FI107561B - Polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmä - Google Patents

Description

107561

Polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmä - Bränslemsprutningssystem for en forbränningsmotor

Esillä oleva keksintö liittyy polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmään, jossa 5 käytetään saastumista vähentävää höyiystyskaasutinta, joka on erityisesti, vaikkakaan ei yksinomaan, tarkoitettu käytettäväksi nestemäisten, höyrystetyssä muodossa olevien polttoaineitten syötössä polttomoottoreihin, jotta polttomoottorin antamaan tiettyyn antotehoon vaadittavan nestemäisen polttoaineen laatua saataisiin heikennettyä ja jotta polttomoottorin aiheuttamaa saastumista sen tuottaessa tätä energiaa 10 saataisiin vähennettyä.

Polttomoottoreissa käytetään tunnetusti kaasuttimia, jotka mittaavat nestemäisen polttoaineen polttomoottoriin polttokammiossa tapahtuvaa palamista varten. Kaasutin aikaansaa nestemäisen polttoaineen sekoittumisen ilman kanssa mainittua palamista varten.

15 Tekniikan tason mukaisissa kaasuttimissa on keskitytty nestemäisen polttoaineen ja ilman väliseen sekoittumiseen, mitä on kuvattu esimerkiksi US-patenteissa 1 358 876 (Richardson), 1 387 420 (Lombard) ja 1 464 333 (Pembroke).

Polttoaine-ilmaseoksen varsinainen räjähdys polttokammiossa ei tapahdu ennen kuin polttoaine on höyrystynyt. Tämä höyrystyminen saadaan aikaan polttokam- 20 miossa olevan jäännöslämmön avulla ja polttomoottorin sylinterissä, joka vastaa polttokammiota, toimivan männän puristustahdin paineen vaikutuksesta. Tästä : " johtuen on polttoaine-ilmaseoksen syttymisen ja varsinaisen räjähdyksen välili* • · · viive, jotta mäntä saataisiin työntymään alas sylinteriin. Vastaavasti täytyy poltto- • · * • V aineilmaseoksen sytytys panna alulle ennen kuin männän puristustahti on kulunut ·:* 25 loppuun. Sytytys tapahtuu tyypillisesti 6-10 astetta ennen kuin mäntä on ehtinyt : "yläkuolokohtaan" (joka osoittaa, että puristustahti on kulunut loppuun). Sytytyksen • » · jälkeisenä aikana ennen räjähdystä nestemäinen polttoaine höyrystyy hitaasti samalla kun sytytystulpasta tuleva liekkirintama kulkee kohti polttokammiota. Kun ..... nestemäistä polttoainetta on höyrystynyt riittävissä määrin, saavuttaa polttoaine- • · ... 30 ilmaseos kiihtyneen palamisasteen, joka tunnetaan räjähdyksenä. Sytytys ajoitetaan *: *' niin, että räjähdys tapahtuu sitten kun mäntä on saavuttanut yläkuolokohdan, jolloin :.**· siihen kohdistuu maksimi sitä alaspäin painava voima, jota voidaan näin muodoin käyttää polttomoottorin liikkeellepanevana voimana.

107561 2 Tähän sisältyy kuitenkin se haittapuoli, että osa polttokammiossa olevasta polttoaineesta pysyy nestemäisessä tilassa koko räjähdyksen ajan, minkä jälkeen se poistuu ilmakehään. Tämä johtaa polttoaineen matalampaan hyötysuhteeseen ja polttomoottorin aiheuttaman saastumisen suurenemiseen.

5 Polttoaineen käytön hyötysuhdetta voidaan kasvattaa höyrystämällä polttoaine ennen kuin se saapuu polttokammioon. Tällöin höyrystynyt polttoaine voidaan kokonaisuudessaan räjäyttää ja käyttää polttomoottorin liikkeellepanevaan voimaan. Lisäksi täydellisemmästä palamisesta on seurauksena, että tällöin syntyy vähemmän saastumista.

10 Aiemmin on yritetty polttoaineen höyrystämistä ennen sen kaasuttimeen tuloa kuumentamalla polttoaine polttomoottorin pakoputkesta tulevilla kuumennetuilla kaasuilla, kuten on esitetty US-2 026 798:ssa (Pogue) esimerkkien avulla. Haittapuolia tämän tyyppisissä jäqestelmissä on, että ne ovat verrattain monimutkaisia ja vaikti ta sekä valmistuskustannuksiltaan kalliita.

15 Keksintö liittyy siihen, kuinka aikaansaadaan nestemäisen polttoaineen höyrystyminen ennen sen polttokammioon tuloa ilman että käytettäisiin kuumennusta.

Näin ollen on esillä olevan keksinnön tavoitteena saada aikaan polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmä, jossa järjestelmässä käytetään saastumista vähentävää höyrystyskaasutinta polttoaineen höyrystämiseksi ennen kuin se saavuttaa polt-20 tomoottorin.

. Keksinnön erään näkökannan mukaan keksinnössä esitetään polttomoottorin poltto- aineensyöttöjärjestelmä, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaati- *.·.* muksessa 1.

• · · • · t • # • ·

Keksinnön erään näkökannan mukaan keksinnössä esitetään polttomoottorin poltto- . .·. 25 aineensyöttöjärjestelmä, jossa käytetään saastumista vähentävää höyrystyskaasu- • · · , ’ ] ’, tinta, tämän saastumista vähentävän höyrystyskaasuttimen sisältäessä: • · · polttoaineen sisääntulovälineen, joka sijaitsee operatiivisessa yhteydessä höyrystys-·:··! kammioon, polttoaineen mittaamiseksi polttoainevarastosta vaippaan höyrystys- kammiossa tapahtuvaa pidättämistä varten; polttoaineen huuhteluvälineen, joka on / . 30 operatiivisessa yhteydessä vaippaan liian ja ei-höyiystyneen polttoaineen poistami- ;..' seksi vaipasta ja höyrystysvälineestä ja mainitun polttoaineen palauttamiseksi polt- toainevarastoon; ja putken höyrystyskammiosta tulevien höyryjen johtamiseksi : V: polttomoottorin imusarjaan.

I I | 107561 3 Järjestelmä sisältää vaipalla varustetun höyrystyskammion polttoaineen pidättämiseksi ja seulan, joka on yhteydessä vaippaan niin, että polttoaineen täytyy virrata seulan läpi kun se poistuu vaipasta; sekä ilman sisääntulovälineen, joka sijaitsee ennen höyrystyskammiota, jossa ilman sisääntulovälineessä on venttiili, jolla sääde-5 tään höyrystyskammion läpi virtaavan ilman määrä polttomoottorin imusarjas.ji: vallitsevan paineen mukaan, tämän ilman sisääntulovälineen sijaitessa niin, että ilma pääsee kulkemaan vaipan läpi mainittuun vaippaan pidätetyn polttoaineen höyrystämiseksi.

Seuraavassa kuvataan esillä olevan keksinnön erästä suoritusesimerkkiä viittaamalla 10 oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on kaaviomainen esitys polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmäs-tä, johon sisältyy esillä olevan keksinnön mukainen saastumista vähentävä höyiystyskaasutin; kuvio 2A esittää poikkileikkausta kuviossa 1 kuvatun kaasuttimen metallirasiasta, 15 joka sisältää höyrystyskammion ja sekoituskammion; kuvio 2B esittää poikkileikkausta kuviossa 1 kuvatun kaasuttimen venttiilien aluslevystä; kuvio 2C esittää poikkileikkausta kuviossa 1 kuvatun kaasuttimen tiivistyslaatasta kuvattuna sivultapäin; 20 kuvio 2D esittää poikkileikkausta kuviossa 1 kuvatun kaasuttimen venttiilistä si- : '·· vultapäin; • · · • · « · jv. kuvio 2E esittää poikkileikkausta kuviossa 1 kuvatun kaasuttimen höyiynpoisto- • · ' l kammiosta; «Mf : kuviot 3A ja vastaavasti 3B esittävät leikkausta kuviossa 2B kuvatun venttiilien : T: 25 aluslevystä ylhäältäpäin ja alhaaltapäin; . kuviot 4A-4C esittävät poikkileikkausta kuviossa 1 kuvatun polttomoottorin poltto- ‘ ‘ aineensyöttöjärjestelmään sisältyvästä osiinsa hajotetusta polttoaineen • · ·' syöttöventtiilistä sivultapäin, edestäpäin ja takaapäin katsottuna.

Kuviossa 1 on esitetty polttomoottorin polttoaineensyöttöjäijestelmä 10, joka kä-*; · 30 sittää polttomoottoreissa käytettävän kaasuttimen 12; polttoaineen syöttöventtiilin v.: 14; paineenalennusventtiilin 16; polttoainepumpun 18; polttoainesäiliön 20 ja huuh- • · · « · 4 107561 telupumpun 22. Polttoaineen syöttöventtiili 14 yhdistää kaasuttimen 12 polttoaine-säiliöön 20 paineenalennusventtiilin 16 välityksellä, ja huuhtelupumppu 22 tarjoaa pahiureitin kaasuttimesta 12 takaisin polttoainesäiliöön 20 palaavaa käyttämätöntä polttoainetta varten.

5 Kaasutin 12 käsittää höyrystyskammion 30, sekoituskammion 32 ja höyrynpoisto-kammion 34. Höyrystyskammio 30 sijaitsee osittain metallirasiassa 40. Höyrystys-kammio 30 käsittää venttiilien aluslevyn 42, tiivistelevyn 44, kuulaventtiilin 46, vaahtovaipan 48 ja reiällisen rengasmaisen levyn 50. Venttiilien aluslevy 42 sijaitsee tiivistelevyn 44 päällä, joka on kiinnitetty ilman sisääntuloputkeen (jota ei ok 10 kuvioissa esitetty, koska niitä käytetään nykyään yleisesti moottoriajoneuvoissa). Kuulaventtiili 46 tiivistää venttiilien aluslevyä 42 ja sijaitsee vaahtovaipan 48 sisällä. Reiällinen rengasmainen levy 50 puolestaan sijaitsee vaahtovaipan 48 päällä.

Kuten kuviossa 2A on esitetty yksityiskohtaisemmin, on metallirasia 40 olennaisesti sylinterimäinen ja siinä on alapää 60 ja yläpää 62, joka on varustettu sisäänpäin ole-15 valla rengasmaisella huulella 64 höyrynpoistokammioon 34 kiinnitystä varten. Me-tallirasian 40 alaosuus rajoittaa osaa höyrystyskammiosta 30.

Kuten kuviossa 2B on näytetty, on venttiilien aluslevy 42 yleisesti pyöreä, kun tarkastellaan sen pohjapiirrosta, ja olennaisesti suorakulmainen, kun sitä katsotaan yhdeltä sen sivulta. Aluslevyssä 42 on perusosa 70, jonka keskellä on venturituloauk-20 ko 72, jonka yläreunassa on venttiilinistukka 74. Venttiilinistukka 74 on järjestetty niin, että se vastaanottaa kuulaventtiilin 46. Venttiilinistukka 74 on tavallisesti 45 asteen kulmassa venturituloaukon 72 akseliin nähden, jotta ilma pääsisi kulkemaan ; ‘ venturituloaukosta 72 ulos vaahtovaippaan 48, mikä tapahtuu noin 45 asteen kul- : : massa, mitä kuvataan jäljempänä yksityiskohtaisemmin.

• · · « * ’ ; 25 Venttiilien aluslevyssä 42 on myös ensimmäinen rengasmainen kanava 76, joka "·; ulottuu olennaisesti kokonaan perusosan 70 ympäri lähellä sen ulkoreunaa 78. En- « · · simmäinen rengasmainen kanava 76 on nesteyhteydessä polttoaineen sisääntuloon v * 80, joka sijaitsee perusosan ulkoreunalla 78. Lisäksi ensimmäinen rengasmainen ka nava 76 aukeaa perusosan 70 alapintaan 81 ja siinä on useita suhteellisen pieniä *:*·: 30 reikiä 82, jotka yhdistävät sen perusosan 70 yläpintaan 84, niin että neste pääsee virtaamaan polttoaineen sisääntulosta 80 ensimmäisen kanavan ympäri 76 reikien .' . 82 läpi yläpinnalle 84 ja näin ollen vaahtovaippaan 48.

i · «

Venttiilien aluslevyssä 42 on myös toinen rengasmainen kanava 86, joka on olen-.·!·. naisesti samanakselinen ensimmäisen rengasmaisen kanavan 76 kanssa ja sijaitsee 5 107561 ensimmäisen rengasmaisen kanavan 76 ja venturituloaukon 72 välissä. Toinen rengasmainen kanava 86 ankeaa myös alapintaan 81 ja siinä on melko pieniä reikiä 88, jotka yhdistävät sen yläpintaan 84. Perusosassa 70 on myös polttoaineen ulosmeno 90, joka sijaitsee perusosan 70 ulkoreunalla tavallisesti polttoaineen sisääntuloa 80 5 vastapäätä. Toinen rengasmainen kanava 86 on nesteyhteydessä polttoaineen ulos-menoon 90 niin, että polttoaine pääsee virtaamaan yläpinnalta 84 reikien 88 läpi toiseen rengasmaiseen kanavaan 86 ja polttoaineen ulosmenoon 90.

Reiät 82 ovat läpimitaltaan 1-3 mm riippuen polttomoottorin polttoaineelle asettamista vaatimuksista. Esimerkiksi 4-litraisessa polttomoottorissa edellytetään tavalli-10 sesti käytettävän läpimitaltaan noin 2 mm:n suuruisia reikiä. Reikien 82 läpimitta on edullisesti suurempi kuin polttomoottorin polttoaineen suodattimen seulan silmä-koko, niin ettei karsta, joka ei jää polttoaineen suodattuneen, pääse tukkimaan reikiä 82.

Reiät 88 ovat läpimitaltaan suurempia kuin reiät 82, jotta ylimääräinen polttoainv. 15 saadaan helposti huuhtoutumaan takaisin polttoainesäiliöön 20. Reikien 88 läpimitta on tyypillisesti 2-5 mm, kuten esimerkiksi noin 3 mm 4-litraisissa polttomoottoreissa.

Kuten kuviossa 2C on esitetty, on tiivistelevy 44 malliltaan pyöreä, kun tarkastellaan sen pohjapiirrosta, ja olennaisesti suorakulmainen, kun sitä tarkastellaan sivul-20 tapäin. Tiivistelevyn 44 läpimitta on olennaisesti yhtä suuri kuin venttiilien aluslevyn 42 perusosan 70 läpimitta. Tiivistelevyn 44 keskellä on reikä 100, jonka on tarkoitus olla samanakselinen venttiilien aluslevyn 42 venturituloaukon 72 : *·· kanssa. Reiän 100 pitäisi olla suurempi kuin venturituloaukko 72, jotta se ei saisi aikaan ilman virtaamista venturituloaukkoon 72. Tiivistelevy 44 on kiinnitetty 25 venttiilien aluslevyn 42 alapintaan 81, ja sen tehtävänä on sulkea ensimmäinen ja • · .:. toinen kanava 76ja86ja muodostaa kaksi rengasmaista kanavaa yhdessä venttiilien »»·· _ . .·. aluslevyn 42 kanssa. Tiivistelevy 44 on tyypillisesti kiinnitetty ilmakanavaan il- # · \ ·, mavirtauksen johtamiseksi kaasuttimeen 12.

♦ ♦ * ♦

Kuten kuviossa 2D on esitetty, käsittää kuulaventtiili 46 ylälevyn 110, useita tukipi- ·:··: 30 lareita 112 (kuten neljä tukipilaria 112), venttiilielimen 114, ohjaustangon 116 ja painejousen 118. Tukipilarit 112 ovat toisesta päästään kierteisesti kytkeytyneet . venttiilien aluslevyn 42 yläpinnalla 84 oleviin kierteisiin kiinnitysreikiin 120 ja toi- • ♦ · ;..' sesta päästään ne on varmistettu ylälevyyn 110. Ohjaustanko 116 sijaitsee ylälevys- • f ’ ·; ' sä 110 olevassa reiässä 122 sallien venttiilielimen 114 nousun ja laskun ylälevyyn :Y: 35 nähden jousen 118 alaspäin painavaa voimaa vastaan, tämän jousen sijaitessa 6 107561 ohjaustangon 116 ympärillä ylälevyn 110 ja venttiilielimen 114 välissä. Jousen 118 voima on tarpeeksi suuri aiheuttamaan venttiilielimen 114 asettumisen tukevasti venttiilinistukkaan 74 ja sallimaan venttiilielimen 114 ylösnousun venttiilinistukasta 74, jotta kaasuttimeen pääsisi ilmaa, kun polttomoottorin imutahti on indusoine11 5 kaasuttimeen alipaineen. Venttiilielimessä 114 on pää 124, joka on muotoiltu niin, että se asettuu tukevasti venttiilinistukkaan 74. Pää 124 on tämän johdosta tyypillisesti puoliympyrän muotoinen. Ylälevy 110 on tyypillisesti neliönmuotoinen, kun tarkastellaan sen pohjapiirrosta, ja se on mitoitettu niin, että se sopii vaahtovaipan 48 sisään, jolloin venturituloaukon 72 läpi virtaava ilma pyrkii virtaamaan vaahto-10 vaipan 48 läpi. Vaahtovaippa 48 ja kuulaventtiili 46 rajoittavat höyrystyskammiota 30.

Kuten kuviossa 2A on näytetty, sijaitsee vaahtovaippa 48 metallirasiassa 40 sen alaosassa niin, että reiällinen rengasmainen levy sijaitsee sen päällä. Vaahtovaippa 48 on rengasmaisen renkaan muodossa. Vaahtovaippa 48 on valmistettu vaahto-15 muovimateriaaleista, joissa on verkkomainen (avohuokoinen) rakenne, joka on huokoinen nesteille ja sallii nesteiden läpivirtauksen samalla kun se pitää ohuen neste-kalvon pidättyneenä sisällään. Vaahtomuovimateriaali voi olla esimerkiksi verkkomaista polyuretaanivaahtomuovia, jollaista myydään rekisteröidyllä tavaramerkiiU'1 MERACELL. Metallirasia 40 on alapäästään 60 kiinni venttiilien aluslaatassa 42 ja 20 vaahtovaippa 48 rajaa venttiilien aluslevyn 42 yläpintaa 84 reikien 82 ja 88 päällä.

Huulen 64 ja reiällisen rengasmaisen levyn 50 välissä on seulasylinteri 130, joka määrittää sekoituskammion 32. Seulasylinteri 130 valmistetaan tavallisesti alumiinista, vaikkakin myös muita metalleja tai jopa muovimateriaaleja voidaan käyttää edellyttäen, että ne ovat resistenttejä mineraalipolttoöljyjä vastaan eivätkä reagoi • * ···* 25 muiden kaasuttimessa 12 olevien materiaalien kanssa. Reiällisen rengasmaisen : V levyn 50 rei'itysaste on tyypillisesti 50 %. Tämä tarkoittaa sitä, että reiällisen ren- ..VV gasmaisen levyn 50 laipan pinta-alasta on 50% reikiä ja 50% kiinteää ainetta.

Reikien läpimitta on tavallisesti 0,5 mm ja 2 mm välillä, kuten esimerkiksi noin 1,0 mm.

. 30 Metallirasian 40 korkeus vaihtelee polttomoottorin kapasiteetin mukaan, jonka * / kanssa sitä käytetään. 2-litraisen moottorin metallirasian 40 korkeus on tyypillisesti • ♦ ···' noin 150 mm. Höyrystyskammion 30 korkeus, kun metallirasian korkeus pidetään suhteellisen vakiona, on noin 100 mm, ja sekoituskammion 32 korkeus vaihtelee polttomoottoreiden kapasiteetin mukaan. Näin ollen on 2-litraisessa polttomootto-35 rissa sekoituskammion 32 korkeus noin 50 mm (ja metallirasian 40 korkeus noin 150 mm). Mikäli korkeus olisi vähemmän, ei tällöin saavutettaisi polttoaineen täy- « I « 7 107561 dellistä höyrystymistä. Jos korkeus on enemmän, ei sekoituskammion ylimääräinen kapasiteetti kuitenkaan ole vahingollista polttoaineen höyrystymiselle. Kapasiteetiltaan 6-litraisessa polttomoottorissa on metallirasian 40 ajateltu olevan korkeudeltaan noin 200 mm. Suhteessa suhteellisen pienen kapasiteetin omaaviin polttomoot-5 toreihin, kuten sellaisiin, joita käytetään moottoripyörissä, pitäisi metallirasian 40 kokonaiskorkeuden olla noin 120 mm, ja suhteessa suhteellisen suuriin polttomoot-toreihin, kuten sellaisiin, joita käytetään rekoissa, pitäisi metallirasian 40 olla läpimitaltaan noin 240 mm. Metallirasia on tarkoitus asentaa moottoriajoneuvon moottorithan paloseinään. Tämän on katsottu olevan välttämätöntä, koska yksistään 10 metallirasia 40 on korkeampi j a leveämpi kuin useimmat perinteiset kaasuttimet.

Metallirasian 40 läpimitta määräytyy venturituloaukon 72 läpimitan perusteella, joka puolestaan määräytyy polttomoottorin kapasiteetin mukaan. Suhteessa esimerkkiin 2-litraisesta polttomoottorista on venturituloaukko 72 noin 49 mm. Tämä arvo on polttomoottorin valmistajan määräämä moottorinsa venturituloaukon kooksi. 15 Metallirasian 40 läpimitta on edullisesti 2,5 - 3,5 kertaa venturituloaukon 72 läpimittaa suurempi. Tämän johdosta esimerkin 2-litraisessa polttomoottorissa on metallirasian 40 läpimitta edullisesti noin 120-170 mm. Jos metallirasian 40 läpimitta on pienempi kuin 2,5 kertaa venturituloaukon 72 läpimitta, niin kaasutin 12 vetää liian paljon polttoainetta siihen ilmamäärään nähden, joka virtaa venturituloaukon 20 72 läpi. Jos metallirasian 40 läpimitta on suurempi kuin 3,5 kertaa venturituloaukon 72 läpimitta, polttomoottori kärsii polttoainehukasta ja kuristusläpän herkkyys-häviöstä, koska polttoainevirtaus on venturituloaukon 72 läpi virtaavaan ilmamäärään nähden riittämätön.

Kuten kuviossa 2E on esitetty, niin höyiynpoistokammiota 34 rajoittaa polviputki • · //·' 25 140, jossa on laippa 142, josta se kiinnittyy metallirasian 40 huuleen 64. Putkessa • · · J .* 140 on kuristusläppä 144, joka sijaitsee lähellä sen suuosaa 146. Kuristusläppää 144 ...T ohjaa kaasukaapeli 147. Höyiynpoistokammiossa 34 on sisääntulo 148, joka sijait- see metallirasian 40 yläpäässä 62 olevan reiän 150 yläpuolella. Höyrynpoistokam-:T: mion 34 läpimitta mitattuna sisääntulosta 148 suuosaan 146 on suurempi kuin ven- 30 turituloaukon 72 läpimitta, jotta höyrynpoistokammio 34 ei estäisi ilman virtausta venturituloaukosta 72 suuosaan 146. Suuosa 146 on tyypillisesti kytketty poltto-’.···. moottorin imusarjaan joustavalla putkella.

:' ·. i Höyrynpoistokammiossa 34 on myös ylimääräinen ilmantuloputki 152, jossa on ku- :" ‘: ristusläppä 154, jota ohjaa tyhjöyksikkö 156, joka on kytketty ohjaustangon 158 ja 35 yhdysjohdon 160 välityksellä vipuvarteen 162, joka on kiinnitetty kuristusläpän 154 kiertymisen keskipisteeseen. Tyhjöyksikkö 156 on kytketty polttomoottorin imusa·;· 8 107561 jaan (paljolti samalla tavoin kuin perinteisen kaasutinjärjestelmän sytytyshetken ajoituslaite) tyhjöputkella 164 niin, että mikäli imusarjan tyhjö kasvaa riittävän suureksi, kuristusläppä 154 alkaa avautua päästäen kaasuttimeen enemmän ilmaa, jolloin polttomoottori pääsee hengittämään paremmin kuin silloin kun se on kuormitet-5 tuna.

Kuten kuvioissa 4A-4C on esitetty, on polttoaineen syöttöventtiilissä 14 runko 170, tulppa 172, pää 174, kaasusuutin 176, kalvo 178 ja joutokäynnin suurin 180. Rungon 170 keskellä on reikä 182, joka vastaanottaa kaasusuuttimen 176. Kalvokerros 178 sijaitsee rungon 170 ja tulpan 172 välissä ja on kiinnitetty muttereilla 184 kaa-10 susuuttimen 176 kierteiseen päähän 183. Reiän 182 toinen pää ulottuu onteloon 186, joka on mitoitettu niin, että se sallii kaasusuutinkokoonpanon 176, kalvon 178 ja muttereiden 184 liikkumisen sisällään kaasusuuttimen 176 liikkuessa akselinsuun-taisesti reiässä 182. Tulpassa 172 on aukko 188, joka myös sallii mainitun kokoonpanon mainitun liikkeen.

15 Päässä 174 on sen läpi ulottuva putki 190, ja siinä on istukka 192, joka sijaitsee sen pituuteen nähden sen keskellä. Venttiilinistukka 192 on muotoiltu niin, että se pystyy vastaanottamaan kaasusuuttimen 176 terävän pään 194. Päässä 174 on myös polttoaineen sisääntulo 196 ja polttoaineen ulosmeno 198. Polttoaineen sisääntulo 196 on kytketty putkeen 190 putkella 200 venttiilinistukan 192 ylävirrassa, niin että 20 kaasusuuttimen 176 terävä pää 194 pystyy keskeyttämään polttoaineen virtauksen polttoaineen sisääntulosta 196 polttoaineen ulosmenoon 198. Polttoaineen ulosmeno 198 on nesteyhteydessä putkeen 190 istukan 192 alavirrassa. Päässä 174 on myös . poistoputki 202, joka on kytketty putkesta 200 polttoaineen ulosmenoon 198. Pois- : " toputki 202 kohdistaa joutokäynnin suuttimen 180 pään 204 niin, että joutokäynnin ...* 25 suurin 180 pystyy säätämään poistoputkessa 202 virtaavaa polttoainetta, kun kaasu- ·· · : *.·* suurin 176 on asettunut istukkaa 192 vasten.

• · · !*!·. Kuten kuviosta 1 on nähtävissä, on kaasuvipu 206 kiinnitetty kääntyvästi kaasu- • · · suuttimen 176 kierteiseen päähän 183 ja tulppaan 172. Kaasuvipu 206 on kiinnitetty • · · * kaasukaapelim 208 niin, että kaasukaapelista vetäminen aikaansaa kaasusuuttimen 30 176 tasasuhteisen (mutta pienemmän) liikkeen.

« « ·***: Kuten voidaan lisäksi nähdä kuviosta 1, on polttoaineen ulosmeno 198 yhdistetty . letkulla 210 venttiilien aluslevyllä 42 olevaan polttoaineen sisääntuloon 80. Toinen *..* letku 212 yhdistää polttoaineen sisääntulon 196 paineenalennusventtiilin 16 pien- « · *···* painepuolelle. Paineenalennusventtiilin 16 korkeapainepuoli on yhdistetty letkulla : Y: 35 214 polttoainepumppuun ja näin ollen polttoainesäiliöön 20.

• · « • « 9 107561

Paineenalennusventtiilin 16 avulla lasketaan tyypillisesti polttoainepumpun 18 pumppaaman polttoaineen painetta 14 kPa-36 kParhan, kuten noin 24 kPa:han. Pai neenalennus on riippuvainen polttomoottorille tyypillisestä kuormituksesta.

Venttiilien aluslevyssä 42 oleva polttoaineen ulosmeno 90 on yhdistetty letkulla 220 5 huuhtelupumppuun 22. Lisäletku 222 yhdistää huuhtelupumpun 22 polttoainesäiliöön 20 niin, että kaasuttimesta 12 huuhtoutunut polttoaine voidaan palauttaa polttoainesäiliöön 20 myöhempää käyttöä varten. Huuhtelupumppu toimii tyypillisesti noin 90 kPa:n paineella, vaikkakaan tämä ei ole ratkaisevaa edellyttäen, että paine ylittää paineenalennusventtiilin 14 alavirran päässä olevan polttoaineen paineen.

10 Kaasuttimen 12 metallirasia 40 on käytön aikana kiinnitetty ajoneuvon moottoritilan paloseinään. Paineenalennusventtiili 16 on kiinnitetty polttoainepumpusta 18 tulevaan letkuun 214, letku 22 on yhdistetty huuhtelupumpusta 22 polttoainesäiliöön 20, höyrynpoistokammion 34 suuosa on yhdistetty putken avulla polttomoottorin imusarjaan, kaasukaapeli 147 on yhdistetty kuristusläppään 144, tyhjöputki on yh-15 distetty tyhjöyksikköön 156 ja kaasukaapeli 208 on yhdistetty kaasuvipuun 206.

Kun polttomoottori on joutokäynnillä, virtaa polttoainesäiliöstä 20 polttoainetta polttoainepumpun 18 vaikutuksesta paineenalennusventtiiliin 16 läpi polttoaineen-syöttöventtiiliin 14. Polttoaine kulkee polttoaineensyöttöventtiilin polttoaineen sisääntuloon 196 ja virtaa poistoputkea 202 pitkin joutokäynnin suuttimen 180 ohi 20 polttoaineen ulosmenoon 198. Polttoaineen virtausnopeus joutokäynnin aikana määräytyy joutokäynnin suuttimen 180 asennon mukaan sen ollessa kytkeytynyt kierteisesti polttoaineensyöttöventtiilin 14 päähän 174.

• ( t ( .'•j Kun polttomoottori ei ole joutokäynnillä, kaasukaapelia 208 vedetään kaasuvivun :·]·. 206 kääntämiseksi ja näin ollen kaasusuuttimen 176 vapauttamiseksi venttiilinistu- • · ’ #j# 25 kasta 192. Tämä mahdollistaa sen, että polttoainetta pääsee virtaamaan putkea 200 pitkin istukan 192 ohi polttoaineen ulosmenoon 198. Polttoaineen virtausnopeus » · · polttoaineensyöttöventtiilin 14 läpi on nyt riippuvainen kaasuvivun 206 särmäisestä *·’ * kaltevuudesta ja näin ollen siitä, missä määrin kaasusuuttimen 176 terävä kärki 194 siirtyy istukasta 192 ulos.

« t .··, 30 Molemmissa edellä mainituissa tapauksissa virtaa polttoaine polttoaineen ulosme- * ·' nosta 198 letkua pitkin venttiilien aluslevyllä 42 olevaan polttoaineen sisääntuloon 1. ’1; 80. Sieltä polttoaine kulkee ensimmäiseen kanavaan 76 ja virtaa täyttäen kanavan < 4 < \: 76 ja nousten rei'istä 82 ylös vaahtovaippaan 48. Vaahtovaipan huokoisuudesta . y. johtuen polttoaine imeytyy vaahtovaippaan.

« < · • · * 10 107561

Polttomoottorin imusaijassa syntyvä tyhjö aikaansaa matalan paineen alueen kehittymisen höyrystyskammiossa 30 venttiilielimen 114 tienoille. Tämä johtaa venttiili-elimen 14 työntymiseen ylöspäin jousen 118 paluuvoimaa vastaan. Tämän johdosta ilmaa työntyy sisään venturituloaukon 72 läpi. Venttiilinistukan 74 kulmasta ji 5 venttiilielimen 114 asennosta johtuen ilma kulkeutuu höyrystyskammioon 30 noin 45 asteen kulmassa kammion 30 akseliin nähden ja kulkeutuu vaahtovaippaan 48. Ilma työntyy imusarjassa olevan matalan paineen johdosta ylöspäin vaahtovaipan 48 läpi ja ulos reiällisestä rengasmaisesta levystä 50. Ilman työntyessä vaahtovaipan 48 läpi vaahtovaipan 48 huokoisiin soluihin suspendoitunutta polttoainetta pommit-10 tavat ilmapartikkelit, mikä saa aikaan polttoaineen höyrystymisen.

Höyry poistuu höyrystyskammiosta 30 levyssä 50 olevien reikien kautta ja levyn keskiosan kautta kuulaventtiilin 46 ylälevyn 110 tienoilta. Höyrystynyt polttoaine ja ilma sekoittuvat sekoituskammiossa 32 ja työntyvät matalan paineen vaikutuksesta höyrynpoistokammioon 34. Se, missä määrin imusarjassa oleva matala paine vai-15 kutiaa kaasuttimen 12 läpi kulkevaan ilmavirtaukseen, on osittain riippuvainen höyrynpoistokammion 34 suuosassa 146 olevan kuristusläpän 144 särmäisestä kaltevuudesta, niin että kun tämä kulma kasvaa, työntyy kaasuttimen 12 läpi enemmän ilmaan sekoittunutta höyrystynyttä polttoainetta.

Mikäli imusaijassa oleva matala paine jatkaa kasvamistaan (mikä kohdistaa suuran 20 kuormituksen polttomoottoriin), alkaa tyhjöyksikkö 156 toimia kääntäen kuristus-läppää 154 ja näin päästäen höyrynpoistokammioon 34 lisää ilmaa ylimääräisestä , ilmantuloputkesta.

4 :"': Kim polttoaineen tarve laskee, työntää huuhtelupumppu liian polttoaineen alaspäin venttiilien aluslevyn 42 yläpinnalle 84 synnyttäen matalan paineen alueen toiseen • t 25 kanavaan 86 ja näin ollen reikiin 88. Huuhtelupumppu 22 pumppaa näin huuhtoutu- . . ·. neen polttoaineen takaisin polttoainesäiliöön 20 myöhempää käyttöä varten.

• · · » · · v ’ Olen keksinyt, että suoritusesimerkissä on venttiilinistukan 74 kulma kuulavent- tiiliin 46 nähden melko ratkaiseva tekijä polttoaineen tehokkaan höyrystymisen ·:··: kannalta. Toisin sanoen venttiilistukan 74 kulman täytyy olla noin 45 astetta. Jos ·***: 30 kuitenkin polttoainetta ruiskutetaan alaspäin (ruiskutuslevyllä, joka on venttiilien .‘ . aluslevyn 42 muodossa, jossa ei ole toista kanavaa 86) vaahtovaippaan 48 sen ;..' yläosaan ja jos polttoaine huuhtoutuu vaahtovaipan 48 alapäässä, niin tällöin ei 4 4 * ; ·' kulman tarvitse olla 45 astetta. Tässä tapauksessa venttiilinistukan 74 kulmalla o : Y: ole enää mitään sen suurempaa merkitystä. Tämä johtuu siitä, että ruiskutuslevy :' ·. 35 kontrolloi tällöin vaahtovaipan 48 läpi tapahtuvaa polttoaineen ylösnousua.

« a 11 107561

Olen keksinyt, että kun esillä olevan keksinnön raukaista polttomoottorin polttoai-neensyöttöjärjestelmää sovelletaan vanhanmalliseen 6-sylinteriseen moottoriajoneuvoon, alentuu sen polttoaineenkulutus noin 13 litrasta/100 km (20 mailista per gallona) noin 2,6 litraan/100 km (110 mailiin per gallona). Koska polttoaineen pa-5 laminen on samalla täydellisempää, saastutus vähenee huomattavasti.

Olen myös keksinyt, että koska polttoaine on jo höyrystyneessä muodossa tullessaan polttomoottoriin (ja höyrystymisen ei tarvitse tapahtua palamisprosessin aikana), polttomoottorin sytytyksen ajoitusta voidaan vaihdella 6-10 asteesta ennen yläkuolokohtaa noin 0,5 asteeseen ennen yläkuolokohtaa.

10 Esillä olevan keksinnön mukainen polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmä 10 on edullinen siinä suhteessa, että se tarjoaa helpon ja tehokkaan polttoaineen höyrystymisen, jolloin polttoaineen hyötysuhde kasvaa suuresti ja saastuminen huomattavasti. Näin ollen voidaan nykyisistä autoista jättää perinteiset saastutusta vähentävät laitteet pois ja näin säästetään ajokustannuksissa. Lisäksi toisen huuhtelu-15 kanavan 86 ja huuhtelupumpun käytön ansiosta liika polttoaine palautuu uudelleen käytettäväksi, mikä parantaa järjestelmän 10 hyötysuhdetta. Koska vielä tämän lisäksi tarvitaan vähemmän polttoainetta, moottori kuluu vähemmän ja se toimii alemmissa lämpötiloissa. Järjestelmä konvertoi käytännöllisesti katsoen 4-tahti-moottorin 3-tahtimoottoriksi, koska moottorin ajoitusta voidaan merkittävästi las-20 kea. Näiden seikkojen lisäksi on keksinnön mukaisessa järjestelmässä 10 polttomoottorin kuristusherkkyys suurempi.

; ' ·. Esillä olevan keksinnön piiriin katsotaan kuuluvan myös mitkä tahansa alan ammat- :"": timiehelle ilmeiset muunnelmat ja variaatiot esillä olevasta keksinnöstä.

Iff »· · • · · • · • · • · « • Ml • · « « · « • · · • · · • ♦ · • · · • · • · · • * ( I i i i

I I

< « « « « < · « · «

Claims (8)

107561

1. Polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmä (10), jossa on saastumista vähentävä höyrystyskaasutin (12), saastumista vähentävän höyxystyskaasuttimen (12) sisältäessä 5. höyrystyskammion (30), jossa on vaippa (48) polttoaineen pidättämiseksi, - polttoaineen sisäänottovälineen (14), joka sijaitsee operatiivisessa yhteydessä höy-rystyskammioon (30) polttoainesäiliöstä (20) vaippaan (48) tulevan höyrystyskam-miossa (30) pidätettävän polttoaineen määrän mittaamiseksi, - polttoaineen huuhteluvälineen (15), joka on operatiivisessa yhteydessä vaippaan 10 (48) liian ja ei-höyrystyneen polttoaineen poistamiseksi vaipasta (48) ja höyrystys- kammiosta (30) ja mainitun polttoaineen palauttamiseksi polttoainesäiliöön (20), - putkiston höyrystyskammiosta (30) tulevien höyryjen johtamiseksi polttomoottorin imusarjaan, tunnettu siitä, ettäpolttoaineensyöttöjärjestelmässä (10) on 15 - seula (50), joka on yhteydessä vaippaan (48) niin, että polttoaineen täytyy virrata seulan (50) läpi kun se poistuu vaipasta (48), ja - ilman sisäänottoväline (75), joka sijaitsee ennen höyrystyskammiota (30), jossa ilman sisäänottovälineessä (75) on venttiili (46), jolla säädetään höyrystyskammion (30) läpi virtaavan ilman määrää polttomoottorin imusaijassa vallitsevan paineen 20 mukaan, tämän ilman sisäänottovälineen (75) sijaitessa niin, että ilma kulkeutuu vaipan (48) läpi mainittuun vaippaan (48) pidätetyn polttoaineen höyrystämiseksi, kaiken sisäänottovälineen (75) kautta tulleen ilman kulkiessa koko höyrystyskammion (30) läpi.

:...: 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmä : 25 (10), tunnettu siitä, että vaippa (48) on verkkomaista vaahtomuovimateriaalia, joka .. I \ * pidättää polttoainetta koko volyymiltään. • · · • · · I!!

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmä *** * (10), tunnettu siitä, että seula (50) on reiällinen rengasmainen levy, jossa reiät muodostavat noin 50 % levyn laipan pinta-alasta, niin että ilma voi pakottaa höyrys- : : 30 tyneen polttoaineen levyn läpi.

«·« .' , 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmä · (10), tunnettu siitä, että siinä on myös sekoituskammio (32), joka sijaitsee höyrys- ’ ·; ·1 tyskammion (30) jälkeen, höyrystyneen polttoaineen sekoittamiseksi ilman sisään- : ’: ’: ottovälineestä (72) virtaavaan ilmaan. t I 107561

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen polttomoottorin polttoaineensyöttöjäqestelmä (10), tunnettu siitä, että höyrystyskammio (30) on korkeudeltaan noin 100 mm ja sekoituskammio on korkeudeltaan suurempi kuin noin 50 mm ja että höyrystyskammio (30) ja sekoituskammio (32) ovat läpimitaltaan 2,5-3,5 kertaa ilman sisäänotto· 5 välineen venturituloaukon läpimitan suuruisia, jotta polttoainetta saataisiin juoksutettua polttoaineen sisäänottovälineestä vaippaan (48).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmä (10), tunnettu siitä, että polttoaineen sisäänottovälineessä (13) on ensimmäinen kanava (76), joka on nesteyhteydessä polttoainevarastoon (20), ja useita ensimmäi- 10 sestä kanavasta (76) vaippaan (48) johtavia reikiä (82), jotta polttoainevarastosta (20) tuleva polttoaine pääsee virtaamaan vaippaan (48), ja polttoaineen huuhtelu-väline (15), joka sisältää polttoainevarastoon (20) nesteyhteydessä olevan huuhtelu-pumpun (22), ja toisen kanavan, jossa on useita vaipasta kanavaan johtavia reikiä, jolloin polttoainevirtaus saadaan indusoitua huuhtelupumpulla (22) kulkemaan 15 vaipasta (48) takaisin polttoainesäiliöön (20) liian polttoaineen poistamiseksi höy-rystyskammiosta (30).

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmä (10), tunnettu siitä, että ilman sisäänottovälineessä (75) on kuulaventtiili (46), joka liikkuu imusarjassa vallitsevan paineen aiheuttaman vedon johdosta niin, että ilma 20 pääsee kulkemaan vaipan (48) läpi polttoaineen höyrystymiseksi.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen polttomoottorin polttoaineensyöttöjärjestelmä : '·· (10), tunnettu siitä, että ilmaan sisäänottovälineessä (75) on venttiilinistukka (74), joka on noin 45 asteen kulmassa höyiystyskammion (30) akseliin nähden ja tarjoaa :*♦*: tiivistepinnan kuulaventtiiliä (46) varten silloin kun imusarjassa ei ole riittävästi • · 25 painetta siirtämään kuulaventtiiliä (46) venttiilinistukasta (74) ja saamaan aikaan . .·. ilman virtausta vaippaan (48), kun kuulaventtiili (46) siirtyy venttiilinistukasta (74). • · · • · · • · · • · · • · • · · • 0 « « • · • t « 107561