PL41501B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 1 sierpnia 1958 r.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY L((og, o/c8 Nr41501 Kl.'lG o2|Cl Andrzej Machal Warszawa,Polska Sposób zasilania paliwem silnika spalinowego o zaplo¬ nie iskrowym, w celu zapobiezenia detonacji przy spa¬ laniu, zwlaszcza nisko-oktanowych paliw Patent trwa od dnia 4 listopadal957 r.Celem wynalazku jest zapobiezenie spalaniu detonacyjnemu w silnikach z zaplonem iskrowym nawet przy zastosowaniu niskooktanowych paliw.Jest to mozliwe, dzieki zastapieniu gaznikowego sposobu zasilania, zasilaniem wtryskowym, przy czym paliwo podgrzewane jest na zewnatrz komory spalania i podawane w chwili zaplonu lub przed samym zaplonem* Zmienia sie wtedy zasadniczo proces odparowania paliwa i spalanie w cylindrze silnika w porównaniu do procesów, obecnie zachodzacych.Jak wykazaly liczne badania spalanie detonacyjne w silniku z zaplonem iskrowym Jest wynikiem nagromadzenia sie w mieszance paliwowo-powietrznej substancji, które odznaczaja sie zdolnoscia nadawania spalaniu charakteru reakcji lancuchowej z rozgalezieniem.Substancje te tworza sie w czasie wstepnego utleniania, tj. utlenia¬ nia, przebiegajacego przed zaplonem w czasie suwu ssania i sprezania oraz pó zaplonie w tej czesci mieszanki, do której plomien jeszcze nie doszedl.W rezultacie tych reakcji spala sie w przewaznej czesci juz nie paliwo, ale produkty wstepnego utleniania, co przy odpowiednim ich nagroma¬ dzeniu w mieszaneelprowadzi do spalania detonacyjnego. Na stopien nagroma¬ dzenia sj.e tych substancji w mieszance maja wplyw czynniki bezposrednie i pos¬ rednie* Do czynników bezposrednich tak, jak we wszystkich reakcjach chemicz¬ nych, nalezy temperatura, cisnienie i czas zetkniecia sie paliwa z powie¬ trzem.Te czynniki bezposrednie sa zalezne od czynników posrednich, zwiaza¬ nych z budowa silnika, z jego eksploatacja oraz z wlasnosciami chemicznymi i fizyko-chemicznymi paliwa.Wzajemna zaleznosc tych czynników obrazowo przedstawia nastepujacy schemat: Czynniki Czynniki Temperatura cisnienie ozas zetkniecia paliwa z powie¬ trzem Wlasnosci ^ £L5i}£2l2&2!?i2522 Wlasnosci ohemiczne_nallwa i Produkty wstep¬ nego utleniania Spalanie detona- cyjne Zi Em 4» tjo Pf 0) Z tego schematu widac, ze wyeliminowanie spalania deionacyjnego w silniku jest mozliwe jedynie wtenczas, gdy nie bedzie mozliwosci nagroma¬ dzania sie substancji, stanowiacych produkty, wstepnego utleniania. Z tych tez przyczyn wszelkie dotychczasowe usilowania zapobiezenia spalaniu detona- oyjnemu przez zmiane czynników konstrukcyjnych /np. ksztaltu 1 materialu komory spalania/, eksploatacyjnych/ np. z wtrysku wody, dlawienia mieszanki, itp./ oraz zwiekszanie liczby oktanowej paliwa sa tylko pólsrodkami, gdyz obracaja sie w sferze czynników posrednich i pozwalaja na mniejsze lub wieksze nagromadzenie sie produktów wstepnego utleniania.Tworzeniu sie tych produktów mozna zapobiec, gdy którys z parametrów bezposrednich bedzie zanikal, tj. dazyl do zera. Poniewaz zarówno temperatu¬ ra jak 1 cisnienie podczas pracy silnika nie moze zanikac, wiec pozostaje jedynie czas zetkniecia paliwa z powietrzem, który powinien dazyc do zera. - 2 -Ten postulat bedzie zrealizowany, gdy paliwo zostanie przemieszane z powietrzem tuz przed samym spalaniem* Tego rodzaju warunki zostaja stworzone, np. w silniku wysokoprez¬ nym, w którym mimo wysokiej temperatury i olsnienia oraz stosowania nisko- oktanowego paliwa spalanie detonacyjne nie zachodzi oraz w silniku nisko* preznym z komora wirowa, który spala paliwo przy stalym plomieniu 1 moze praoowaó bezdetonacyjnle na nafcie przy stopniu sprezania 1:12.W normalnym jednak silniku benzynowym pózne podanie paliwa prowadzi do gwaltownego wzrostu zuzycia paliwa na KMh, jak to wykazaly rózne badania.Zjawisko to mozna wytlumaczyc tym, ze zbyt pózno wtrysniete paliwo ¦• nie zdazy odparowac i zupelnie spalic sie na poczatku suwu rozprezania* Zbyt opóznione spalanie lub w skrajnym przypadku nie spalanie sie ozescl paliwa jest wlasnie przyczyna nadmiernego zuzycia paliwa. , Chcac wiec zrealizowaó najkrótszy czas kontaktu paliwa z powietrzem, konieczne jest stworzenie warunków dla prawie natychmiastowego odparowania paliwa po wtrysnieelu.Szybkosc odparowania zalezy od szybkosci przenoszenia ciepla do kro¬ pel odparowujacego paliwa i od ilosci ciepla, jaka nalezy doprowadzic do kropel, aby zmienic stan skupienia.Jezeli chodzi o szybkosc przenoszenia ciepla do kropel, to jak wyka¬ zaly badania, tworzenie sie dokola kropel warstewek parowych utrudnia bardzo wydatnie ten proces, gdyz warstewki takie dzialaja izolujaoó, a ponadto zmniejszaja róznice stezen, która jest sila napedowa wymiany masy* Z tego wzgledu korzystniejszym jest , aby cieplo doprowadzac do pa¬ liwa, nierozproszonego na drobne kropelki.Jezeli chodzi o ilosc ciepla, która trzeba dostarczyc dla odparowania, to bedzie ona tym mniejsza, im mniejsze bedzie cieplo parowaniajpialiwa.Cieplo parowania maleje wraz z wzrostem temperatury i w temperaturze krytycz¬ nej wynosi zero* Jezeli wiec przegrzac paliwo przed komora do temperatury krytycznej 1 w tej temperaturze wprowadzic do komory, to w komorze nie trzeba doprowa¬ dzac woale ciepla, a wiec czas konieczny na odparowanie zbliza sie do zera* Naturalnie, ze nastepuje pewne nieznaozne oziebienie paliwa wskutek ekspansji ale mimo to cale paliwo natychmiast Zamienia sie w pare.Przy zastosowaniu odparowania w temperaturze zblizonej do krytycznej, mozliwe jest zupelne odparowanie paliwa podanego do komory tuz przed samym zaplonem, a wiec stworzenie warunków do wyeliminowania spalania detonaCyjnego, nawet przy wysokich stopniach sprezania* Ze wzgledu na to, ze temperatury krytyczne paliw lekkich leza poni¬ zej temperatur krakingu /rozkladu termicznego/ mozliwe jest ogrzewanie paliwa bez zakoksowywania urzadzenia podgrzewajacego.Do ogrzewania paliwa wykorzystuje sie np. gazy spalinowe. - 3 - PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób zasilania paliwem cieklym silnika spalinowego o zaplonie iskro¬ wym, w celu zapobiezenia detonacji przy spalaniu, zwlaszcza nisko-oktanowych paliw, znamienny tym, ze dla unikniecia wstepnego utleniania, stanowiacego przyczyne detonacji, paliwo miesza sie z powietrzem dopiero w chwili zaplo¬ nu lub tez przed samym zaplonem, przy czym dla zabezpieczenia odparowania paliwa w tak krótkim czasie ogrzewa sie go np. gazami spalinowymi, przed wprowadzeniem do komory spalania.- Andr* zej Wachal PL