SK8538Y1 - Method of fuel injection for combustion engines - Google Patents

Method of fuel injection for combustion engines Download PDF

Info

Publication number
SK8538Y1
SK8538Y1 SK156-2018U SK1562018U SK8538Y1 SK 8538 Y1 SK8538 Y1 SK 8538Y1 SK 1562018 U SK1562018 U SK 1562018U SK 8538 Y1 SK8538 Y1 SK 8538Y1
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
engine
fuel
stroke
internal combustion
cycle
Prior art date
Application number
SK156-2018U
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK1562018U1 (en
Inventor
Silvester Čambál
Original Assignee
Cambal Silvester
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cambal Silvester filed Critical Cambal Silvester
Priority to SK156-2018U priority Critical patent/SK8538Y1/en
Publication of SK1562018U1 publication Critical patent/SK1562018U1/en
Publication of SK8538Y1 publication Critical patent/SK8538Y1/en

Links

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

Fuel injection control for combustion engines by changing the fuel injection cycle (7) from regular to alternate and vice versa, according to the required motor power allows the engine to operate in a four-stroke power or eight stroke economy mode.

Description

Vynález sa vzťahuje na úpravu spôsobu vstrekovania paliva pre motory s vnútorným spaľovaním v automobilovom priemysle.The invention relates to a modification of a method of injecting fuel for internal combustion engines in the automotive industry.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Podľa aktuálneho stavu techniky sa palivo (benzín) dostáva do spaľovacieho priestoru motora buď nepriamym vstrekovaním do nasávacieho potrubia, alebo je palivo (benzín, nafta) vstrekované priamo do valcov motora. Režim vstrekovania paliva sa aktivuje pre prvý takt štvortaktného spaľovacieho motora s nepriamym vstrekovaním a v druhom takte pri motoroch s priamym vstrekovaním. Štvortaktný cyklus je najčastejšie používaný typ konštrukcie spaľovacích motorov.According to the state of the art, fuel (gasoline) enters the combustion chamber of the engine either by indirect injection into the intake manifold, or fuel (gasoline, diesel) is injected directly into the engine cylinders. The fuel injection mode is activated for the first cycle of the four-stroke indirect-injection internal combustion engine and for the second cycle for direct-injection engines. The four stroke cycle is the most commonly used type of internal combustion engine design.

Podľa aktuálneho stavu techniky, na obrázku 1, pracuje spaľovací motor vo štvortaktnom cykle. V prvom takte spaľovacieho motora je nasávací ventil 1 otvorený. Piest 2 saje vzduch 3 do valca 4. Súčasne vstrekovanie 5 paliva 7 pomocou vstrekovacej dýzy 6 zmieša palivo 7 so vzduchom 3 vo valci 4. V druhom takte sú (všetky) ventily 1 a 9 zatvorené. Piest 2 stláča zmes paliva 7 a vzduchu 3 vo valci 4. Krátko pred dosiahnutím horného úvratu piesta 2 zapaľovacia sviečka 8 zapáli zmes paliva 7 a vzduchu 3. V treťom takte spaľovacieho motora sú ventily 1 a 9 zatvorené. Zmes paliva 7 a vzduchu 3 prehorí, čo zvýši teplotu vo valci 4, vytvorí tlak na piest 2 a následne tlačí piest 2 nadol - pracovný takt motora. Vo štvrtom takte je ventil 9 otvorený. Spaliny 10 sú vytlačené von z valca 4 piestom 2.According to the prior art, in Figure 1, the internal combustion engine operates in a four stroke cycle. In the first cycle of the internal combustion engine, the intake valve 1 is open. The piston 2 sucks air 3 into the cylinder 4. At the same time, the injection 5 of the fuel 7 by means of the injection nozzle 6 mixes the fuel 7 with the air 3 in the cylinder 4. In the second measure, all valves 1 and 9 are closed. The piston 2 compresses the fuel / air mixture 3 in the cylinder 4. Shortly before reaching the top dead center of the piston 2, the spark plug 8 ignites the fuel / air mixture 3. In the third cycle of the internal combustion engine, the valves 1 and 9 are closed. The mixture of fuel 7 and air 3 will burn, increasing the temperature in cylinder 4, applying pressure to the piston 2 and then pushing the piston 2 down - the engine operating cycle. In the fourth measure, the valve 9 is open. The flue gas 10 is forced out of the cylinder 4 by the piston 2.

Štvortaktný spaľovací motor ale v prípade (častej) potreby menšieho výkonu nedokáže svoj zdvihový objem meniť. Z toho dôvodu je motor vybavený škrtiacou klapkou v nasávacom potrubí, ktorá reguluje objem vzduchu, ktorý má motor k dispozícii na svoju činnosť. Na tento objem vzduchu je vstrekované aj adekvátne množstvo paliva, spravidla 14 : 1.However, the four-stroke internal combustion engine cannot change its stroke volume if (often) less power is required. For this reason, the engine is equipped with a throttle in the intake manifold that regulates the volume of air available to the engine to operate. An adequate amount of fuel is also injected into this air volume, typically 14: 1.

Ale takéto priškrtenie spaľovacieho motora klapkou vytvára motoru odpor, teda energetické straty. Okrem toho redukovanie objemu nasávaného vzduchu motorom a následne redukovanie objemu vstrekovaného paliva je obmedzené, pretože zmes paliva a vzduchu vo valci je potrebné spoľahlivo zapáliť. Pri spaľovaní (extrémne) chudobnej zmesi paliva a vzduchu vznikajú dodatočné škodliviny vo výfukových plynoch spôsobené prevádzkou spaľovacieho motora.But such a throttle of the internal combustion engine creates resistance to the engine, ie energy loss. In addition, reducing the amount of intake air by the engine and consequently reducing the volume of injected fuel is limited because the fuel / air mixture in the cylinder needs to be reliably ignited. The combustion of an (extremely) lean fuel-air mixture generates additional pollutants in the exhaust gases caused by the operation of the internal combustion engine.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Cieľom vynálezu je taký režim vstrekovania a spaľovania paliva, ktorý v porovnaní so súčasným stavom techniky umožní úsporu paliva a zníženie emisií vo výfukových plynoch spaľovacieho motora. Tento cieľ je možné dosiahnuť prostredníctvom zníženia počtu cyklov vstrekovania paliva do valca spaľovacieho motora o 50 % a následne aj zníženia počtu pracovných cyklov o 50 %. Spaľovací motor podľa vynálezu pracuje pri vysokom zaťažení štandardne v štyroch taktoch s pravidelným vstrekovaním, ale pri nízkom zaťažení motor pracuje v osemtaktnom cykle so striedavým vstrekovaním paliva. Ak štvorvalcový spaľovací motor pracuje vo štvortaktnom cykle, tak pri 3 000 obrátkach za minútu dosiahne 100 pracovných taktov motora v jednej sekunde. Za rovnakých podmienok motor v osemtaktnom cykle 50.It is an object of the present invention to provide a fuel injection and combustion mode which, compared to the prior art, allows fuel economy and emissions reduction in the internal combustion engine. This objective can be achieved by reducing the number of fuel injection cycles in the internal combustion engine cylinder by 50% and consequently by reducing the number of operating cycles by 50%. The internal combustion engine of the present invention operates normally in four such with regular injection at high load, but at low load, the engine operates on an eight-stroke cycle with alternate fuel injection. If the four-cylinder internal combustion engine operates in a four-stroke cycle, it reaches 100 engine strokes in one second at 3000 rpm. Under the same conditions, the engine shall be operated in an eight - stroke cycle 50.

V osemtaktnom cykle motor pracuje v prvých štyroch taktoch (1 - 4) rovnako ako pri štvortaktnom cykle, ale ďalších štyroch taktoch (5 - 8) sa už palivo nevstrekuje do valcov motora. Motorv piatom až ôsmom takte pracuje bez paliva, len so vzduchom.In an eight-stroke cycle, the engine operates in the first four such (1-4) as in the four-stroke cycle, but the other four such (5-8) no longer inject fuel into the engine cylinders. The engine in the fifth to eight stroke works without fuel, only with air.

Po naštartovaní spaľovací motor pracuje najskôr v štvortaktnom cykle. Osemtaktný cyklus je aktivovaný, až keď motor dosiahne pracovnú teplotu (predovšetkým v zime) a ak nie je požadovaný vysoký výkon motora. Pri ustálenej rýchlosti auta po diaľnici, na okresných cestách alebo pomalej jazde v meste motor pracuje v osemtaktnom cykle. V prípade požiadavky väčšieho výkonu motora, napr. pri predbiehaní iného vozidla, vodič zatlačí na plynový pedál a riadiaca jednotka motora ECU automaticky zmení cyklus na štvortaktný prostredníctvom zmeny vstrekovania paliva.After starting the internal combustion engine works first in a four-stroke cycle. The eight-stroke cycle is only activated when the engine reaches operating temperature (especially in winter) and high engine power is not required. At a steady speed of a car on a highway, on a county road, or a slow ride in a city, the engine operates in an eight-stroke cycle. If higher engine power is required, eg. when overtaking another vehicle, the driver pushes the accelerator pedal and the ECU automatically changes the cycle to four stroke by changing the fuel injection.

Prehľad obrázkov na \ýkresochOverview of the figures in the drawings

Na priložených výkresoch je na obr. 1 doterajší stav techniky. Na obr. 2 je činnosť spaľovacieho motora pracujúceho v osemtaktnom cykle.In the accompanying drawings, FIG. 1 of the prior art. In FIG. 2 is the operation of an internal combustion engine operating in an eight-stroke cycle.

S K 8538 Υ1N E 8538 Υ1

Príklady uskutočneniaEXAMPLES

Podľa obrázka 2 môže spaľovací motor pracovať v štyroch taktoch alebo aj v ôsmich taktoch podľa požadovaného výkonu. V osemtaktnom cykle (pri malej záťaži) v prvom takte je nasávací ventil 1 motora otvorený a piest 2 saje vzduch 3 do valca 4. Dýza 6 vstrekuje 5 palivo 7, ktoré sa vo valci 4premieša so vzduchom 3. V druhom takte sú (všetky) ventily 1 a 9 zatvorené. Piest 2 stláča zmes paliva 7 a vzduchu 3 vo valci 4. Krátko pred dosiahnutím horného úvratu piesta 2 zapaľovacia sviečka 8 zapáli zmes paliva 7 a vzduchu 3. V treťom takte spaľovacieho motora sú ventily 1 a 9 zatvorené. Zmes paliva 7 a vzduchu 3 prehorí, zvýši teplotu vo valci 4, vytvorí tlak na piest 2 a následne tlačí piest 2 nadol - pracovný takt motora. Vo štvrtomtakte je výfukový ventil 9 otvorený. Spaliny 10 sú vytlačené von z valca 4 piestom 2.Referring to Figure 2, the internal combustion engine can operate in four such or even eight such as desired. In an eight-stroke cycle (at low load) in the first cycle, the engine intake valve 1 is open and the piston 2 sucks air 3 into the cylinder 4. The nozzle 6 injects 5 fuel 7 which is mixed with the air 3 in the cylinder 4. valves 1 and 9 closed. The piston 2 compresses the fuel / air mixture 3 in the cylinder 4. Shortly before reaching the top dead center of the piston 2, the spark plug 8 ignites the fuel / air mixture 3. In the third cycle of the internal combustion engine, the valves 1 and 9 are closed. The mixture of fuel 7 and air 3 will burn, raise the temperature in the cylinder 4, apply pressure to the piston 2, and then push the piston 2 down - the working cycle of the engine. In the fourth step, the exhaust valve 9 is open. The flue gas 10 is forced out of the cylinder 4 by the piston 2.

V piatom takte spaľovacieho motora je nasávací ventil 1 otvorený a piest 2 saje iba vzduch 3 do valca 4. Dýza 6 ostáva zatvorená. Do valca 4 sa nedostáva žiadne palivo. V šiestom takte sú ventily 1 a 9 zatvorené. Piest 2 stláča iba vzduch 3 bez paliva vo valci 4. V siedmom takte sú ventily 1 a 9 zatvorené. Piest 2 smeruje nadol tlačený len stlačeným vzduchom 3, prebieha expanzia bez spaľovania. V ôsmom takte je výfukový ventil 9 otvorený,piest 2 vytláča vzduch 3 z valca 4 von.In the fifth cycle of the internal combustion engine, the intake valve 1 is open and the piston 2 only sucks air 3 into the cylinder 4. The nozzle 6 remains closed. No fuel enters cylinder 4. In the sixth measure, valves 1 and 9 are closed. The piston 2 only compresses the fuel-free air 3 in the cylinder 4. In the seventh cycle, the valves 1 and 9 are closed. The piston 2 is directed downwardly pushed only by compressed air 3, the expansion proceeds without combustion. In the eighth measure, the exhaust valve 9 is open, the piston 2 forces air 3 out of the cylinder 4 out.

Vo štvortaktnom cykle každé 4 obrátky kľukového hriadeľa motora je palivo vstrekované 2-krát, v osemtaktnom cykle len 1-krát. Pri nízkom požadovanom výkone dýza 6 motora pracujúceho v osemtaktnom cykle vstrekuje do valca 4 o 15 až 20 % viac paliva 7 ako v prípade štvortaktného motora, obr. 1, ale vstrekuje palivo 7 len jedenkrát. To umožňuje palivo aj malých dávkach spoľahlivo zapáliť, čo má za následok zníženie tvorby emisií vo výfukových plynoch a zníženie spotreby paliva o 30 %.In a four stroke cycle every 4 turns of the engine crankshaft, fuel is injected 2 times, in an eight stroke cycle only 1 time. At a low power requirement, the eight-stroke engine nozzle 6 injects 15-20% more fuel 7 into the cylinder 4 than in the four-stroke engine. 1, but injects the fuel 7 only once. This allows fuel to be reliably ignited even in small amounts, resulting in a reduction in exhaust emissions and a 30% reduction in fuel consumption.

Táto technológia umožňuje:This technology allows you to:

- spaľovať aj malé množstvá paliva, ktoré inak pri malom zaťažení motora je problém vo štvortaktnom cykle spoľahlivo zapáliť bez navýšenia tvorby emisií vo výfukových plynoch,- also burn small quantities of fuel, which otherwise can be reliably ignited in a four-stroke cycle at low engine load without increasing exhaust emissions,

- osemtaktný cyklus nahrádza aj technicky náročné odpájanie (deaktiváciu) valcov v spaľovacích motoroch, ktoré sa používa pri nízkom zaťažení motora,- the eight-stroke cycle also replaces the technically demanding de-coupling (deactivation) of cylinders in internal combustion engines used at low engine load,

- pretože motor v piatom až ôsmom takte pracuje len so vzduchom, vzniká tým dodatočné chladenie motora, predovšetkým ventilov. Okrem toho štandardné chladenie motora vodou má v osemtaktnom cykle motora dvojnásobok času na ochladenie spaľovacieho priestoru v motore ako pri štvortaktnom cykle. Znížená teplota v spaľovacom priestore motora má pozitívny vplyv na zníženie spotreby paliva a tvorby emisií vo výfukových plynoch.- since the engine only operates with air in the fifth to eighth cycles, this results in additional cooling of the engine, especially the valves. In addition, the standard water cooling of the engine has twice the time to cool the combustion chamber of the engine in an eight-stroke cycle than in a four-stroke cycle. The reduced temperature in the combustion chamber of the engine has a positive effect on the reduction of fuel consumption and the generation of exhaust emissions.

Spaľovací motor pre pravidelný štvortaktný a striedavý osemtaktný cyklus vstrekovania paliva nepotrebuje žiadnu úpravu vo svojej konštrukcii. Postačí úprava režimu vstrekovania paliva v riadiacej jednotke motora ECU.The internal combustion engine for a regular four-stroke and alternating eight-stroke fuel injection cycle does not need any modification in its design. It is sufficient to adjust the fuel injection mode in the ECU.

Priemyselná \yužiteľnosťIndustrial Usability

Spaľovací motor, ktorý je schopný pracovať vo štvortaktnom aj osemtaktnom cykle, je určený pre všetky typy motorových vozidiel. Táto technológia je ale určená aj pre generátory so spaľovacím motorom, ktoré budú fungovať len v permanentnom osemtaktnom úspornom cykle.The internal combustion engine, which is capable of operating in both four-stroke and eight-stroke cycles, is designed for all types of motor vehicles. However, this technology is also designed for internal combustion engine generators that will only operate in a permanent eight-stroke energy saving cycle.

Claims (2)

1. Spôsob vstrekovania paliva do spaľovacieho motora, vyznačujúci sa tým, že spaľovací motor pracuje buď vo štvortaktnom výkonnom režime, alebo v osemtaktnom úspornom režime, pro5 stredníctvomzmeny vstrekovania paliva z pravidelného na striedavý a opačne.A method of injecting fuel into an internal combustion engine, characterized in that the internal combustion engine operates in either a four-stroke power mode or an eight-stroke power mode to change fuel injection from regular to alternating and vice versa. 2. Spôsob vstrekovania paliva do spaľovacieho motora podľa nároku 1, vyznačujúci s a tým, že spaľovací motor pracuje permanentne v úspornom osemtaktnom cykle len so striedavým vstrekovaním paliva do valcov.2. A method for injecting fuel into an internal combustion engine according to claim 1, wherein the internal combustion engine operates continuously in an economical eight-stroke cycle only with alternating fuel injection into the cylinders.
SK156-2018U 2018-07-25 2018-07-25 Method of fuel injection for combustion engines SK8538Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK156-2018U SK8538Y1 (en) 2018-07-25 2018-07-25 Method of fuel injection for combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK156-2018U SK8538Y1 (en) 2018-07-25 2018-07-25 Method of fuel injection for combustion engines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK1562018U1 SK1562018U1 (en) 2019-04-02
SK8538Y1 true SK8538Y1 (en) 2019-09-03

Family

ID=65893525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK156-2018U SK8538Y1 (en) 2018-07-25 2018-07-25 Method of fuel injection for combustion engines

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK8538Y1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SK1562018U1 (en) 2019-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7748481B2 (en) Hybrid powertrain for homogeneous charge compression ignition engine operation
US9175616B2 (en) Approach for controlling exhaust gas recirculation
Mattarelli et al. Modeling and experimental investigation of a 2-stroke GDI engine for range extender applications
US7810463B2 (en) Quick restart HCCI internal combustion engine
CN104234852A (en) Dedicated egr cylinder post combustion injection
Wheeler et al. Increasing EGR Tolerance using High Tumble in a Modern GTDI Engine for Improved Low-Speed Performance
Shen et al. Turbocharged diesel/CNG dual-fuel engines with intercooler: combustion, emissions and performance
CN103161570A (en) Diesel-gasoline dual fuel powered combustion engine system provided with spark-assisted fouling free egr system
CN104005862A (en) Method and system for controlling internal combustion engine and vehicle
Hofmann et al. Potential of CNG direct injection for downsizing engines
CN104373207A (en) Lean-combustion gas dual-fuel ignition type internal combustion engine system and control method
Ling et al. One-dimensional simulation using port water injection for a spark ignition engine
Huang et al. Study on cycle-by-cycle variations of combustion in a natural-gas direct-injection engine
US7013212B1 (en) Air management strategy for auto-ignition in a compression ignition engine
Hushim et al. PFI System for retrofitting small 4-stroke gasoline engines
SK8538Y1 (en) Method of fuel injection for combustion engines
SK712018A3 (en) Method of fuel injection for combustion engines
US11767800B2 (en) Controller and a method for controlling an internal combustion engine
Wagner et al. Possibilities of simultaneous in-cylinder reduction of soot and NOx emissions for diesel engines with direct injection
Singh et al. Current status of direct fuel injection in two stroke petrol engine-A review
US20160032821A1 (en) Six Stroke Internal-Combustion Engine
Zhang et al. A study on an electronically controlled liquefied petroleum gas-diesel dual-fuel automobile
CN204299688U (en) A kind of lean-burn gas double fuel ignition type internal-combustion engine system
Johnson et al. Electronic direct fuel injection (EDFI) for small two-stroke engines
JP2006522270A (en) Self-ignition gasoline internal combustion engine