DK160630B - Totakts-forbraendingsmotor med udstoedsventil anbragt i topstykket - Google Patents

Description

DK 160630 B

Opfindelsen vedrører en totakts-forbrændingsmotor med 5 mindst en cylinder, som har mindst en udstødsventil anbragt i cylinderens topstykke ifølge indledningen til kravene.

En forbrændingsmotor af denne art med en i cylinderaksen anbragt udstødsventil kendes fra CH patentskrift nr.

10 199.869. Ved denne motor er alle radiale skylleluftsslidser anbragt i en række regelmæssigt fordelt over cylinderomkredsen nær ved stemplets nederste dødpunkt, hvorimod de tangentiale slidser alle befinder sig i en række, der er anbragt tæt oven over den førstnævnte række. Ved denne an-15 bringelse af skylleluftsslidserne bliver der i cylinderen ved hjælp af de tangentiale slidser frembragt en roterende luftstrøm, som bevæger sig nær cylindervæggen opad til udstødsventilen, medens der ved hjælp af de radiale slidser frembringes en aksialstrømning i cylinderens midterste om-20 råde. Ved hjælp af denne aksiale strømning opnås, at et ellers ikke-skyllet kerneområde under udstødsventilen ligeledes bliver skyllet, hvorved skyllevirkningsgraden forbedres, og der øves en gunstig indflydelse på forbrændingen.

25 Til grund for opfindelsen ligger den opgave yderligere at forbedre skylningen i den i indledningen nævnte forbrændingsmotor.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved hjælp af de i 30 kravene anførte kendetegn. Ved denne anbringelse af slidserne ligger strålerne af skylleluft, der udbreder sig i forskellige retninger - set i cylinderens omkredsretningen - ved siden af hinanden, hvorved der i grænseområderne mellem nabostråler i høj grad frembringes mikroturbulenser.

35 Sådanne mikroturbulenser fremskynder fordampningen og for-

DK 160630 B

brændingen af de i cylinderrummet indbragte brændstofdråber ved hjælp af mindst en indsprøjtningsdyse. Fremskyndelsen af disse forløb forhøjer forbrændingsmotorens virkningsgrad og reducerer samtidig røg, CO- og CH-emissionen.

5

Fra DE 695 502 kendes en totakts-forbrændingsmotor med i topstykket anbragte udstødsventiler og med tre over hinanden liggende rækker med i cylindervæggen anbragte skylle-luftsslidser. Disse slidsers midterlinie i hver række er 10 således rettet, at de tangerer en ekscentrisk i forhold til cylinderaksen liggende grundcirkel, idet grundcirklernes projektioner på cylindergrundcirklen ligger ved siden af hinanden. Herved skal der fremkomme et antal skrueformet opad stigende skylleluftstrømme svarende til antal rækker 15 af slidser, som alle cirkulerer i samme omdrejningsretning. Ved denne kendte slidsudformning med tolv over omkredsen fordelte slidser pr. række kan der findes tre ved siden af hinanden liggende slidser, hvoraf den ene giver omtrentlig radial og de ved siden af anbragte giver tilnærmet radial 20 indstrømningsretning.

Fra DE 1 015 267 kendes ligeledes en totakts-forbrændingsmotor med i topstykket anbragte udstødsorganer og tolv af stemplet styrede skylleluftsslidser. De her i en række an-25 bragte slidser er således anbragt parvis, at de to slidser i et par ligger diametralt over for hinanden, og den ene af hver slidses to lodrette begrænsningsflader tangerer en tænkt cirkel anbragt koncentrisk med cylinderaksen. Endvidere skal slidsernes skråstilling i forhold til det vand-30 rette plan tiltage fra det inderste til det yderste par. Fordelt over cylinderens tværsnit indeholder cylinderen således seks tænkte cirkler, således at cirklen med den mindste diameter tangeres af to slidser, som kan betegnes som tilnærmelsesvis radiale. Ved denne udformning af slidserne 35 opstår der således seks koncentrisk med cylinderen roteren- 3

DK 160630 B

de, opad stigende skylleluftsringe.

Ifølge eri konstruktionsmæssigt særligt enkel videreudform-ning af opfindelsen er de radiale og de tangentiale skylle-5 luftsslidser anbragt skiftevis i forhold til hinanden, hvorved de tangentiale slidsers akser altid står i en vinkel på 10-20° til cylinderens radius.

Ifølge en yderligere udførelsesform af opfindelsen er der 10 anbragt tre radiale skylleluftsslidser regelmæssigt fordelt over cylinderomkredsen, og mellem hver to af disse er der anbragt flere tangentiale skylleluftsslidser. Herved fremkommer der inden i cylinderen tre spiralagtige, opadrettede hvirvelstrømninger, som ved samme omdrejningsretning gensi-15 digt tiltrækker hinanden og derved bevirker en særligt intensiv skylning af kernerummet under udstødsventilen. Samtidig bliver dannelsen af mikrohvirvler yderligere forhøjet.

20 To udførelseseksempler af opfindelsen forklares i den efterfølgende beskrivelse nærmere ved hjælp af tegningen. Den viser:

Fig. 1 skematisk i snit en længdeskyllet cylinder med 25 skylleluftsslidser, fig. 2 et snit gennem cylinderen i fig. 1 i området ved skylleluftsslidserne, i større målestok, og 30 fig. 3 et snit gennem en cylinder i området ved skylle luftsslidserne med en i forhold til fig. 2 ændret anbringelse af skylleluftsslidserne.

Ifølge fig. 1 opviser en ikke nærmere vist totakts-forbræn- j 35 dingsmotor af dieseltypen en cylinder 1, der ved sin ende j i * 4

DK 160630 B

er afsluttet med et topstykke eller cylinderdæksel 2. 1 midten af topstykket 2 er der anbragt en udstødsventil 3, der i den tegnede stilling lukker en udstødskanal 4 i topstykket 2, og som kan åbnes ved en ikke nærmere vist sty-5 ring. I cylinderen 1 er der anbragt et stempel, som kan bevæge sig op og ned, og som i fig. 1 er omkring sin nederste dødpunktstilling.

I fig. 1 findes der tæt ovenfor stemplet 5 i cylinderens 1 10 radiale luftskylleslidser 6 og tangentiale luftskylleslid-ser 7, som er anbragt skiftevis. Alle slidser 6 og 7 er således udformet i cylindervæggen, at deres i cylinderinder-fladen udmundende udgangstværsnit ligger i en fælles række, eller sagt med andre ord at alle udgangstværsnit er anbragt 15 i samme højde i cylinderen. De radiale slidser 6, som opviser rektangulært tværsnit, der står på højkant, strækker sig retvinklet på cylinderaksen, hvorimod de tangentiale slidser 7 på den ene side forløber skråt nedefra og opad imod cylinderaksen, og på den anden side - som det fremgår 20 af fig. 2 - indeslutter deres akser 8 sammen med cylinderradien en vinkel på 10-20“. Alle slidsernes 7 akser 8 forløber altså tangentielt til en tænkt cirkel 9, der befinder sig i centrum af cylinderen. På grund af de tangentiale slidsers aksers 8 hældende forløb, begrænses deres tværsnit 25 af et parallelogram. Slidsernes 6 og 7 tværsnitsflader er omtrent lige store.

Ved længdeskylning af cylinderen 1 træder skylleluften altså ind i cylinderrummet gennem slidserne 6 og 7. Udstøds-30 ventilen 3 er åben under skylleforløbet, så at den gennem slidserne indtrædende luft trykker de fra den foregående arbejdstakt hidrørende røggasser ud af cylinderen gennem kanalen 4. Skylleforløbet er slut, når slidserne 6 og 7 er helt dækket af stemplet 5, der bevæger sig opad, hvorefter 35 kompressionen af den i cylinderen indelukkede luft finder

DK 160630 B

O

sted med lukket udstødsventil 3 under stemplets videre opadgående bevægelse. I området ved stemplets 5 øverste dødpunkt bliver der da gennem ikke viste indsprøjtningsdyser indsprøjtet brændstof i fint fordelt form i den komprimere-5 de luft, som så antænder og forbrænder, hvorpå stemplets nedadgående bevægelse begynder. Gennem de radiale slidser 6 opstår luftstråler rettet mod cylinderens centrum, som så ombøjes opad i aksial retning (pil A i fig. 1), medens den gennem de tangentiale slidser 7 indtrædende luft i cylinde-10 ren udøver en spiralbevægelse (pil B i fig. 1). De i samme højde ved siden af hinanden i cylinderen indtrædende luftstråler danner i deres randområder mikroturbulenser, som begunstiger fordampningen og forbrændingen af det indsprøjtede brændstof. I øvrigt bliver kernerummet under udstøds-15 ventilen 3 godt skyllet af de luftstråler, der er frembragt af de radiale slidser 6.

Ved udførelseseksemplet i fig. 3 er der anbragt tre radiale luftskylleslidser 6 fordelt regelmæssigt over cylinderens 20 omkreds, det vil sige, to slidsers akser indeslutter en vinkel på 120°. Mellem to radiale slidser 6 er der anbragt seks tangentiale slidser 7a-7f, hvorved vinklen mellem cylinderradius og aksen 8 andrager 5° ved slids 7a, ved slids 7b 10° o.s.v., hele tiden 5° mere end ved foregående slid-25 ser. Derved er det væsentligt, at den slids 7f, der er nabo til den radiale slids 6, med sin akse 8 er rettet bort fra slids 6 i cylinderrummet. Ved denne anbringelse af de tangentiale slidser 7a-7f frembringes der under motorens drift inde i cylinderen 1 tre ved siden af hinanden drejende 30 hvirvler, der drejer sig i samme omdrejningsretning, hvorved de tre hvirvler trækker sig sammen imod cylindercentrum og derved bevirker en intensiv skylning af kerneområdet under udstødsventilen.

j ij

Claims (5)

5 DK 160630 B

1. Totakts-forbrændingsmotor med mindst en cylinder (1) med mindst en gasudstødsventil (3) anbragt i topstykket (2) og 5 med radiale og tangentiale skylleluftsslidser (6, 7) i cylinderens væg anbragt i cylinderens ene ende, idet tilførslen af skylleluft styres af det i cylinderen frem- og tilbagegående stempel, kendetegnet ved, at både de radiale og tangentiale skylleluftsslidser (6, 7) er anbragt 10 fordelt over cylinderens omkreds med deres udgangstværsnit i en fælles række, at der findes mindst tre radiale skylleluftsslidser (6), og at de radiale skylleluftsslidser (6) er anbragt regelmæssigt fordelt over cylinderens (1) omkreds . 15

2. Motor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at radiale og tangentiale slidser (6, 7) er anbragt skiftevis.

3. Motor ifølge krav 2, kendetegnet ved, at de 20 tangentiale slidsers (7) akse står i en vinkel på omtrent 10-20° i forhold til cylinderens radius.

4. Motor ifølge krav 1, med tre radiale skylleluftsslidser, kendetegnet ved, at flere tangentiale skylle- 25 luftsslidser (7) altid er anbragt mellem to radiale skylleluftsslidser (6).

5. Motor ifølge krav 4, kendetegnet ved, at de tangentiale skylleluftsslidsers (7) skråstilling i forhold 30 til radius forøges fra en skylleluftsslids til den næste mellem to radiale skylleluftsslidser (6), således at der i cylinderen dannes tre ved siden af hinanden drejende skyl-leluftshvirvler med samme omdrejningsretning.