PL110154B2 - Method and system for generating and burning weak air-fuel mixtures in spark-ignition internal combustion engines - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oraz uklad wytwarzania i spalania ubogich mieszanek paliwowo-po¬ wietrznych w silnikach spalinowych o zaplonie iskrowym.Zasilanie silników spalinowych o zaplonie iskrowym ubogimi mieszankami jest warunkiem uzyskania malej zawartosci skladników toksycznych w spalinach oraz obnizenia jednostkowego zuzycia paliwa. Stosowanie ubogich mieszanek wplywa jednak niekorzystnie na prace silnika. Ulega pogorszeniu zaplon i równomiernosc pracy przy czesciowych obciazeniach oraz obnizaja sie wlasnosci dynamiczne silnika. Wynika stad koniecznosc stosowania mieszanek paliwowo-powietrznych gleboko rozwarstwionych pod wzgledem skladu. W rejonie swiecy zaplonowej winna byc zlokalizowana mieszanka bogata, ulegajaca latwo zaplonowi, a w nastepnych warstwach coraz ubozsza.Znane sposoby wytwarzania i spalania ubogich mieszanek polegaja na zastosowaniu podwójnych ukladów wytwarzania i doprowadzania mieszanki paliwowo-powietrznej do cylindra. Pierwszy z tych ukladów wytwarza bogata mieszanke przez wtrysk paliwa dodatkowym wtryskiwaczem do komory wstepnej, w której umieszczona jest swieca zaplonowa, natomiast drugi uklad, najczesciej gaznikowy, wytwarza uboga mieszanke i zasila nia glówna komore spalania. W innych znanych rozwiazaniach bogata mieszanka wytwarzana jest w dodatkowym gazniku i doprowadzana oddzielnym zaworem do komory wstepnej lub w okolice swiecy zaplonowej w przypadku zwartej komory spalania.Sposób wedlug wynalazku polega na wprowadzeniu do dolnej czesci cylindra, w suwie ssania, dodatkowego powietrza, które powoduje zubozenie zasysanej mieszanki w warstwach znajdujacych sie nad tlokiem. W suwie sprezania czesc wprowadzonego powietrza zostaje sprezona w specjalnym zasobniku i wprowadzona ponownie do cylindra w koncowej fazie procesu spalania i rozprezania.Uklad wedlug wynalazku jest wyposazony w zasobnik powietrza, który* za pomoca zaworu, korzystnie typu podcisnieniowego, jest polaczony z atmosfera oraz za pomoca kanalu, z przestrzenia robocza cylindra.2 110 154 Wylot kanalu do cylindra znajduje sie w odleglosci 0,25 do 0,50, korzystnie 0,33 skoku tloka, od zewnetrznego zwrotnego polozenia. Ponadto, uklad posiada, wykonana, w glowicy, komore zaplonowa w której umieszczona jest swieca zaplonowa.Zaleta wynalazku jest uzyskanie rozwarstwionej pod wzgledem skladu mieszanki paliwowo-powietrznej oraz uzyskanie efektu dopalania tlenku wegla i weglowodorów w koncowej fazie spalania i w suwie wydechu.Jednoczesnie spalanie tak wytworzonej mieszanki przebiega w nizszej temperaturze co znacznie wplywa na ogranicznie emisji tlenków azotu do atmosfery.Uklad wedlug wynalazku jest blizej wyjsniony w przykladzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat przekroju poprzecznego silnika. Bogata mieszanka, wytworzona w gazniku lub przez wtryskowy uklad zasilania, zasysana jest przez kanal 2 ssacy i zawór 1 do cylindra.W czasie trwania suwu ssania tlok 3 odslania kanal 4 laczacy zasobnik 5 z cylindrem. Jednoczesnie otwarty zostaje zawór 6 laczacy zasobnik 5 z atmosfera i do cylindra zasysane jest powietrze, który wypelnia przestrzen bezposrednio nad tlokiem 3. Wydatek powietrza zasysanego przez zawór 6 jest tak dobrany, ze uzyskuje se srednia wartosc wspólczynnika nadmiaru powietrza w przedziale 1,3 do 1,5. W czasie suwu sprezania czesc zassanego powietrza zostaje sprezona i zamknieta w zasobniku 5. Pozostale powietrze zostaje wymieszane czesciowo z mieszanka paliwowo-powietrzna, przy czym w przestrzeni pod swieca zaplonowa mieszanka pozostaje nadal bogata, a w kolejnych warstwach coraz ubozsza. Swieca 9 zaplonowa umieszczona jest w komorze 8 zaplonowej, której objetosc wynosi okolo 5% objetosci komory spalania. Po zaplonie plonaca mieszanka wyrzucana jest z komory 8 zaplonowej przez dysze 7 do komory spalania powodujac bardzo szybkie spalanie najpierw warstw bogatej, a nastepnie coraz ubozszej mieszanki. W koncowej fazie procesu spalania tlok 3 odslania kanal 4 i do cylindra zostaje wprowadzone powietrze sprezone w zasobniku 5. Objetosc zasobnika 5 jest tak dobrana, ze ilosc zamknietego w nim powietrza jest wystarczajaca do dopalenia tlenku wegla i weglowodorów zawartych w spalinach. Dopalanie to odbywa sie w koncowej fazie suwu rozprezania oraz w suwie wydechu.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania i spalania ubogich mieszanek paliwowo-powietrznych w silnikach spalinowych o zaplonie iskrowym polegajacy na glebokim rozwarstwieniu mieszanki pod wzgledem jej skladu, znamien¬ ny tyazew suwie ssania po wykonaniu przez tlok drogi równej 0,25 do 0,50, korzystnie 0,33 skoku, wprowadza sie do dolnej czesci cylindra dodatkowe powietrze, czesc którego spreza sie w suwie sprezania w speqalnym zasobniku i wprowadza ponownie do cylindra w koncowej fazie procesu spalania. 2. Uklad wytwarzania i spalania ubogich mieszanek paliwowo-powietrznych w silnikach spalinowych o zaplonie iskrowym wyposazony w gaznik lub urzadzenie wtryskowe paliwa, znamienny tym, ze ma zasobnik (5) powietrza, który za pomoca zaworu (6), korzystnie typu podcisnieniowego, jest polaczony z atmosfera oraz za pomoca kanalu (4) z przestrzenia robocza cylindra, przy czym wylot kanalu (4) znajduje sie w odleglosci 0,25 do 0,50, korzystnie 0,33 skoku, od zewnetrznego zwrotnego polozenia tloka (3). 3. Uklad wedlug zastrz. 2, znamienny t y m, ze ma umieszczona w glowicy komore (8) zaplonowa, która stanowi okolo 5% objetosci komory spalania, i w której jest umieszczona swieca (9) zaplonowa.110 154 PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania i spalania ubogich mieszanek paliwowo-powietrznych w silnikach spalinowych o zaplonie iskrowym polegajacy na glebokim rozwarstwieniu mieszanki pod wzgledem jej skladu, znamien¬ ny tyazew suwie ssania po wykonaniu przez tlok drogi równej 0,25 do 0,50, korzystnie 0,33 skoku, wprowadza sie do dolnej czesci cylindra dodatkowe powietrze, czesc którego spreza sie w suwie sprezania w speqalnym zasobniku i wprowadza ponownie do cylindra w koncowej fazie procesu spalania.
2. 2. Uklad wytwarzania i spalania ubogich mieszanek paliwowo-powietrznych w silnikach spalinowych o zaplonie iskrowym wyposazony w gaznik lub urzadzenie wtryskowe paliwa, znamienny tym, ze ma zasobnik (5) powietrza, który za pomoca zaworu (6), korzystnie typu podcisnieniowego, jest polaczony z atmosfera oraz za pomoca kanalu (4) z przestrzenia robocza cylindra, przy czym wylot kanalu (4) znajduje sie w odleglosci 0,25 do 0,50, korzystnie 0,33 skoku, od zewnetrznego zwrotnego polozenia tloka (3).
3. 3. Uklad wedlug zastrz. 2, znamienny t y m, ze ma umieszczona w glowicy komore (8) zaplonowa, która stanowi okolo 5% objetosci komory spalania, i w której jest umieszczona swieca (9) zaplonowa.110 154 PL