NO783630L

NO783630L - COMBUSTION ENGINE DEVICE.

Info

Publication number: NO783630L
Application number: NO783630A
Authority: NO
Inventors: Johan Kallak
Original assignee: Johan Kallak
Priority date: 1978-10-27
Filing date: 1978-10-27
Publication date: 1980-04-29
Also published as: SE428714B; SE7812743L

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning ved forbrenningsmotorer av alle typer, såsom forgassermotorer, motorer med bensininnsprøyting, dieselmotorer, osv. The present invention relates to a device for internal combustion engines of all types, such as carburettor engines, engines with petrol injection, diesel engines, etc.

Forbrenningsmotoren er utviklet til nær fullkommen-het .ut fra de forutsetninger man arbeider etter. Til tross for dette, oppviser forbrenningsmotoren vesentlige, mangler og ulemper. Som kjent benyttes forbrenningsmotorer i kjøretøyer, The internal combustion engine has been developed to near perfection based on the assumptions that are being worked on. Despite this, the internal combustion engine exhibits significant, shortcomings and disadvantages. As is known, internal combustion engines are used in vehicles,

og det har vist seg at dette medfører store miljømessige problemer. Hovedårsaken til'dette er at disse motorene arbeider med ufullstendig forbrenning slik at det med avgassen slippes ut store mengder CO, altså ufullstendig forbrente karboner. En annen mangel er den relativt dårlige virkningsgraden, som vil få mere og mere betydning i tiden fremover på grunn av knapphet på olje som i foredlet tilstand benyttes som brensel til disse motorene. Denne lave virkningsgraden henger selvfølgelig delvis sammen med den ufullstendige forbrenningen. and it has been shown that this causes major environmental problems. The main reason for this is that these engines work with incomplete combustion so that large amounts of CO are released with the exhaust gas, i.e. incompletely burned carbons. Another shortcoming is the relatively poor efficiency, which will become more and more important in the future due to the scarcity of oil which, in its refined state, is used as fuel for these engines. This low efficiency is of course partly connected to the incomplete combustion.

Det er særlig forgassermotorer som har ufullstendig forbrenning og som slipper ut CO med avgassen. En vesentlig del av bilene er utstyrt med forgassermotor som drives med bensin. Årsaken til den ufullstendige forbrenningen er at luftbensinblandingen må ha en viss tetthet for i det hele tatt å kunne tenne. Man kan således ikke tilsette mere luft ved innsugningen, slik at blandingen fortynnes. Man vil da få problemer med tenningen. Oksygenmangelen oppstår da under den senere delen av forbrenningstakten, altså når veiven står i en gunstig vinkel slik at det er et stort moment. Man har altså det største trykket og den gunstigste forbrenningen fra begynnelsen av forbrenningstakten, altså fra øvre dødpunkt og noen grader nedover. Da står imidlertid veiven i en slik stil-ling at det er et lite moment. Carburetor engines in particular have incomplete combustion and emit CO with the exhaust gas. A significant proportion of the cars are equipped with a carburettor engine that runs on petrol. The reason for the incomplete combustion is that the air-fuel mixture must have a certain density in order to be able to ignite at all. You cannot therefore add more air during the intake, so that the mixture is diluted. You will then have problems with the ignition. The lack of oxygen then occurs during the later part of the combustion cycle, i.e. when the crank is at a favorable angle so that there is a large torque. You therefore have the greatest pressure and the most favorable combustion from the beginning of the combustion cycle, i.e. from top dead center and a few degrees downwards. However, then the crank is in such a position that there is a small torque.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å frem-skaffe en anordning ved forbrenningsmotorer slik at forbrenning- The purpose of the present invention is to provide a device for combustion engines so that combustion

en forbedres og blir mere fullstendig,og samtidig tas det sikte på å få bedre virkningsgrad i motoren. one is improved and becomes more complete, and at the same time the aim is to get a better degree of efficiency in the engine.

Dette oppnås ved at det til brennkammeret er ført en trykkinnblåsningskanal som står tilsluttet en trykkluftkilde, f.eks. en kompressor eller pumpe og at det er anordnet en ti'l-bakeslagsventil i tilførselen for trykkluften. Hensiktsmessig This is achieved by connecting a pressure inlet duct to the combustion chamber, which is connected to a source of compressed air, e.g. a compressor or pump and that a ten-way non-return valve is arranged in the supply for the compressed air. Appropriate

er tilbakeslagsventilen anordnet så nær utløpet -av innblåsnings-kanalens munning i brennkammeret som mulig. the non-return valve is arranged as close to the outlet - of the inlet channel mouth in the combustion chamber - as possible.

En utførelsesform erkarakterisert vedat det er tilkoplet trykkluft foran (oppstrøms) tilbakeslagsventilen i det minste under en vesentlig del av forbrenningstakten. En annen utførelsesform erkarakterisert'ved at det er tilkoplet One embodiment is characterized by the fact that compressed air is connected in front of (upstream) the non-return valve at least during a significant part of the combustion stroke. Another embodiment is characterized by the fact that it is connected

trykkluft under motorens hele syklus.compressed air during the engine's entire cycle.

Trykkluften har lavt trykk, mindre enn 5 kp/cm 2, fortrinnsvis mellom 1 og 3 kp/cm 2. The compressed air has a low pressure, less than 5 kp/cm 2, preferably between 1 and 3 kp/cm 2.

Det har overraskende vist seg at det er mulig åIt has surprisingly turned out that it is possible to

føre trykkluft med så små trykk inn i brennkammeret på en forbrenningsmotor under forbrenningstakten, til tross for at middeltrykket i sylinderen under denne perioden er flere ganger trykket i trykkluften. bring compressed air with such small pressures into the combustion chamber of an internal combustion engine during the combustion stroke, despite the fact that the mean pressure in the cylinder during this period is several times the pressure in the compressed air.

Den teori man har stilt opp som muliggjør dette, erThe theory that has been put forward that makes this possible is

at det i bestemte deler av brennkammeret oppstår meget lave trykk under en viss periode. Det har vist seg at området ligger sentralt i brennkammeret, og det er derfor et karakteris-tisk trekk ved oppfinnelsen at luftinnblåsningskanalen er anordnet slik at luftstrålen blir rettet mot forbrennings- that very low pressures occur in certain parts of the combustion chamber during a certain period. It has been shown that the area is centrally located in the combustion chamber, and it is therefore a characteristic feature of the invention that the air intake duct is arranged so that the air jet is directed towards the combustion

kammerets sentrale deler.the chamber's central parts.

Det er altså ikke nødvendig med noen spesiellThere is therefore no need for anyone special

periodisk styring av den tilførte trykkluften. Trykkluften kan som ovenfor nevnt med fordel være tilkoplet foran tilbakeslagsventilen under motorens hele syklus. Når det lave trykk- periodic control of the supplied compressed air. As mentioned above, the compressed air can advantageously be connected in front of the non-return valve during the engine's entire cycle. When the low pressure

et i forbrenningskammeret oppstår, vil trykkluften åpne tilbakeslagsventilen og bli blåst inn i undertrykksområdet i forbrenningskammeret. En ytterligere fordel ved denne anordning er at man får en spyling av brennkammeret når utløpsventilen a in the combustion chamber occurs, the compressed air will open the non-return valve and be blown into the negative pressure area of the combustion chamber. A further advantage of this device is that you get a flush of the combustion chamber when the outlet valve is reached

åpner. Det oppstår da selvfølgelig i brennkammeret et så lavt trykk at trykkluften, vil trenge forbi tilbakeslagsventilen og blåse brennkammeret rent. opens. Naturally, such a low pressure then occurs in the combustion chamber that the compressed air will penetrate past the non-return valve and blow the combustion chamber clean.

Det har' vært gjort forsøk med vanlige konvensjonelle motorer' med anordningen ifølge oppfinnelsen. Avgassen i en vanlig bilmotor ble målt under normale driftsforhold og CO-innholdet lå på ca. k%. Ved tilsetning av luft med et trykk på 1,25 kp/cm 2 sank CO-innholdet i avgassen til null. Det ble- også foretatt kontroll av bensinforbruket. Med en bestemt belastning på motoren (bremseprøve) gikk den originale motoren k minutter og 47 sekunder med 0,5 dl bensin . Ved tilsetting av luft gikk motoren 7 minutter og 55 sekunder med den sammebensinmengde og. samme belastning, altså en økning på 65% av gangtiden. Experiments have been carried out with ordinary conventional engines with the device according to the invention. The exhaust gas in a normal car engine was measured under normal operating conditions and the CO content was approx. k% By adding air at a pressure of 1.25 kp/cm 2 the CO content in the exhaust gas dropped to zero. Fuel consumption was also checked. With a specific load on the engine (brake test), the original engine ran k minutes and 47 seconds with 0.5 dl of petrol. When adding air, the engine ran 7 minutes and 55 seconds with the same amount of petrol and. same load, i.e. an increase of 65% of the walking time.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere The invention will be explained in more detail below

under henvisning til tegningen som iwith reference to the drawing as i

fig. 1 skjematisk viser en motor med anordningen fig. 1 schematically shows a motor with the device

ifølge oppfinnelsen.according to the invention.

Fig. 2 viser et vertikalshitt gjennom en sylinder 1 en forbrenningsmotor med anordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 shows a vertical shot through a cylinder 1 of an internal combustion engine with the device according to the invention.

Fig. 3 viser likeledes et snitt gjennom en sylinder Fig. 3 likewise shows a section through a cylinder

til en forbrenningsmotor, av en noe annen type.to an internal combustion engine, of a somewhat different type.

Fig. 1 .viser en ensylindret motor med luftkjølt sylinder 1. På motorens drivaksel er det påsatt en remskive 2 som over en remskive 3 driver en kompressor eller luft-pumpe 4. Den utgående ledningen 5 fra pumpen H er ført inn i motorens 1 forbrenningskammer over en lufttank 6 og en til-bakeslagsventil 7. Tennpluggen er betegnet med 8, forgasseren . med 9 og avgassrøret med 10. Fig. 1 shows a single-cylinder engine with air-cooled cylinder 1. A pulley 2 is attached to the engine's drive shaft, which over a pulley 3 drives a compressor or air pump 4. The output line 5 from the pump H is led into the engine's 1 combustion chamber above an air tank 6 and a non-return valve 7. The spark plug is denoted by 8, the carburettor. with 9 and the exhaust pipe with 10.

I fig. -2 er det vist en sideventilert motorsylinder 11 med ventiler 12 (bare den ene vist på tegningen). Innløps-røret 13 for trykkluften er over tilbakeslagsventilen 14 ført inn.i brennkammeret 15 over stempelet 16. Stempelet står i øvre dødpunkt og råden 17 står vertikalt og veiven 18 står i forlengelse av råden. Som det vil fremgå av tegningen er luftinnblåsningskanalen 19 ført inn i brennkammeret i senterlinjen 20 for brennkammeret 15. In fig. -2 shows a side-vented engine cylinder 11 with valves 12 (only one shown in the drawing). The inlet pipe 13 for the compressed air is led over the non-return valve 14 into the combustion chamber 15 above the piston 16. The piston is at top dead center and the rod 17 is vertical and the crank 18 is an extension of the rod. As will be seen from the drawing, the air intake duct 19 is led into the combustion chamber in the center line 20 of the combustion chamber 15.

I fig. 3 er det vist en toppventilert motor med ventiler 21 (bare vist en på tegningen). In fig. 3 shows a top-ventilated engine with valves 21 (only one shown in the drawing).

På slike motorer er tennpluggen 22 anordnet på skrå inn i brennkammeret 23 ved den ene siden. Luftinnblåsningskanalen 2H er her anordnet på diametralt motsatt side av tennpluggen 22 og rettet på skrå innover og nedover i brennkammeret 23. Foreløpige målinger har vist at den perioden da det i den sentrale delen av forbrenningskammeret oppstår lavt trykk, er når veiven 18 står i omtrent 45°. Innblåsningen 2k må derfor rettes slik at retningen på luftstrømmen skjærer senterlinjen 20 når det lave trykket oppstår i brennkammeret omkring senterlinjen 20. On such engines, the spark plug 22 is arranged at an angle into the combustion chamber 23 on one side. The air intake channel 2H is here arranged on the diametrically opposite side of the spark plug 22 and directed obliquely inwards and downwards in the combustion chamber 23. Preliminary measurements have shown that the period when low pressure occurs in the central part of the combustion chamber is when the crank 18 is at approximately 45 °. The blow-in 2k must therefore be directed so that the direction of the air flow intersects the center line 20 when the low pressure occurs in the combustion chamber around the center line 20.

Som det vil fremgå av fig. 1 står lufttrykket på ledningen 5 fra pumpen 4 hele tiden under motorens gang. Det er altså hele tiden tilstede et lufttrykk oppstrøms tilbakeslagsventilen 7. Med det samme det oppstår et lavt trykk i forbrenningskammeret, vil således luft bli blåst inn forbi tilbakeslagsventilen og inn i forbrenningskammeret. På denne måten er det ikke nødvendig med noen spesiell periodisk styring av luften. Innretningen er derfor uhyre enkel og billig å produsere. Anordningen ifølge oppfinnelsen kan monteres på nye motorer og på en meget enkel måte også til eksisterende motorer. As will be seen from fig. 1, the air pressure on line 5 from pump 4 is constant during engine operation. An air pressure is thus constantly present upstream of the non-return valve 7. As soon as a low pressure occurs in the combustion chamber, air will thus be blown in past the non-return valve and into the combustion chamber. In this way, no special periodic control of the air is necessary. The device is therefore extremely simple and cheap to produce. The device according to the invention can be fitted to new engines and in a very simple way also to existing engines.

Oppfinnelsen er på ingen måte begrenset til de på tegningen viste og ovenfor beskrevne utførelsesformer. Luftinnblåsningskanalen kan ha form av en dyse som kan være rett eller krummet med aksielt rettet åpning eller radielt rettet åpning. Innblåsingskanalen eller innblåsingsdysen kan være anordnet i sylinderens topplokk eller øverst oppe i sideveggen på sylinderen. Anordningen ifølge.oppfinnelsen kan benyttes i forbindelse med stempelmotorer slik som vist på tegningen eller på motorer med roterende stempler. The invention is in no way limited to the embodiments shown in the drawing and described above. The air intake duct can take the form of a nozzle which can be straight or curved with an axially directed opening or a radially directed opening. The blow-in channel or the blow-in nozzle can be arranged in the cylinder head or at the top of the side wall of the cylinder. The device according to the invention can be used in connection with piston engines as shown in the drawing or on engines with rotating pistons.

Claims

1. Device for an internal combustion engine, characterized in that an air intake duct is led to the combustion chamber which is connected to a compressed air source, e.g. a compressor or pump, and that a non-return valve is arranged in the supply for the compressed air.

2. Device according to claim 1, characterized in that the check valve is arranged so close. outlet of the mouth of the channel in the combustion chamber as possible.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that compressed air is connected in front of (upstream) the check valve at least during a significant part of the combustion cycle. - fl.

Device according to claims 1 and 2, characterized in that compressed air is connected in front of (upstream) the non-return valve during the entire cycle of the engine.

5. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the air pressure is less than 5 kp/cm <2> , preferably between 1 and 3 kp/cm <2> .

6. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the air intake channel consists of a nozzle.

7. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the air intake channel is arranged so that the air jet is blown in towards the central parts of the combustion chamber.

8. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the non-return valve is integrated with the nozzle.

9. Device according to one or more of the preceding claims, where the internal combustion engine is a piston engine with reciprocating pistons, characterized in that the nozzle is arranged in the cylinder top at the center line of the cylinder and essentially parallel to it.

10. Device according to claims 1-8, where the combustion engine is a piston engine with a reciprocating piston, characterized in that the nozzle is arranged outside the central part of the combustion chamber, and that it is directed obliquely inwards/downwards towards the combustion chamber's centreline.