DK161397B - Stempelforbraendingsmotor - Google Patents

Description

DK 161397 B

Opfindelsen vedrører en stempelforbrændingsmotor, der har mindst én af et topstykke aflukket cylinder med et stempel, 5 som sammen med topstykkets inderflade begrænser et forbrændingsrum, og mindst én brændstofindsprøjtningsventil med en gennemboring i topstykket til optagelse af et dyselegeme, der har en i forbrændingsrummet rettet hoveddel med på et omkredsafsnit anbragte dyseåbninger.

10

Ved hidtidige stempelforbrændingsmotorer af den nævnte slags, for eksempel den i DE-patentanmeldelse nr. P 35 01 236.6, jfr. DE 35 01 236 C2, foreslåede, står den del af dyselegemets hoveddel, der indeholder dyseåbningerne, frem i for-15 brændingsrummet og er dermed i særlig grad udsat for den høje forbrændingsrumtemperatur. Ved forbrændingsrumtemperaturer, som ligger over smeltepunktet for ikke brændbare bestanddele af brændstoffet, kan disse bestanddele afsætte sig i forbrændingsrummet. Alt efter art og sammensætning af det an-20 vendte brændstof, især ved dieselmotorer, som til stadighed drives med heavy fuelolie, kan disse ikke brændbare bestanddele af brændstoffet, som smelter ved tilsvarende temperaturer, og som for eksempel forekommer i form af olieaske, være en fare for de dele, der rager ud i forbrændingsrummet, 25 såsom indsprøjtningsventilernes dyselegemers udgangsende, ved at udsætte dem for højtemperaturkorrosion.

Fra DE fremlæggelsesskrift nr. 10 32 597 og DE tidsskriftet "Kraftfahrzeugtechnik", 7/76, side 204-308, kendes en stem-30 pelforbrændingsmotor med en brændstofindsprøjtningsventil, der er anbragt skråt i forhold til cylinderaksen, hvilken ventil omfatter et i en gennemboring i topstykket anbragt dyselegeme med en hoveddel, som udmunder i en af gennemboringen imod forbrændingsrummet udvidet, i det væsentlige cy-35 lindrisk eller kegleformet, koaksialt med hoveddelen forløbende boring, hvilken hoveddel har dyseåbninger, der er 2

DK 161397B

orienteret i dyselegemets aksiale retning.

Fra DE offentliggørelsesskrift nr. 32 14 096 og DK patentskrift nr. 78.735 kendes stempelforbrændingsmotorer med lig-5 nende indsprøjtningsorganer, som omfatter to skråtstillede, i omkredsretningen i forhold til hinanden forsatte brændstofindsprøjtningsventiler, der hver ligeledes har dyseåbninger, som er orienteret i dyselegemets aksiale retning samt er rettet tangentielt i en kugle - henholdsvis en trugformet for-10 dybning i stemplet, når dette befinder sig i dettes øverste dødpunktstilling.

Ved disse indsprøjtningsorganer i de kendte stempelforbrændingsmotorer med brændstofstråler, der i det væsentlige ud-15 sendes i dyselegemets aksiale retning, kan der ved tilbagetrækningen af hoveddelen fra inderfladen af topstykket ganske vist opnås en tilsvarende ringere opvarmning af hovedstykket, men hele forparten af hovedstykket er dog stadig udsat for den i den pågældende boring herskende forbrændingsrumtempera-20 tur. Desuden er det ikke muligt at udnytte de fordele, som kan opnås med til siden udstrømmende brændstofstråler.

Til grund for opfindelsen ligger den opgave at skabe en stempel forbrændingsmotor af den indledningsvis angivne art med en 25 forbedret brændstofindsprøjtning, så der ikke alene opnås en forbedret beskyttelse mod højtemperaturkorrosion, men også en forbedret køling gennem dele af cylindertopstykket.

Denne opgave løses ved en stempelforbrændingsmotor af den an-30 førte art, hvilken motor ifølge opfindelsen er særegen ved, at dyseåbningernes brændstofstråler er rettet i forbrændingsrummets omkredsretning, og at der på topstykkets inderflade er udformet en trugagtig fordybning, som udvider gennemboringen, hvilken fordybning fuldstændigt optager hoveddelen 35 og udgående fra dyselegemet strækker sig i brændstofudgangsretningen bort til den ene side, hvorved fordybningen forlø- 3

DK 161397 B

ber i afstand fra en af brændstofstrålernes baner bestemt, tænkt omhylningsflade og snævert omslutter dyselegemet.

Herved bliver det uden for dyseåbningerne liggende frie om-5 kredsområde af hoveddelens ende afskærmet fra forbrændingsgasserne, så de dermed holdes uden for den højeste forbrændingstemperaturs område i en relativt køligere zone og desuden kan køles af topstykket. Denne foranstaltning tillader en begrænsning af hoveddelens overfladetemperatur til en vær-10 di, som ligger under smeltepunktet for de ikke brændbare bestanddele af det til driften af forbrændingsmotoren beregnede, oftest anvendte brændstof. Tilsvarende kan, især også ved udførelse med en uafkølet udgangsende på dyselegemet, hoveddelens overfladetemperatur holdes under olieaskernes vedhæft-15 ningstemperatur, som svarer til delsmeltetemperaturen for de ikke brændbare bestanddele af brændstoffet, så en aflejring af de uforbrændte bestanddele på hoveddelen forhindres, og faren for en højtemperaturkorrosion af dyselegemet forringes.

20 Ved en indsprøjtningsindretning med mindst to dyselegemer, der i forhold til cylinderens længdeakse er forsat rotationssymmetrisk, kan opvarmningen af de ifølge opfindelsen forsænket anbragte hoveddele af dyselegemerne på særlig enkel måde formindskes, og en lavere driftstemperatur på udgangsenderne 25 opnås ved, at de i dyselegemerne forhåndenværende dyseåbninger hver er rettet ind i en i omkredsretningen tilstødende sektor af cylindertværsnittet, og at fordybningerne i det væsentlige forløber tangentielt til en tænkt cirkel koncentrisk med længdeaksen, hvilken tænkte cirkels radius er 30 mindre end det pågældende dyselegemes afstand fra cylinderens længdeakse.

Opfindelsen forklares nærmere ved hjælp af et på tegningen vist udførelseseksempel. Den viser: 35 i

DK 161397B

Fig. 1 Et ifølge opfindelsen udformet topstykke til en stempelforbrændingsmotor i et delbillede set indefra, med delsnit svarende til linien I-I i fig. 2, og 5 fig. 2 Topstykket ifølge fig. 1 og tilhørende dele af stempelforbrændingsmotoren i et delsnit svarende til linien II-II i fig. 1 i større målestok.

10 Ved det viste udførelseseksempel er der som stempelforbrændingsmotor tale om en længdeskyllet totaktsdieselmotor.

Det i fig. 1 viste topstykke 1 er med skruer 2 fastgjort til 15 en cylinderindsats 3 i stempelforbrændingsmotoren. Topstykket 1 afslutter et cylinderrum 4 opadtil, i hvilket et op- og nedad bevægeligt stempel 5 er styret tætnende. Stemplet 5 begrænser i sin i fig. 2 viste øverste stilling sammen med topstykket et forbrændingsrum 4a, ind i hvilket, som vist på 20 fig. 1, der kan være rettet fire indsprøjtningsventiler, som er sluttet til et ikke vist brændstofforsyningssystem.

Indsprøjtningsventilerne 6 er med hensyn til cylinderindsatsens 3 længdeakse 9 anbragt forsat rotationssymmetrisk 25 i forhold til hinanden i topstykkets 1 perifere område og ført igennem topstykket 1. Indsprøjtningsventilerne 6 udviser hver en brændstoftilførselskanal 7, en med et kegleformet ventilsæde samvirkende ventilnål 8 og et dyselegeme 10, som munder ud i forbrændingsrummet 4a. Hvert dyselegeme 10 er an-30 bragt i en gennemboring 17 i topstykket 1 og på sin mod forbrændingsrummet 4a vendende hoveddel 10a forsynet med dyseåbninger 11, som er egnet til frembringelse af brændstofstråler 12, der er rettet ind i forbrændingsrummet 4a.

35 Svarende til det viste eksempel kan topstykket 1 være forsynet med et centralt anbragt ventilsæde 13 og en med dette 5

DK 161397 B

samvirkende udstødsventil 14, som udgør en forbindelse mellem forbrændingsrummet 4a og et ikke vist udstødsanlæg til stempel forbrændingsmotoren.

5 Topstykket 1 udviser en inderflade 18, som er dannet af en med længdeaksen 9 koncentrisk rotationsflade. I inderfladen 18 er der udformet trugformede fordybninger 15, som hver slutter sig til en af gennemboringerne 17 til dyselegemerne 10, og udvider disse gennemboringer 17 imod forbrændings-10 rummet 4a. Dyselegemerne 10 er anbragt forsænket i fordybningerne, hvorved de mod forbrændingsrummet 4a vendende ender af deres hoveddele 10a, set fra forbrændingsrummet 4a, i det væsentlige ligger bagved en tænkt referenceflade 18a, som svarer til et afsnit af den indvendige omdrejningsflade på 15 topstykket 1.

På dyselegemerne 10 er dyseåbningerne i det væsentlige anbragt indenfor en begrænset sektor, ved det viste eksempel indenfor en kvadrant af omkredsen af det pågældende dyselege-20 me 10, og orienteret mod den i cylinderens omkredsretning tilstødende kvadrant af forbrændingsrummet 4a. Derved er dyseåbningerne 11 således indstillet, at resultanten af banerne for hver af de fra en af dyselegemerne udtrædende brændstofstråler 12 i det væsentlige forløber tangentielt til en 25 med cylinderens længdeakse 9 koncentrisk tænkt cirkel 16, hvis radius er mindre end det pågældende dyselegemes 10 afstand fra længdeaksen 9. Fordybningerne 15 er hver dannet af fladepartier, som forløber i afstand fra en af brændstofstrålernes 12 baner bestemt, ved det viste eksempel tilnærmelses-30 vis keglekappeformet tænkt omhylningsflade. Som følge heraf sikres en uforstyrret udstrømning af brændstoffet fra dyseåbningerne 12. Samtidig formindskes varmeoverførsien fra forbrændingsgasserne til de i fordybningerne 15 forsænket anbragte og dermed udenfor området med den højeste temperatur 35 værende hoveddele 10a af dyselegemerne 10 tilsvarende. Ved den viste udførelse, hvor dyselegemernes 10 gennemboringer 17 6

DK 161397 B

svarende til den i omkredsretningen forløbende resulterende strålefordeling ved hjælp af fordybningerne 15 er udvidet ensidigt i den pågældende omkredsretning, bliver de for dyseåbningerne frie omkredsområder af de i fordybningerne 15 5 forsænket anbragte dyselegemer hver afskærmet af et parti af topstykket 1, som danner en del af gennemboringen, mod de forbrændingsgasser, som befinder sig i forbrændingsrummet 4a. Herved undgås især en direkte kontakt mellem de fra forbrændingen af den af et dyselegeme 10 udtrædende brændstof-10 mængde stammende forbrændingsgasser på den ene side og det i brændstoffets strømningsretning tilstødende dyselegeme 10 på den anden side, så en opvarmning af de forsænket anbragte dyselegemer 10 undgås.

15 De hoveddele 10a, der i billedet i fig. 2 falder sammen med referencefladen 18a, kan også være anbragt i afstand fra referencefladen 18a eller i givet fald i en lille grad rage ud over fladen i forbrændingsrummet med for eksempel 1-2 mm.

20 Stempelforbrændingsmotoren ifølge opfindelsen er også egnet til andre udførelsesformer, for eksempel en form uden udstødsventil. Ligeledes er udførelser med for eksempel en koncentrisk anbragt indsprøjtningsventil og/eller flere tilsvarende indsprøjtningsventiler mulige.

Claims (2)

1. Stempe 1 forbrændingsmotor, der har mindst én af et topstykke (1) aflukket cylinder med et stempel (5), som sammen 5 med topstykkets (1) inderflade (18) begrænser et forbræn dingsrum (4a), og mindst én brændstofindsprøjtningsventil (6) med en gennemboring (17) i topstykket (1) til optagelse af et dyselegeme (10), der har en i forbrændingsrummet (4a) rettet hoveddel (10a) med på et omkredsafsnit anbragte dyseåbninger 10 (11), kendetegnet ved, at dyseåbningernes (11) brændstofstråler (12) er rettet i forbrændingsrummets (4a) omkredsretning, og at der på topstykkets (1) inderflade (18) er udformet en trugagtig fordybning (15), som udvider gennemboringen (17), hvilken fordybning (15) fuldstændigt optager 15 hoveddelen (10a) og udgående fra dyselegemet (10) strækker sig i brændstof udgangsretningen bort til den ene side, hvorved fordybningen (15) forløber i afstand fra en af brændstofstrålernes (12) baner bestemt, tænkt omhylningsflade og snævert omslutter dyselegemet (10). 20

2. Stempelforbrændingsmotor ifølge krav 1, med i det mindste to dyselegemer (10), der i forhold til cylinderens længdeakse (9) er forsat rotationssymmetrisk, kendetegnet ved, at dyselegemerne (10) er indstillet på en sådan måde, at 25 dyseåbningerne (11) altid er rettet ind i en i cylinderens omkredsretning tilstødende sektor af cylindertværsnittet, og at fordybningerne (15) forløber i det væsentlige tangentielt til en med længdeaksen (9) koncentrisk, tænkt cirkel (16), hvis radius er mindre end afstanden fra det pågældende dyse-30 legeme (10) til cylinderens længdeakse (9).