CS257644B1

CS257644B1 - Combustion space

Info

Publication number: CS257644B1
Application number: CS867679A
Authority: CS
Inventors: Stefan Kotoc
Original assignee: Stefan Kotoc
Priority date: 1986-10-23
Filing date: 1986-10-23
Publication date: 1988-05-16
Also published as: CS767986A1

Abstract

Spalovací prostor uspořádaný v pístu spalovacího motoru se svislými nebo směrem dolů šikmo k ose pístu skloněnými bočními stěnami. Spalovací prostor umožňuje lepší rozvíření směsi paliva před jeho spálením a jeho podstata spočívá v tom, že v jeho bočních stěnách jsou vytvořeny oddělené kanály šroubovité zakřivené, přičemž osa kanálu svírá úhel 5° až 70° se svislicí protínající osu kanálu v místě jejího spodního vyústění z kanálu.A combustion chamber arranged in the piston of an internal combustion engine with vertical or downwardly inclined side walls to the piston axis. The combustion chamber enables better agitation of the fuel mixture before combustion and its essence lies in the fact that separate helically curved channels are formed in its side walls, with the channel axis forming an angle of 5° to 70° with the vertical intersecting the channel axis at the point of its lower outlet from the channel.

Description

Vynález se týká spalovacího prostoru vytvořeného v pístu spalovacího motoru s bočními stěnami procházejícími směrem ke dnu spalovacího prostoru svisle nebo šikmo skloněny k ose spalovacího prostoru.The invention relates to a combustion chamber formed in a piston of an internal combustion engine with side walls extending towards the bottom of the combustion chamber vertically or inclined to the axis of the combustion chamber.

Pro vytvoření dokonalé směsi vzduchu a rozprášeného paliva ve spalovacím prostoru v krátké době je nutno zabezpečit intensivní proudění stlačeného vzduchu (média) ve směru radiálně-toroidálním i rotačním (tangenciálním) vůči ose spalovacího prostoru. Vývoj vznětových motorů s přímým vstřikem paliva směřuje v současné době k tvoření směsi převážně na bázi šroubovitého víru rotujícího ve válci a po stlačení ve spalovacím prostoru. Touto cestou lze nejlépe zabezpečit nízkou kouřivost a nízký obsah škodlivin ve výfukových plynech současně při dobré hospodárnosti motoru.In order to create a perfect mixture of air and atomized fuel in the combustion chamber in a short time, it is necessary to ensure an intense flow of compressed air (medium) in the direction of radial-toroidal and rotational (tangential) with respect to the combustion chamber axis. The development of direct injection diesel engines nowadays leads to the formation of a mixture mainly based on a helical vortex rotating in the cylinder and after compression in the combustion chamber. In this way, it is best to ensure low smoke and low pollutants in the exhaust gas at the same time with good engine economy.

Rotační (tangenciální) složky pohybu média ve válci jsou u motorů dosud známého provedení dosahovány výhradně jen tvarováním a orientací sacího kanálu. Dříve byly používány také stínící clony umísťované za tímto účelem na talíři ventilu.The rotational (tangential) components of the movement of the medium in the cylinder in the engines of the hitherto known embodiment are only achieved by shaping and orienting the suction channel. Previously, shielding orifices placed on the valve plate for this purpose were also used.

Nevýhodou uvedených známých způsobů vytváření rotačních složek pohybu média ve válci je především to, že ve válci vytváří kromě požadovaného víru také antiviry v opačném směru o různé intenzitě, která je závislá na otáčkách motoru a ještě na dalších faktorech. Tyto antiviry pak měří energii hlavního víru ještě před tím, než je při kompresi vtěsnán do spalovacího protoru. Motor má pak při různých otáčkách (při stejném zatížení) velmi rozdílnou kouřivost. Také energie vynakládaná na překonání aerodynamického odporu samotného sacího kanálu je v důsledku existence antiviru úměrně větší.A disadvantage of the known methods of creating rotational components of the movement of the medium in the cylinder is, in particular, that it produces, in addition to the desired vortex, antiviruses in the opposite direction of varying intensity depending on the engine speed and other factors. These antiviruses then measure the energy of the main vortex before being compressed into the combustion chamber during compression. The engine then has very different smoke at different speeds (under the same load). Also, the energy expended to overcome the aerodynamic drag of the intake duct itself is proportionally higher due to the existence of an antivirus.

Výsledky výzkumu proudění média ve válci ukazují, že antiviry jsou ve válci intenzivnější při malých otáčkách motoru. Z toho důvodu pak musí být dodávka paliva při těchto otáčkách do spalovacího prostoru omezována a motor má nevýhodnou charakteristiku, definovanou otáčkovou a momentovou pružností a kouřem. Nevýhodná charakteristika se u motoru obvykle zachraňuje dřívějším zavíráním sacího ventilu za dolní úvratí pístu, toto však vede ke zhoršení parametru při vyšších otáčkách a především k ostřejší vačce s problémy mechanické povahy.Research results show that antivirals are more intense in the cylinder at low engine speeds. For this reason, the fuel supply to the combustion chamber at these speeds must be limited and the engine has disadvantageous characteristics, defined by speed and torque flexibility and smoke. The disadvantageous characteristic of the engine is usually rescued by closing the intake valve at the bottom dead center of the piston, but this leads to a deterioration of the parameter at higher speeds and, above all, to a sharper cam with mechanical problems.

Vynález si klade za cíl dosáhnout ve spalovacím prostoru motoru rotační pohyb média nezávisle na sacím kanálu a na pohybu ve válci před kompresním zdvihem pístu.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the invention to achieve a rotational movement of the medium in the combustion chamber of the engine independently of the suction channel and the movement in the cylinder before the compression stroke of the piston.

Podstata spalovacího prostoru podle vynálezu spočívá v tom, že v jeho bočních stěnách jsou uspořádány oddělené kanály šroubovité zakřivené, přičemž osa kanálu svírá úhel 5° až 70° se svislicí protínající osu kanálu v místě jejího spodního vyústění z kanálu. Osa kanálu* může být v rovině čela pístu rovnoběžná s osou pístu.The essence of the combustion chamber according to the invention is characterized in that in its side walls separate channels are helically curved, wherein the channel axis forms an angle of 5 ° to 70 ° with the vertical intersecting the channel axis at its lower outlet from the channel. The axis of the duct * may be parallel to the axis of the piston in the plane of the piston face.

Příklad provedení spalovacího prostoru podle vynálezu je znázorněn na přiložených obrázcích, kde obr. 1 znázorňuje jeho svislý řez, obr. 2 znázorňuje v půdorysu píst se spalovacím prostorem podle obr. 1, obr. 3 znázorňuje svislý řez alternativním provedením spalovacího prostoru, obr. 4 znázorňuje spalovací prostor podle obr. 3 v půdorysu, obr. 5 znázorňuje svislý řez dalším alternativním provedením spalovacího prostoru a obr. 6 znázorňuje spalovací prostor podle obr. 5 v půdorysu.An exemplary embodiment of the combustion chamber according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a vertical section thereof, Fig. 2 shows a plan view of a piston with the combustion chamber according to Fig. 1; 3 shows the combustion chamber of FIG. 3 in plan view, FIG. 5 shows a vertical section through another alternative embodiment of the combustion chamber, and FIG. 6 shows the combustion chamber of FIG. 5 in plan view.

V pístu 2^ je vytvořen spalovací prostor 1., jehož boční stěny .3 probíhají od čela pístu 2^ svisle dolů a přecházejí do dna spalovacího prostoru _1.A combustion chamber 1 is formed in the piston 2, whose side walls 3 extend vertically downwards from the face of the piston 2 and pass into the bottom of the combustion chamber 1.

Část boční stěny 3. tvoří na svém obvodu oddělené kanály jl, které probíhají od čela pístu _2 směrem ke dnu spalovacího prostoru _1 a spodní část kanálu _4 je v tangenciálním směru posunuta od vrchní části kanálu 4. Osu kanálu £ tvoří tak šroubový pohyb, který může být lineární nebo nelineární, pokud boční stěny _3 netvoří součást rotačního spalovacího prostoru. Osa kanálu _4 na svém výstupu z kanálu tvoří úhel alfa 5° až 70° se svislicí, která osu kanálu 4_ protíná.A part of the side wall 3 forms on its periphery separate channels 11 which extend from the face of the piston 2 towards the bottom of the combustion chamber 1 and the lower part of the channel 4 is displaced in the tangential direction from the upper part of the channel 4. it may be linear or non-linear if the side walls 3 do not form part of the rotary combustion space. The channel axis 4 at its outlet from the channel forms an angle of 5 ° to 70 ° with the vertical that intersects the axis of the channel 4.

U provedení na obr. 1 a 2 je patrné, že osa kanálu £ je přímková a proto úhel je vyznačen ve vztahu k ose spalovacího prostoru JL. Na obrázcích 3 a 4 není osa kanálu £ přímková, a v obrázku 3 se svislioe protínají osu kanálu 4 ve spodním bodě, kde osa kanálu ý vystupuje z kanálu 4, kryje s osou 5 spalovacího prostoru _1. Ve vrchní části kanálu £ probíhá jeho osa zpočátku svisle směrem ke dnu spalovacího prostoru 1^.In the embodiment of FIGS. 1 and 2, the axis of the channel 8 is linear and therefore the angle is indicated in relation to the axis of the combustion chamber 11. In Figures 3 and 4, the axis of the channel 4 is not straight, and in Figure 3 the axis of the channel 4 intersects vertically at the lower point where the axis of the channel vystup exits the channel 4 coincides with the axis 5 of the combustion space 1. In the upper part of the duct 6, its axis extends initially vertically towards the bottom of the combustion chamber.

U provedení podle obrázků 5 a 6 je základní tvar spalovacího prostoru 1_ nekruhový a šroubovým pohybem jeho základního tvaru vytváří jeho oblast hran, v tomto případě zaoblených čtyři kanály 4. Na obr. 5 je osa kanálu £ přímková a úhel alfa je tak vztažen k ose 6^ pístu, která je svislá.In the embodiment according to Figures 5 and 6, the basic shape of the combustion chamber 7 is non-circular and by a helical movement of its basic shape creates its edge area, in this case rounded by four channels 4. In FIG. 5 the channel axis 8 is linear and angle alpha is relative to the axis 6 is a vertical piston.

Ve všech uvedených příkladech je tak vrchní bod osy kanálu £, který je průsečíkem osy kanálu 4 a roviny čela pístu 2, šroubově posunut vzhledem ke spodnímu bodu osy kanálu £, který leží na spodním výstupu kanálu.Thus, in all the examples, the top point of the channel axis 6, which is the intersection of the axis of the channel 4 and the plane of the face of the piston 2, is screwed relative to the bottom point of the axis of the channel 6 which lies at the bottom outlet of the channel.

Při kompresním pohybu pístu.'2 je médium vtlačováno do spalovacího prostoru 1^ a jeho část vstupuje do kanálu 4_. Průchodem média kanály 4^ se tato jeho část dostává do rotačního pohybu kolem osy spalovacího prostoru 1^. Tato již rotující periferní část média pak uvádí do rotačního pohybu celou náplň média spalovacího prostoru.During the compression movement of the piston 2, the medium is forced into the combustion chamber 1 and part of it enters the duct 4. Through the passage of the medium through the channels 4, this part thereof is rotationally moved about the axis of the combustion chamber 1 '. This already rotating peripheral part of the medium then rotates the entire medium of the combustion chamber.

Claims

Combustion chamber formed in an internal combustion engine piston with vertical or downwardly inclined side walls inclined to the combustion chamber axis, characterized in that separate channels (4) helically curved in the side walls (3) are arranged, the axis of the channel (4) clamping an angle of 5 ° to 70 ° with the vertical intersecting the axis of the channel (4) at its lower outlet from the channel (4).

Combustion chamber according to claim 1, characterized in that the channel axis (4) is parallel to the axis of the piston (2) in the plane of the face of the piston (2).