PL204690B1 - Wtryskiwacz paliwa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wtryskiwacz paliwa, służący do wprowadzenia do komory spalania dokładnie rozpylonej dawki paliwa. Może on być stosowany zarówno do silników spalinowych jak i innych urządzeń w których występuje wtrysk paliwa.

Znany jest wtryskiwacz paliwa z chłodzoną dyszą wtryskową według patentu nr 31766, w którym paliwo przed rozpyleniem do komory spalania opływa dolną część korpusu wtryskiwacza z komorą chłodzącą, otaczającą gniazdo iglicy i wylot dyszy. Należy podkreślić, że w tym rozwiązaniu występuje zjawisko zarówno chłodzenia elementów wtryskiwacza, jak również i podgrzewanie paliwa, co umożliwia wtrysk paliwa w innym stanie termodynamicznym dzięki między innymi zmniejszeniu lepkości i natężenia powierzchniowego poprawiając tym samym wskaźniki operacyjne silnika.

Znany jest wtryskiwacz paliwa według patentu PL 177135, który ma korpus, rozpylacz paliwowy oraz układ chłodzenia, przy czym w kanałach doprowadzających paliwo do układu chłodzenia umieszczony jest zawór termobimetaliczny. Umożliwia to przepływ paliwa do dyszy rozpylającej lub bezpośrednio przez kanały doprowadzenia paliwa do otworków rozpylających, lub w kombinacji z przepływem paliwa przez kanały układu chłodzenia. Natężenie przepływu paliwa przez kanały chłodzenia reguluje się zaworem termobimetalicznym usytuowanym w tych kanałach i reagującym na stan termiczny (stopień obciążenia silnika) elementów konstrukcyjnych wtryskiwacza.

Znany jest wtryskiwacz paliwowy według patentu SU1312206 w którym w celu wstępnej obróbki paliwa przed jego wtryśnięciem do komory spalania usytuowany jest element wykonany z materiałów o katalitycznym oddziaływaniu na paliwo.

Wtryskiwacz paliwa według wynalazku ma korpus, kanały bezpośredniego podawania paliwa do dyszy rozpylającej oraz kanały układu chłodzenia opływające najbardziej nagrzane elementy wtryskiwacza oraz wyposażony jest w zawór termobimetaliczny. Istotą rozwiązania według wynalazku jest to, że zawór termobimetaliczny usytuowany jest na wspólnym wejściu kanałów bezpośredniego podawania paliwa oraz kanałów układu chłodzenia, przy czym powierzchnie tych kanałów oraz powierzchnia przestrzeni iglicowej pokryte są warstwą materiału katalitycznego, korzystnie metalem grupy platynowej. W celu zwiększenia powierzchni kontaktu przepływającego paliwa z katalizatorem, powierzchnia dna kanału pierścieniowego uformowana jest w formie występów skierowanych do wewnątrz kanału. Korzystnie w kanałach paliwowych znajdują się elementy, na przykład w postaci kulek lub drutu, z naniesionym na ich powierzchnię materiał em katalitycznym.

Umieszczenie zaworu termobimetalicznego na wspólnym wejściu kanałów bezpośredniego podawania paliwa oraz kanałów układu chłodzenia umożliwia sterowanie przepływu paliwa we wszystkich kanałach doprowadzających paliwo. Należy podkreślić, że według uzyskanych wyników prac naukowo badawczych otrzymanie najlepszych wskaźników operacyjnych silników spalinowych zależy między innymi od temperatury wtryskiwanego paliwa w funkcji obciążenia silnika. A więc usytuowanie zaworu termobimetalicznego reagującego na zmianę obciążenia silnika zmienia strumień paliwa w kanałach bezpośredniego podawania paliwa i kanałach układu chłodzenia, co z kolei zmienia temperaturę wtryskiwanego paliwa. Oprócz tego, pozytywne oddziaływanie na wtryskiwane paliwo przez jego kontakty z katalizatorem zależy od temperatury katalizatora co zwiększa efekt wspólnego zastosowania zaworu termobimetalicznego oraz powłok katalitycznych na powierzchni kanałów wtryskiwacza. Jak wiadomo uzyskanie lepszych pod względem technicznych parametrów pracy silników spalinowych jest możliwe ze zwiększeniem prędkości wstępnych reakcji chemicznych w paliwie w procesie zwłoki zapłonu. W silnikach spalinowych reakcje te mają charakter dehydrogenacji w postaci:

CnH2n+2 = CnH2n +H2 i mogą być przyśpieszane przy kontakcie paliwa z materiałem o działaniu katalitycznym (najczęściej metali grupy platynowej). Realizacja tego procesu jest możliwa przez wprowadzenie do paliwa dodatków katalitycznych lub przy zastosowaniu dodatkowego urządzenia - katalizatora w układzie wtryskowym. Należy podkreślić, że reakcje te przyśpieszane są w warunkach wyższych temperatur. A więc nowy pozytywny efekt związany ze zwiększeniem parametrów efektywności pracy silnika może być uzyskany przy jednoczesnym oddziaływaniu katalizatorów i podwyższonej temperatury paliwa.

Wtryskiwacz paliwa według wynalazku może być wykorzystany do silników spalinowych i innych konstrukcji wymagających podawania rozpylonego paliwa z możliwością sterowania temperatury pracy końcówki rozpylającej oraz temperatury wtryskiwanego paliwa z jego wstępną obróbką katalityczną.

PL 204 690 B1

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wtryskiwacz w przekroju poprzecznym, fig. 2 przedstawia dolny fragment wtryskiwacza, w którym powierzchnia dna kanału pierścieniowego uformowana jest w formie występów skierowanych do wewnątrz kanału - w przekroju poprzecznym, fig. 3 przedstawia dolny fragment wtryskiwacza, w którym w kanałach paliwowych znajdują się elementy w postaci kulek, z naniesionymi na ich powierzchnię materiałem katalitycznym - w przekroju poprzecznym.

P r z y k ł a d I

Wtryskiwacz paliwa ma element zamykający w postaci iglicy 1, kanały bezpośredniego podawania paliwa 2, a w korpusie 3 znajdują się kanały 4 i kanał pierścieniowy 5, układu chłodzenia, które doprowadzają paliwo do przestrzeni iglicowej 6 przez kanał 7. Na wspólnym wejściu kanałów 2 i 4 usytuowany jest zawór termobimetaliczny 8 umożliwiający sterowanie natężeniem przepływu paliwa w kanałach 2 i 4. Powierzchnie kanałów 2, 4, 5 i 7 oraz powierzchnia przestrzeni iglicowej 6 pokryta jest materiałem katalitycznym 9. Paliwo podawane przez pompę wtryskową tłoczy się do przestrzeni iglicowej 6 przez kanały 2, 4, 5 i 7. Zmiana warunków pracy silnika powoduje zmianę obciążeń cieplnych elementów konstrukcyjnych m.in. rozpylacza paliwowego, co powoduje wychylenie zaworu termobimetalicznego 8 w jedną lub drugą stronę regulując przy tym przepływ paliwa w kanałach 2, 4, 5 i 7. Przy przepływie paliwa w kanałach wtryskiwacza następuje kontakt paliwa z warstwą katalizatora naniesionego na te kanały. Uzyskanie najlepszych wskaźników pracy silnika w szerokim zakresie jego obciążeń następuje przy wspólnym oddziaływaniu na wtryskiwane paliwo katalizatora oraz wyboru odpowiednich temperatur paliwa co umożliwia usytuowany zawór termobimetaliczny.

P r z y k ł a d II

Wtryskiwacz paliwa jak w przykładzie I, z tym, że w celu zwiększenia powierzchni kontaktu przepływającego paliwa z materiałem katalitycznym, powierzchnia dna kanału pierścieniowego 5 uformowana jest w formie występów 9 skierowanych do wewnątrz kanału 5.

P r z y k ł a d III

Wtryskiwacz paliwa jak w przykładzie I, z tym, że w celu zwiększenia powierzchni kontaktu przepływającego paliwa z materiałem katalitycznym powierzchnie kanałów 4, 5 i 7 znajdują się elementy 10 w postaci kulek z naniesionym na ich powierzchnię materiałem katalitycznym.

Claims (4)

1. Wtryskiwacz paliwa posiadający korpus, rozpylacz paliwowy, układ chłodzenia oraz zawór termobimetaliczny, znamienny tym, że zawór termobimetaliczny (8) usytuowany jest na wspólnym wejściu do kanałów (2) i (4), zaś powierzchnie kanałów paliwowych (2), (4), (5) i (7) oraz powierzchnia przestrzeni iglicowej (6) pokryte są warstwą materiału katalitycznego.

2. Wtryskiwacz paliwa według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia dna kanału pierścieniowego (5) uformowana jest w formie występów (9) skierowanych do wewnątrz kanału (5).

3. Wtryskiwacz paliwowy według zastrz. 1, znamienny tym, że w kanałach (4), (5) i (7) umieszczone są elementy (10), korzystnie w postaci kulek lub drutu z naniesionym na ich powierzchnię materiałem katalitycznym.

4. Wtryskiwacz paliwowy według zastrz. 1 i 3, znamienny tym, że materiałem katalitycznym jest metal grupy platynowej