřezu vzduchu kritický, je rozprášení paliva tímto způsobem velmi účinné. Od rozprášení paliva intensita jeho odpařování tedy stabilita kvality palivové směsi odsávané do vedlejší spalovací komory 6. V krajním případě může množství vzduchu dosáhnout množství potřebného pro volnoběh.

Claims (16)

Předmět vynálezu

1. Způsob přípravy palivové směsi o různém směšovacím poměrů pro hlavní spalovací kómoru a Vedlejší spalovací komoru vstřikováním pro motory s děleným spalovacím prostorem vyznačený tím, že pohonná směs pro obě spalovací komory sé tvoří z jedhoho paprsku paliva, vstřikovaného do hlavního proudu vzduchu nasávaného do hlavní spalovací komory, přičemž část paliva se odděluje z paprsku paliva vedlejším proudem vzduchu, nasávaným do vedlejší spalovací komory.

2. Způsob přípravy palivové směsi podle bůdu 1 vyznačený tím, že část paliva nasávaná do vedlejší spalovací komory se dále upracuje přívodem přídavného vzduchu.

3. Způsob přípravy palivové směsi podle bodu 1 a 2 vyznačený tím, že přídavný, vzduch se odebírá z hlavního proudu nasávaného vzduchu.

4. Způsob přípravy palivové směsi podle bodu 1 vy zn ač en ý t í m , že vedlejší jpróůd nasávaného vzduchu se odébírá z hlavního proudu nasávaného vzduchu.

5.· Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1 pro motor s děleným spalovacím prostorem,. obsahující hlavní sací kanál, ústící dó hlavní spalovací komory děleného spalovacího prostoru motorů a vedlejší sací kanál, ústicí do vedlejší spalovací komory, přičemž obě spalovací komory jsóu od svých sácích kanálů odděleny sacími ventily, sestávající' ze vstřikovací trysky pálivá, ústící do sacího traktu motoru vyznačené tím, žě výstup vstřikovací palivové trysky (10) je obklopen, nátrubkem (11a), který je otevřen do sacího traktu motoru a u ústí vstřikovací palivové trysky (10) je opatřen otvory (13) ústícími do odsávací komory (12), vytvořené kolem nátrubků (11a) a spojené vedlejším sacím kanálem (8) s vedlejší spalovací komorou (6).

6. Zařízení k přípravě palivové směsi podlé bodu 5 v yzn a č e n é t í m , že nátrubek (11a j palivové trysky (10) je Otevřen do hlavního sacího kanálu (5).

7. Zařízení k přípravě palivové směsi podle bodu 5 vyznačené tím, že nátrubek (11a) držáku (11) palivové trysky je otevřen do sacího potrubí (17).

8. Zařízení k přípravě palivové směsí podle bodu.5 -v yzn á č e n ě t íín, že nátrubek (11a) držáku (11) palivové trysky (10). je otevřen dó směšovací komory (24) sacích potrubí (17).

9. Zařízehí k přípravě palivové směsí podle bodu 5 vyznačené tím,, že odsávací komora (12) je spojena kanálem (18) přídavného vzduchu s hlavním sacím potrubím (17).

10. Zařízení k přípravě palivové směsí podle bodu 5 vy značen é tím, : že 'odsávací komora (12) je spojená jak s hlavním sacím kanálem (5), tak s hlavním sacím potrubím (17) prstencovým průchodem (26) kolem nátrubku (11a) vstřikovací palivové trysky.

11. Zařízení k přípravě palivové směsi podle bodů 5 až 9 v y zn a č en é t í m, že' kanál (18) přídavného vzduchu je propojen s hlavním sacím potrubím (17) otvorem (22), do kterého zasahuje kuželovitý konec regulačního šroubu (23).

12. Zařízení k příprávě palivové směsí podle bodů 5 áž 9 á 11 vy značené tím, že kanál (18) přídavného vzduchu je spojen vždušníkém (28) se sacím traktem motoru, přičemž do vzdušníků (28} zasahuje škrtící kužel (21) ovladače (20) regulátorů (27) přídavného vzduchu.

13. Zařízení k přípravě palivové směsi podlé bodů 5 až 9 a 12 vyznačené tím, že v kanálů (18) přídavného vzduchu je upráven vzdušník (19) přídavného vzduchu.

14. Zařízení k přípravě palivové směsi podle bodů 5 až 13 vy znač ené tím, že v hlavním sacím potrubí (17) je ve směru proudu hlavního nasávaného vzduchu před sběrným potrubím (14] hlavních sacích potrubí (17) upraveno škrtící ústrojí.

15. Zařízení k přípravě · palivové směsí podle bodu 14 vyznačené tím, že škrtící ústrojí je tvořeno škrtící klapkou (.15)· /

16. Zařízení k přípravě palivové směsi podle bodů 5 až 15 vy znač ené tím , že v hlavním 'sacím potrubí (17) je ve směru proudu hlavního nasávaného vzduchů před směšovací komoroů (24) upravena škrtící klapka (15).