SE463980B - Foerfarande foer insprutning av braensle i en foerbraenningsmotors foerbraenningsrum - Google Patents

Description

463 980 10 15 20 25 30 35 2 bränslet och regleringen av utsläppen i motorns avgaser.

Med detta ändamål för ögonen har ett förfarande åstadkommits för insprutning av bränsle i ett förbrän- ningsrum hos ett förbränningsmotor, innefattande stegen att innesluta en doserad bränslekvantitet i en gas, att tillföra bränsle-gasblandningen, som är framställd på detta sätt, genom ett selektivt öppningsbart mun- stycke till förbränningsrummet under sådana tillstånd, att en finfördelad bränslestråle åstadkommes med en dispersionshastighet i strålens axelriktning ej över- stigande 25 m/s vid 35 mm strálinträngning från mun- stycket, uppmätt vid atmosfärstryck i stillastående luft.

Det skall förstås, att av ett antal anledningar är det ej lämpligt att åstadkomma en uppmätning av strålinträngningen inuti förbränningsrummet under drifttillstándet. Vid definiering av föreliggande uppfinning är således strålhastigheterna och strålin- trängningarna uppmätta i stillastående luft vid atmos- färstryck. Dessa mätningar är gjorda med det munstycke och den insprutningsmekanism, som används för att tillföra bränslet till förbränningsrummet, och som arbetar under samma villkor, som då bränsle insprutas i en motors förbränningsrum, d v s att bränsle- och gastrycken är desamma och munstyckets öppningsrörelse är densamma som vid normal motordrift.

Företädesvis understiger den finfördelade strålens dispersionshastighet i den axiella riktningen 16 m/s vid 35 mm, och är vanligtvis mellan 6 till 10 m/s, företrädesvis ca 8 m/s. Den finfördelade strålens dispersionshastighet i den radiella riktningen, som är vinkelrät mot strålens axel, är företrädesvis ej mer än 25 m/s och vanligtvis ungefär 12 m/s vid 35 mm avstånd från strålens axel.

Det är av speciell betydelse att bibehålla de ovan angivna strålinträngningsparametrarna vid låga 10 15 20 25 30 35 465 "šso 3 bränslehastigheter, d v s vid låg motorbelastning, för att reglera kolvätena (HC) i motorns avgaser.

Vid låga belastningar är den insprutade bränslekvantite- ten per cykel låg och om den är avsevärt dispergerad över gassatsen kommer detta att resultera i dålig antändningsförmåga och flamunderhåll. För att undvika eller minska dessa negativa effekter är det nödvändigt att allmänt begränsa bränslefördelningen i gassatsen och speciellt att åstadkomma en rik blandning i tändpunk- tens (tändstiftets) omedelbara närhet.

På detta sätt är satsen lätt antändbar tack vare den rika blandningen vid tändstiftet. Den relativt ringa bränslekvantiteten dispergerar ej magert över den totala gassatsen och ej heller är bränslet fördelat i mycket utsläckande områden i gassatsen, vilka båda skulle bidra till låg inträngning av flamman och resul- terande oförbränt bränsle för att bilda HC i avgaserna.

Fastän den begränsade inträngningen, utan annan korrigerande verkan, kan resultera i en viss ökning av HC-utsläppen vid den övre delen av motorns belastnings- område, sker detta i ett driftsområde som utövas under enbart en relativt liten del av motorns totala driftstid vid många tillämpningar, såsom automatik i fordon.

Fördelarna med den lite inträngande bränslestrålen är speciellt relevanta vid motorns drift upp till 80% av den maximala motorbelastningen och upp till 50% av motorns maximala driftshastighet.

Användningen av den lite inträngande bränslestrålen är speciellt fördelaktig då insprutningsmunstycket har en konstruktion, som åstadkommer ett bränslestrål- mönster som bildar ett moln med bränsle dispergerat över detta istället för ett mönster av det ihåligt koniska slaget. I PCT ansökningen nr PCT/AU86/00201 anges ett speciellt förfarande för insprutning av bränsle i ett förbränningsrum och en speciell utform- ning av munstycket, av vilka var och en kan användas 463 980 10 15 20 25 30 35 4 tillsammans med den ringabränslestråleinträngningen, som anges här. Det hänvisas härmed till beskrivningen i denna patentansökan.

I ett föredraget utförande av förfarandet för insprutning av bränsle i förbränningsrummet innefattas således inneslutning av bränsle i en gasström och selektivt öppnande av ett munstycke för att avge bränsle- -gasblandningen, bildad pà detta sätt, till förbrännings- rummet och att befrämja föredragna vägar för bränsle-gas- blandningen, då den passerar genom munstycket för att åstadkomma en i huvudsak cirkulärt formad första gasgruppering, som innesluter bränsledroppar, och en andra gasgruppering, som innesluter bränsledroppar inuti det område, som avgränsas av den första gruppering- en, som utströmmar från munstycket, varvid bränsledroppar- na som utströmmar från munstycket har en dispersionshas- tighet i den finfördelade stràlens axelriktning som ej överstiger 25 m/s vid 35 mm strålinträngning, uppmätt enligt ovan.

I det ovan diskuterade, föredragna utförandet av föreliggande uppfinning åstadkommer gasgrupperingarna, som innesluter bränsledropparna, större exponering av bränsledropparna för luften, och då strömmarna från dessa vägar förflyttar sig bort från munstycket och retarderas uppbryts strömmarna på så sätt, att bränsle- dropparna dispergerar och bilder en dimma. De disperge- rade strömmarna bildar slutligen ett gemensamt moln av bränsledroppar.

Då grupperingen är sådan, att strömmarna av bränsle- droppar har en cirkulär eller divergerande konisk form skapas ett toroidalt luftflöde inuti formationen och i huvudsak koncentriskt med denna. Luftflödet i toroidens yttre område omsluter flödet av strömmarna av bränsledropparna och bränslet blir inneslutet i det toroidala luftflödet för att föras in i strömformatio- nen. Denna dispersion av bränsledroppar bidrar till den 10 15 20 25 30 35 465 980 5 effektiva fördelningen av bränslet, medan bränslet kvarhålles inuti ett avgränsat område.

Strålmolnet begränsas företrädesvis inuti en konisk volym, som avgränsas av en inneslutande vinkel ej understigande ca 90° och upp till ca 2l0°.

Bränslet, som inneslutes i luften, kan tillföras till förbränningsrummet via en av en tallriksventil styrd port, vilken ventil är försedd med ett flertal spår, vilka är anordnade på avstånd från varandra kring det avslutande kantpartiets omkrets. Anordnandet av dessa spår åstadkommer två alternativa vägar för bränsle-gasblandningen, en yttre väg som bildas av de ej spârförsedda partierna hos ventilelementets avslutande kant och en annan väg via spåren, vilkas bottemkanter är förskjutna radiellt inåt från ventil- elementets avslutande kant.

Ventilytan, över vilken bränsle-gasblandningen strömmar då ventilen är öppen, har företrädesvis en divergerande konisk form, så att bränsle-gasblandningen, som utströmmar från den avslutande kanten, kommer att till att börja med bibehålla denna flödesriktning för att bilda en yttre gruppering av gasinneslutna bränsledroppar. Där den avslutande kanten avbrytes av spåren kommer emellertid åtminstone en del av bräns- let och gasen att strömma genom spåret och på så sätt utströmma från ventilen innanför dess avslutande kant.

Den ovan diskuterade konstruktionen av tallriksven- tilen skapar ett moln av bränsle och gas, som är intimt blandat och följaktligen är en lätt antändbar blandning, med en liten inträngning i gassatsen i förbränningsrummet.

Detta moln kan vara anordnat i förbränningsrummet tätt intill tändstiftet genom lämplig placering av insprut- ningsmunstycket relativt tändstiftet. Bränslets partikel- storlek i molnet är företrädesvis av storleksordningen upp till 10 pm (Sauter Mean Diameter).

Föreliggande uppfinning kommer att lättare förstås av den följande beskrivningen med hänvisning till den bifogade ritningen. 463 980 6 Fig 1 är ett snitt genom en cylinder i en tvåtakts- motor i förenklad form, i vilken uppfinningen kan användas.

Fig 2 är ett snitt genom en bränsleinsprutningsanord- 5 ning, som kan användas vid utförandet av uppfinningen.

Fig 3 är ett förstorat snitt genom munstyckspartiet i insprutningsanordningen, som visas i fig 2.

Fig 4 visar en förstorad vy av en föredragen utformning av ventilelementets huvud. lß Fig 5 visar en sidovy, delvis i snitt, av ventilele- mentet enligt fig 4.

Fig 6 är en illustration av molnbildningen av bränslestrálen, som erhålles med ventilhuvudet som visas i figurerna 4 och 5. 15 Fig 7 är en perspektivvy av en ventilport, som är lämplig för användning tillsammans med en konventio- nell tallriksventil vid praktisering av föreliggande uppfinning.

Fig 8 visar jämförande inträngningsprestanda 20 för tre olika insprutningsmunstycken.

Fig 9 visar jämförande bränsleförbrukningar för en motor med samma tre insprutningsmunstycken, som användes i de försök, som presenterats i fig 8.

Fig 10 visar jämförande kolvätenivàer i avgaserna 25 hos en motor med samma tre insprutningsmunstycken, som användes i de försök, som presenterats i figurerna 8 och 9.

Det hänvisas nu till fig 1, i vilken motorn 9 är en encylindrig, tvåtakts bensinmotor av en i huvudsak 30 vanlig konstruktion, med en cylinder 10, ett vevhus ll och en kolv 12, som rör sig fram och tillbaka i cylindern 10. Kolven 12 är ansluten till vevaxeln 14 via vevstaken 13. Vevhuset är försett med luftinsug- ningsportar 15, innefattande konventionella klaffventiler 35 19, och tre överströmningskanaler 16 (endast en visas) som förbinder vevhuset med resp överströmningsport, av vilka två visas med 17 och 18, varvid den tredje 10 15 20 25 30 35 463 980 7 motsvarar 17 på den motsatta sidan av porten 18. En avgasport 20 är utformad i cylinderns vägg i huvudsak mittemot den centrala överströmningsporten 18.

Det löstagbara topplocket 21 har en förbränningshå- lighet 22, i vilken tändstiftet 23 och bränsleinsprut- ningsanordningen 24 inskjuter. Håligheten 22 är anordnad i huvudsak symmetriskt med avseende på cylinderns axiella plan, som sträcker sig genom överföringsportens 18 och avgasportens 20 centrum. Håligheten 22 sträcker sig över cylindern från cylinderväggen omedelbart över överföringsporten 18 en sträcka förbi cylinderns centrumlinje.

Hålighetens 22 tvärsnittsform längs det ovan angivna axialplanet för cylindern är i huvudsak bågfor- mad vid den djupaste punkten eller basen 28, med bâgens centrumlinje något närmare cylinderns centrumlinje än cylinderns vägg över överföringsporten 18. Den bâgformade basens 28 ände, närmare cylinderväggen över överföringsporten 18, övergår i en i huvudsak plan yta 25 och den motsatta eller inre änden av den bâgformade basen 28 övergår i en relativt kort, brant yta 26: Insprutningsanordningen 24 är anordnad på så sätt, att dess munstycke befinner sig ungefär vid det djupaste partiet av háligheten 22, medan tändstiftet 23 är anordnat i den yta av háligheten, som är avlägsen från överföringsporten 18. Luftsatsen, som inkommer i cylindern via överföringsporten, kommer således att strömma längs háligheten, förbi insprutningsmunstyck- et 24 och mot tändstiftet och medför på detta sätt bränslet från munstycket till tändstiftet.

Ytterligare detaljer hos hálighetens 22 utformning och hos förbränningsprocessen, som erhålles genom denna, beskrives i den brittiska patentansökningen nr 8612601, vilken motsvarar den amerikanska patentansök- ningen med titeln "ïmprovements Relating to Two Stroke Cycle Internal Combustion Engines" av Schlunke och 463 980 10 15 20 25 30 35 8 Davis, till vilka beskrivningar det härmed hänvisas.

Insprutningsanordningen 24 är en integrerad del av ett bränsledoserings- och insprutningssystem, genom vilket bränsle, som är inneslutet i luft, tillföres till motorns förbränningsrum genom trycket hos matnings- luften. En speciell utformning av bränsledoserings- och insprutningsenheten visas i fig 2 på ritningarna.

Bränsledoserings- och insprutningsenheten inne- fattar en lämplig, allmänt tillgänglig doseringsanord- ning 30, såsom en insprutningsanordning med en strypkropp av ett självdrivande slag, som är ansluten till ett insprutningshus 31 med ett kvarhållande rum 32 i detta.

Bränslet sugs från bränsletanken 35 och avges av bränsle- pumpen 36 via tryckregulatorn 37 genom bränsleinlopps- porten 33 till doseringsanordningen 30. Doseringsanord- ningen, som arbetar på ett känt sätt, doserar en bränsle- kvantitet till det kvarhållande rummet 32 i enlighet med motorns bränslebehov. överflödigt bränsle, som matas till doseringsanordningen, returneras till bränsle- tanken 35 via bränslereturporten 34. Bränsledoserings- anordningens 30 speciella konstruktion är ej kritisk för föreliggande uppfinning och varje lämplig anordning kan användas.

Vid drift trycksättes det kvarhållande rummet 32 med luft, som matas från luftkällan 38 via tryckre- gulatorn 39 genom luftinloppsporten 45 in i huset 31.

Insprutningsventilen 43 manövreras för att tillåta den trycksatta luften att avge den doserade bränsle- kvantiteten via insprutningsspetsen 42 i motorns för- bränningsrum. Insprutningsventilen 43 är av den tallriks- konstruktion, som öppnar inåt mot förbränningsrummet, d v s ut från det kvarhållande rummet.

Insprutningsventilen 43 är, via en ventilspindel 44 som sträcker sig genom det kvarhållande rummet 32, ansluten till solenoidens 47 ankare 41, som är anordnad inuti insprutningshuset 31. Ventilen 43 är förspänd mot det stängda läget av tallriksfjädern 40 och öppnas genom tillslagning av solenoiden 47. Tillslagningen 10 15 20 25 30 35 465 980 9 av solenoiden 47 styrs i tidsförhållande till motorns cykel för att åstadkomma tillförsel av bränslet från det kvarhållande rummet 32 till motorns förbränningsrum.

Ytterligare detaljer vid driften av det bränslein- sprutande systemet, som innefattar ett kvarhållande rum, anges i de australiensiska patentansökningarna nr 32132/84 och 46758/85, vilka motsvarar de amerikanska patentansökningarna nr 740067 och 849501 av M. McKay, till vilka det härmed hänvisas.

Fig 3 visar den ovan beskrivna insprutningsventilen 43 och det intilliggande partiet av insprutningshuset 31. Ventilen 43 är fäst vid ventilspindeln 44, vilken i sin tur manövreras av solenoiden 47, såsom visas i fig 2. Ventilens radiella rörelse regleras av de tre omkretsytornas 41 lagring mot det kvarhållande rummets 32 vägg. Samverkande tätningsytor 50 och 51 är anordnade på ventilen 43 och i porten 48. Dessa ytor innesluter en vinkel av l20°. Då ventilen 43 manövreras avlägsnas ytorna 50 och 51 från varandra och lämnar en öppning 52 mellan sig, genom vilken bränslet och trycksatt gas insläpps i förbränningsrummet.

Munstyckets utformning kommer att påverka bränslets inträngningsgrad i förbränningsrummet. En speciell utform- ning av ventilelementet för användning i den ovan beskrivna doserings- och insprutningsenheten visas i figurerna 4 och 5.

Såsom framgår av fig 4 och 5 finns det tolv lika åtskilda spår eller slitsar 65 runt tallriksventilens omkrets och en ringformad tätningsyta 61, som vid användning samverkar med en motsvarande tätande yta på munstycksporten, såsom tidigare beskrivits. Den tätande ytans 61 inneslutna vinkel är normalt l20°, men kan ha varje annan lämplig vinkel, såsom exempelvis den ibland använda vinkeln av 90°.

I det utförande, som visas i fig 4, finns det tolv spår, som är lika åtskilda runt tallriksventilhuvu- dets omkrets med en innesluten vinkel mellan de motsatta, 463 980 10 15 20 25 30 35 10 radiella väggarna hos varje spår av l4,5°. I den speci- ella, visade ventilen är ventilhuvudets totala diameter 4,9 mm med spårens bredd mellan dess motsatta sidor 66 vid omkretsen 0,7 mm och det minsta djupet vid spårets centrumlinje 0,7 mm.

Spárets botten 67 kan ha en utformning annan än parallellt med ventilens axel och kan typiskt luta inåt och nedåt mot ventilens axel, såsom visas, så att spårets djup vid ventilens nedre yta är större än vid dess övre yta. Typiskt kan den lutande bottens vinkel mot ventilaxeln vara i storleksordningen 30°.

I andra varianter kan spårets bottenplan vara parallellt med ventilaxeln eller krökt i någon riktning, d v s så att slitsens djup ökar från toppen till bottenkanten eller vice versa.

Med ett ventilhuvud av den ovan angivna konstruktio- nen utströmmar bränsle- och luftblandningen från ventilen för att skapa ett moln av bränsledroppar på visst avstånd under ventilhuvudet.

Det hänvisas nu till fig 6, där gränsskiktsströmmar 70 av bränsle och gas, som utströmmar från ventilens icke spårförsedda parti, kan vara något rikare på bränsle än de inre strömmarna.

Såsom tidigare diskuterats rör sig strömmarna på ett visst avstånd från ventilen och retarderas, strömmar- na bryts upp i en bränsledimma, denna dimma förs inåt från gränsskiktsströmmarna 70 för att bilda, inom den huvudsakliga begränsningen för strömmarnas gruppe- ring, ett i huvudsak kontinuerligt moln 72 av fina bränsledroppar, som är dispergerade i en luftvolym.j Det skall observeras, att huvudströmmarna 70 utströmmar från ventilens kant i en divergerande väg i form av en koniskt ridà och som ett resultat av den på detta sätt åstadkomma tryckgradienten utvecklar ett i huvudsak toroidalt luftflöde 73 inuti den volym, som avgränsas av bränsle-luftströmmarna 70. De delar av det toroidala flödet som ligger intill strömmarna 10 15 20 25 30 35 463 980 ll 70 har samma riktning som dessa. Således upptar det yttersta partiet hos detta toroidala luftflöde bränsle- droppar från gränsskiktsströmmarna 76 ocn för dem inåt för att dispergera i luften som rör sig i det cirkulära flödet, vilket hjälper fördelningen och begränsar inträngningen av bränslet från insprutningsmunstycket.

Således är detta toroidala luftflödes 73 inverkan sådant, att dispersion av bränsledropparna utåt och nedåt i huvudsak förhindras, vilket skulle orsaka ett relativt dispergerat moln av bränsledroppar, och att föra bränsledropparna mot centrum, så att ett koncentrerat bränslemoln åstadkommes.

Gynnsam inverkan på regleringen av bränslestrålein- trängningen kan även uppnås med en serie spår i porten tillsammans med en konventionell tallriksventil utan spår för att öppna och stänga porten. En typisk utform- ning av en spårförsedd port visas i fig 7.

Porten har en ringformad tätningsyta 80, vilken vid användning samverkar med en motsvarande tätnings- yta på en tallriksventil. Nedströms den tätande ytan 80 finns en ringformad ändyta 81, som i huvudsak är vinkelrät mot portens axel, och en sammanbindande, i huvudsak cylindrisk inneryta 84. Tolv lika åtskilda spår 82 är utformade i ändytan 81, vilka sträcker 8 sig från innerytan 84 till den yttre omkretsytan 83.

Företrädesvis är spårens motsatta väggar 85 parallella.

Spårens botten är företrädesvis plan och parallell med ändytan 81. Spårets djup är sådant, att den del av bränsle-luftsatsen, som förflyttas genom porten mot spåret då ventilen är öppen, ej kommer att träffa den cylindriska ytan 84 och kommer att passera genom spåret oförhindrat. Den del av bränsle-luftsatsen, som verkligen träffar den cylindriska ytan 84 mellan spåren 82, omlänkas för att förflytta sig längs denna yta.

Det ovan beskrivna arrangemanget av spår i porten kommer att uppdela bränsle-luftblandningen, som utström- 463 980 - 10 15 20 25 30 35 12 mar från porten, i två grupperingar av bränsledroppar, en yttre gruppering, som utströmmar genom spåren 82, och en inre gruppering, som utströmmar från de icke spârförsedda partierna av den inre ytan 81. I detta arrangemang är den yttre grupperingen divergent med avseende på portens axel och fortsätter i huvudsak i den tätande ytans 80 riktning, medan den inre gruppe- ringen har i huvudsak en cylindrisk form, som följer den inre ytan 81.

Bränslemolnet, som skapas av den spàrförsedda porten, har även låg inträngning, vilket även molnet, som resulterar från en spàrförsedd ventil med samma vinkel, har, varför det resulterande bränslemolnet i princip kan bibehållas inuti förbränningshåligheten som är anordnad i topplocket, såsom håligheten 22 i fig l.

Då man använder den ovan beskrivna, spårförsedda portut- formningen åstadkommer även de båda grupperingarna av bränsledroppar en ökad exponering av bränslet för luften för att befrämja antändbarheten och brännbarheten.

Fig 8 visar en serie avstånd-tidskurvor för bränsle- strålen från tre olika insprutningsmunstycken. De data, som används för att åstadkomma dessa kurvor, erhölls genom att inspruta fotogen från resp munstycken i stillastående luft vid atmosfärstryck. Fotogen använ- des som ett substitut för bensin av säkerhetsskäl och avstånden och hastigheterna, som erhölls med fotogen, skiljer sig ej märkbart från bensinens. Var och en av kurvorna i fig 8 erhölls genom användning av en bränsledoserings- och insprutningsenhet av den huvudsak- liga konstruktion, som visas i fig 2, med luftinmatning vid ett tryck av 550kPa, en lyftning av insprutningsven- tilen av 0,35 mm och en bränslemängd i storleken av 5,1-5,35 mg.

Kurvan 90 i fig 8 erhölls med ett insprutningsmun- stycke med en slät tallriksventil, anordnad i ett urtag i munstyckets spets, vilket urtag tillhandahöll en i huvudsak cylindrisk vägg, som omgav ventilen, 10 15 20 25 30 35 463 980 13 då ventilen var i sitt öppna läge. Denna konstruktion åstadkom en radiellt begränsad stråle med hög inträng- ning. Kurvans 90 lutning representerar strålens hastighet, vilken är i storleksordningen 50 m/s vid ett axiellt avstånd av 25 mm från munstycket och är fortfarande ca 45 m/s vid ett avstånd av mellan 50 mm och 70 mm från munstycket.

Kurvan 91 i fig 8 erhölls med ett insprutningsmun- stycke, som är baserat på det som användes för kurvan 90 och som är modifierat för att uppvisa spår i den cylindriska vägg, som omger ventilen, i huvudsak av den form som tidigare beskrivits med hänvisning till fig 7 på ritningarna. Munstycket åstadkom strålhastighe- ter i den axiella riktningen av ca 20 m/s vid ett avstånd av 25 mm från munstycket och ca 12 m/s vid ett avstånd av mellan 50 till 70 mm från munstycket.

Kurvan 92 i fig 8 erhölls vid användning av ett insprutningsmunstycke enligt den huvudsakliga konstruk- tion, som beskrivits med hänvisning till figurerna 4 och 5, med en serie spår i ventilens omkrets. Denna konstruktion åstadkom den lägsta inträngningslängden av de tre testade munstyckena. Vid ett axiellt avstånd av ca 30 mm från munstycket var strålhastigheten ca 12 m/s och vid ett avstånd av 50 till 60 mm från mun- stycket var hastigheten ca 7 m/s.

Fig 9 visar en ytterligare serie av diagram, vilka visar motorns bränsleförbrukning i förhållande till vridmomentet för var och en av de tre insprutnings- munstyckena, som tidigare hänvisats till i fig 8.

I detta diagram är kurvorna betecknade med 90a, 9la och 92a och är således bränsleförbrukningskurvor för de insprutningsmunstycken,som motsvarar kurvorna 90, 91 resp 92 i fig 8. Det skall observeras i fig 9, att speciellt i det låga vridmomentområdet väsentliga bränslebesparingar har gjorts genom att använda de finfördelade bränslestrålarna med låg inträngning, som representeras av kurvorna 91 och 92 i fig 8. 465 980 10 15 20 25 30 35 14 Fig 10 visar ytterligare en serie diagram för kolväteinnehållet (HC) i motorns avgaser, markerade i förhållande till motorns vridmoment, med de tre kurvorna numrerade 90b, 91b och 92b för att indikera att de är de HC-tal, som erhölls vid användningen av de insprutningsmunstycken som representeras med kurvorna 90, 91 resp 92 i fig 8. Det skall även observe- ras, att de båda munstyckena för låg inträngning, som representeras med kurvorna 9lb och 92b, åstadkommer en betydande minskning av kolväten i avgaserna jämfört med vid den finfördelade strálen med hög inträngning, som representeras med kurvan 90b, Det skall förstås, att föreliggande uppfinning kan tillämpas vid varje form av bränsleinsprutningssystem, i vilken bränslet inneslutes i luft eller annan gas, speciellt en förbränningsunderstödjande gas, och som avges i ett förbränningsrum via ett munstycke.

I ett speciellt bränsleinsprutningssystem tillföres en doserad bränslekvantitet i en luftvolym och den på detta sätt bildade luft- och bränsleblandningen avges via ett munstycke, vid munstyckets öppnande, genom tryckskillnaden som råder mellan luftvolymen och gassatsen i motorns förbränningsrum. Luftvolymen kan vara statisk eller rörlig då bränsle doseras i denna. Sättet att dosera bränslet kan vara av något lämpligt slag, innefattande trycksatt matning av bränslet, som utströmmar under en justerbar tidsperiod in i luftvolymen, eller individuellt doserade bränslekvanti- teter, vilka tillföres genom en luftpuls.

Bränslets inträngningsgrad i förbränningsrum- met kan regleras genom insprutningsmunstyckets utform- ning, såsom genom tallriksventilens eller portens form, såsom ovan beskrivits, och/eller genom reglering av tryckskillnaden över munstycket, och/eller genom den sträcka, som ventilelementet upplyfts för att reglera flödet genom munstycket.

Bränsleinsprutningssystem och doseringsanordningar, 10 15 463 980 15 som är lämpliga för användning vid praktiserandet av uppfinningen, anges i de amerikanska patenten 4 462 760 och 4 554 945 samt PCT ansökningarna PCT/AU84/00150 och PCT/AU85/00176.

I denna beskrivning har det hänvisats till använd- ningen av föreliggande uppfinning i anslutning till en motor, som arbetar i tvåtakt och har gnisttändning, men det skall emellertid förstås, att uppfinningen likaväl kan tillämpas vid gnisttända motorer som arbetar i fyrtakt. Uppfinningen är tillämplig vid förbränningsmo- torer för alla ändamål, men är speciellt användbar vid förbättring av bränsleekonomin och för att reglera avgasutsläppen i motorer för eller i fordon, innefattande bilar, motorcyklar och båtar, innefattande utombordmoto- rer.

Claims (11)

463 980 1 6 PATENTKRAV

1. Förfarande för direktinsprutning av bränsle i en förbränningsmotors förbränningsrum (22), k ä n n e - t e c k n a t av stegen att innesluta en doserad bränsle- kvantitet i en gas, att tillföra bränsle-gasblandningen, 5 som är framställd på detta sätt, genom ett selektivt öppningsbart munstycke (24) till förbränningsrummet (22) under sådana tillstånd, att en finfördelad bränslestråle åstadkommes med en dispersionshastighet i strålens axel- riktning ej överstigande 25 m/s vid 35 mm strålinträng- 10 ning från munstycket (24), uppmätt vid atmosfärstryck i stillastående luft.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t av att strålens dispersionshastighet i strålens axelriktning understiger 18 m/s vid en strålinträngning 15 av 70 mm vid atmosfärstryck i stillastående luft.

3. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t av att strålens dispersionshastighet vid en intrång- ning av 35 mm är mindre än 18 m/s.

4. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - 20 n a t av att strålens dispersionshastighet vid en in- trängning av 35 mm är 6 till 10 m/s.

5. Förfarande enligt patentkravet 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t av att strålens dispersions- hastighet i en riktning vinkelrät mot strålens axel under- 25 stiger 20 m/s vid ett radiellt avstånd av 35 mm från denna axel.

6. Förfarande enligt något av patentkraven 1 till 4, k ä n n e t e c k n a t av att strålens dispersions- hastighet i en riktning vinkelrät mot strålens axel under- 30 stiger 10 m/s vid ett avstånd av 35 mm från axeln.

7. Förfarande enligt något av patentkraven 1 till 5, k ä n n e t e c k n a t av att den doserade bränsle- kvantiteten tillförs till ett rum (32), som innehåller 10 15 20 25 30 35 463 980 17 gas, för att innesluta bränslet i gasen, och av att en port (48) selektivt öppnas för att förbinda rummet (32) med förbränningsrummet (22), vilken gas i rummet är tryck- satt för att tillföra bränsle-gasblandningen till för- bränningsrummet, då porten är öppen.

8. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av steget att befrämja före- dragna respektive vägar för bränsle-gasblandningen, då den passerar genom porten (48) för att bilda en första gasgruppering med i huvudsak cirkulärt tvärsnitt, som innesluter bränsledroppar, och en andra gasgruppering, som innesluter bränsledroppar, inuti det område, som avgränsas av den första grupperingen, som utströmmar från porten (48).

9. Förfarande enligt patentkravet 8, k ä n n e - t e c k n a t av att den första gasgrupperingen, som innesluter bränsledroppar, divergerar utåt med avseende på grupperingens axel. g

10. Förfarande enligt något av patentkraven 1 till 7, k ä n n e t e c k n a t av att gasen, som innesluter bränsle, insprutas i förbränningsrummet (22) genom en port (48) och att ett ventilelement (43) selektivt för- -flyttas relativt porten för att öppna och stänga porten, vilken port (48) och ventilelement (43) avgränsar en 'ringformad öppning (52) då porten är öppen, vilken öpp- ning uppvisar en serie spår (65,82) längs åtminstone Jen del av åtminstone den ena av den ringformade öppning- lens (52) omkretskanter (50,51,81), vilken gas, som inne- sluter bränsle, drives genom öppningen (52) och med en idel av denna passerande genom spåren (65,82), vilka spår är anordnade att forma en gasgruppering, som innesluter bränsledroppar, som utströmmar från denna in i förbrän- ningsrummet (22) längs en väg, som skiljer sig från åter- stoden av gasens, som innesluter bränsledropparna, som utströmmar från den ringformade öppningen. 463 980 18

11. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av att förbränningsmotorn ar- betar i tvåtaktscykler.