CS257644B1 - Spalovací prostor - Google Patents

Abstract

Spalovací prostor uspořádaný v pístu spalovacího motoru se svislými nebo směrem dolů šikmo k ose pístu skloněnými bočními stěnami. Spalovací prostor umožňuje lepší rozvíření směsi paliva před jeho spálením a jeho podstata spočívá v tom, že v jeho bočních stěnách jsou vytvořeny oddělené kanály šroubovité zakřivené, přičemž osa kanálu svírá úhel 5° až 70° se svislicí protínající osu kanálu v místě jejího spodního vyústění z kanálu.

Description

Vynález se týká spalovacího prostoru vytvořeného v pístu spalovacího motoru s bočními stěnami procházejícími směrem ke dnu spalovacího prostoru svisle nebo šikmo skloněny k ose spalovacího prostoru.

Pro vytvoření dokonalé směsi vzduchu a rozprášeného paliva ve spalovacím prostoru v krátké době je nutno zabezpečit intensivní proudění stlačeného vzduchu (média) ve směru radiálně-toroidálním i rotačním (tangenciálním) vůči ose spalovacího prostoru. Vývoj vznětových motorů s přímým vstřikem paliva směřuje v současné době k tvoření směsi převážně na bázi šroubovitého víru rotujícího ve válci a po stlačení ve spalovacím prostoru. Touto cestou lze nejlépe zabezpečit nízkou kouřivost a nízký obsah škodlivin ve výfukových plynech současně při dobré hospodárnosti motoru.

Rotační (tangenciální) složky pohybu média ve válci jsou u motorů dosud známého provedení dosahovány výhradně jen tvarováním a orientací sacího kanálu. Dříve byly používány také stínící clony umísťované za tímto účelem na talíři ventilu.

Nevýhodou uvedených známých způsobů vytváření rotačních složek pohybu média ve válci je především to, že ve válci vytváří kromě požadovaného víru také antiviry v opačném směru o různé intenzitě, která je závislá na otáčkách motoru a ještě na dalších faktorech. Tyto antiviry pak měří energii hlavního víru ještě před tím, než je při kompresi vtěsnán do spalovacího protoru. Motor má pak při různých otáčkách (při stejném zatížení) velmi rozdílnou kouřivost. Také energie vynakládaná na překonání aerodynamického odporu samotného sacího kanálu je v důsledku existence antiviru úměrně větší.

Výsledky výzkumu proudění média ve válci ukazují, že antiviry jsou ve válci intenzivnější při malých otáčkách motoru. Z toho důvodu pak musí být dodávka paliva při těchto otáčkách do spalovacího prostoru omezována a motor má nevýhodnou charakteristiku, definovanou otáčkovou a momentovou pružností a kouřem. Nevýhodná charakteristika se u motoru obvykle zachraňuje dřívějším zavíráním sacího ventilu za dolní úvratí pístu, toto však vede ke zhoršení parametru při vyšších otáčkách a především k ostřejší vačce s problémy mechanické povahy.

Vynález si klade za cíl dosáhnout ve spalovacím prostoru motoru rotační pohyb média nezávisle na sacím kanálu a na pohybu ve válci před kompresním zdvihem pístu.

Podstata spalovacího prostoru podle vynálezu spočívá v tom, že v jeho bočních stěnách jsou uspořádány oddělené kanály šroubovité zakřivené, přičemž osa kanálu svírá úhel 5° až 70° se svislicí protínající osu kanálu v místě jejího spodního vyústění z kanálu. Osa kanálu* může být v rovině čela pístu rovnoběžná s osou pístu.

Příklad provedení spalovacího prostoru podle vynálezu je znázorněn na přiložených obrázcích, kde obr. 1 znázorňuje jeho svislý řez, obr. 2 znázorňuje v půdorysu píst se spalovacím prostorem podle obr. 1, obr. 3 znázorňuje svislý řez alternativním provedením spalovacího prostoru, obr. 4 znázorňuje spalovací prostor podle obr. 3 v půdorysu, obr. 5 znázorňuje svislý řez dalším alternativním provedením spalovacího prostoru a obr. 6 znázorňuje spalovací prostor podle obr. 5 v půdorysu.

V pístu 2^ je vytvořen spalovací prostor 1., jehož boční stěny .3 probíhají od čela pístu 2^ svisle dolů a přecházejí do dna spalovacího prostoru _1.

Část boční stěny 3. tvoří na svém obvodu oddělené kanály jl, které probíhají od čela pístu _2 směrem ke dnu spalovacího prostoru _1 a spodní část kanálu _4 je v tangenciálním směru posunuta od vrchní části kanálu 4. Osu kanálu £ tvoří tak šroubový pohyb, který může být lineární nebo nelineární, pokud boční stěny _3 netvoří součást rotačního spalovacího prostoru. Osa kanálu _4 na svém výstupu z kanálu tvoří úhel alfa 5° až 70° se svislicí, která osu kanálu 4_ protíná.

U provedení na obr. 1 a 2 je patrné, že osa kanálu £ je přímková a proto úhel je vyznačen ve vztahu k ose spalovacího prostoru JL. Na obrázcích 3 a 4 není osa kanálu £ přímková, a v obrázku 3 se svislioe protínají osu kanálu 4 ve spodním bodě, kde osa kanálu ý vystupuje z kanálu 4, kryje s osou 5 spalovacího prostoru _1. Ve vrchní části kanálu £ probíhá jeho osa zpočátku svisle směrem ke dnu spalovacího prostoru 1^.

U provedení podle obrázků 5 a 6 je základní tvar spalovacího prostoru 1_ nekruhový a šroubovým pohybem jeho základního tvaru vytváří jeho oblast hran, v tomto případě zaoblených čtyři kanály 4. Na obr. 5 je osa kanálu £ přímková a úhel alfa je tak vztažen k ose 6^ pístu, která je svislá.

Ve všech uvedených příkladech je tak vrchní bod osy kanálu £, který je průsečíkem osy kanálu 4 a roviny čela pístu 2, šroubově posunut vzhledem ke spodnímu bodu osy kanálu £, který leží na spodním výstupu kanálu.

Při kompresním pohybu pístu.'2 je médium vtlačováno do spalovacího prostoru 1^ a jeho část vstupuje do kanálu 4_. Průchodem média kanály 4^ se tato jeho část dostává do rotačního pohybu kolem osy spalovacího prostoru 1^. Tato již rotující periferní část média pak uvádí do rotačního pohybu celou náplň média spalovacího prostoru.

Claims (2)

1. Spalovacího prostor vytvořený v pístu spalovacího motoru se svislými nebo směrem dolů šikmo k ose spalovacího prostoru skloněnými bočními stěnami, vyznačený tím, že v bočních stěnách (3) jsou uspořádány oddělené kanály (4) šroubovité zakřivené, přičemž osa kanálu (4) svírá úhel 5° až 70° se svislicí protínající osu kanálu (4) v místě jejího spodního vyústění z kanálu (4).

2. Spalovací prostor podle bodu 1, vyznačený tím, že osa kanálu (4) je v rovině čela pístu (2) rovnoběžná s osou pístu (2).