PL200775B1 - Sposób eksploatacji czterosuwowego silnika wysokoprężnego - Google Patents

Abstract

1. Sposób eksploatacji czterosuwowego sil- nika wysokopreznego, w którym to sposobie wod e wtryskuje si e do cylindra, w którym t lok umieszczony jest ruchomo zwrotnie, a który to cylinder ma co najmniej jeden wylot do odpro- wadzania spalin, jak równie z co najmniej jeden wlot do wprowadzania powietrza, znamienny tym, ze podczas suwu wydechu t loka (3) wy- lot (7) zamyka si e, tak ze wylot (7) ju z jest za- mkni ety zanim t lok (3) na ko ncu suwu wydechu osi agnie górny martwy punkt ja lowy, przy czym wod e wtryskuje si e do cylindra (2), kiedy t lok (3) znajduje si e w strefie górnego martwego punktu ja lowego. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób eksploatacji czterosuwowego silnika wysokoprężnego.

Przy eksploatacji silnika spalinowego Diesla powstają na ogół znaczne ilości obciążającego środowisko tlenku azotu (NOx). Dotyczy to w szczególności także dużych silników wysokoprężnych, jakie są montowane przykładowo jako agregaty napędu głównego okrętów lub jako urządzenia stacjonarne do uzyskiwania prądu. W celu ochrony środowiska podejmowane są znaczne wysiłki, aby konstruować silniki wysokoprężne z wyraźnie zredukowaną emisją NOx. Zmniejszenie emisji NOx może być zrealizowane przykładowo za pomocą selektywnego katalicznego odtleniania tlenku azotu. Zwłaszcza w dużych silnikach wysokoprężnych, często z powodu braku miejsca jest bardzo trudno - jeśli w ogóle możliwe -, umieścić odpowiednio zwymiarowane urzą dzenia katalizatorowe. Dlatego też skoncentrowano się między innymi na rozwoju tak zwanych środków pierwotnych, przy których zostaje zmniejszone powstawanie tlenków azotu w komorze spalania cylindra.

Znany jest zabieg, stosowany w silnikach wysokoprężnych, polegający na tym, że wtryskuje się do komory spalania oprócz paliwa także wodę, tak aby obniżyć temperaturę spalania, zwłaszcza występującą przy płomieniu temperaturę szczytową, z czego wynika zmniejszenie tworzenia się NOx, a z tym emisji NOx silnika. Woda jest wtryskiwana podczas lub krótko przed spalaniem do komory spalania cylindra. Przy czterosuwowych silnikach wysokoprężnych zwykle woda jest wtryskiwana przy końcu suwu sprężania np. jednocześnie z paliwem. Woda może zostać wprowadzona do komory spalania cylindra oddzielnie od paliwa lub zostaje wytworzona najpierw emulsja wodno-paliwowa, która potem jest wtryskiwana do cylindra.

Celem wynalazku jest, wychodząc z takiego stanu techniki, dostarczenie prostego sposobu eksploatacji czterosuwowego silnika wysokoprężnego, za pomocą którego da się jeszcze bardziej zmniejszyć emisję tlenku azotu czterosuwowego silnika wysokoprężnego w porównaniu ze znanymi sposobami eksploatacji, bez potrzeby stosowania do tego jeszcze większej ilości aparatury lub większego nakładu kosztów.

Sposób eksploatacji czterosuwowego silnika wysokoprężnego, w którym to sposobie wodę wtryskuje się do cylindra, w którym tłok umieszczony jest ruchomo zwrotnie, a który to cylinder ma co najmniej jeden wylot do odprowadzania spalin, jak również co najmniej jeden wlot do wprowadzania powietrza, według wynalazku polega na tym, że podczas suwu wydechu tłoka wylot zamyka się tak, że wylot już jest zamknięty, zanim tłok na końcu suwu wydechu osiągnie górny punkt martwy jałowy, przy czym wodę wtryskuje się do cylindra, kiedy tłok znajduje się w strefie górnego martwego punktu jałowego.

Korzystnie, wylot zamyka się tak, że przy kącie obrotu korby od 30° ± 20° przed górnym martwym punktem jałowym jest on całkowicie zamknięty.

Korzystnie, wlot otwiera się podczas suwu ssania, zwłaszcza przy kącie obrotu korby od około 30° ± 20° po górnym martwym punkcie jałowym, tak że wlot jest jeszcze zamknięty, kiedy tłok znajduje się w górnym martwym punkcie jałowym.

Korzystnie, wodę zaczyna się wtryskiwać, gdy wylot przy suwie wydechu jest zamknięty i koń czy się , zanim wlot przy suwie zasysania zostaje otwarty.

Korzystnie, wodę wtryskuje się w zakresie kąta obrotu korby od około 20° przed górnym martwym punktem jałowym do około 20° po górnym martwym punkcie jałowym.

Korzystnie, podczas suwu sprężania i/lub podczas spalania wtryskuje się do cylindra wodę.

Korzystnie, podczas suwu sprężania wtryskuje się do cylindra wodę jednocześnie z paliwem.

Korzystnie, wodę stryskuje się do cylindra za pomocą takiej dyszy wtryskowej, za pomocą której wtryskuje się paliwo.

Korzystnie, wodę wtryskuje się pod ciśnieniem co najmniej 200 bar (20 MPa).

Ponieważ wylot cylindra jest już zamknięty zanim tłok na końcu suwu wydechu osiągnie górny martwy punkt jałowy, zatrzymywana jest w cylindrze każdorazowo część spalin powstających w zachodzącym procesie spalania. Do tych jeszcze gorących spalin jest wtryskiwana woda, gdy tłok znajduje się w strefie górnego punktu martwego jałowego. Rezultatem tego jest bardzo dobre odparowywanie wtryśniętej wody i sprawne ochładzanie znajdujących się jeszcze w cylindrze spalin. W nastę pują cym potem suwie ssania wpł ywa do cylindra ś wież e powietrze, które tworzy mieszaninę z zatrzymanymi spalinami i parą wodną. Ta mieszanina ma zmniejszone stężenie tlenu w stosunku do świeżego powietrza. Mieszanina ta zostaje sprężona przy następnym suwie sprężania. Na końcu suwu sprężania do mieszaniny zostaje wtryśnięte paliwo. Na skutek zmniejszonego stężenia tlenu

PL 200 775 B1 w mieszaninie i zawartej w niej pary wodnej powstaje przy nastę pującym potem procesie spalania wyraźnie mniej tlenków azotu, dzięki czemu jest możliwa eksploatacja silnika wysokoprężnego z mniejszą emisją szkodliwych substancji. Poza tym sposób według wynalazku może być realizowany bez znaczących dodatkowych nakładów, co jest korzystne ze względów ekonomicznych.

W sposobie wedł ug wynalazku jest wię c ś wiadomie realizowane gorsze wzglę dnie zmniejszone płukanie w tym sensie, że wypłukiwanie spalin z cylindra jest niezupełne. Poprzez kombinację zatrzymywania spalin w cylindrze, które może być określone jako wewnętrzna cyrkulacja spalin, z wtryskiwaniem wody zostaje wyraź nie zmniejszone tworzenie się tlenków azotu w procesie spalania, bez konieczności czynienia ustępstw odnośnie do wydajności silnika. W sposobie według wynalazku zarówno zatrzymane spaliny jak i para wodna przyczyniają się do zmniejszenia tworzenia się NOx.

Ponieważ wtryskiwanie wody do cylindra następuje wtedy, gdy tłok znajduje się w strefie swojego górnego martwego punktu jałowego, wynika z tego dalsza korzyść, że powierzchnia robocza cylindra jest chroniona przed oddziaływaniem wody, tak że woda nie może wywierać żadnego niekorzystnego lub szkodliwego wpływu na znajdujący się na powierzchni roboczej cylindra film olejowy.

Osiągnięte ochłodzenie gorących, zatrzymanych w cylindrze spalin daje się kontrolować w prosty sposób przez ilość wtryśniętej wody.

W praktyce okazał o się , ż e jest korzystne, gdy wylot zamyka się tak, ż e przy kącie obrotu korby 30° ± 20° jest on przed górnym martwym punktem jałowym właściwie całkowicie zamknięty. Rezultatem tego jest korzystna ilość spalin, która zostaje zatrzymana w cylindrze. Ta ilość spalin jest ustawiana względnie regulowana przez moment zamykania wylotu.

Zaleca się, aby wlot był otwierany podczas suwu ssania, tzn. po przejściu górnego martwego punktu jałowego, tak by wlot był jeszcze zamknięty, gdy tłok znajduje się w strefie górnego martwego punktu jałowego. Gwarantuje to, że wlot względnie kanał wlotowy nie zostanie zanieczyszczony przez cofające się spaliny. Okazało się zwłaszcza korzystne otwieranie wlotu przy kącie obrotu korby wynoszącym około 30° ± 20° po górnym martwym punkcie jałowym.

Wtryskiwanie wody zaczyna się korzystnie wówczas, gdy wylot przy suwie wydechu jest zamknięty, a kończy, zanim wlot przy suwie ssania zostanie otwarty. Przez to daje się osiągnąć szczególnie sprawne ochładzanie znajdujących się jeszcze w cylindrze gorących spalin przez wtryśniętą wodę i szczególnie dobre odparowywanie wtryśniętej wody.

Z praktycznych względów korzystne jest, gdy wtryskiwanie wody następuje w strefie kąta obrotu korby od około 20° przed górnym martwym punktem jałowym do około 20° po górnym martwym punkcie jałowym.

Dalszym korzystnym środkiem mającym na celu zmniejszenie powstających w procesie spalania tlenków azotu może być dodatkowe wtryskiwanie wody do cylindra podczas suwu sprężania i/lub podczas spalania. Dzięki temu daje się zredukować temperaturę spalania w komorze spalającej.

Woda ta może być wtryskiwana do cylindra podczas suwu sprężania jednocześnie z paliwem.

Zwłaszcza ze względu na koszty aparatury i będące do dyspozycji miejsce na cylindrze może być korzystne wtryskiwanie wody do cylindra za pomocą tej samej dyszy wtryskowej, którą jest wtryskiwane paliwo. W tym celu dysza wtryskowa może być ukształtowana jako tak zwana dysza podwójna, która ma dwa oddzielne kanały wtryskowe z każdorazowo przynależnymi otworami dyszowymi, przy czym jeden kanał wtryskowy jest stosowany do wtryskiwania wody, a drugi kanał wtryskowy do wtryskiwania paliwa.

Jest jednak także możliwe zastosowanie konwencjonalnej dyszy wtryskowej z jednym tylko kanałem wtryskowym. Kiedy tłok znajduje się w strefie górnego martwego punktu jałowego, jest wtryskiwana do cylindra przez tę dyszę wtryskową woda, co daje dodatkową korzyść chłodzenia się dyszy wtryskowej. Wreszcie przy końcu suwu sprężania jest wtryskiwane przez ten sam kanał wtryskowy do komory spalania cylindra paliwo lub wtryskiwana jest emulsja paliwowo-wodna.

Woda jest korzystnie wtryskiwana pod ciśnieniem co najmniej 200 bar (20 MPa), dzięki czemu osiąga się szczególnie drobne rozpylenie wody.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny przekrój przez cylinder czterosuwowego silnika wysokoprężnego, fig. 2 - wykres uwidaczniający czasy sterowania dla otwarcia i zamknięcia wlotu i wylotu przy znanym sposobie eksploatacji czterosuwowego silnika wysokoprężnego, a fig. 3 - wykres czasów sterowania jak na fig. 2, tylko dla przykładu realizacji sposobu według wynalazku.

Na fig. 1 przedstawiony jest schematyczny przekrój przez jeden z zazwyczaj kilku cylindrów 2 czterosuwowego silnika wysokoprężnego, przykładowo silnika wysokoprężnego dużej mocy, który

PL 200 775 B1 jako całość jest oznaczony odnośnikiem 1. Cylinder 2 na swoim, zgodnie z rysunkiem, górnym końcu jest zamknięty przez pokrywę 21 cylindra. W cylindrze 2 jest umieszczony ruchomy zwrotnie tłok 3. Tłok 3 jest połączony przez korbowód 4 z wałem korbowym. W pokrywie 21 cylindra znajduje się centralnie umieszczona dysza wtryskowa 5, za pomocą której może być wtryskiwane paliwo do komory spalania 6 cylindra. Ponadto w pokrywie 21 cylindra znajdują się co najmniej jeden wylot 7 do odprowadzania spalin i jeden wlot 8 do wprowadzania powietrza, które zazwyczaj jest określane jako powietrze doładowujące. W opisanym tutaj czterosuwowym silniku wysokoprężnym 1 znajdują się każdorazowo dwa wyloty 7 i dwa wloty 8, które są umieszczone wokół dyszy wtryskowej 5. Na fig. 1 widoczny jest tylko jeden wylot 7 i jeden wlot 8. Dla każdego wylotu 7 względnie dla każdego wlotu 8 przewidziany jest każdorazowo jeden zawór wylotowy 71 względnie jeden zawór wlotowy 81, za pomocą którego wylot 7 względnie wlot 8 może być otwierany i zamykany.

Czterosuwowy cykl pracy obejmuje jak wiadomo cztery następujące suwy: suw ssania, przy którym porusza się tłok 3 z górnego martwego punktu do dolnego martwego punktu, a świeże powietrze jest zasysane do cylindra 2, suw sprężania, w którym tłok 3 porusza się od dolnego do górnego martwego punktu i na końcu którego paliwo jest wtryskiwane do komory spalania 6, suw rozprężania, w którym tłok 3 porusza się od górnego do dolnego martwego punktu, oraz suw wydechu, w którym tłok 3 porusza się od dolnego do górnego martwego punktu, a spaliny wypływają z cylindra 2.

Dla lepszego odróżnienia poniżej określany jest górny martwy punkt, który tłok 3 przechodzi między suwem wydechu i suwem ssania i przy tym nie następuje wtryskiwanie paliwa do cylindra, jako górny martwy punkt jałowy (GMP JAŁ.). Natomiast górny martwy punkt, który tłok 3 przechodzi między suwem sprężania i suwem rozprężania i przy którym jest wtryskiwane paliwo do cylindra 2, oznaczony jest jako górny martwy punkt zapłonu (GMP ZAPŁ.).

Jak zwykle położenie tłoka 3 w cylindrze 2 jest poniżej opisane przez kąt obrotu korby KW. Zgodnie z umową kąt obrotu korby KW = 0° względnie 360° względnie 120°, gdy tłok 3 znajduje się w górnym martwym punkcie i KW = 180° względnie 540°, gdy tłok 3 znajduje się w dolnym martwym punkcie. Całkowity cykl pracy rozciąga się więc od KW = 0° do KW = 720° (dwa obroty).

Fig. 2 ukazuje wykres mający na celu zilustrowanie czasów sterowania dla otwierania i zamykania wlotu 8 i wylotu 7 w znanym sposobie eksploatacji czterosuwowego silnika wysokoprężnego. Na poziomej osi jest naniesiony kąt obrotu korby KW w stopniach, a na pionowej osi obydwa stany OTWARTY i ZAMKNIĘTY dla wylotu 7 i wlotu 8. Przez A oznaczona jest krzywa dla wylotu 7, a przez E krzywa dla wlotu 8.

Wykres zaczyna się po lewej stronie przy kącie KW obrotu korby = 0°, przy którym tłok 3 znajduje się w GMP ZAPŁ.. Mieszanka paliwowo-powietrzna w komorze spalania 6 zapala się. Przebieg następującego potem suwu rozprężania zostaje rozpoczęty przy kącie KW obrotu korby = 135° otwarciem wylotu 7. Przy przechodzeniu dolnego martwego punktu (KW = 180°) wylot jest całkowicie otwarty. Zaczyna się suw wydechu. Podczas suwu wydechu, w którym spaliny są wyrzucane z cylindra 2, zostaje rozpoczęte przy KW = 330°, a więc 30° przed GMP JAŁ., zamykanie wylotu 7 i otwieranie wlotu 8. Tłok 3 przechodzi GMP JAŁ. (KW = 360°) i zaczyna się suw ssania. Przy kącie obrotu korby KW = 390° wylot 7 jest całkowicie zamknięty, a wlot 8 całkowicie otwarty. Można zauważyć, że w strefie kąta obrotu korby od 30° przed GMP JAŁ. do 30° za GMP JAŁ. nie tylko wylot 7, lecz także wlot 8 częściowo są otwarte. W tej strefie następuje płukanie cylindra 2, to znaczy przez ten już częściowo otwarty wlot 8 może już wpływać świeże powietrze do cylindra 2, które miesza się tam z resztą spalin i z którymi razem zostaje wyrzucone, ponieważ wylot 7 nie jest jeszcze całkowicie zamknięty. Gdy przy suwie ssania wylot 7 zostanie całkowicie zamknięty (KW = 390°), zaczyna się ładowanie cylindra 2 świeżym powietrzem. W dalszym przebiegu suwu ssania przy kącie obrotu korby KW = 495° zostaje rozpoczęte zamykanie wlotu 8. Krótko po przejściu dolnego punktu martwego (KW = 540°) wlot 8 jest całkowicie zamknięty. Przy następującemu teraz suwie sprężania świeże powietrza jest sprężane w cylindrze 2. Przy końcu suwu sprężania następuje wtryskiwanie paliwa do sprężonego świeżego powietrza. W strefie GMP JAŁ. (KW = 720°; na prawo na fig. 2) zapala się mieszanka paliwowo-powietrzna i cykl zaczyna się od początku.

Fig. 3 ilustruje na analogicznym do fig. 2 wykresie korzystny przykład realizacji zgodnego z wynalazkiem sposobu eksploatacji czterosuwowego silnika wysokoprężnego. Odnośniki mają takie samo znaczenie jak na fig. 2.

Podczas suwu rozprężania przy kącie obrotu korby KW = 135° zostaje rozpoczęte otwieranie wylotu 7. Przy osiągnięciu dolnego martwego punktu (KW = 180°) wylot 7 jest całkowicie otwarty. Podczas następującego potem suwu wydechu już przy w przybliżeniu KW = 280° zostaje rozpoczęte

PL 200 775 B1 zamykanie wylotu 7, tak że wylot 7 już przy kącie obrotu korby KW = 330°, a więc 30° przed osiągnięciem GMP JAŁ., jest całkowicie zamknięty. Podczas gdy tłok 3 znajduje się w strefie GMP JAŁ. (KW = 360°) woda jest wtryskiwana do komory spalania 6 cylindra 2, jak to symbolicznie zaznaczono strzałką z odnośnikiem W. Wtryskiwanie wody następuje korzystnie w strefie kąta obrotu korby od około 20° przed GMP JAŁ. do około 20° po GMP JAŁ.. Otwarcie wlotu 8 zostaje rozpoczęte dopiero podczas suwu ssania przy kącie obrotu korby KW = 390°, to znaczy wlot 8 jest jeszcze całkowicie zamknięty, gdy tłok 3 znajduje się w GMP JAŁ.. Przy kącie obrotu korby KW wynoszącym około 435° wlot 8 jest całkowicie otwarty. Po przejściu dolnego martwego punktu (KW = 540°) wlot 8 jest przy kącie obrotu korby KW = 555° całkowicie zamknięty. Następnie zaczyna się sprężanie, na końcu którego paliwo jest wtryskiwane do komory spalania 6. W strefie GMP ZAPŁ.(KW = 720°; na prawo na fig. 3) zapala się mieszanka i rozpoczyna nowy suw rozprężania.

Poprzez zgodny z wynalazkiem zabieg, polegający na tym by wylot 7 podczas suwu wydechu tak zamykać, żeby wylot 7 już przed osiągnięciem GMP JAŁ. był całkowicie zamknięty, część powstałych w ostatnim procesie spalania spalin zostaje zatrzymana w cylindrze 2. Przy przejściu punktu GMP JAŁ., a więc wyraźnie w czasowym oddzieleniu od spalania, do tych zatrzymanych, jeszcze gorących spalin, zostaje wtryśnięta woda pod wysokim ciśnieniem od około 200 bar (20 MPa) - 1000 bar (100 MPa). Woda rozpyla się, wyparowuje do gorących spalin i ochładza je. Powstaje mieszanina spalin i pary wodnej, która miesza się podczas suwu ssania z wpływającym przez wlot 8 świeżym powietrzem. Ta mieszanina spalin z parą wodną i świeżym powietrzem jest sprężana w następującym potem suwie sprężania. Pod koniec suwu sprężania zostaje wtryśnięte do tej mieszaniny paliwo. W strefie GMP ZAPŁ. następuje potem spalanie. Ponieważ sprężona mieszanina ze spalin, pary wodnej i świeżego powietrza ma w porównaniu ze świeżym powietrzem wyraźnie mniejszą zawartość tlenu, powstaje w procesie spalania wyraźnie mniej tlenków azotu. Dodatkowo tworzenie NOx zostaje zmniejszone przez zawartość pary wodnej sprężonej mieszaniny.

Dla wtryskiwania wody możliwych jest kilka wariantów. Może być przykładowo przewidziana w pokrywie cylindra 21 oddzielna dysza wtryskująca wodę. Możliwe jest także wtryskiwanie wody do cylindra 2 za pomocą tej samej dyszy wtryskowej 5, którą jest wtryskiwane paliwo. To znaczy, gdy tłok 3 przejdzie GMP JAŁ., zostaje wtryśnięta za pomocą dyszy wtryskowej 5 do komory spalania 6 woda, a gdy tłok 3 zbliży się do GMP ZAPŁ. za pomocą tej samej dyszy wtryskowej 5 zostaje wtryśnięte paliwo. Istnieje także dalsza możliwość, polegająca na zastosowaniu jako dyszy wtryskowej 5 dyszy podwójnej. Dysza podwójna ma dwa oddzielne kanały wtryskowe z każdorazowo przynależnymi otworami dyszy, przy czym jeden kanał wtryskowy jest stosowany do wtryskiwania wody, a drugi kanał wtryskowy do wtryskiwania paliwa.

Uzyskiwane ochłodzenie zatrzymanych w cylindrze 2 spalin jest bardzo proste do kontrolowania, a mianowicie przez ilość wtryśniętej wody. Także ilość zatrzymanych w cylindrze 2 spalin jest możliwa w prosty sposób do ustawienia względnie regulowania, mianowicie za pomocą czasów sterowania dla zamykania wylotu 7, tak że zmniejszenie tworzenia się NOx może zostać zoptymalizowane. W praktyce okazało się jako szczególnie korzystne takie zamykanie wylotu 7 podczas suwu wydechu, aby przy kącie obrotu korby od 30° ± 20° przed górnym martwym punktem jałowym był on całkowicie zamknięty.

Jak to wynika z wykresu na fig. 3, zamknięcie wylotu 7 i otwarcie wlotu 8 następuje przeważnie symetrycznie do GMP JAŁ., to znaczy, że wlot 8 zostaje otwarty przeważnie podczas suwu ssania przy kącie obrotu korby od 30° ± 20° po GMP JAŁ., tak że wlot 8 jest jeszcze zamknięty, gdy tłok 3 znajduje się w GMP JAŁ.. W szczególności w żadnej chwili cyklu pracy nie jest otwarty zarówno wylot 7 jak i wlot 8. Takie późne otwarcie wlotu 8 jest korzystne, ponieważ dzięki temu udaremniany jest bardzo skutecznie przepływ powrotny spalin przez wlot 8 do łączącego się z nim kanału wlotowego, a zatem zanieczyszczenie tego kanału wlotowego.

Wtryskiwanie wody w celu chłodzenia zatrzymanych w cylindrze 2 spalin jest szczególnie sprawne, gdy wtryskiwanie wody w strefie GMP JAŁ. zaczyna się dopiero wtedy, gdy wylot 7 jest już całkowicie zamknięty i kończy się, zanim otwarciem wlotu 8 zostanie rozpoczęty suw ssania.

Wtryskiwanie wody korzystnie odbywa się symetrycznie do GMP JAŁ.. Dzięki temu bowiem jest gwarantowane to, że powierzchnia robocza cylindra jest chroniona możliwie najlepiej przez tłok 3 przed oddziaływaniem wody. Zatem zostaje uniknięty niekorzystny lub szkodliwy wpływ filmu olejowego, który znajduje się na powierzchni roboczej cylindra.

Według korzystnego wariantu sposobu według wynalazku, oprócz wtryskiwania wody w strefie GMP JAŁ., woda może być wtryskiwana do cylindra także jeszcze podczas suwu sprężania

PL 200 775 B1 i/lub podczas spalania. Przez to daje się zredukować temperaturę spalania w komorze spalania, dzięki czemu daje się jeszcze bardziej zredukować ilość powstających w procesie spalania tlenków azotu. Takie drugie wtryskiwanie wody może rozpoczynać się przykładowo w przybliżeniu w połowie suwu sprężania - a więc przy kącie obrotu korby wynoszącym około 630°. To drugie wtryskiwanie wody może następować równolegle do wtryskiwania paliwa, względnie jednocześnie z nim i może być kontynuowane podczas procesu spalania.

Poprzez wynalazek proponuje się więc sposób eksploatacji czterosuwowego silnika wysokoprężnego, w którym to sposobie świadomie i celowo realizowane jest niepełne wydmuchiwanie spalin z cylindra 2, tak że część tych powstających w procesie spalania spalin zostaje zatrzymana każdorazowo w cylindrze 2. Te zatrzymane spaliny są ochładzane poprzez wtryskiwanie wody w strefie górnego martwego punktu jałowego. Na skutek zatrzymania części spalin, jak również dzięki parze wodnej, powstaje w następującym potem procesie spalania wyraźnie mniej tlenków azotu, bez konieczności dokonywania przy tym ustępstw w ekonomiczności silnika (np. w zużyciu paliwa). Zatem daje się wyraźnie zredukować tworzenie szkodliwych dla środowiska substancji. Dodatkową zaletą tego sposobu eksploatacji o małej emisji jest to, że jest on możliwy do zrealizowania bez dużych dodatkowych nakładów.

Claims (9)

1. Sposób eksploatacji czterosuwowego silnika wysokoprężnego, w którym to sposobie wodę wtryskuje się do cylindra, w którym tłok umieszczony jest ruchomo zwrotnie, a który to cylinder ma co najmniej jeden wylot do odprowadzania spalin, jak również co najmniej jeden wlot do wprowadzania powietrza, znamienny tym, że podczas suwu wydechu tłoka (3) wylot (7) zamyka się, tak że wylot (7) już jest zamknięty zanim tłok (3) na końcu suwu wydechu osiągnie górny martwy punkt jałowy, przy czym wodę wtryskuje się do cylindra (2), kiedy tłok (3) znajduje się w strefie górnego martwego punktu jałowego.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wylot (7) zamyka się tak, że przy kącie obrotu korby (KW) od 30° ± 20° przed górnym martwym punktem jałowym jest on całkowicie zamknięty.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wlot (8) otwiera się podczas suwu ssania, zwłaszcza przy kącie obrotu korby (KW) od około 30° ± 20° po górnym martwym punkcie jałowym, tak że wlot (8) jest jeszcze zamknięty, kiedy tłok (3) znajduje się w górnym martwym punkcie jałowym.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodę zaczyna się wtryskiwać, gdy wylot (7) przy suwie wydechu jest zamknięty i kończy się, zanim wlot (8) przy suwie zasysania zostaje otwarty.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodę wtryskuje się w zakresie kąta obrotu korby od około 20° przed górnym martwym punktem jałowym do około 20° po górnym martwym punkcie jałowym.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas suwu sprężania i/lub podczas spalania wtryskuje się do cylindra (2) wodę.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że podczas suwu sprężania wtryskuje się do cylindra (2) wodę jednocześnie z paliwem.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodę stryskuje się do cylindra (2) za pomocą takiej dyszy wtryskowej (5), za pomocą której wtryskuje się paliwo.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodę wtryskuje się pod ciśnieniem co najmniej 200 bar (20 MPa).