SE409492B - Brensleinsprutningssystem for dieselmotorer - Google Patents

Description

ä ,, :1713231-4 ningsluftens rotation innan bränslet från de första insprutarna ín- sprutas. l Vid ett insprutningssystem av detta slag kan den första pumpen och insprutarna optimeras för hög belastning och den andra pumpen och insprutarna för låg belastning. Genom insprutning av dieselbränslet genom de senare snett mot luftrotationen i kolvfördjupningen åstadkom- mes en snâbb uppbromsning av bränslet som därvid bärs med av luften i förbränningsrummet med minimal uppblandning i en ringformad zon kring centrum av kolvfördjupningen. Den höga koncentrationen av bränsledrop- par i denna zon skapar ett särskilt gynnsamt förhållande för kompres- sionständning genom att bränsleluftblandningen ej blififör mager under tändfördröjningsperioden. Endast en liten del i zonens utkanter hinner blandas upp med luft i sådan omfattning att luft-bränsleblandningen ligger utanför gränserna för antändning. Detta belyses av att om en- bart de andra ínsprutarna insprutar bränsle på tomgång reduceras kol- väteemissionen med 90% ned till 50 91111 HC jämfört med sammaymotor med enkelt insprutningssystem. _ Enxnnan följd av den höga koncentrationen av bränsle i en zon är att förbränningen snabbt bromsas upp av syrebrist. Denna dämpning av förbränningshastigheten leder till en mycket låg ljudnivå-och re- ducerarfh höga ljudfrekvenserna som annars karakteriserar dieselför- s bränning. Vid förbränning med syrebrist bildas sot varför endast en begränsad mängd bränsle kan ínsprutas via den andra spridaren för att ej få otillåten hög avgasrör: ' ' Denna zon av heta gaser och glödande sotpartiklar som erhål- les vid förbränningen av bränslet från de andra insprutarna initierar förbränningen av bränslet från de första insprutarna då dessa är verk- samma vid högre belastning. På grund härav kan det sistnämnda bränslet vara ett bränsle med lågt cetantal, t ex metanol. Den successiva för- bränningen av bränslet från de första insprutarna, som utformas för maximal spridning av bränslet i förbränningsluften, ger låg kväveoxid- emission då ingen spontan förbränning av större kvantiteter luft- bränsleblandning, ansamlade under en tändfördröjningsperiod med lokalt höga temperaturer som följd, äger rum.

Prov med dieselmetanolbränsle har givit mycket låg emission av kväveoxider och svartrök. Med diesel-diesel bränsle kan emissionen av svartrök påverkas gynnsamt om inget bränsle ínsprutas genom de and- ra insprutarna vid belastningar nära fullast.

Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till på bifo- gade ritningar visade utföringsexempel, där fig 1 visar en schëmatisk 77132314» i vy ovanifrån av en dieselmotor försedd med ett bränsleinsprutnings- system enligt uppfinningen och fig 2-U projektioner ovanifrån och från två sidor av en kolvfördjupning i naturlig storlek, illustrerande in- sprutningsriktningarna för bränslet.

Den i fig l visade motorn har en första insprutningspump 1 med regulator 2. Pumpen är en konventionell radpump, som via tryck- rör 3 matar bränsle till första insprutare U med fyrhålsspridare.

Pumpen 1 drivs på vanligt sätt av motorns vevaxel via en kuggtrans- mission och en axel 5.

Motorn är även försedd med en andra insprutningspump 6 med re- gulator. I det visade exemplet är pumpen 6 en fördelarpump, som via tryckrör 7 matar bränsle till andra insprutare 8, som är försedda med enhålsspridare. Även pumpen 6 drives av motorns vevaxel via en kugg- transmission. En länk 9 förbinder pumpens 6 regulator med pumpens l regulator 2 och med ett gasreglage 10. Pumpen 6 har två mängdinställ- ningar. Den större insprutningsmängden används endast vid start och varmkörning, den mindre vid körning. Pumpen 6 har vidare en varvtale- beroende omställare för omställning av insprutningsvinkeln.

Den första pumpens l insprutningsvinkel är ställd ungefär tio vevaxelgrader senare än den andra pumpen 6, så att bränslet från pum- pen l inte stör tändfördröjningen och antändningen av bränslet från pumpen 6. De bägge pumparnas regulatorer är via länken 9 hopkopplade på sådant sätt, att vid låg belastning (tomgång) endast pumpen 6 spru- tar in bränsle och att vid ökande belastning pumpen 6 först ökar till sin fullastmängd (den för körning inställda insprutningsmängden), var- efter pumpen l ökar till den insprutningsmängd, som erfordras för den önskade belastningen. Vid minskande belastning avreglerar först pum- pen 1.' Det beskrivna insprutningssystemet består sålunda av två in- dividuella insprutningssystem, av vilka det andra används för att spruta in en liten mängd bränsle med högt cetantal, t ex díeselolja, för att reducera kolväteemissionen vid låg belastning och initiera förbränningen, medan det första systemet används för att inspruta den bränslemängd som erfordras för den aktuella belastningen, varvid det senare bränslet kan vara dieselolja eller ett bränsle med lågt cetantal såsom en alkohol, t ex metanol.

För att åstadkomma en lämplig bränsle-luftblandning för att uppnå ovannämnda fördelaktiga egenskaper skall bränslet från det andra systemet orienteras i en ringformad zon kring centrum. För detta ända- mål är de andra insprutarna 8 anordnade på sådant sätt, att bränslet in- g 7713231 4 u g sprutas mot insugningsluftens rotation i kolvens fördhpning. Detta illustreras i fig 2-H, där A är en fördjupning i en kolvtopp i full skala, B betecknar de andra insprutarnas-8 insprutningsriktning, C betecknar de första insprutarnas U insprutningsriktning och D beteck- nar insugningsluftens rotationsriktning. I fig 2 antyder den vänstra punktstreckade cirkeln insugningsventilens placering och den högra cir- keln avgasventilens placering. Förbränningsrummets övre vägg ligger i x-y-axlarnas plan. du Fig 2-4 illustrerar förhållandena vid en vid utförda prov an- vänd motor, vars första insprutare U hade fyrhålsspridare, vilka in- sprutade bränslet likformigt fördelat kring fördjupningens A vertika- la centrumaxel z, såsom antydes med pilarna C. De andra insprutarna 8 insprutade bränslet genom enhålsspridare i en riktning, som antydes med pilen B. Optimalt resultat med bl a en minskning av kolväteemissio- nen med 90 % på tomgång erhölls härvid, när insprutningsriktningens B projektion i kolvens tvärsnittsplan, såsom visas i fig 2, tangerade en cirkel vars radie r var ungefär 0,40 av kolvfördjupningens rad R och när vinkeln u med nämnda plan var ungefär l5°. Det visade sig att vid insprutning av bränsle närmare fördjupningens centrum (minskning av r) ökade mängdeäsot, medan kolväteemissionen ökade vid insprutning längre från centrum (ökning av r). Beroende på motortyp kan r uppgå till unge- får o,35-o,n5 n och u till ungefär 1o-2o°. i

Claims (6)

”””v71s2zñ-u Patentkrav

1. Bränsleinsprutningssystem för direktinsprutade dieselmoto- rer med en fördjupning i kolvtopparna, innefattande en första insprut- ningspump med regulator och tillhörande första insprutare för varje cylinder, vilka insprutare är anordnade att sprida bränslet i en zon kring resp kolvfördjupnings centrumaxel, k ä n n e t e c k n a t av en andra insprutningspump (6) med regulator och tillhörande andra in- sprutare (8) för varje cylinder, vilka andra insprutare är anordnade att inspruta bränslet snett från sidan in i resp kolvfördjupning i en riktning (B) mot insugningsluftens rotation innan bränslet från de förs- ta insprutarna (4) insprutas.

2. Insprutningssystem enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att resp första insprutare (Å) är anordnad att inspruta bränslet med stor likformig spridning kring kolvfördjupningens centrumaxel (Z), 'medan resp andra insprutare (8) är anordnad att inspruta bränslet med liten spridning snett från sidan i kolvfördjupningen (A).

3. Insprutningssystem enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t av att de första insprutarna (N) har flerhålsspridare, medan de andra insprutarna (8) har enhålsspridare.

4. U. Insprutningssystem enligt någotßv kraven l-3, k ä n n e -_ t e c k n a t av att resp andra insprutare (8) är anordnad att in- spruta bränslet från ett ställe vid eller i närheten av kolvfördjup- ningens (A) periferi och med en insprutningsriktning (B), som bildar en vinkel (d) av mellan 10 och 200, företrädesvis ca l5° med ett tvär- snittsplan genom cylindern och vars projektion i nämnda plan tangerar en med kolvfördjupningens periferí koncentrisk cirkel, vars radie (r) är mellan 0,35 och 0,45, företrädesvis ca 0,ü0, av kolvfördjupningens radie (R). .

5. Insprutningssystem enligt något av kraven l-H, k ä n n e - t e c k n a t av att den andra insprutningspumpen (6) är inställd för datt huvudsakligen endast inspruta erforderlig bränslemängd för start, varmkörning och tomgångskörning, varvid den första insprutningspumpen (1) är overksam vid tomgångskörning. '

6. Insprutningssystem enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a t av att den första insprutningspumpen (1) är inställd att inspruta bränsle ungefär 10 vevaxelgrader efter den andra insprut- ningspumpen (6). ANFÖRDA PUBLIKATIONER: Frankrike 698 905, 2 205 104 J Storbritannien 22 722/1908, 261 348, 1 457 D09 Tysktand 1 108 001