NL7808110A

NL7808110A - Diesel engine with heat insulated precombustion chamber - containing spring loaded piston expelling contents at start of expansion

Info

Publication number: NL7808110A
Application number: NL7808110A
Authority: NL
Original assignee: Petrus Cornelis Laro
Priority date: 1978-08-01
Filing date: 1978-08-01
Publication date: 1980-02-05

Abstract

The engine with reciprocating piston comprises a precombustion chamber (d) whose volume cyclically increases due to expansion. The chamber may be provided with heat insulation (k). It may contain a reciprocating piston (b) whose movement is controlled by the pressure of compression in the main cylinder and a return spring (c) or by a combination of spring and mechanical drive. This movement may be controlled such that the contents of the chamber are expelled at the start of the expansion stroke in the main cylinder. The engine may be a rotary piston engine.

Description

/ — 1 - P.C.Laro te Hengelo./ - 1 - P.C.Laro in Hengelo.

Dieselmotor met expanderende voorkamer of wervelkamerDiesel engine with expanding front chamber or whirl chamber

De uitvinding betreft dieselmotoren met voorkamers waarin de brandstof wordt gespoten en de ontsteking plaats vindt. Er zijn vele uitvoeringen van deze voorkamers bekend onder diverse namen. De wervelkamer wordt in deze beschrijving onder 5 de voorkamers gerangschikt. De nadelen van voorkamers zijn onder andere dat ze gekoeld moeten worden waardoor warmte verloren gaat. Ideaal zou zijn wanneer de kompressie geheel in de gekoelde cilinder plaats zou vinden en de expansie in een hete ongekoelde ruimte terwijl de verbranding van de ingespoten 1o brandstof plaats vindt tussen de kompressieslag en de expan-sieslag.The invention relates to pre-chamber diesel engines in which fuel is injected and ignition takes place. Many versions of these front chambers are known by various names. The whirl chamber is classified under 5 the pre-chambers in this description. The disadvantages of pre-chambers include that they have to be cooled, so that heat is lost. Ideally, the compression should take place entirely in the cooled cylinder and the expansion in a hot uncooled space while the combustion of the injected fuel takes place between the compression stroke and the expansion stroke.

Het doel van de uitvinding is dit ideaal dichter te benaderen dan tot nu toe het geval was. Dit doel wordt bereikt door het toepassen van het expanderende voorkamerprincipe.The object of the invention is to approach this ideal more closely than has hitherto been the case. This goal is achieved by applying the expanding pre-chamber principle.

15 Door het toepassen van een expanderende voorkamer kan de koeling van de voorkamerwanden grotendeels vervallen.Er ontstaat een dieselmotor waarin ook het werkingsprincipe van de hete-luchtmotor is verwerkt. De voorkamer stelt nu de hete ruimte voor. Het niet koelen van de expanderende voorkamer brengt 2o vele voordelen. De warmte die anders met de koeling verloren ! gaat wordt gedeeltelijk in nuttige arbeid omgezet. De hete wanden van de voorkamer maken de motor onafhankeljik van het i oktaan of cetaangetal van de brandstof waardoor ook moeilijk ontsteekbare brandstoffen kunnen worden gebruikt, onder ande-25 | re propaan butaan alkohol of samengeperst gas. De kompressie- ί ! druk kan eventueel worden verlaagd en het dieselgeluid kan : verdwijnen. Doordat ook bij lage kompressiedrukken de ontste-! king gewaarborgd is, is toepassing van de expanderende voorka-: mer bij een eentraps wankelmotor mogeliijk waardoor deze als 30 dieselmotor te gebruiken is. j Beschrijving.15 The use of an expanding pre-chamber can largely eliminate the cooling of the pre-chamber walls. A diesel engine is created which also incorporates the operating principle of the hot air engine. The antechamber now represents the hot room. Not cooling the expanding pre-chamber brings many advantages. The heat that would otherwise be lost with the cooling! is partly converted into useful labor. The hot walls of the pre-chamber make the engine independent of the octane or cetane number of the fuel, which also allows the use of difficult-to-ignite fuels, including -25 | propane butane alcohol or compressed gas. The compression ί! pressure can possibly be reduced and the diesel noise can: disappear. Because even with low compression pressures the ignition! In order to ensure that the expanding front chamber is possible with a single-stage Wankel engine, it can be used as a diesel engine. j Description.

I. _ _ 7808110 * - 2 -I. _ _ 7808110 * - 2 -

Iig.1 toont een doorsnede door een cilinderkop van een dieselmotor met voorkamer uitgevoerd als wervelkamer waarop het expansieprincipe is toegepast. Als de zuiger a bij het einde j van de kompressieslag aankomt gaat de zuiger b tegen de druk 5 van de veer c in naar buiten,hierdoor stroomt de gekomprimeer-de lucht in de voorkamer d waar de verbranding van de brandstof kan plaatsvinden die wordt ingespoten door de verstuiver e De voorkamer behoeft niet gekoeld te worden omdat de kompres-sie hoofdzakeljik plaats vindt in de cilinder f die we1 gekoeld 10 wordt en de uitzetting van de lucht door verwarming aan de hete wanden van de voorkamer hoofdzakelijk plaatsvindt tussen de kompressieslag en de expansieslag in en zodoende extra energie levert tijdens de expansieslag. De isolatielaag wordt voorgesteld door de letter k.Fig. 1 shows a cross section through a cylinder head of a diesel engine with a pre-chamber designed as a swirl chamber to which the expansion principle has been applied. When the piston a arrives at the end j of the compression stroke, the piston b goes out against the pressure 5 of the spring c, causing the compressed air to flow into the pre-chamber d where combustion of the fuel that is injected can take place by the atomizer e The pre-chamber does not need to be cooled because the compression mainly takes place in the cylinder f which is cooled and the expansion of the air by heating on the hot walls of the pre-chamber takes place mainly between the compression stroke and the expansion stroke and thus provides extra energy during the expansion stroke. The insulation layer is represented by the letter k.

15 De beweging van de zuiger b kan bepaald worden door het verloop van de kompressiedruk in kombinatie met de veerkarakte-! ristiek of mechanisch gekommandeerd worden of door een kombina-I tie van beide systemen. De zuiger b kan aan de voorkant worden voorzien van middelen om het warmteverlies vanuit de voorkamer 2o tegen te gaan, in fig.1 aangegeven door de letter h. Een bijzonder gunstige plaatsing van de voorkamerzuiger b wordt verkregen wanneer de hartlijn van deze zuiger loodrecht staat op het vlak van de wervelingen in de wervelkamer.The movement of the piston b can be determined by the variation of the compression pressure in combination with the spring characteristic! be mechanically or mechanically commanded or by a combination of both systems. The piston b can be provided at the front with means to counteract the heat loss from the pre-chamber 2o, indicated in fig. 1 by the letter h. A particularly favorable placement of the pre-chamber piston b is obtained when the axis of this piston is perpendicular to the plane of the vortices in the whirl chamber.

Bij voorkeur moet de brandstof ingebracht worden nadat 25 de gekomprimeerde lucht zich heeft opgewarmd aande hete voorka-! merwanden tijdens bedrijf. Bij lage kompressieverhouding [ moeten voor het starten van de motor extra hulpmiddelen worden J gebruikt, in de fig 1 aangegeven door de gloeiplug g.Preferably the fuel should be introduced after the compressed air has warmed up on the hot front surface. mer walls during operation. At low compression ratio [auxiliary tools must be used for starting the engine J, indicated in fig 1 by the glow plug g.

Blijft een aanmerkelijk gedeelte van de gekomprimeerde jjo i lucht door de lage kompressieverhouding in de kompressieruimte ! achter dan is het voordelig, mechanisch bijvoorbeeld met behulp i van een ronddraaiende nok'de zuiger b op het juiste moment naar | binnen te bewegen waardoor de inhoud van de voorkamer bij het ί begin van de expansie overstroomt naar de ruimte waar de kom-35 | pressie plaats vond en een aanmerkelijke hoeveelheid lucht is j achtergebleven en zodoende nog aan het verbrandingsproces deel- 78 0 8 1 10 'ö ? - i Ί :Γ· Ί'6'ίRemains a considerable part of the compressed jjo i air due to the low compression ratio in the compression space! at the back then it is advantageous, mechanically at the right moment, for example with the aid of a revolving cam piston b to | to move in, causing the contents of the front chamber to overflow at the beginning of the expansion into the space where the bowl-35 | pressure took place and a considerable amount of air was left behind and thus still participated in the combustion process. 78 0 8 1 10 '? - i Ί: Γ · Ί'6'ί

Claims

1. Engine operating on the diesel principle, characterized in that an antechamber is used which expands periodically

2. Motor according to claim 1, characterized in that the pre-chamber is insulated against heat loss. 1o

3. Motor according to claim 1, characterized in that the movement of the pre-chamber piston is determined by the interaction of the compression pressure and a spring.

4. Motor according to claim 1, characterized in that the front chamber piston is commanded by a combination of a spring and mechanical aids.

5. Motor according to claim 1, characterized in that the movement of the pre-chamber piston is commanded such that the contents of the pre-chamber space are expelled at the start of the expansion. 2o

6. Engine according to claim 1, characterized in that the engine works according to the wafer system.

5 Conclusions.

7. Motor according to claim 1 with a pre-chamber designed as a swirl chamber, characterized in that the center line of the pre-chamber piston is perpendicular to the plane of the vortices. t - - - - - j i i | l i ί i__ “7 ff 0 811 0 5 * '? "H f -". "Cl" J