183290. lajstromszámú szabadalom • Eljárás légsűrítéses belsőégésű motoroknál befecskendezésre és keverékképzésre, valamint berendezés az eljárás foganatosítására
1 183 200 2 A 3. ábra dugattyú felső részének hosszmetszete a találmány szerinti égéstérrel és egyetlen fecskendezőfuraton át történő tüzelőanyag-befecskendezéssel; A 4. ábra a 3. ábra szerinti megoldás felülnézete; Az 5. ábra a 3. ábra szerinti dugattyú hosszmetszete két fecskendezőfuratos tüzelőanyag-befecskendezéssel; A 6. ábra az 5. ábra szerinti részlet felülnézete; A 7. ábra dugattyú felső részének hosszmetszete a találmány szerinti ideális égéstérrel, Az 1. ábrán a vízszintes 1 tengely rß égéstérsugarat szemlélteti, amely x középponttól (égéstér-hossztengelytől) 2 égéstérfalig ér. Függőleges 3 tengelyre az égéstérben forgó égési levegő kerületi v sebességét mértük fel. Akiadódó 4 görbéből látható, hogy ez a kerületi sebesség közvetlenül a 2 égéstérfalnál a súrlódás következtében — amit nem kell részletesebben magyarázni — és az égéstér x középpontjában nulla. A legnagyobb kerületi vmax. sebesség az égéstér x középpontjától rw távolságban lép fel, amely közelítőleg az rß égéstérsugár 0,6— 0,7-szeresének felel meg. A forgó égési levegő legnagyobb sűrűsége minden esetben a wmax. és a 2 égéstérfal között lép fel, ezért wmax.-nál és az azt követő tartományban a befecskendezett tüzelőanyag mennyisége maximális értéket ér el. Ez azonban szinte kényszerűen adódik, mivel a wmax.-nál befecskendezett tüzelőanyag a centrifugális erő hatására mindig könnyen a 2 égéstérfal irányába kényszeríthető. Az ilyen típusú tüzelőanyag-befecskendezésnél azonban mértékadó, hogy a tüzelőanyag-cseppek kezdettől fogva olyan finoman legyenek porlasztva, hogy azok ne legyenek a 2 égéstérfalra nyomva. Ennek elérése érdekében egyfuratos fúvókánál a fecskendezőfurat átmérőjének és hosszának viszonyát 0,55 és 0,75 közötti értékűre választjuk. Ennél arra kell vigyázni, hogy a fecskendezőfuratnál a nyomás a motor valamennyi üzemtartományában közel állandó és kellően nagy legyen. A 2. ábra szerinti fél égéstérben feltüntettük, hogy a befecskendezett 5 tüzelőanyag a finom porlasztás és az egyetlen tüzelőanyag-sugár felszakítása következtében a keverékképzés közben miként oszlik el. Az x középpont, illetve égéstér-hossztengely körül 6a. szakasz képződik, amely gyakorlatilag csak égési levegőt, illetőleg az égés után kipufogó gázokat tartalmaz. Ezt a 6a. szakaszt rn sugarú kör határolja, amely a rß égéstérsugárnak mintegy harmada. A 6 égéstér fennmaradó 6b részében eloszlanak az 5 tüzelőanyag cseppek és teljesen igazodnak az égéstér geometriájához. Kivételt képez az a tartomány, amely az x égéstér-hossztengely tői rw távolságra van. Ott uralkodik ugyanis az égési levegő legnagyobb kerületi sebessége és a 2 égéstérfal irányában a legnagyobb sűrűség is. Ebben a tartományban természetesen több tüzelőanyag van befecskendezve. Ez az ábrázolt tüzelőanyag-eloszlásból származik. Ha a tüzelőanyagot sík égéstérbe, vagy viszonylag nagy rß égéstérsugarú 6 égéstérbe fecskendezzük, akkor előnyösen egy fő tüzelőanyag-sugárról és egy, vagy több melléksugárról gondoskodtunk, amint azt a 2a. ábrán feltüntettük. Különben a keverékképzés megegyezik a 2. ábra szerintivel. A 3. és 4. ábrán azt szemléltettük, hogy miként történhet a tüzelőanyag befecskendezése a 6 égéstérrel ellátott 7 dugattyúba egyetlen tüzelőanyag-sugárral, a légörvényt itt 8 nyíllal jelöltük. A tüzelőanyag-sugár, illetve annak központja 9 hivatkozási számot kapott. A 9 tüzelőanyag-sugár 2. ábra szerinti porlasztását itt szaggatott 9a. vonallal jelöltük. Ennél mértékadó, hogy a 9 tüzelőanyag-sugár közepe a 10 fecskendezőfurattól közel a 11 égéstérfenékig halad, amíg az teljesen felbomlik, továbbá 12 kört érint, amely a Dß égéstér-átmérőnek 0,6—0,7- szerese. Ha a 9 tüzelőanyag-sugár középpontját a 4. ábrán z irányból vetítjük, akkor kapjuk meg a 3. ábrán látható 9b. vonalat, amely az x égéstér-hossztengellyel 5 szöget zár be. Ennek a 9b. vetületnek a hossza a Dß égéstér-átmérőnek legalább a 0,8-szorosa. A 9 tüzelőanyag-sugár teljes sugárkúpszögét a-val jelöltük, amely 35—45° közötti értékű lehet. Az 5. és 6. ábrán a 3. és 4. ábra szerinti égéstérrel azonos 6 égésteret ábrázoltunk. Ennél azonban a tüzelőanyag befecskendezése olyan befecskendezőfuvókán át történik, amelynek két, 10 és 10a. fecskendezőfurata van. Ezek közül a 10 fecskendezőfurat a fő 13 tüzelőanyag-sugarat, a 10a. fecskendezőfurat pedig 14 melléksugarat állítja elő. A 10 és 10a. fecskendezőfuratok keresztmetszetei úgy aránylanak egymáshoz, mint 4 : 1-tól 2 :1. A teljes a sugárkúpszög továbbra is 35° és 45° közötti értékű, amelynél körülbelül 5—10°-ot abból a 14 melléksugárral képezünk. Ha itt a fő 13 tüzelőanyag-sugár központját és a 14 melléksugár központját a 6. ábrán z irányból vetítjük, akkor az 5. ábrán feltüntetett 13b. és 14b. vonalakat kapjuk. A fő 13b. tüzelőanyag-sugár központja ennél az x égéstér-hossztengellyel 40° — 50° értékű szöget, a 14b. melléksugár központja pedig 35^-5° közötti b2 szöget zár be. A 14 melléksugár központja, amely nem érinti a 12 kört (0,6—0,7-szorozva Dß-vel), természetesen sokkal kisebb átütőerejű. De nem is igényli ezt, mivel annak befecskendezési tartományában már csekélyebb kerületi sebesség és kisebb égési levegősűrűség uralkodik. A 7. ábrán további égésteret tüntettünk föl, amelynek kialakítása a találmány szerinti módon történt. Ez szükségesnek mutatkozott, mivel a találmány szerinti eljárás foganatosítására egy ilyen égéstér különösen alkalmas. \ 6 égéstér itt ugyancsak a 7 dugattyú fenekében van kialakítva és lényegében csésze alakú. A Dß égéstér-átnérőnek a Dr dugattyú-átmérőhöz való viszonya ennél 0,44 és 0,5 közötti értékű, ahol Dß-vel az égéstér-átmérőt a 15 égéstérszélen jelöljük. A teljes T égéstérmélység a Dß égéstér-átmérővel ugyancsak meghatározott viszonyban áll, mégpedig ennek 0,55 és 0,63 között kell lennie. A 11 égéstérfenék túlnyomórészt vízszintes kialakítású. A 2 égéstérfal úgy hajlik az x égéstér-hossztengelyhez, hogy az a Dß égéstér-átmérőtől a 11 égéstérfenék irányába 4—7° értékű ip szöggel bővül. így a legnagyobb D égéstér-átmérő valójában a 11 égéstérfenék közelében van. Végül meg kívánjuk jegyezni, hogy a 2 égéstérfaltól a 11 égéstérfenékre való átmenet lekerekítéssel van kialakítva, amelynek R sugara a Dß égéstérétmérőhöz képest olyan viszonyban van, amelynek értéke 0,2—0,25. Összefoglalva az egyes méretviszonyokat röviden az alábbiakban adjuk meg: Db/Dr = 0,44-0,5 T/Db = 0,55-0,63 . O -»O V =4-7 R/Db = 0,2-0,25. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
