CS273773B1 - Chamber combustion space - Google Patents
Chamber combustion space Download PDFInfo
- Publication number
- CS273773B1 CS273773B1 CS795188A CS795188A CS273773B1 CS 273773 B1 CS273773 B1 CS 273773B1 CS 795188 A CS795188 A CS 795188A CS 795188 A CS795188 A CS 795188A CS 273773 B1 CS273773 B1 CS 273773B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- flange
- combustion
- combustion chamber
- piston
- wall
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 20
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 12
- 239000002085 irritant Substances 0.000 abstract description 5
- 231100000021 irritant Toxicity 0.000 abstract description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 abstract description 2
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 abstract 1
- 208000030961 allergic reaction Diseases 0.000 abstract 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 abstract 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 206010067484 Adverse reaction Diseases 0.000 description 1
- 230000006838 adverse reaction Effects 0.000 description 1
- 230000000172 allergic effect Effects 0.000 description 1
- 208000010668 atopic eczema Diseases 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0675—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space being substantially spherical, hemispherical, ellipsoid or parabolic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0603—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston at least part of the interior volume or the wall of the combustion space being made of material different from the surrounding piston part, e.g. combustion space formed within a ceramic part fixed to a metal piston head
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0618—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
- F02B23/0624—Swirl flow
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
Vynález se týká komůrkového spalovacího prostoru v pístu spalovacího motoru, vytvořeného v jeho přírubové vložce, připevněné šrouby ve vybrání v koruně pístu.
Jde o úpravu vznětového motoru se spalovacím prostorem v pístu na komůrkový typ spa lovacího prostoru bez nutnosti konstrukční změny hlavy válce při zabudování spalovací předkomůrky nebo konstrukční změny pístu při zabudování komůrkové vložky známého provedení, které vyžaduje v důsledku prodloužení koruny pístu zkrácení ojnice nebo prodloužení válce.
Účelem řešení je snížení emise dráždivých složek výfukových plynů u motorů provozova ných v podzemních dolech unifikací motorů s přímým vstřikem paliva v hospodárné verzi pro provaz na pozemních komunikacích, a v netoxické verzi pro provoz v podzemních dolech.
Spalovací motory se vstřikem paliva do pracovního prostoru motoru užívají v podstatě dva způsoby vstřikování paliva a jeho spalování. Jsou to motory se vstřikem paliva do komůrky v hlavě válce a motory s přímým vstřikem paliva do válce.
Spalování v oddělené komůrce mimo prostor válce motoru se vyznačuje řadou přednosti před tvořením směsi a spalováním v otevřeném prostoru válce s přímým vstřikováním paliva. Oddělená komůrka vykazuje sice větší aerodynamické ztráty, promítající se do. snížené hospodárnosti motoru, oproti tomu však spalování v komůrce, spojené úzkým kanálem s pracovním prostorem válce motoru, je dokonalejší a méně hlučné, spaliny obsahují méně kouře a toxických složek, především dráždivých, které způsobují alergické nepříznivé reakce sliznic očí a dýchacích cest.
Komůrkové spalování má proto mimořádný význam při použití spalovacích motorů v podzemních dolech. Motory s přímým vstřikováním zde sice mohou splňovat příslušné předpisy na množství emise škodlivých komponentů s limitovanými koncentracemi oxidů uhlíku, dusíku a pevných částic, jsou však nepřijatelné pro intensivní emise uvedených dráždivých složek .
Realizace komůrkového spalování v hlavě válců na bázi automobilových a traktorových motorů, které jsou postaveny vesměs s přímým vstřikováním paliva, je velmi obtížné. Vyžaduje podstatné úpravy v konstrukci hlavy válce a mnoha jiných dílů motoru. Vyvíjení a vyrábění takových dílů v malých počtech jen pro důlní účely je neekonomické.
Realizace komůrkového spalování v pístu je známá jen částečně u motorů používajících tak zvaný M-proces, vyvinutý firmou MAN. Realizace je v podstatě omezena možností opracování komůrky v pístu jen při poměrně velkém průměru hrdla komůrkového spalovacího prostoru obráběcím nástrojem. Při větším průměru hrdla se ztrácí možnost docílení rotačně vířivého proudění náplně v komůrce a směs proudění je převážně radiálně toroidní. Motory s komůrkovým spalovacím prostorem typu MAN se proto vyznačují mimořádně intenzivní exhalací dráždivých složek, zejména při volnoběžném režimu chodu, kdy mají stěny spalovacího prostoru nízkou teplotu a odpařování vstřiknutého paliva ze stěn je nedostatečné. ,
Nevýhody komůrkového spalovacího prostoru MAN v pístu motoru částečně řeší provedení uvedené v popisu evropské přihlášky číslo 0 205 000 A2. Hlavní spalovací prostor má podobu mělkého válcového vybrání v hlavě válce nebo v pístu motoru. Vířivá předkomůrka tohoto hlavního spalovacího prostoru je upravena v dvoudílné vířivé vložce s přírubou, která je pomocí šroubů připevněna do koruny pístu motoru. Předkomůrka má kulový spalovací prostor spojený s čelním povrchem vložky dvěma otvory. První otvor je nasměrován šikmo v ose
CS 273773 Bl vstřikovací trysky do proudu části kuželového paprsku vstřikovaného paliva, druhý otvor je nasměrován tangenciálně ve směru vířivého pohybu náplně, roztočené při průchodu sacím kanálem. V předkomůrce vzplane část paliva a spaliny uniknou oběma otvory do hlavního spa lovacího prostoru, na jehož dně se mezitím odpařovalo zbývající vstřiknuté palivo.
Nevýhodou tohoto řešení je nedostatečné víření náplně a odpaření paliva v hlavním spalovacím prostoru a v důsledku toho nedostatečné homogenizování spalovací směsi, která při prošlehnutí plamene z předkomůrky hoří detonačně. Tím se abnormálně zvyšuje hlučnost chodu motoru. Kromě toho si předkomůrka s kulovým spalovacím prostorem v kombinaci s hlavním spalovacím prostorem v pístu vynucují zvětšeni konstrukční tlouštky koruny pístu, která návazně ovlivňuje i konstrukci dalších dílů motoru.
Uvedené nevýhody odstraňuje řešení komůrkového spalovacího prostoru v pístu a jeho přírubové vložce podle vynálezu tím, že dolní část spalovacího motoru má miskovité dno rotačního tvaru upravené v hlavě pistu, které je tvarově plynule napojeno na horní část prostoru rotačního tvaru v přírubové vložce s kuželovitou vnější stěnou s kuželovitosti v rozmezí od 2°40' do 3°10', přičemž tlouštka příruby Je 0,4 až 0,5 celkové tlouátky přírubové vložky, která je upevněna přítužnými šrouby v odpovídajícím kuželovém vybrání hlavy pístu.
V horní ploše přírubové vložky je proveden vstupní otvor nejméně jednoho šikmého kanálu vedeného pod ostrým úhlem tak, že jeho spodní výstupní otvor je umístěn alespoň zčásti ve stěně přírubové vložky nad štěrbinou oddělující horní a dolní spalovací prostor .
Na povrchu stěny uvnitř středového hrdla přírubové vložky je upravena šikmá drážka nebo žlábek mezi dvěma šikmými žebírky,pod stejným úhlem jako šikmý kanál a ve stěně na její spodní ploše je proveden žárový) prstenec tvořící mezi vnější stěnou vybrání v hlavě pístu kruhový prostor spojený štěrbinou s vnitřkem spalovacího prostoru.
V průchozích otvorech pro dříky př-ítužných šroubů pod zahloubeními v přírubě přírubové vložky jsou zhotoveny závity většíKo rozměru než jsou závity pro příslušné šrouby v hlavě pístu.
Výhodou komůrkového spalovacího prostoru podle vynálezu je především možnost realizace dostatečně prostorného rotačního Spalovacího prostoru s úzkým středovým hrdlem v stropní části, aniž by se musela zvětšovat konstrukční výška koruny pístu. Malý průřez hrdla nutí vtékat náplň do komůrky převážně šikmými kanály, což ve spojení s podpůrným účinkem povrchových drážek v hrdle dává'předpoklady pro dosažení rotačně vířivého proudění náplně a strhávání filmu paliva nestříknutého centrálně umístěnou vstřikovací tryskou na stěnu spalovacího prostoru. Vstřikovací tryska zde již může být mnootvorová. Větším počtem vstřikovaných paprsků se dosáhne rovnoměrnější zaplnění prostoru a rozprostření palivového filmu v tenší vrstvě na větší ploše povrchu spalovacího prostoru, a tím i
-i účinnějšího odpaření paliva, intenzifikbvaného účinkem žárového prstence stěny. Smísení s vířící náplní je dokonalejší.
Intenzita víření náplně může být nižší. Tím se zmenšují aerodynamické ztráty a přestup tepla ze spalin do stěny pístu a zvyšuje hospodárnost motoru.
Příklad provedení vynálezu je znázorněn na výkrese, který představuje podélný řez pístem s komůrkovým spalovacím prostorem a se vstřikovací tryskou vznětového motoru.
í >
CS 273773 Bl
V hlavě pístu £ je upraveno kuželové vybrání 2 se samosvornou kuželovitosti podle kuželů MORSE, které přechází do válcového zahloubení, v jehož středu je upraveno dno 12 miskovitého tvaru.
V kuželovém vybrání 2 je kuželovou vnější stěnou £ své příruby 13 uložena přírubová vložka 2 připevněná přítužnými šrouby 10 s hlavami zapuštěnými v zahloubeních 9. horní plo chy 17 přírubové vložky 2- Přítužné šrouby 10 procházejí svými dříky průchozími otvory, které jsou opatřeny závity 16 o větším průměru, než mají závitové otvory 11 v pístu 2, do nichž jsou zašroubovány.
Přírubová vložka 3 vytváří svým vnitřním povrchem stěnu 5 a strop horní části spalovacího prostoru zploštělého rotačního tvaru se zúženým středovým hrdlem 6_. Do stěny £ Óe tangenciálně zaústěn výstupní konec nejméně jednoho šikmého kanálu 2, skloněného k rovině procházející dnem 12 spalovacího prostoru. Vstupní otvor 15 šikmého kanálu 2 je vyústěn alespoň z části v horní ploše 17 přírubové vložky £·
V zúženém středovém hrdle £ je provedena nejméně jedna povrchové drážka 10, skloněná vc šroubovici s úhlem shodným se sklonem šikmého kanálu 2· Místo povrchové drážky £2 může být proveden žlábek mezi dvěma šikmými žebírky.
Vnitřní povrch stěny £ válcového tvaru je na jejím dolním okraji tvořen s výhodou tcnkostěnným žárovým prstencem 14, který vyčnívá z příruby 13 a vytváří svým vnějším povrchem pod kuželovým vybráním 2 ve válcovém vybrání pístu 1 prstencový prostor, spojený mezerou s vnitřkem komůrkového spalovacího prostoru.
Pro případ vyjmutí přírubové vložky 3 z pístu £ se používají zvláštní vytahovací šrouby se závitem 16, které se opřou o začátky závitových otvorů 11 a axiálním tahem vytáhnou přírubu 13 ze samosvorného kuželového vybrání 2.
Vstřikovací tryska £ s více otvory směřuje do středového hrdla £.
Komůrkový spalovací prostor je vytvořen ve dně 12 pístu £ s horní částí v přírubové vložce 2· Palivo z víceotvorové trysky £ je nastříknuté v tenké vrstvě na stěnu £, která se, zejména při užití žárového prstence £4, intenzivně odpařuje a mísí s vířicí náplní stlačeného vzduchu, který se uvedl do rotace průchodem skrze šikmé kanály 2 θ středové hrdlo £ opatřené šikmými povrchovými drážkami 18. Spalovací prostor je při provozu v podzemních dolech obvykle zatěžován jen přibližně na 30 až 60 % jmenovitého nadzemního zatížení, a to pro potlačení emise oxidů uhlíku a dusíku. Taková zatížení nemohou vyvolat erozi nebo propalování pístu ve dnu 12, nebo přírubové vložky 2 v jejich exponovaných částech, kterými jsou zejména středové hrdlo £ a případně i žárový prstenec 14.
S využitím vynálezu lze upravit spalovací motor a přímým vstřikem paliva do spalovacího prostoru v pístu na komůrkový typ spalovacího prostoru, výhodný zejména při provozu v podzemních dolech nebo jiných uzavřených pracovních prostorách^
Claims (4)
1. Komůrkový spalovací prostor v pístu spalovacího motoru, vytvořený v přírubové vložce uložené svoji přírubou vo vybrání hlavy pintu β připovnňné k nftiitu pří tužnými ňrouliy, jejichž hlavy jsou zapuštěny v zahloubeních horní plochy jejího přírubového okraje, přičemž spalovací prostor je spojen-nejméně jedním otvorem s prostorem nad pístem, vyznačený tím, žo dolní část spalovacího prostoru má miskovité dno (12) rotačního tvaru upravené v hlavě pístu (1), které je tvarově plynule napojeno na horní část prostoru rotačního tvaru v přírubové vložce (3) s kuželovitou vnější stěnou s kuželovitostí v rozmezí od 2°40' do 3°10přičemž tloušlka příruby (13) je 0,4 až 0,5 celkové tlouštky přírubové vložky (3), která je upevněna přítužnými šrouby (10) v odpovídajícím kuželovém vybrání hlavy pístu (1),
2. Komůrkový spalovací prostor podle bodu 1, vyznačený tím, že v horní ploše (17) přírubové vložky (3) je proveden vstupní otvor (15) nejméně jednoho šikmého kanálu (B) vedeného pod ostrým úhlem, přičemž jeho spodní výstupní otvor je ve stěně (5) přírubové vložky (3) nad štěrbinou horní a dolní části spalovacího prostoru,
3. Komůrkový spalovací prostor podle bodu 1 a 2, vyznačený tím, že na povrchu stěny (5) u středového hrdla (6) přírubové vložky (3) je upravena šikmá drážka (18) nebo žlábek mezi dvěma šikmými žebírky pod stejným úhlem jako šikmý kanál (8), a stěna (5) v dolní ěásti je provedena jako žárový prstenec (14) tvořící mezi vnější stěnou vybrání v hlavě pístu (1) kruhový prostor spojený štěrbinou s vnitřkem spalovacího prostoru.
4. Komůrkový spalovací prostor podle bodu 1 až 3, vyznačený tím, že v průchozích otvorech pro dříky přítužných šroubů (10) pod zahloubeními (9) v přírubě (13) přírubové vložky (3) jsou zhotoveny závity (16) většího rozměru než jsou závity pro přítužné šrouby (10) v hlavě pistu (1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS795188A CS273773B1 (en) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Chamber combustion space |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS795188A CS273773B1 (en) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Chamber combustion space |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS795188A1 CS795188A1 (en) | 1990-08-14 |
| CS273773B1 true CS273773B1 (en) | 1991-04-11 |
Family
ID=5429505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS795188A CS273773B1 (en) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Chamber combustion space |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS273773B1 (cs) |
-
1988
- 1988-12-05 CS CS795188A patent/CS273773B1/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS795188A1 (en) | 1990-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4174686A (en) | Intake system for internal combustion engines | |
| US6708498B2 (en) | Venturiless swirl cup | |
| US4534327A (en) | Externally ignited internal combustion engine | |
| JPS6367085B2 (cs) | ||
| RU2193686C2 (ru) | Форсунка с двухпоточным тангенциальным входом и с отделенным факелом | |
| US4543929A (en) | Turbulence generating method and internal combustion engine for carrying out the same | |
| JP7728353B2 (ja) | 自動車のためのバーナー | |
| US4641617A (en) | Direct injection type internal combustion engine | |
| US4401071A (en) | Injection and mixture formation process and apparatus to implement same | |
| RU2197684C2 (ru) | Способ отделения факела от форсунки с двухпоточным тангенциальным входом | |
| JPS63134813A (ja) | 内燃機関の燃焼室 | |
| GB2024936A (en) | An air-compression direct- injection internal combustion engine | |
| GB2045865A (en) | Compression ignition precombustion chamber engine | |
| CS273773B1 (en) | Chamber combustion space | |
| US4421079A (en) | Diesel engine combination fuel vaporizer and air/fuel mixer | |
| US4175501A (en) | Internal combustion engine with an auxiliary combustion chamber | |
| JPS632572Y2 (cs) | ||
| US3759668A (en) | N engines after burner for re combustion of exhaust gases of internal combustio | |
| GB2101207A (en) | A pre-chamber for a combustion engine | |
| CN2481977Y (zh) | 燃气喷枪 | |
| KR200220073Y1 (ko) | 가스 차량용 연료와 공기혼합기 | |
| KR100245646B1 (ko) | 가솔린 엔진의 혼합기 와류 형성장치 | |
| RU2199700C2 (ru) | Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя | |
| JPS5815641Y2 (ja) | エンジンの吸気装置 | |
| JPH0663450B2 (ja) | デイ−ゼル燃焼室 |