DK143206B - Stempelforbraendingsmotor med til hvert cylindertopstykke hoerende indblaesningsventil til findelt fast braendstof - Google Patents

Description

(φ \Ra, (11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 1 43206 DANMARK (en int.ci.3 f 02 m 21/12 //f 02 b 45/10 »(21) Ansøgning nr. 1595/77 (22) Indleveret den 30« HIS-T« 1977 (24) Løbedag 30. ΙΏΘ.Γ· 1977 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlæggelsesskriftet offentliggjort den 20 · jul · 1 9^1

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSEN ET O®) Prioritet begæret fra den

7« apr. 1976, 4354/76, CH

(41 ) Altn. tilg. 8. okt. 1977

Oi) SULZER BROTHERS LIMITED, Zuericherstråsse 9j Winterthur, CH.

(72) Opfinder: Anton Steiger, Im Horn/lllnau, CH.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Civilingeniør M. Gregersen.

(54) Stempelforbrændingsmotor med til hvert cylinder tops tykke hørende indblæsningsventil til findelt, fast brændstof.

Opfindelsen angår en stempelforbrændingsmotor med til hvert cylindertopstykke hørende indblæsningsventil til findelt, fast brændstof og af den i krav l's indledning angivne art. Det faste brændstof er i første linie kulstøv.

5 En sådan indblæsningsventil er kendt fra tysk patent skrift nr. 729 697, ved hvilken en i et hvirvelrum dannet suspension af kulstøv og luft suges ind i to under hvirvelrummet anbragte kanaler, der er begrænset af to koaksialt anbragte rør og danner en akkumulator for suspensionen. Den yderste af disse 10 to kanaler er ligeledes udformet som ringkanal og står over skruelinieformede kanaler i forbindelse med et rum, der findes oven for ventillegemet i brændstofindstrømningsventilen. Brændstofventilen rager herved ind i et for-forbrændingskammer, der over forbindelsesveje er forbundet med forbrændingsrummet i

2 1432 0 G

arbejdscylinderen. Den ventil, der styrer blæseluftstrømmen, er anbragt på siden af de to akkumuleringskanaler i cylinderdækslet og lader blæseluften strømme ind ved den nederste ende af den indre kanal. Det brændstof, der pr. arbejdstakt skal ind-5 bringes i for-forbrændingskammeret, bliver altså først transporteret fra den indre kanal til ringkanalen, hvorved der sker en ombøjning på 180°, og når derefter sammen med det allerede i ringkanalen værende brændstof gennem de skruelinieformede kanaler og den åbnede brændstofindstrømningsventil i for-forbræn-10 dingskammeret. Ved denne udførelse er det en ulempe, at kulstøvet bliver akkumuleret i begge kanalerne sammen med suspensionsluften og ved indblæsningen i for-forbrændingskammeret må transporteres ud af disse forholdsvis lange kanaler, idet der såvel i disse kanaler som også i de tilsluttende skruelinieformede ka-15 naler sker ombøjninger. Dette medfører, at der i suspensionen optræder inhomogeniteter, og fører til, at fyldningsgraden af cylinderen er forskellig under hver arbejdstakt, hvorved også ydelsen pr. arbejdstakt bliver forskellig. Endvidere er det en ulempe, at de konstruktive krav ved den kendte udførelse er 20 temmelig store på grund af den på siden anbragte blæseluftstyreventil, den ligeledes på siden anbragte ventil til styring af indsugningen af suspensionen samt på grund af forkammeret.

Opfindelsen tager sigte på at angive en stempelforbrændingsmotor af den omhandlede art, ved hvilken indblæsningsventi-25 len er forbedret således, at den ydelse, der afgives pr. arbejdstakt, bliver mere jævn end ved kendte udførelser samtidig med, at de konstruktive krav nedsættes betydeligt. Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at stempelforbrændingsmotoren er udformet som angivet i krav l's kendetegnende del.

30 Ved denne udformning af stempelforbrændingsmotoren opnår man, at der i strømningsvej en for suspensionen i indblæsnings-ventilen praktisk talt ikke optræder ombøjninger, så at suspensionen fra det sted, hvor den dannes, til indbringningsstedet bibeholder sin oprindelige kulstøvfordeling. Dermed er det -35 også på grund af tilstedeværelsen af suspensionsreturluft-kanalen - sikret, at den for hver arbejdstakt til disposition stående kulstøvmængde på indbringningsstedet bliver akkumuleret fordelt jævnt over omkredsen af indblæsningsventilen. Da indbringningsstedet på indblæsningsventilen og den ventil, der

3 1A 3 2 O C

styrer blæseluften, befinder sig koaksialt ved den nederste ende af brændstoftilførselskanalen, bliver det akkumulerede kulstøv ad den korteste vej indblæst i forbrændingsrummet, hvorved der også i arbejdscylinderens forbrændingsrum opnås en jævn 5 brændstoffordeling. Da indblæsningsventilen tillukker udløbet fra den retlinet forløbende brændstoftilførselskanal fra cylinderens forbrændingsrum, bortfalder et rum, der svarer til forkammeret i de kendte motorer, hvorved den konstruktive opbygning af motoren bliver betydeligt forenklet. I denne retning 10 virker det også, at den ventil, der styrer biæseluftstrømmen, er anbragt oven over indbringningsstedet, og at det nederste afsnit af brændstoftilførselskanalen er udformet som en hulglider, der før indblæsningen af det brændstof, der er akkumuleret på indbringningsstedet, afspærrer såvel brændstoftilførselskanalen 15 som også suspensionsreturluftkanalen mod indbringningsstedet .

Motoren ifølge opfindelsen forklares nærmere under henvisning til tegningen, der viser et aksialsnit gennem et cylindertopstykke i forbrændingsmotoren, med en indblæsningsventil 20 for motoren.

1 betegner et cylindertopstykke, af hvilket kim en central del er vist, og som på kendt måde er fastgjort til en ikke vist cylinder. Et i cylinderen bevægeligt arbejdsstempel er betegnet med 2. I cylindertopstykket 1 findes der koaksialt med 25 cylinderaksen en rørformet indsats 3, der med sit nederste område fører et ventillegeme 5 i en indblæsningsventil 4 til indbringelse af kulstøv i cylinderens forbrændingsrum. Ventillegemet 5 i denne ventil 4 har en sædeflade 6, der samvirker med en tilsvarende sædeflade i indsatsen 3. Oven over sædefladen 6 i 30 ventillegemet 5 strækker der sig i indsatsen 3 et hult skaft 7, hvis øverste del er dækket med en med skaftet sammenskruet bøs-ningsagtig del 8, der på sin side ved sin øverste ende danner en flange 9. Flangen 9 støtter sig med sin underside på en trykfjeder 10, hvis nederste ende er optaget i en cylindrisk uddrejning 35 i indsatsen 3. Trykfjederen 10 holder således vent i 1 legemet 5 i lukkestilling. Til åbning af brændstofventilen 4 findes en kanal 46, der er forbundet med en ikke vist trykmiddel ledning.

I det nederste område af skaftet 7 for vent i 1legemet 5 findes et ringformet hulrum 12, der er gennemstrømmet af et kø- 4 143206 lemiddel til køling af ventillegemet. Til dette formål er hulrummet over åbninger 13 og 13’ forbundet med flere kanaler henholdsvis 14 og 14' i indsatsen 3, hvilke kanaler er tilsluttet henholdsvis til en i cylindertopstykket 1 anbragt kølemiddeltil-5 førselskanal 15 og en i cylindertopstykket anbragt kølemiddelbortførselskanal 15'. I området for denne kølezone er indsatsen 3 ligeledes forsynet med en køling, idet der i indsatsen findes et hulrum 18, der over radiale kanaler 19 og 19’ er forbundet med henholdsvis en i cylindertopstykket 1 anbragt kølemiddeltil-10 førselskanal 20 og en i cylindertopstykket anbragt kølemiddel-bortførselskanal 20’.

I området for hulrummet 12 har ventillégemet 5 et akkumuleringsrum med flere delrum, der er fordelt over omkredsen og åbne opefter samt udmunder i nærheden af sædefladen 6, og som 15 er adskilt fra hinanden ved hjælp af radiale ribber, og i hvilke der samler sig kulstøv, før støvet bringes ind i cylinderens forbrændingsrum. Kulstøvet tilføres, suspenderet i luft, fra o-ven til delrummene over en brændstoftilførselskanal, der har form som en ringkanal 25, der er dannet mellem et centralt rør 20 26 og en koaksialt med røret anbragt, aksialt forskydelig hul- glider 27. I den på tegningen nederste stilling for hulglideren er både ringkanalen 25 og en yderligere ringkanal 28 åbne, hvilken sidste kanal er dannet mellem glideren 27 og en cylindrisk væg 29, der omgiver glideren. Den cylindriske væg 29 hører til 25 en indsats 30, der sammen med indsatsen 3 er fastgjort i cylindertopstykket 1 på ikke vist måde. Den cylindriske væg 29 fører med sin yderflade det øverste område på skaftet 7 for ventillegemet 5 og er aftætnet mod den indre begrænsning af flangen 9. Ringkanalen 28 udmunder ved sin øverste ende i en i indsatsen 30 30 anbragt kanal 31, gennem hvilken suspensionsluften går bort, efter at den er blevet befriet for de kulstøvsmådele, der bæres af den, ved ombøjning om den nederste ende af hulglideren 27.

Det er herved væsentligt, at suspensionen fra det sted, hvor den dannes, indtil udløbet fra hulglideren 27 i det væsentlige 35 kun er ført retlinet og uden indsnævringer af tværsnittet. Ringkanalen 25 er derfor på hele sin længde udstyret med det samme frie tværsnit, og kanalens overgang til suspensionsdannelsesindretningen sker jævnt, idet ribber 39 og 39' mellem røret 26 og et forbindelsesstykke 40 ved begge ender løber ud i knivsægge.

5 U32QS

I området for den nederste ende på hulglideren 27 er denne fortykket og forsynet med en tætning, der i den øverste stilling af glideren 27 samvirker med inderfladen på den cylindriske væg 29. I denne øverste stilling af hulglideren 27 ligger 5 hulgliderens nederste, indefter trukne ende samtidig an mod den nederste ende på det centrale rør 26, så at såvel ringkanalen 25 som også ringkanalen 28 er lukket. Til forskydning af hulglideren 27 er denne ved sin på tegningen øverste ende forsynet med et stempel 27', der er ført i en cylinderboring i indsatsen 10 30. Nedenunder stemplet 27' udmunder i cylinderen en i indsat-, sen 30 anbragt kanal 32, der er forbundet med en ikke vist tryk-middelledning. Det på undersiden af stemplet 27' virkende trykmiddel bevæger stemplet imod virkningen af en på den.anden stempelside anbragt trykfjeder 45.

15 Det centrale rør 26 er ved sin nederste ende forsynet med en koaksial anbragt ventil 35, der styrer tilførslen af blæse-luft, som tjener til indblæsning af det i akkumuleringsrummet 16 lejrede kulstøv, når brændstofventilen bringes hen i sin åbne stilling. Blæseluftventilen 35 er over en central stang 36 for-20 bundet med et servostempel 37, der er aksialt forskydeligt i et i røret 26 udformet cylinderrum. Neden under servostemplet 37 indmunder i cylinderen en trykmiddelkanal 38, der strækker sig radialt gennem røret 26, en af ribberne 39 og forbindelsesstykket 40. Forbindelsesstykket 40 forbinder indsatsen 30 med den 25 ikke viste indretning tjl dannelse af suspensionen. Oven over cylinderrummet i servostemplet 37 er anbragt en svarende til kanalen 38 anbragt kanal 41 til bortførsel af lækagetrykmiddel. Neden under cylinderrummet er ventilstangen 36 omgivet af en tætningsindretning 42, der ligeledes er forbundet med en kanal 30 for lækagetrykmiddel. Det over kanalen 38 tilførte og på servp-stemplet 37 virkende trykmiddel holder blæseluftventilen 35 lukket, hvorimod åbningen af denne ventil sker ved hjælp af blæse-luften selv, når trykket fra trykmidlet under servostemplet 37 bliver nedsat. Blæseluften tilføres neden under tæt- 35 ningen 42 over en kanal 43, der er anbragt radialt i forbindelsesstykket 40, i ribben 39 og i røret 26.

For indblæsningsventjlen fås der følgende bevægelsesforløb: I et nederste dødpunkt UTP for arbejdsstemplet 2 i den i totakt arbejdende forbrændingsmotor står brændstofventilen 4 i luk-

Claims (3)

1. 6 143206 ket stilling. Det samme gælder den ventil 35, der styrer blæse-luften, medens hulglideren 27 står i åben stilling. Over den ikke viste doseringsindretning sker en tilførsel af kulstøv til indblæsningsventilen 4, og efter afbrydelse af denne tilførsel 5 bevæger lukkeglideren 27 sig hen i sin lukkede stilling, i hvilken ringkanalerne 25 og 28 er afspærret. Derefter begynder åbningsbevægelserne af indblæsningsventilen 4 og af den ventil 35, der styrer blæseluften, synkront ved påvirkning af stemplerne 9 og 37 med et hydraulisk trykmiddel, f. eks. dieselolie, hvorved 10 også indblæsningen af kulstøv begynder. Brændstofventilen 4 og blæseluftstyreventilen 35 bliver noget længere åbent end svarende til indblæsningens varighed for at opnå en sikker friblæs-ning af sædefladerne i indblæsningsventilen. Begge ventiler 4 og 35 bevæger sig derefter synkront hen i lukkestilling, hvor-15 efter hulglideren 27 atter går tilbage til åbningsstilling. Derved ekspanderer den gas, der er indesluttet i det rørformede skaft 7 i indblæsningsventilen mellem dels dennes sædeflader, dels mellem tætningsfladerne i hulglideren 27 med røret 26 og cylindervæggen 29.
2. 20 Midlerne til tænding af det kulstøv, der er indbragt i forbrændingsrummet, er ikke vist og er af konventionel art, f. eks. i form af et gløderør eller indsprøjtning af en lille mængde olie.
3. 1. Stempelforbrændingsmotor med til hvert cylindertopstyk-25 ke hørende indblæsningsventil til findelt, fast brændstof, der over en doseringsindretning omdannes til en suspension, idet der mellem en indretning til dannelse af suspensionen og den i nærheden af forbrændingsrummet anbragte indblæsningsventil findes en lodret brændstoftilførselskanal, der i det mindste over 30 en del af sin længde er udformet som ringkanal, og idet en til den øjeblikkelige belastning svarende brændstofmængde kan akkumuleres mellem indretningen til dannelse af suspensionen og indblæsningsventilen og i takt ved hjælp af en af en ventil styret blæseluftstrøm bringes ind i forbrændingsrummet, kendete g-35 net ved, at brændstoftilførselskanalen (25) mellem apparatet