169818. lajstromszámú szabadalom • Dugattyú belső égésű erőgéphez a dugattyúban kialakított egyköpenyű hiperboloid vagy a hiperboloidhoz hasonló alakó forgásszimmetrikus égési térrel
3 169818 4 A feladatot találmányunk értelmében azzal oldjuk meg, hogy az üzemanyagsugár középvonalának az égési tér fenekére merőleges vetülete egymással és az égési tér középvonalával párhuzamos két sugárhatároló sík közé esik, távolsága az égési tér középvonalától az égési tér legkisebb átmérőjének megfelelő sugár 0,4-0,7 része, a fúvóka fecskendező nyílása az égési tér falától kis távolságban van, de alapvetően a sugárhatároló síkokon belül esik, az égési tér legkisebb átmérője, valamint az égési tér magassága pedig az égési tér legnagyobb átmérőjének 0,8-0,9 része. A találmány értelmében célszerű, ha a befecskendezett sugárnak a sugárhatároló síkokra merőleges vetülete meredekebb mint a hiperboloid alkotó egyenese, és a légáram örvénylésének irányában a légáram irányához viszonyítva rézsútos illetőleg erre merőleges, vagy az örvénylés irányával szembeirányuló kis komponense van, amikoris a perdületviszonyszám értéke célszerűen 8 és 9,5 közé esik. A találmány szerinti belső égésű erőgép esetén egységnyi vagy ennél kisebb löket-furat viszony mellett a befecskendezett sugárnak a sugárhatároló síkokra merőleges vetületben az örvénylés irányával szembeirányuló komponense van. A perdületviszonyszám értéke célszerűen 7 és 8,5 közé esik. Ügy találtuk, hogy a 0,4-2 dm3 hengerűrtalmú égési erőgépek esetén kedvező motorikus eredmények érhetők el, ha az optimális perdületviszonyszámból, valamint az égési tér felülete és az égési tér térfogata közötti viszonyszámból képezett szorzat 9,5. E méretezési szabályt betartva valamely égési tér arányaihoz a legkedvezőbb perdületszámot választottuk ki. A találmány szerinti intézkedések olyan égési terek esetén is eredményesen alkalmazhatók, amelyek a dugattyú középvonalához viszonyítva excentrikusan vannak elrendezve. A befecskendezett sugár javasolt helyzetei azzal a különleges előnnyel járnak, hogy a sugár hosszának növekedésével növekvő faltávolság elősegíti az üzemanyagsugár kiterülését és erőteljesen fokozza a forgó égési levegő párologtató hatását is. Ennek következtében a kerület irányában és függőleges irányban elég gyorsan nagyfelületű üzemanyag fátyol képződik, amely biztosítja a jó keverékképződést és égést. Az égési tér átmérőjének az égési tér mélységével járó növekedése folytán a keverékből álló gyűrű kellő távolságban marad az égési tér közepétől. Ez biztosítja az el nem égett és égő üzemanyag részecskék kedvező keveredéséhez és elégéséhez szükséges ismert „termikus keveredést". A találmány szerinti kialakítás lehetővé teszi az ismert égési eljárás alkalmazási területének kiterjesztését különösen gyorsan futó égési erőgépekre illetőleg közel kvadratikus vagy ennél kisebb löketfurat viszonyú égési erőgépekre, mégpedig mind a gazdaságosság, mind a teljesítmény és a füstsűrűség szempontjából kedvezőbb értékek mellett. A befecskendezett üzemanyagsugár jobb kiterítése és elpárologtatása folytán csökken továbbá a gyújtás elhúzódása, úgyhogy a befecskendezést viszonylag később lehet megkezdeni. Ezzel azonban csökken a maximális hengernyomás, a nyomásnövekedés sebessége és mindenekelőtt a nitrogénmonoxid képződés. A találmány szerinti sugárhelyzetek a hiperboloidhoz hasonló égési terek esetén is alkalmazhatók, ha a továbbiakban részleteiben leírt arányokat és társításokat betartjuk. 5 Viszonylag hosszú löketű és lassan járó égési erőgépeknél is jelentősen csökken a nitrogénmonoxid képződés, miközben a teljesítmény és a gazdaságosság alig csökken, amikor a találmány szerinti sugárhelyzeteket alkalmazzuk. Az NOx -süllyesztéshez 10 eddig javasolt intézkedésekhez viszonyítva, amilyenek a beszívott levegő fojtása, a szállítás kezdetének eltolása, a kipüfögő gázok visszavezetése, az örvénykamrás eljárás és a víz befecskendezés, a találmány gazdaságos és előnyös megoldást jelent. 15 A találmány további részleteit a rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti belső égésű erőgép néhány példakénti kiviteli alakjának egy-egy részletét tüntettük föl. A rajzon: Az 1. ábra égési térrel ellátott dugattyúnak a 3. 20 ábra A-A vonala mentén vett metszete a találmány szerinti előnyös sugárhelyzeteknek a sugárhatároló síkokra merőleges vetületével. A 2. ábra az égési térrel ellátott dugattyúnak a 3. ábra B-B vonala mentén vett metszete, amikoris 25 a találmány szerinti előnyös sugárhelyzetek a sugárhatároló síkok irányában láthatók. A 3. ábra a találmány szerinti előnyös sugárhelyzetek vetületeit föltüntető fölülnézet a dugattyúval és égési terével. 30 A 4. ábra körívekkel megközelített hiperboloid alakú égési térrel ellátott dugattyú részének metszete. Végül: Az 5. ábra hiperboloidhoz hasonló égési térrel kialakított dugattyú részének metszete. 35 A rajzon azonos hivatkozási számmal hasonló részletet jelöltünk. Amint az 1. ábrán látható, az 1 dugattyúban célszerűen a henger mértani középvonalával központosán kialakított 2 égési tér alakja rotációs hiperbo-40 lóid. A 2 égési tér hiperboloid alakú részéhez az égési tér 3 fenekének homorú körvonala 4 átmeneti sugarak közbeiktatásával csatlakozik. A találmány értelmében az 5 fúvókával befecskendezett üzemanyagsugár - esetenként a 6; 6'; 6" 45 sugarak közül csak egy jelenik meg - a két sugárhatároló Ei és E2 sík közötti körzetbe esik; a 2. és 3. ábrán e sugarak további vetületei láthatók. Amint a 3. ábrán láthatjuk, a sugárhatároló Ei és E2 síkok egymással és a 2 égési tér 8 középvonalával 50 párhuzamosak, amikoris a belső sugárhatároló Ei sík az égési tér legkisebb dj átmérőjének ti sugarában kifejezve 0,4 X rí távolságban van, a külső sugárhatároló E2 sík pedig a 2 égési tér 8 középvonalától 0,7 X rí távolságban van. 55 Az 5 fúvóka befecskendező 51 nyílása valamennyi találmány szerinti sugárhelyzet esetén a 2 égési tér falának közelébe esik. A 2 égési tér falától számított legrövidebb a távolság a 2 égési tér nagyságától függően célszerűen 2 és 5 mm közé esik. 60 A3, ábrán föltüntettük a légtöltés 7 örvénylési irányát, amikoris a 6; 6'; 6" sugarak vetületein a sugarak és a 7 örvénylési irány viszonylagos helyzete jól látható. A 6 sugár a 7 örvénylési irányban helyezkedik el. Ezzel szemben a 6' sugár körülbelül 65 merőleges a 7 örvénylési irányra. A 6" sugár vi-2
