CS255437B1

CS255437B1 - Combustion space

Info

Publication number: CS255437B1
Application number: CS858183A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Brychta; Vojtech Voracek; Eduard Lutisan; Miroslav Trnka; Tomas Sedlak
Original assignee: Jaroslav Brychta; Vojtech Voracek; Eduard Lutisan; Miroslav Trnka; Tomas Sedlak
Priority date: 1985-11-13
Filing date: 1985-11-13
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS818385A1

Abstract

Spalovací prostor vznětového spalovacího motoru uspořáda-ný v pístu, jehož podstata spočívá v tom, že s hlavním spalovacím prostorem je propojen přídavný spalovací prostor, v němž je uspořádána žhavicí svíčka, přičemž úhlová vzdálenost zadní hrany od osy vstřikovací trysky je 35° až 60°.The combustion chamber of a diesel combustion engine arranged in a piston, the essence of which lies in the fact that an additional combustion chamber is connected to the main combustion chamber, in which a glow plug is arranged, the angular distance of the rear edge from the axis of the injection nozzle being 35° to 60°.

Description

Vynález se týká spalovacího prostoru vytvořeného v pístu vznětového spalovacího motoru.The invention relates to a combustion chamber formed in a piston of a compression-ignition internal combustion engine.

Jsou známy spalovací vznětové motory, u nichž palivo vstřikované ve směru rotace vzduchové náplně vytváří palivový film na hladké stěně spalovacího prostoru nebo na stěně opatřené jedním nebo několika za sebou uspořádanými stupni. Motory s takto uspořádanými spalovacími prostory se vyznačují nízkou měrnou spotřebou paliva, nízkou kouřivostí a malou rychlostí narůstání spalovacího tlaku. Nevýhodou spalovacích motorů s nástřikem paliva na stěnu spalovacího prostoru je zhoršená startovatelnost za nízkých teplot a značné emise bílého kouře po startování a v režimech nízkého zatížení. Tato nevýhoda je způsobena nízkou teplotou stěny spalovacího prostoru v uvedených režimech, při které nemohou proběhnot úplné chemické reakce při spalování, což dále vede ke zvýšení emisí kysličníku uhelnatého a nespálených uhlovodíků.Internal combustion engines are known in which fuel injected in the direction of rotation of the air charge forms a fuel film on a smooth combustion chamber wall or on a wall provided with one or more successive stages. The engines with such combustion chambers are characterized by low specific fuel consumption, low smoke and low combustion pressure build-up. A disadvantage of internal combustion engines with fuel injection on the combustion chamber wall is the impaired low-temperature start-up capability and significant white smoke emissions after starting and in low load modes. This disadvantage is due to the low temperature of the combustion chamber wall in said modes, in which a complete chemical reaction during combustion cannot occur, which further leads to an increase in carbon monoxide and unburnt hydrocarbon emissions.

Pro odstranění nevýhod spalovacích motorů s nástřikem paliva na stěnu spalovacího prostoru jsou používána zařízení pro elektrický či plamenový ohřev nasávaného vzduchu, nebo zařízení pro zrušení víru vzduchové náplně válce pří startování. Jsou známy spalovací prostory rotačního či nerotačního tvaru vytvořené v pístu, do nichž je palivo vstřikováno víceotvorovými tryskami bez řízeného nástřiku paliva na stěnu spalovacího prostoru. Ve směru jednoho palivového paprsku je umístěna žhavicí svíčka, která při startování a nízkém zatížení motoru řídí počátek vznícení. Výhodou takto uspořádaných spalovacích prostoru je dobrá startovatelnost za nízkých teplot, nízké měrné spotřeby paliva a kouřivost, nízké emise bílého kouře po nastartování a v režimech malého zatížení.To eliminate the drawbacks of internal combustion engines with fuel injection onto the combustion chamber wall, devices are used for electric or flame heating of the intake air, or devices for eliminating the vortex of the cylinder air charge when starting. There are known rotary or non-rotary combustion chambers formed in a piston into which fuel is injected by multi-orifice nozzles without controlled fuel injection onto the combustion chamber wall. In the direction of one fuel jet, there is a glow plug that controls the start of ignition when starting and under low engine load. The advantages of such combustion chambers are good low-temperature start-up, low specific fuel consumption and smoke, low white smoke emissions after start-up and low load modes.

Nevýhodou je vysoký, neregulovaný nárůst spalovacích tlaků při plném zatížení, což vede ke zvýšení hlučnosti motoru. Dále jsou známy spalovací prostory vytvořené v hlavě válců spalovacího motoru, doplněné žhavicí svíčkou, zasahující do spalovacího prostoru. Nevýhodou tohoto řešení je značně komplikovaná konstrukce hlavy válců spalovacího motoru a vyšší měrná spotřeba paliva než u spalovaných prostorů uspořádaných v pístu.The disadvantage is the high, unregulated increase in combustion pressures at full load, which leads to an increase in engine noise. Further, combustion spaces formed in the cylinder head of an internal combustion engine are known, supplemented by a glow plug extending into the combustion space. The disadvantage of this solution is the highly complicated design of the cylinder head of the internal combustion engine and higher specific fuel consumption than in the combustion spaces arranged in the piston.

Cílem vynálezu je při zachování dobrých vlastností motoru s nástřikem paliva na stěnu spalovacího prostoru odstranit potíže při spouštění za nízkých teplot a omezit emise bílého kouře při nízkém zatížení, přičemž se dosáhne malé rychlosti nárůstu spalovacích tlaků.It is an object of the present invention, while maintaining good fuel injection characteristics on the combustion chamber wall, to eliminate low-temperature start-up problems and to reduce white smoke emissions at low load while achieving a low rate of increase in combustion pressures.

Podstata spalovacího prostoru podle vynálezu spočívá v tom, že s hlavním spalovacím prostorem je propojen přídavný spalovací prostor, v němž je uspořádána žhavicí svíčka, přičemž úhlová vzdálenost zadní hrany od osy vstřikovací trysky je 35° až 60°, úhlová vzdálenost mezi zadní hranou a přední hranou přídavného spalovacího prostoru je v rozmezí od 20° do 40°, přičemž minimální hloubka přídavného spalovacího prostoru je v místě jeho přední hrany 40 % jeho šířky. Objem přídavného spalovacího prostoru je 1 a 3 % objemu hlavního spalovacího prostoru.The essence of the combustion chamber according to the invention consists in connecting to the main combustion chamber an additional combustion chamber in which the glow plug is arranged, the angular distance of the rear edge from the axis of the injection nozzle being 35 ° to 60 °, the angular distance between the rear edge and the front the edge of the afterburner is in the range of 20 ° to 40 °, with the minimum depth of the afterburner at its leading edge 40% of its width. The volume of the additional combustion chamber is 1 and 3% of the volume of the main combustion chamber.

Výhodou spalovacího prostoru podle vynálezu je, že zachovává všechny výhody spalovacích prostorů s nástřikem paliva na stěnu, tj. nízkou měrnou spotřebu paliva, nízkou kouřivost a malou rychlost narůstání spalovacích tlaků a zajišřuje přitom spolehlivé spouštění za nízkých teplot a omezení emisí bílého kouře při malém zatížení.The advantage of the combustion chamber according to the invention is that it retains all the advantages of the wall-fired combustion chamber, ie low specific fuel consumption, low smoke and low combustion pressure build-up, while ensuring reliable low-temperature start-up and reducing white smoke emissions under low load .

Příklad provedení spalovacího prostoru podle vynálezu je schematicky znázorněn na přiloženém obrázku:An exemplary embodiment of the combustion chamber according to the invention is shown schematically in the attached figure:

V pístu 2. j^e vytvořen hlavní spalovací prostor 2_, k němuž je v úhlové vzdálenosti £ od výstřikového otvoru trysky _4 přiřazen přídavný spalovací prostor do kterého zasahuje žhavicí svíčka 5, přičemž okraj kužele palivového paprsku £ zasahuje zadní hranu T_ vzniklou průnikem hlavního spalovacího prostoru 2 a přídavného spalovacího prostoru 2·The piston 2. ^e j forms the main combustion chamber 2 to which it is at an angle distance of the spray from £ _4 nozzle hole associated auxiliary combustion chamber into which the glow plug 5, the edge of the cone fuel jet strikes the rear edge £ T_ caused penetrating the main combustion chamber 2 and afterburner 2 ·

Funkce spalovacího prostoru podle vynálezu je následující:The function of the combustion chamber according to the invention is as follows:

Do hlavního spalovacího prostoru 2 vytvořeného v pístu _1 je ke konci kompresního zdvihu vstřikováno palivo tryskou £ do vzduchové náplně vířící ve směru šipky. Vstřikované palivo se vlivem kinetické energie palivového paprsku a rotující vzduchové náplně rozprostírá na stěně hlavního spalovacího prostoru 2_ ve formě palivového filmu. Přitom okraj kužele palivového paprsku J3 dopadá na zadní hranu čímž je část paliva zavedena do přídavného spalovacího prostoru _3· ^v případě spouštění motoru je do žhavicí svíčky 5 přiveden vhodným obvodem elektric ký proud a tím je zajištěna dostatečná teplota pro vznícení paliva v přídavném spalovacím prostoru _j s malým, průtahem vznícení.At the end of the compression stroke, fuel is injected into the main combustion chamber 2 formed in the piston 1 into the air charge swirling in the direction of the arrow. The fuel injected extends on the wall of the main combustion chamber 2 in the form of a fuel film due to the kinetic energy of the fuel jet and the rotating air charge. Edge of the cone fuel jet J3 impinges on the rear edge whereby part of the fuel introduced into the auxiliary combustion chamber _3 · ⁱⁿ case of starting the engine is in the glow plugs 5 is brought to a suitable circuit dyna ký stream and thereby ensuring a sufficient temperature to ignite the fuel in the auxiliary combustion chamber _J with little ignition delay.

VznikLý plamen prošlehne do hlavního spalovacího prostoru 2, kde urychlí chemické reakce při spalování tak, že hlavní část paliva se vznítí v časovém intervalu optimálním pro spolehlivé spuštění při minimálních emisích bílého kouře. Přívod elektrického proudu je do žhavicích svíček udržován vhodným obvodem i při nízkých zatíženích motoru, takže i při nízké teplotě steny spalovacího prostoru jsou zajištovány podmínky pro dokonalé spalování bez emisí bílého kouře. ’The resulting flame burns into the main combustion chamber 2, where it accelerates the chemical reactions during combustion so that the major part of the fuel ignites within a time interval optimal for reliable start-up with minimum white smoke emissions. The power supply to the glow plugs is maintained by a suitable circuit even at low engine loads, so that even at a low combustion chamber wall temperature conditions are ensured for perfect combustion without the emission of white smoke. ’

Claims

OBJECT OF THE INVENTION, U

A combustion chamber arranged in a piston of an internal combustion engine and tapering at the top towards the face of the piston, a recess in the opening of the combustion chamber at the bottom of the piston, in which an injection nozzle is arranged, characterized in intersects the wall of the auxiliary combustion chamber (3) at its outlet into the main combustion chamber (2), wherein a glow plug and an angular distance (6) of the rear edge (7) of the auxiliary combustion chamber (3) from the axis injection nozzles are 35 ° to 60 °.

Combustion chamber according to claim 1, characterized in that between the rear edge (71) and the front edge of the afterburner (3) there is an angular distance (9) in the range of 20 ° to 40 °, wherein the depth (10) of the afterburner (3) at least 40% of its width at the leading edge.

3. The combustion chamber of claim 1, wherein the volume of the additional combustion chamber (3) is 1 to 3% of the volume of the main combustion chamber (2).