NO115770B

NO115770B -

Info

Publication number: NO115770B
Application number: NO15802765A
Authority: NO
Inventors: Molen E Van Der
Original assignee: Koninkl Maschf Gebr Stork & Co
Priority date: 1964-05-14
Filing date: 1965-05-10
Publication date: 1968-11-25
Also published as: CH432125A; DK111862B; DE1285250B; GB1092432A; NL6405367A

Description

Brenselforstøver. Fuel atomizer.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en brensel-, forstøver med hydraulisk trykkinnsprøytning beregnet for en forbrenningsmotor, hvilken for-støver har to om forstøveraksen konsentriske rekker med forstøvningsåpninger. The present invention relates to a fuel atomizer with hydraulic pressure injection intended for an internal combustion engine, which atomizer has two concentric rows of atomization openings about the atomizer axis.

I forbrenningsmotorer hvor forbrenningsrommet hovedsakelig er formet $om, et rota-sjonslegeme, i hvilket senterlinjen er den samme som for sylinderen, er det vanlig å plasere brenselventilen og dysen i senteret, hvis dette er mulig. Forstøveråpningene er i dette tilfelle for det meste ordnet i en sirkelformet rekke, hvor åpningenes akser er plasert i samme plan, per-pendikulært på sylinderaksen eller i den samme koniske overflate, med sylinderaksen som kjegle-akse. Brenselsdysens sentralstilling fører til at brenselstrålen forlenges utover pom radier i rotasj onslegemet og danner formen på forbrenningsrommet. In internal combustion engines where the combustion chamber is shaped mainly around a body of rotation, in which the center line is the same as that of the cylinder, it is customary to place the fuel valve and nozzle in the center, if this is possible. In this case, the atomizer openings are mostly arranged in a circular row, where the axes of the openings are placed in the same plane, perpendicular to the cylinder axis or in the same conical surface, with the cylinder axis as the axis of the cone. The central position of the fuel nozzle causes the fuel jet to extend beyond pom radii in the rotary body and forms the shape of the combustion chamber.

Den nuværende tendens hos forbrennings- The current trend in combustion

motorer er en økning av det midlere indikerte trykk, som et resultat av overledning, og dette fører til at brenselmengden, som må sprøytes inn for hvert arbeidsslag, stadig øker. engines is an increase in the mean indicated pressure, as a result of over-conduction, and this causes the amount of fuel, which must be injected for each working stroke, to constantly increase.

En forlengelse av innsprøytingens varighet ville resultere i nedsatt yteevne, fordi dette ville gi etterbrenning og nedgang i ekspansjonsarbei-det. An extension of the duration of the injection would result in reduced performance, because this would cause afterburning and a decrease in the expansion work.

Innsprøyting av mer brensel gjennom de samme forstøvningsåpninger i samme tidsinter-vall, ville nødvendiggjøre et meget høyere trykk. Injecting more fuel through the same atomization openings in the same time interval would necessitate a much higher pressure.

Det er således nødvendig å øke den totale tverrsnittsflate på forstøvningsåpningene, og dette er mulig ved å øke antallet åpninger eller diameteren på de enkelte åpninger. It is thus necessary to increase the total cross-sectional area of the atomization openings, and this is possible by increasing the number of openings or the diameter of the individual openings.

Erfaringen viser at hvis antall åpninger i samme rekke økes for meget, svekkes forbren-ningen, og dessuten nedsettes forstøverens me-kaniske styrke. Experience shows that if the number of openings in the same row is increased too much, the combustion is weakened, and the atomizer's mechanical strength is also reduced.

Hvis diameteren på åpningene økes for me get, vil dimensjonene på brenselstrålene øke for meget i forhold til dimensjonene på forbrenningsrommet. Spesielt har den økede lengde på brenselstrålene, som et resultat av de større åpninger, i mange tilfeller en ufordelaktig virk-ning på forbrenning og på temperaturen i veg-gene som grenser til forbrenningsrommet. If the diameter of the openings is increased too much, the dimensions of the fuel jets will increase too much in relation to the dimensions of the combustion chamber. In particular, the increased length of the fuel jets, as a result of the larger openings, in many cases has an unfavorable effect on combustion and on the temperature in the walls bordering the combustion chamber.

Det er også kjent en utførelse med flere rekker forstøvningsåpninger. Ved den kjente ut-førelsen er imidlertid åpningene i hver rekke forskjøvet eller forskutt i forhold til åpningene i en hosliggende rekke, slik at hver åpning gir en enkel stråle som divergerer betydelig fra strålene fra andre åpninger, slik at to åpninger aldri vil kunne gi en enkel brenselstråle i en viss avstand fra forstøveren. Oppnåelsen av slike sammenfallende brenselstråler er den spesielle hensikt med foreliggende oppfinnelse. Med de høye trykk og de store dimensjoner som anven- A design with several rows of atomization openings is also known. In the known design, however, the openings in each row are offset or offset in relation to the openings in an adjacent row, so that each opening produces a single beam that diverges significantly from the beams from other openings, so that two openings will never be able to produce a single fuel jet at a certain distance from the atomizer. The achievement of such coincident fuel jets is the particular purpose of the present invention. With the high pressures and the large dimensions that use

des ved våre dagers motorkonstruksjoner, og med hensyntagen til ønsket om å få en liten slag-lengde sammenlignet med sylinderdiameteren, hvilket gir et lavt skiveformet forbrenningskam-mer med en meget stor diameter, er det meget vanskelig å sprøyte inn brenselstråler mellom sylinderdekslet og stemplet uten at brenselstrålene treffer metalldelene. Strålelengden er således viktig, fordi for det første strålene ikke skal støte an mot metalldeler, mens man for det an- with today's engine designs, and taking into account the desire to have a small stroke length compared to the cylinder diameter, which gives a low disk-shaped combustion chamber with a very large diameter, it is very difficult to inject fuel jets between the cylinder cover and the piston without that the fuel jets hit the metal parts. The beam length is thus important, because firstly the beams should not collide with metal parts, while secondly

dre bør ha så lange brenselstråler at brenselet når frem til i nærheten av det lave skiveformede forbrenningskammers yttervegg, særlig fordi man i dette ytre område har et relativt stort kvantum luft som er nødvendig for forbrennin-gen. dre should have such long fuel jets that the fuel reaches near the outer wall of the low disc-shaped combustion chamber, especially because in this outer area there is a relatively large quantity of air which is necessary for combustion.

Ifølge oppfinnelsen oppnår man gunstig brenselstråledannelse ved at åpningene i de to rekker i forstøveren er plasert radialt rett over hverandre og med så liten avstand mellom de to rekkeir at de parallelle stråler gj ennom to parallelle like overfor hverandre liggende åpninger på According to the invention, favorable fuel jet formation is achieved by the openings in the two rows in the atomizer being placed radially directly above each other and with such a small distance between the two rows that the parallel jets pass through two parallel openings just opposite each other on

i og for seg kjent måte vil forenes til en stråle. in a manner known per se will unite into a beam.

Således er det mulig, uten å iøike forstøv-ningstrykket for meget, å oppnå en god forstøv-ning med brenselstråler som ikke er for lange og med et stort kvantum totalt forstøvet brensel pr. tidsenhet. Rundt hver stråle, som hver er levert fra to åpninger, er det tilstrekkelig for-brenningsluft og en god forbrenning sikres. Thus, it is possible, without increasing the atomization pressure too much, to achieve good atomization with fuel jets that are not too long and with a large amount of total atomized fuel per unit of time. Around each jet, each of which is supplied from two openings, there is sufficient combustion air and a good combustion is ensured.

Dessuten er det anledning til å påvirke brenselstrålenes form ved innbyrdes å variere litt på dimensjonene på åpningene. Det er f. eks. mulig å gi disse åpningene en liten innbyrdes forskjell i diameter. In addition, there is an opportunity to influence the shape of the fuel jets by slightly varying the dimensions of the openings. It is e.g. possible to give these openings a small mutual difference in diameter.

Sammenlignet med en forstøver med samme antall åpninger som er likt fordelt rundt periferien i en enkel rekke, er en forstøver ifølge oppfinnelsen meget sterkere mekanisk. Compared to an atomizer with the same number of openings which are equally distributed around the periphery in a single row, an atomizer according to the invention is much stronger mechanically.

Åpningenes diameter og innbyrdes avstand avhenger selvfølgelig meget av flere faktorer, særlig av størrelsen på motoren for hvilken for-støveren er bestemt. Vanligvis er det imidlertid foretrukket å gjøre den innbyrdes avstand mellom et par åpninger, som sammen gir en enkel brenselstråle, mindre enn eller høyst lik fire ganger diameteren på disse åpningene. The diameter of the openings and the distance between them depends of course on several factors, in particular on the size of the engine for which the atomizer is intended. Generally, however, it is preferred to make the mutual distance between a pair of openings, which together provide a single fuel jet, less than or at most equal to four times the diameter of these openings.

Det er kjent å forsyne en dieselmotor medIt is known to supply a diesel engine with

en brenselforstøver, som gir en flat viftelignen- a fuel atomizer, which provides a flat fan-like

de stråle med brensel i forbrenningsommet, ved å sprøyte brensel inn gjennom en rekke forstøv-ningsåpninger som er plasert tett sammen i en rad. Disse åpninger avviker imidlertid så meget, slik at strålen som kommer ut faktisk tydelig består av flere adskilte stråler. they spray fuel into the combustion zone, by injecting fuel through a series of atomization openings which are placed close together in a row. However, these openings differ so much that the beam that comes out actually clearly consists of several separate beams.

Når det gjelder brenselmunnstykker av luft-innsprøytningstypen, er det kjent å dele opp et spaltelignende munnstykke i en rad med adskilte åpninger. Ved luftinnsprøytning er det fra be-gynnelsen av en stor mengde luft mellom; de enkelte brenseldråper således at slike kjente systemer faktisk ikke gir en enkel brenselstråle fra mer enn en åpning. Dessuten er hensikten med oppdeling av spaltene å gi en bedre innret-ning på brenselet enn det er mulig gjennom en uoppdelt spalte, og å få en mer jevn fordeling på brenselet enn det er mulig med en uoppdelt spalte med hensyn til kantvirkninger etc. In the case of air-injection type fuel nozzles, it is known to divide a slot-like nozzle into a row of spaced openings. With air injection, there is from the beginning a large amount of air between; the individual fuel droplets so that such known systems do not actually provide a single fuel jet from more than one opening. Moreover, the purpose of dividing the slots is to provide a better arrangement of the fuel than is possible through an undivided slot, and to obtain a more even distribution of the fuel than is possible with an undivided slot with regard to edge effects etc.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli forklartThe invention will be explained below

på grunnlag av tegningene.on the basis of the drawings.

Fig. 1 viser et vertikalt tverrsnitt gjennom munnstykket på en vanlig brenselforstøver med hydraulisk innsprøytning, beregnet på en dieselmotor. Fig. 1 shows a vertical cross-section through the nozzle of a conventional fuel atomizer with hydraulic injection, intended for a diesel engine.

Fig. 2 viser et utvendig oppriss av den delenFig. 2 shows an external elevation of that part

av munnstykket som er vist i fig. 1.of the nozzle shown in fig. 1.

Fig. 3 viser et tverrsnitt langs et konisk plan Fig. 3 shows a cross-section along a conical plane

langs linjen III—III i fig. 1.along the line III—III in fig. 1.

Det tidligere kjente forstøvermunnstykke som er vist, har en ventilnål 1 med en konisk spiss 2, disse virker sammen med et sete 3 i en innkapsling 4. The previously known atomizer nozzle shown has a valve needle 1 with a conical tip 2, these work together with a seat 3 in an enclosure 4.

Under setet er det et sylindrisk rom 5 i inn-kapslingen, og dette har i sin nedre del to rader med forstøvningsåpninger 6, rettet en tanke nedover. Til enhver tid er en åpning i en rad inn-stilt i det samme munnstykkes aksialplan som en åpning i den andre raden. To slike åpninger i det samme aksialplan er i all vesentlighet pa-rallell med og har omtrent samme diameter, små forskjeller i diameter og/eller retning kan anvendes for å innvirke på formen til den van-lige utstrømmende brenselstråle. Under the seat there is a cylindrical space 5 in the enclosure, and this has in its lower part two rows of atomization openings 6, directed downwards. At all times, an opening in one row is set in the same nozzle's axial plane as an opening in the other row. Two such openings in the same axial plane are essentially parallel to and have approximately the same diameter, small differences in diameter and/or direction can be used to affect the shape of the usual outflowing fuel jet.

Skjønt avstanden, ifølge tegningen, mellomAlthough the distance, according to the drawing, between

to åpninger i samme rad ikke er meget større enn avstanden mellom to åpninger 6 i samme plan gj ennom de to nevnte akser, vil to åpninger i nevnte plan sammen gi en enkel brenselstråle overensstemmende med deres i alt, vesentlige samme innsprøytningsretning, og de førstnevnte åpninger i samme grad vil ikke gi dette. two openings in the same row are not much greater than the distance between two openings 6 in the same plane through the two aforementioned axes, two openings in said plane together will give a single fuel jet consistent with their essentially the same injection direction, and the first-mentioned openings to the same extent will not give this.

Claims

1. Fuel atomizer with hydraulic pressure injection intended for an internal combustion engine, which atomizer has two rows of atomization openings concentric about the atomizer axis, characterized in that the openings in the two rows are placed radially directly above each other and with such a small distance between the two rows that the parallel beams through two parallel openings lying opposite each other in a manner known per se will unite to form a beam.

2. Fuel atomizer according to claim 1, karak characterized by the fact that two such openings, which together produce a single fuel jet, have a small difference in diameter.

3. Fuel atomizer according to claim 1 or 2, characterized in that the mutual distance between a pair of openings, which together provide a single fuel jet, is less than, or at most equal to, four times the diameter of these openings.