SE437400B - Luftkomprimerande, direktinsprutad forbrenningsmotor - Google Patents

Description

ràosoeà-1 : 2 - Den ovan beskrivna motorn har med enkla medel åstad- kommit en genomgående förbättring, men det har dock visat sig att_finfördelningen av bränslet i de undre driftområ- _dena dock inte kunnat betraktas som helt optimal. I de övre driftområdena däremot har mycket goda resultat nåtts.

Man har sålunda redan föreslagit att bland annat av- stämma hastigheten hos den roterande förbränningsluften och bränslestrålens utgångshastighet på sådant sätt till varand- ra, att de vid motorns nominella varvtal är lika eller nära . nog lika, medan förbränningsluftens hastighet minskats av- sevärt med sjunkande motorvarvtal, så att en relativhastig- het mellan bränslet och luften uppkommer. Genom denna åt- gärd får man inom motorns övre driftområden ingen friktion mellan bränslestrålen och förbränningsluften, varigenom ingen eller nästan ingen upplösning av strålen uppkommer, varför denna förblir som sluten stråle tills den träffar förbränningsrummets vägg. I motorns undre driftområden upp- träder däremot en avsevärd friktion på grund av relativhas- tigheten, varigenom bränslestrålen blir finfördelad. Denna finfördelning kan dessutom ytterligare förbättras om man använder ett nålmunstycke med ökad diameter hos munstycks- öppningen, i det att då större beröringsyta mellan bränsle och förbränningsluft åstadkoms. I I Ett utförande enligt detta förslag har visat sig med- föra god verkan i det berörda hänseendet och medfört en av- ^sevärd förbättring av blandningsbildningen och därmed för- bränningen. _ Om-man nu med beaktande av alla ovan berörda optime- ringsåtgärder använder ett rotationskroppformat förbrän- ningsrum med insnörd hals, så är det redan på grund av det nödvändiga läget hos bränslestrålen, men ofta också på grund av konstruktiva svårigheter, nödvändigt att för bränsleinsprutningen anordna en förbindelsekanal till för- bränningsrummet eller en sneddad urtagning i dettas hals.

Därvid visar det sig emellertid att motordata respektive blandningsbildning och förbränning åter försämras praktiskt taget över hela motorns.arbetsområde. Orsaken härtill ligger 'i undre varvtals- och lastområdena i att stället för ut- sprutningen av strålen respektive insprutarens munstycks- CN) uulrriv w! 7908089-1 öppning helt enkelt kommer att ligga för långt bort från det egentliga förbränningsrummet. När bränslet går genom förbindelsekanalen eller urtagningen kyls delvis stora mängder av den därvid nedan förefintliga blandningen och det kan till och med uppträda en separering, vilken medför utfällning av det finfördelade bränslet på kanalytorna.

Detta medför speciellt oförbränt bränsle och med luktstof- o fer anrikade, dåliga avgaser. Att helt enkelt öka tvärsnit- tet på förbindelsekanalen eller urtagningen vore ingen lös- l0 ning på problemet, eftersom detta skulle medföra att det egentliga förbränningsrummet måste göras mindre, vilket i sin tur skulle medföra försämring av luftrotationen och _ därmed också förbränningen.

I övre varvtals- och lastområdena medför ett relativt lb stort avstånd mellan utsprutningsstället och det egentliga förbränningsrummet olägenheter. Vid hård drift skall störs- ta delen av bränslet filmartat påföras förbränningsrumsväg- gen för att förbränningens förlopp på känt sätt skall med- föra ett minimum av sotbildning utan att alltför höga top- par i tryckkurvan uppkommer. Som nämnt, bidrar det förhål- landet, att relativhastigheten mellan förbränningsluften och bränslestrålen är liten i väsentlig grad härtill. I den förefintliga förbindelsekanalen eller urtagningen kan man inte åstadkomma sådana förhållanden. Här kan en sådan strömning hos förbränningsluften, som ger en relativhastig- het till bränslestrålen lika med noll eller nära noll över- huvudtaget inte åstadkommas, varför en icke önskad, star- kare upplösning av strålen och därmed högre sotbildning uppkommer. v '30 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att råda bot på detta, det vill säga att vid en förbränningsmotor av det inledningsvis beskrivna slaget undvika de nackdelar, exempelvis sämre förbränning och större sotbildning, som kan uppstå på grund av förekomsten av en förbindelsekanal eller urtagning i godset mellan insprutare och förbränninge- rum.

För detta ändamål har en förbränningsmotor enligt in- gressen till det bifogade patentkravet 1, kännetecken som framgår av de bifogade patentkraven.

J; mv i* 7908089-1 Härigenom får man en sådan längd hos förbindelsekana- len respektive urtagningen, vid vilken en utfällning ur förbränningsluften och därmed en kondensering av.bränslet på kanalytorna i de undre driftområdena och en alltför stark upplösning av bränslestrâlen i motorns övre driftom- råden inte blir påfallande, samtidigt som tvärsnittet hos förbindelsekanalen inte behöver göras onödigt stort; I de fall då förbindelsekanalen är utförd i form av en urtagning har utförandet företrädesvis kännetecken som framgår av underkraven. u 7 För fullständighets skull må också nämnas att känne- tecknen enligt uppfinningen kan åstadkomas genom förskjut- ning av insprutningsmunstycket i cylindertoppen eller också genom att förbränningsrummet anordnas excentriskt till kol- vens längdaxel.' Uppfinningen framgår närmare av följande beskrivning i anslutning till den bifogade ritningen, på vilken fig. 1 är ett sfäriskt förbränningsrum, sett uppifrån, med en som ur- tagning i godset utbildad förbindelsekanal, och fig. 2 är ett snitt II-II genom förbränningsrummet enligt fig. l, I varvid denna figur också visar anordnandet av insprutnings- munstycket. _ I figurerna är det i kolven anordnade förbränningsrum- met betecknat 2. Det har en mot cylindertoppen 3 insnörd I fals 4, i vilken en i form av en urtagning i godset utbil- dad förbindelsekanal 5 är anordnad ungefär tangentiellt och snett in i förbränningsrumet 2. Största diametern hos för- f bränningsrummet 2 är betecknad D. I förlängningen av för- bindelsekanalen_5 i cylindertoppen 3 sitter insprutnings- munstycket 6, vars munstycksöppning 7 utgör utsprutnings- ställe för bränslet. Munstyckets 6 centrumaxel är betecknad "x och anger samtidigt bränslestrålens geometriska inrikt- ning. Drar man en vertikal linje från skärningspunkten mel- lan bränslestrålriktningens x och det cylindern begränsande cylindertopplanet 8, som i det visade fallet samanfaller med utsprutningsstället 7 för bränslestrålen, nedåt i fig. 2, ligger den, som framgår av fig. l inom en tänkt cirkel 10, som är högst 1,1 gånger den största diametern D 7908089-1 hos förbränningsrummet. Av fig. 2 framgår dessutom att av- ståndet A mellan utsprutningsstället 7 och den förbrän- ningsrummet 2 begränsande, ehuru av förbindelsekanalen 5 avbrutna förbränningsrumsväggen 9 i strålens riktning x är mindre eller högst lika med 30 % av förbränningsrummets största diameter D.

Eftersom förbindelsekanalen 5 i det visade exemplet är utförd som en nära nog halvcirkelformad urtagning, är det lämpligt att låta dennas längdaxel y ligga en vinkel P brantare i riktning mot förbränningsrummets 2 botten än -strålaxeln x. De båda axlarna x och y skär varandra vid utsprutningsstället 7, varvid vinkeln_P skall vara större än 30 och mindre än 150. Radien R hos urtagningen 5 bör oberoende av insprutningsmunstyckets 6 radie r vara mellan 4,75 och 5,0 mm.

Claims (1)

1. whose 89-1 _ 6 PATENTKRAV Luftkomprimerande, direktinsprutad*förbränningsmotor med själv- .eller separattändning, vilken i kolvbotten har ett med insnörd hals (4) försett, rotationskroppformat förbränningsrum (2) och vid vilken den inströmmande förbränningsluften bibringas en .rotaticnsrörelse kring förbränningsrummets 'längdaxel -och -bränslet medelst ett nålmunstycke (6) och via en förbindelsekanal eller urtagning (S) i övre varvtals- och/eller lastomrâdet till stor del filmartat pâförs förbränningsrummets vägg, under det att vid tomgång och i_ undre varvtals- och/eller lastomràdet en så vitt möjligt direkt inblandning av bränslet i luften astadkoms, varvid insprutningstrycket hos bränslet vid insprutare hålls konstant eller nära nog konstant över motorns hela driftområde, k ä n n e te c k n a d därav, att, sett uppifrån mot förbränningsrummet (2), snittpunkten mellan bränslestrâlens geometriska inriktning (x) och det cylindern begränsande cylindertopplanet (8) ligger åtminstone inom en tänkt cirkel (lÛ), vars diameter är högst det l,l-faldiga (av den största diametern (D) hos förbränningsrummet, och att avståndet (A) mellan utsprutningsstället-(7) för bränslet och den förbränningsrummet (2) _ begränsande, av förbindelsekanalen (5) respektive urtagningen avbrutna förbränningsrumsväggen (9) i bränslestràlens geometriska riktning (x) är mindre än eller högst lika med-'Jf0% av förbränningsrummets största diameter (D), samt att längdaxeln (y) hos den urtagningen (5)ibildande, ungefär' halvcirkelformade' urtagningen i kolven (l) i riktning mot förbränningsrummets (2) botten fzörlöper en vinkel ((0) brantare än bränslestrâlens geometriska riktning (x), att denna geometriska riktning (x) 'och längdaxeln (y) hos urtagningen skär varandra i utsprutningsstället (7) för bränslet och att vinkeln (P) är större än 30 och mindre än 150, och att radien (R) hos urtagningen (S) är mellan 4,75 och 5,0 mm. J 4)