DE2604738A1

DE2604738A1 - Verbrennungseinrichtung und -verfahren

Info

Publication number: DE2604738A1
Application number: DE19762604738
Authority: DE
Inventors: Peter John Raymond Brown; Robert James Gayler; George Arthur Henrotte; Ashford Kingsnorth; Alan Quiddington
Original assignee: PIPER F M Ltd
Current assignee: PIPER F M Ltd
Priority date: 1975-02-06
Filing date: 1976-02-06
Publication date: 1976-08-19
Also published as: JPS51102720A; FR2300293A1

Description

PIPER F. M. LIMITED

Wotton Road

Kingsnorth, Ashford, Kent / England

Verbrennungseinrichtung und -Verfahren

Die Erfindung betrifft Verbrennungseinrichtungen und ein Verbrennungsverfahren.

Eine herkömmlicher Mehrzylinder-Benzinmotor besitzt einen Zylinderkopf mit einer Reihe von Einlaßkanälen auf seiner einen Seite. Die Einlaßkanäle sind mit einem Ansaugkrümmer verbunden, der von einem Vergaser zu den Einlaßkanälen führt. Der Vergaser zerstäubt das Benzin und erzeugt auf diese Weise ein Gemisch aus Luft und Benzinteilchen, das durch den Ansaugkrümmer und die Einlaßkanäle den Motorzylindern zur Verbrennung zugeführt wird.

Diese herkömmliche Anordnung hat den Nachteil, daß die Benzinteilchen das Bestreben haben, auf ihrem Weg längs des Ansaugkrümmers und der Kanäle zusammenzufliessen und daher in die Zylinder in einem Zustand eintreten, der für eine wirksame Verbrennung weniger geeignet ist als

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ORIGINAL INSPECTED

der Zustand, in welchem sie den Vergaser verlassen.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung besitzt eine Verbrennungsvorrichtung mit einer gemischerzeugenden Einrichtung zur Erzeugung eines Gemisches aus einem die Verbrennung unterhaltenden Gas und flüssigen Kraftstoffteilchen, einem Verbrennungsraum, in welchem der Kraftstoff in Gegenwart des Gases verbrannt wird, Leitungswege, die sich von der gemischerzeugenden Einrichtung zum Verbrennungsraum erstrecken, um das Gemisch aus der gemischerzeugenden Einrichtung zum Verbrennungsraum zu führen und eine Desintegriereinrichtung, die in dem erwähnten Leitungsweg an einer Stelle zwischen der Gemischerzeugungseinrichtung und dem Verbrennungsraum angeordnet ist und dazu dient, die flüssigen Kraftstoffteilchen in dem durch die Desintegriereinrichtung hindurchtretenden Gemisch zu desintegrieren, welche Stelle näher dem Verbrennungsraum als der Gemischerzeugungseinrichtung liegt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verbrennungsverfahren wird in einer Gemischerzeugungseinrichtung ein Gemisch aus einem die Verbrennung unterhaltenden Gas und flüssigen Kraftstoff teilchen erzeugt, welches Gemisch einem Verbrennungsraum durch einen Leitungsweg zugeführt wird, wobei die flüssigen Kraftstoffteilchen in dem Gemisch an einer Stelle des Leitungsweges, die näher dem Verbrennungsraum als der gemischerzeugenden Einrichtung liegt, desintegriert werden und nach dieser Desintegration der flüssige Kraftstoff in dem Verbrennungsraum in Gegenwart des Gases verbrannt wird.

Die Einrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung haben den Vorteil, daß die Größe der flüssigen Kraftstoffteilchen, die in den Verbrennungsraum eintreten, für eine wirksame Verbrennung besser geeignet sind.

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Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Verbrennungseinrichtung des Benzinmotors besitzt einen Zylinderkopf 1 mit einer Reihe von Einlaßkanälen auf der einen Seite, von denen einer gezeigt und mit 2 bezeichnet ist. Den Einlaßkanälen sind im Zylinderkopf angeordnete Einlaßventile zugeordnet, von denen eines gezeigt und mit 3 bezeichnet ist. Die Einlaßkanäle sind mit einem Ansaugkrümmer 4 verbunden, der von einem Vergaser 5 zu den Einlaßkanälen führt. Wie erkennbar, ist diese Anordnung herkömmlich, bei der der Vergaser das Benzin zerstäubt und der Ansaugkrümmer sowie die Einlaßkanäle .leiten das Gemisch aus Luft und Benzinteilchen, das durch den Vergaser erzeugt wird, zu den Zylindern des Motors zur Verbrennung. Diese herkömmliche Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die Benzinteilchen die Neigung haben, auf ihrem Weg längs des Ansaugkrümmers und der Einlaßkanäle zusammenzufliessen und in die Zylinder in einem Zustand einzutreten, der zur wirksamen Verbrennung weniger geeignet ist als der Zustand, in welchem sie den Vergaser verlassen. Zur Beseitigung dieses Nachteils der herkömmlichen Anordnung sind bei der gezeigten Einrichtung im Einlaßleitungssystem Desintegriereinrichtungen bzw. Nachzerstäuber an den Übergangsstellen zwischen dem Ansaugkrümmer 4 und den Einlaßkanälen angeordnet. Für jeden Einlaßkanal ist eine Desintegriereinrichtung bzw. ein Nachzerstäuber vorgesehen, wobei der für den Kanal 2 mit 6 bezeichnet ist. Die Desintegriereinrichtungen dienen dazu, die Benzinteilchen auf ihrem Weg zu den Zylindern erneut zu zerstäuben. Je näher die Desintegriereinrichtungen den Zylindern sind, desto wirksamer werden sie, so daß sie so nahe den Zylindern wie möglich angeordnet werden.

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Jede Desxntegrxereinrichtung ist ihrem Zylinder näher als ihrem Vergaser 5 angeordnet und exponiert dem ankommenden Gemisch eine Fläche, die den Einlaßkanal verschließt, jedoch von scharfkantigen kleinen Löchern bedeckt ist, die sich durch die Desxntegrxereinrichtung erstrecken. Der Anteil der Löcherfläche zu der exponierten Gesamtfläche der Desxntegrxereinrichtung beträgt mindestens 80 %. Sie muß verhältnismässig starr sein, um den starken schwankenden Druckimpulsen, die im Einlaßleitungssystem auftreten, standhalten zu können. Die Desintegrierexnrichtung weist eine kreisförmige Scheibe mit einer Dicke zwischen 2 mm und 25 mm (0,08 " und 1,00 ") auf. Diese Scheibe ist aus einem porösen Stoff, wobei die Zahl der Poren je lineare 25 mm (je linearem Zoll) zwischen 10 und 80, vorzugsweise zwischen 15 und 45, beträgt. Der poröse Stoff ist ein poröses Metall, vorzugsweise ein geschäumtes Metall. Das geschäumte Metall kann aus einer Nickel-Chrom-Legierung oder aus Nickel bestehen. Dieses geschäumte Metall kann dadurch hergestellt werden, daß ein Schaumstoff mit dem Metall plattiert wird und dann der Schaumstoff durch Erhitzen in einem Vakuumofen entfernt wird.

Bei einem besonderen Versuchsbeispiel wurden als Desintegriereinrichtungen kreisförmige Scheiben verwendet, welche durch Plattieren eines netzartigen Polyurethanschaumstoffes mit einer Nickel-Chrom-Legierung und dann durch Entfernen des Polyurethans durch Erhitzen in einem Vakuumofenhergestellt wurden. Das geschäumte Metall hatte zwischen 15 und 25 Poren je lineare 25 mm (je linearem Zoll), wobei festgestellt wurde, daß etwa 20 Poren je lineare 25 mm (je linearem Zoll) besonders geeignet sind. Jede Scheibe wurde in der in der Zeichnung gezeigten Stellung angeordnet und es wurden mit verschiedenen Scheibendicken zwischen 2 mm und 12,7 mm (zwischen 0,08 " und 0,50 ")

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durchgeführt, welche Versuche sich alle als relativ erfolgreich erwiesen haben. Die Dicke der Scheibe bestimmt natürlich bis zu einem gewissen Grade die Festigkeit der Scheibe und damit ihre Gebrauchsdauer unter dem pulsierenden Druck und den sich verändernden Temperaturbedingungen.

Das beschriebene durchlässige Element kann natürlich auch eine andere Form als die einer kreisförmigen Scheibe haben, beispielsweise die Form eines Konus oder eines an seinem einen Ende geschlossenen Zylinders.

Ansprüche:

iS Ό 9 8 3 4'/ tD 3 1 7

Claims

Ansprüche ;

[ 1.J Verbrennungseinrichtung, bei welcher eine gemischerzeugende Vorrichtung ein Gemisch aus einem die Verbrennung unterhaltenden Gas und flüssigen Kraftstoffteilchen erzeugt und sich ein Leitungsweg von der gemischerzeugenden Vorrichtung zu einem Verbrennungsraum erstreckt und das Gemisch dem Verbrennungsraum zuführt, gekennzeichnet durch eine Desintegriereinrichtung bzw. einen Nachzerstäuber (6), der in dem erwähnten Leitungsweg (2, 4) an einer Stelle zwischen der Gemischerzeugungsvorrichtung (5) und dem Verbrennungsraum angeordnet ist und dazu dient, die flüssigen Kraftstoffteilchen in dem Gemisch zu desintegrieren, das durch die Desintegriereinrichtung (6) hindurchtritt, wobei die erwähnte Stelle näher dem Verbrennungsraum als der Gemischbildungseinrichtung (5) liegt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Desintegriereinrichtung (6) dem Gemisch eine exponierte Fläche darbietet, welche den Leitungsweg (2, 4) an der erwähnten Stelle verschließt, jedoch von kleinen Löchern bedeckt ist, die sich durch die Desintegriereinrichtung (6) hindurch erstrecken.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Löcher scharfkantige sind.

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4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Gesamtfläche der erwähnten Löcher zur exponierten Fläche mindestens 80 % beträgt.
5. Einrichtung nach den vorangehenden Ansprüchen, bei welcher der Verbrennungsraum durch einen Zylinderkopf eines Benzinmotors begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Stelle im Bereich einer Aussenflache des Zylinderkopfes (1) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Desintegriereinrichtung (6) durch eine poröse Substanz gebildet wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Poren je lineare 25 mm (je linearem Zoll) der porösen Substanz zwischen 10 und 80 beträgt.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Poren je lineare 25 mm (je linearem Zoll) zwischen 15 und 45 beträgt.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Poren je lineare 25 mm (je linearem Zoll) zwischen 15 und 45 beträgt.
10. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

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die Desintegriereinrichtung (6) eine Dicke zwischen 2 mm und 25 mm (zwischen 0,08 " und 1,00 ") hat.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Desintegriereinrichtung (6) eine Dicke zwischen 2 mm und 12,7 mm (zwischen 0,08" und 0,50 ") hat.
12. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Substanz ein poröses Metall ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Metall ein geschäumtes Metall ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das geschäumte Metall aus einer Nickel-Chrom-Legierung oder aus Nickel ist.
15. Verbrennungsverfahren, bei welchem in einer Gemischerzeugungsvorrichtung ein Gemisch aus einem die Verbrennung unterhaltenden Gas und flüssigen Kraftstoffteilchen hergestellt wird, dieses Gemisch einem Verbrennungsraum über einen Leitungsweg zugeführt wird, und der flüssige Kraftstoff in dem Verbrennungsraum in Gegenwart des Gases verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Kraftstoffteilchen im Gemisch an einer Stelle des Leitungsweges desintegriert wird, die näher dem Verbrennungsraum als der gemischbildenden Vorrichtung (5) liegt.

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