HU181707B - Method for injecting fuel for direct-injection after-firing internal combustion engines and external ignition ones - Google Patents
Method for injecting fuel for direct-injection after-firing internal combustion engines and external ignition ones Download PDFInfo
- Publication number
- HU181707B HU181707B HU801305A HU130580A HU181707B HU 181707 B HU181707 B HU 181707B HU 801305 A HU801305 A HU 801305A HU 130580 A HU130580 A HU 130580A HU 181707 B HU181707 B HU 181707B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- injection
- load
- fuel
- nozzle
- speed
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
- F02B3/08—Methods of operating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
- F02M61/06—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves being furnished at seated ends with pintle or plug shaped extensions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
Eljárás tüzelőanyag befecskendezésére, közvetlen befecskendezésű, öngyulíadásös és külső gyújtású belsőégésű motorokhoz
A találmány tárgya tüzelőanyag-befecskendezési eljárás, közvetlen befecskendezésű, öngyulladásos és külső gyújtású belsőégésű, motorokhoz, amelyek nagyrészt a tüzelőanyagnak égéstérfalra történő felvitelével dolgoznak és amelyeknél az égéstérben 5 légörvény uralkodik. Ennél a tüzelőanyagot változó fúvókanyílás-geometriájú befecskendezőfúvókán át a forgástest-alakú égéstérbe fecskendezzük.
A fentiekben leírt típusú belsőégésű motorok már 10 széles körben ismertek. Ugyancsak ismertek azok az előnyök, amelyek azáltal érhetők el, ha a befecskendezést a motor különböző üzemállapotaival összhangba hozzuk. így például régóta megállapították, hogy teljes terhelésű üzemnél és nagy fordu- 15 latszámoknál kompakt tüzelőanyagsugár előnyös, amely a lehető legtöbb tüzelőanyagot juttatja az égéstérfalra, vagy azt legalábbis az égéstérfal közelébe szállítja. A szokásos befecskendezőfúvókákkal, amilyenek például a változatlan fúvókanyílás-geo- 20 metriájú lyukas fúvókák, mindez nagy befecskendezőfuratot és viszonylag kis nyomás melletti tüzelőanyag-befecskendezést jelent. A keverékelőkészítés elsősorban a légörvénnyel történik, amely a forró égéstérfalra filmszerűen felhordott, vagy annak kö- 25 zelébe juttatott tüzelőanyagot felmelegíti, elpárologtatja, levegővel keveri, majd elégeti.
Üresjáratban és a kisebb terhelési tartományokban kis fordulatszámoknál ezzel szemben finoman szétszórt tüzelőanyagsugár az előnyös, amely a le- 30 vegőben eloszlik, illetve azzal közvetlenül keveredik. Ennélfogva a viszonylag hideg égéstérfallal a tüzelőanyagsugár egyáltalán nem érintkezik. így a keverékelőkészítés és az égés is az említett üzemállapotokban gyorsan és tökéletesen megy végbe, nem maradnak elégetlen tüzelőanyagrészek, amelyek azután a kipufogási ütemben kijutnának a motorból. Változatlan fúvókanyílásgeometriájú befecskendezőfúvókák alkalmazásánál mindez kis befecskendezőfuratokat jelentene, azaz a szivattyú adott szállítási rátájánál viszonylag nagy tüzelőanyagsugár-kilépési sebességet, megfelelően nagy nyomásnál. A keverékképzés főleg a porlasztástól, azaz a sugár szétbomlástól függ, amihez a tüzelőanyag és a levegő közötti relatív sebesség eltérítést ad. Az utolsóként leírt tüzelőanyag befecskendezés egyébként a hideg indításra és a hideg motor gyorsjáratára is érvényes.
Annak érdekében, hogy az ismert tényeket legalább közelítőleg számításba vegyék, javasoltak már befecskendezőfúvókát változó fúvókanyílás-geometriával, például fojtócsapos fúvókákat is. Ezek hoztak ugyan bizonyos előnyöket, amelyek azonban mindig csak a motor néhány üzemtartományában jelentkeztek, mégpedig különbözőképpen és szabályzás nélkül, úgyhogy nem beszélhetünk a tervezett megoldásról. Többnyire ezek az előnyök csak a felső és a legalsó terhelési tartományban voltak megfigyelhetők.
A találmánnyal megoldandó feladat, hogy olyan tüzelőanyag-befecskendezési eljárást hozzunk létre,
-1181707 amellyel a bevezetőben leírt típusú belsőégésű motoroknál a tüzelőanyag befecskendezés úgy hozható összhangba a motor mindenkori üzemállapotaival, hogy a kipufogógázok a szénhidrogéneket és a kékfüstöt tekintve az alkalmazási céltól függően valamennyi fázisban közel optimális értéket érjenek el, valamint a hidegindítás és a hideg motor gyorsjárata kedvezőbb legyen.
A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a motor-jellegterületet több, például négy tartományra osztjuk, amelyek adott esetben különböző fordulatszámnál az üresjárati tartománytól a teljes terhelési tartományig tartanak, ezekben a befecskendezőfúvóka fúvókatűjével az időegységenkénti és a terheléstől függő befecskendezett mennyiségek figyelembevételével mindig az eljáráshoz megkívánt maximális kifolyáskeresztmetszetet tesszük szabaddá. Továbbá, a befecskendezőfúvóka kifolyáskeresztmetszetének szabaddá tételét önmagában ismert eszközök, például megfelelő karakterisztikájú rugók és járulékos vezérlőelemek megfelelő elrendezésével úgy végezzük, hogy annak növekedése az egyes jellegmező-tartományokkal összhangban legyen, ahol az alsó fordulatszámés/vagy terheléstartományban lényegesen lassúbb növekedést, a felső fordulatszám- és/vagy terheléstartományban viszont gyorsabban emelkedő növekedést biztosítunk.
Az egyes tartományokra történő felosztást a motor alkalmazási céljának megfelelően előnyösen úgy végezzük, hogy azt a tartományt, amelyben a motor túlnyomórészt dolgozik, szélesebbre választjuk. Az alsó fordulatszám-tartományban ezek a szélesebb tartományok eltolódást jelentenek a keverékelőkészítés túlnyomórészt levegővel elosztott módozatának nagyobb fordulatszámú és motorteljesítményű irányába. Az egyes tartományokban a mindig maximális fúvókatűlöketet ennek megfelelően az alsó tartományokban találjuk, ahol a kifolyónyílás erősen szűkített keresztmetszete a fúvókanyílás előtt nagy nyomást és ennélfogva a tüzelőanyag nagy kilépési sebességét idézi elő. A tüzelőanyagsugár és az égéstérben kis fordulatszámoknál lassan forgó levegő közötti nagy relatív sebesség segíti a tüzelőanyagsugár szétbomlását, amely a levegővel keveredik, elpárolog és elég, mielőtt még az égéstérfalat elérné. Ilyen körülmények között a tökéletes égést közelíthetjük meg minimális el nem égett szénhidrogénnel és kékfüsttel.
Gyakorlatilag tehát fojtócsapos fúvókat alkalmazunk és annak változó hidraulikai tulajdonságait úgy hozzuk a motorral összhangba, hogy az valamennyi üzemállapotban a kitűzött követelményeknek megfeleljen.
A találmány továbbfejlesztéseként célszerű, ha a befecskendezőfúvóka kifolyás-keresztmetszetének maximális méretét az alsó terhelés- és fordulatszámtartományban a maximális kifolyáskeresztmetszet
3-tól 15%-ára választjuk. Ennél fontos, hogy a kifolyáskeresztmetszetet a fúvókatűvel csak annyira tegyük szabaddá, hogy a tüzelőanyag nagy kilépési sebességéhez és ezzel a tüzelőanyag felbontásához a fúvókanyilásnál eléggé nagy befecskendezési nyomást éljünk el. Növekvő fordulatszámmal és/vagy terheléssel a kifolyáskeresztmetszetet a fúvókatűvel azután fokozatosan úgy növeljük, hogy a befecskendezési nyomás a fúvókanyilásnál egyre kevésbbé nőjön, és eléggé kompakt tüzelőanyagsugárt nyerjünk.
A találmány szerint előnyös továbbá, ha a névleges teljesítményi pontban a fúvókanyilásnál á befecskendezési nyomás csak 2-től 3-szor nagyobb, mint az alsó üresjáratban.
Az eljárás foganatosításához irányadóként kell szolgálnia annak, hogy a befecskendezési ráta, azaz a forgattyústengely elfordulási szögének le-ára eső befecskendezett mennyiség üresjárati tartományban: 1 ± 0,5 mm3 főtengely elfordulási szögfok és liter lökettérfogat;
Teljes terhelésnél és névleges fordulatszámnál pedig: 2± 1 mm3/forgattyústengely elfordulási szögfok és liter lökettérfogat.
Előnyös az olyan foganatosítási mód, amelynél a tüzelőanyag befecskendezési időpontját is szabályozzuk, mégpedig fordulatszám- és terhelésfüggően.
A befecskendezés kezdetének eltolódása a teljes terhelési tartománytól a nulla terhelésig a találmány szerint a motor névleges fordulatszámánál a maximális fordulatszámfüggő befecskendezés-kezdet-eltolódás 20 - és 50%-a közötti értékű, a többi fordulatszámtartományokon át pedig egészen az üresjáratig közel azonos értékű marad.
Végül a találmány szerint javasoljuk, hogy a terheléstől függő befecskendezéskezdet-eltolódás állandó fordulatszámnál a teljes terhelési befecskendezési mennyiség 100%-ától 50%-áig kezdődjön, továbbá, hogy a befecskendezéskezdet-eltolódás 100%-a a teljes terhelési befecskendezétt mennyiség 50%-ától 0%-áig legyen, valamint hogy a terhelésfüggő befecskendezéskezdet-eltolódás 100%-ról 0%-ra egyenes, vagy görbe lefutású legyén.
A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, amelyen diagramokat és a találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas befecskendezőfúvóka példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:
Az 1. ábra a motorjellegterület találmány szerinti felosztásának diagramját szemlélteti;
A 2. ábrán diagram látható á fúvókatűlöketnek a befecskendezőfúvóka kifolyáskeresztmetszetéhez való viszonyáról;
A 3. ábrán a találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas befecskendezőfúvóka alsó részét metszetben tüntettük föl;
A 4—8. ábrákon a fúvókatű nyitásának különböző jelleggörbéi láthatók;
A 9. ábrán a különböző tartományokban a befecskendezési nyomás (és a tűlöket) lefolyási diagramját szemléltettük;
A 10. ábra fecskendezéskezdet-eltolódás diagramja, a fordulatszámtól függően;
A 11. ábra a fecskendezéskezdet-eltolódás diagramja a terheléstől függően.
Az 1. ábrán függőleges 1 tengelyre a tüzelőanyag befecskendezett mennyiségeit (q) a teljes terhelési mennyiség %-ában, a koordinátarendszer vízszintes 2 tengelyére pedig a fordulatszámot (n) a névleges fordulatszám %-ában mértük föl. A szaggatott 3 vonallal azt jelöltük, hogy milyen befecskendezési menynyiségek szükségesek ahhoz, hogy a motor üresjáratban még áthúzzon. A szokásosan beállított üresjárati fordulatszámot 4 hivatkozási számmal jelöltük. A szaggatott 3 vonal alatt az a tartomány helyezkedik el, amelyben a motor már nem jár önműködően. Amint a diagramból kitűnik, a motor indításhoz mintegy 50%-kal több tüzelőanyagot kell adagolni mint teljes terhelésnél.
A motor-jellegterületet 5, 6 és 7 vonalakkal a jelen esetben négy, I, II, III, IV tartományra osztottuk, amelyekben a befecskendezőfúvóka más és más sugárkarakterisztikát ad a tüzelőanyagsugárnak. A felosztást úgy végezzük, hogy a motor a gyakoribb, illetve az előirt üzemállapotokkal összhangban levő keverékképzéssel járhasson. Az itt feltüntetett tartományok kiválasztása mutatja, hogy az optimalizálandó motort elsősorban járművekhez szántuk, amelyek túlnyomórészt városi forgalomban közlekednek. Ha például a motornak 'sokat kellene teljes terhelési tartományban üzemelnie, akkor az 5, 6 és 7 vonalakat balra kellene eltolni. Minden esetben a
I—IV tartományokat a mindenkori motor fordulatszám-intervallumának és a különböző füstgázkibocsátási és teljesítmény-követelményeknek megfelelően választjuk meg. A séma végül is minőségileg azonos marad, ha valaki például az el nem égett szénhidrogéneket és a kékfüstöt illetően magasabb követelményeket állít. Ebben az esetben célszerűen a I és II tartományokat szélesebbre, a III és IV tartományokat pedig keskenyebbre kell választani.
A 2. ábra szérint-diagramnál a függőleges 46 tengelyre a kifolyáskeresztmetszet (F χμ) a maximális löketnél -meglevő érték %-ában, a vízszintes 45 tengelyre pedig a fúvókatűlöketet (H) %-ban mértük fel. F hivatkozási jellel ennél a geometriai keresztmetszetet, μ-val pedig a fúvókanyílás kifolyási együtthatóját jelöltük. Itt is feltüntettük a I—IV tartományokat, és 8 jelleggörbe mutatja, hogy a kifolyáskeresztmetszet (F χμ) az I és Π tartományban mintegy 30%-os fúvókatűlöketig a maximális fúvókatűlökethez tartozó kifolyáskeresztmetszet 3-15%-a. A 8 jelleggörbe csupán példaképpen ilyen alakú, az a kívánt viszonyoknak megfelelően adott esetben egyenes is lehet.
Abban az esetben, ha a fúvóka típusától és 15 fúvókafurat paramétereitől függő jelleggörbének más alakja van, a I, II és III tartományt határoló vonalak a 2. ábrán különböző helyzeteket vesznek fel. így azonosra választott kifolyáskeresztmetszetek adódnak és megkapjuk az 1. ábra szerinti motor-jellégterület megfelelő tartományaiban a maximálisan elérhető löketeket.
A 3. ábrán önmagában ismert csapos fúvóka alsó részét tüntettük fel, amellyel a találmány szerinti befecskendezési eljárás foganatosítható. Ennél 9 fúvókatestben 11 fúvókatű eltolhatóan van ágyazva, amely a rajzon feltüntetett zárt helyzetében 12 tömítőülékével a 9 fúvókatesten fekszik fel. A 12 tömítőülék alatt a 11 fúvókatűnek 13 fojtócsapja van. Ez a 13 fojtócsap megfelelő 14 túlfedéssel úgy nyúlik a 15 fúvókafuratba, hogy fojtási 16 rés ma radjon. A 13 fqjtócsapot teljesen nyitott 11 fúvókatűnél szaggatott vonallal és 13’ hivatkozási számmal jelöltük.
Az 1. és 2. ábrán megadott I-IV tartományoknak megfelelően a 13 főj tócsap kissé emelkedik meg. Az I tartományban a 13 fojtócsap még a 15 fúvókafuratban marad, lökete közelítőleg a túlfedés 50%-ának felel meg. Ekkor a fojtási 16 résben még nagy nyomás uralkodik és ezáltal a gyűrű-alakú tüzelőanyagsugarat jól szétszórjuk. A II tartományban a 13 fojtócsap hengeres részének alsó éle már a 14 túlfedés végéhez ér, azonban a tüzelőanyagsugarat még jól szétszórja. A III tartomány azt jelenti, hogy a 13 fojtócsap a 14 túlfedés végétől a maximálisan nyitott 13’ helyzet felé halad. Ezért a rendelkezésre álló szabad kifolyáskeresztmetszet egyre nagyobbá válik és ezzel együtt a tüzelőanyagsugár egyre kompaktabbá. A IV tartományban a 13 fojtócsap a befecskendezési idő legnagyobb részében a teljesen nyitott felső véghelyzetben van. A tüzelőanyagsugár ennél kompakt marad és annak túlnyomó része az égéstérfalra jut. A maximális nyíláskeresztmetszet a befecskendezőfúvókánál a befecskendezési időtartam és a befecskendezési nyomás szerint van megválasztva, mégpedig a maximális teljesítményhez szükséges időtartam és nyomás szerint. Meg kell jegyeznünk, hogy a tüzelőanyagsugár szétszórásának mértéke nem egyedül a fúvókafurat b ól történő kilépés abszolút sebességével van meghatározva, hanem amint már említettük, fontos szerepet játszik ebben a tüzelőanyagsugár és a forgásszimmetrikus égéstérben forgó levegő relatív sebessége is.
A befecskendezőfúvóka nyíláskeresztmetszet-tulajdonságainak a motor mindenkori üzemállapotaihoz való kívánt összehangolása, azaz a 13 fojtócsap helyzete all fúvókatűt zárt helyzetben tartó rugóval érhető el. A rugó állandó merevsége bizonyos esetekben kielégítő. Ugrásszerűen, vagy folyamatosan növekvő merevség növekvő fúvókatűlökettel szükséges azonban akkor, ha kis tűlöketeknél a fúvókatű-helyzet pontos betartása szükséges, vagy ha a fúvókatű gyors elmozdulását a szelep nyitása után alacsony fordulatszám és motorterhelések esetében le kell fékezni. Ugyanez elérhető például mechanikus rugó és hidraulikus rugózó elem kombinációjával, amely járulékos, a vezetéknyomással arányos erőt fejt ki a fúvókatűre. Valamennyi ilyen esetben a fúvókatű elmozdulása a tüzelőanyag befecskendezési nyomásának változásával van kapcsolatban. A fúvókafurat keresztmetszetének változása ellentétes értelemben hat és megengedi a legkisebbtől a legnagyobb tüzelőanyagmennyiségek befecskendezését a 15 fúvókafuratnál bekövetkező viszonylag csekély nyomásváltozásnál.
Az a lehetőség is adott, hogy a motor üzemállapotától függően a kívánt fúvókatűlöketet beállítsuk, ami azonban külső vezérlésű állítóelem alkalmazását teszi szükségessé. Ebben az esetben a befecskendezés azonos nyomással történhet a teljes motor-jellegterületen. A nyomás - amint az bizonyos esetekben előnyös — kis fordulatszámoknál és motorterheléseknél nagyobbra állítható, mint nagy fordulatszámoknál és terheléseknél.
A 4—8. ábrákon a fúvókatűre ható rugóelemek néhány lehetséges 17, 18, 19, 21, 22 jelleggörbéjét tüntettük föl, amelyek a fúvókatűnek az 1. ábra szerinti motor-jellegterületnek megfelelő vezérlését teszik lehetővé. Itt a függőleges 23 tengelyre rendre az erőt (F) vittük fel, amelyet a rugóelem a fúvókatűn kifejt. Fo hivatkozási jellel a zárt fúvókatűnél fellépő erőt, azaz nulla fúvókatűlöketnél ható erőt jelöltük. A vízszintes 47 tengelyre a fúvókatűlöketet (H) mértük fel.
A 4. és 5. ábrákon feltüntetett 17, illetve 18 jelleggörbék két sorba kapcsolt rugótól származnak, ahol a második rugót csak egy bizonyos fúvókatűlöket megtétele után iktatunk be, amely például lehet a 14 túlfedés 50%-a. A második rugó tehát csak a I tartomány végénél lép működésbe. A szaggatott vonallal és 24 hivatkozási számmal az első rugó F erejét jelöltük. A 17, illetve 18 jelleggörbék különböző lefutásából kitűnik, hogy a második rugó a 4. ábra szerint előfeszítés nélkül, az 5. ábra szerint viszont előfeszítéssel lett beépítve.
A 6. ábrán acélrugó 19 jelleggörbéje progresszíven emelkedik a maximális fúvókatűlöketig (Hmax).
A 7. és 8. ábrán a fúvóktűre ható rugó és járulékos hidraulikus rugózó elem 21 és 22 jelleggörbéjét tüntettük föl. A járulékos hidraulikus rugózó elem a tüzelőanyag befecskendezési nyomásával arányos erőt fejt ki a fúvókatűre. Ebben az esetben az erő (F) diagramja a fúvókatű nyitás alatt a befecskendezési nyomáshoz hasonló lefolyású, amely a fordulatszámtól és a befecskendezett mennyiségtől is függ. Amint a 8. ábrán látható, az F erő a fúvókatű nyitása és eltolása közben különböző vonalvezetést követ. Hasonlóképpen, mint a két rugóból álló elrendezésnél, a hidraulikus elem csak akkor lép működésbe, ha a fúvókatű például a 14 túlfedés (3. ábra) 50%-át már megtette. Ez a pont - amelyet a
4-8. ábrákon mindig azonosra választottunk - természetesen előre, vagy hátra eltolható, mégpedig egészen a 14 túlfedés végének közelébe, azaz a II tartomány végéig. Ezt azonban minden esetben külön kell meghatározni.
A 9. ábrán a I—IV tartományoknak megfelelően (1. ábra) a befecskendezési nyomást és a fúvókatű-löketet (H) jelöltük. A függőleges 25 tengelyre bal oldalon mindig a fúvókatűlöket (H) %-át, jobb oldalon pedig a befecskendezési nyomás és a fúvókanyitási nyomás viszonyát (p) %-ban adtuk meg. A vízszintes 26 tengelyre a dugattyúmat (s) mértük föl a felső holtpont (OT) közelében, a forgattyústengely szögelfordulási fokában. 27 görbék a befecskendezési nyomás lefolyását mutatják, míg 28 görbék a fúvókatűlöketek lefolyását. A I tartományban a 28 fúvókatűlöket ismét megfelel a 14 túlfedés mintegy 50%-ának, és a befecskendezési nyomás viszonylag nagy. A II tartományban a 28 fúvókatűlöket a 14 túlfedés végéig megy és a IV tartományban a fúvókatű teljesen nyitva van. Itt a befecskendezési 27 nyomás lényegesen kisebb mértékben nő. Általában a befecskendezési nyomás értéke csak
2-3-szor akkora, mint a fúvókatű nyitási nyomása, a befecskendezőfúvóka kifolyáskeresztmetszetének értékei (F xju) üresjáratban és teljes terhelésnél mintegy tizes hatvánnyal különbözik (2. ábra). A befecs kendezési ráta üresjáratban 1 ± 0,5 mm3/forgattyústengely szögelfordulási fok x liter lökettérfogat; teljes terhelésnél és névleges fordulatszámnál pedig 2 ± 1 mm3/forgattyústengely szögelfordulási fok x liter lökettér.
A fúvókafurat változatlan nyílásgeometriájával ellátott (kialakított) befecskendezőfúvóka, amelyet üresjáratra alakítanánk ki, teljes terhelésnél és nagy fordulatszámnál olyan befecskendezési nyomást igényelne, amely a nyitási nyomásnak mintegy a tízszerese lenne. Ezzel a befecskendezés időtartama még eléggé rövid maradhatna.
A tüzelőanyagsugár tulajdonságainak változtatása és annak az égési levegőben történő eloszlása nem csupán a motorfordulatszám, hanem a terhelés függvényében is ahhoz vezet, hogy változik a gyújtáskésleltetésnek megfelelően a keverékelőkészítés és az égés sebessége is. Ezért lehetséges és előnyös a befecskendezés időpontját nem csak fordulatszámfüggően, hanem terhelésfüggően is eltolni, és ezzel a hő felszabadulását optimális hatásfokkal engedni lefolyni. A zajképződés ennél részleges terhelésnél, kis terhelésnél és üresjáratban csökkentett, mégpedig először is azért, mivel a befecskendezési ráta a befecskendezés kezdetekor nagyon kicsi és ezért az öngyulladó tüzelőanyagrész csekély, másrészt, mivel a tüzelőanyagnak az égési levegőben történő jobb eloszlása - amely gyorsítja a keverékelőkészítést — későbbi befecskendezés-kezdést tesz lehetővé. Ezáltal a maximális égési nyomást lecsökkentjük és a fajlagos fogyasztás hátrányos növekedése nélkül a füstgázkibocsátást a nitrogénmonoxid koncentrációját tekintve 50%-ig javítjuk.
A kisebb terhelési tartományban a később megkezdett befecskendezés azzal a további előnnyel is jár, hogy tüzelőanyagrészek nem jutnak a dugattyúfenékre és ezzel az égés nem húzódik el. A befecskendezés kezdetének késleltetése ugyanabban az irányban hat és kiegészíti a korábban javasolt megoldást, amely a fúvókafuratnak az égéstérhez képesti elhelyezésére vonatkozott.
A befecskendezés kezdetének terhelésfüggő eltolása a szokásos, fordulatszámfüggő eltolás 20-50%-át teszi ki teljes terhelésnél.
A 10. ábrán ismét további diagramot tüntettünk fel, amely a befecskendezés kezdetének eltolását a fordulatszámtól függően mutatja. A függőleges 29 tengelyre a befecskendezés kezdetének eltolását (S) a maximális lehetséges eltolás %-ában, a vízszintes 31 tengelyre pedig a fordulatszámot (n) a névleges fordulatszám %-ában mértük fel. 32 egyenes mutatja azt az eltolást, amely a teljes terhelési görbéhez szükséges. 33 és 34 vonalak olyan tartományt határolnak, amelyben a befecskendezés kezdetét jelző görbe „nulla” befecskendezési mennyiségnél van. Csökkenő terhelésnél a befecskendezés kezdete a 35 nyíllal jelzett irányba tolódik el.
A 11. ábrán a befecskendezés-kezdetének ezt a változtatását megalapozó törvényszerűséget ábrázoltuk. Itt a függőleges 36 tengelyre az eltolási szögeket mértük fel állandó fordulatszámnál, maximális befecskendezés-kezdet-eltolás %-ában, a teljes terhelés — a
100 (-----------------------); ahol __ 0*4 a teljes terhelés αteljes terhelés * a befecskendezés kezdetének szöge teljes terhelésnél;
ao = szög qe =0 befecskendezési mennyiségnél.
A vízszintes 37 tengelyre a befecskendezett mennyiségek (qe) a teljes terhelési mennyiségek (qe)/teljes terhelés%-ában vannak felmérve. Az egyenes a „nulla” befecskendezéseltolás (qe/teljes terhelés) és a csúcseltolás 100% (qe = 0) között, amint a 38 vonal szemlélteti, közelítőleg lineáris. Bizonyos esetekben előnyös, ha nagy befecskendezési mennyiségeknél csupán csekély eltolást, vagy semmiféle eltolást nem alkalmazunk, hanem a befecskendezés Kezűetet c^teijes t—.‘heiés'-^ei rttv^.iagyjt'K, e.. c^ak kis befecskendezési mennyiségeknél, mint például a 39 görbén leolvasható esetekben alkalmazzuk az eltolást. Az eltolási út már befejeződhet qe>0-nál, a qteijes terhelés 50%-áig, és például a követheti a 41 vonalat. A lehetséges utakat a 42 és 43 vonalak fogják közre. Az utóbbi szemlélteti a határesetet, amelyben a befecskendezés kezdete addig marad állandó, amíg a befecskendezés mennyiség a teljes terhelési mennyiség 50%-át el nem éri: Ezzel szemben a 42 vonal azt a határesetet szemlélteti, amelyben a terhelésfüggő eltolás rögtön megkezdődik és a teljes terheléshez tartozó befecskendezési mennyiség 50%-ánál már be is fejeződik. A 44 görbe végül a 42 és 43 határvonalak közötti lefolyás egy példáját szemlélteti.
Claims (9)
1. Eljárás tüzelőanyag befecskendezésére közvetlen befecskendező, öngyulladásos vagy külső gyújtású belsőégésű motorokhoz, amelyek dugattyúfenékben kiképzett égésterében a levegőnek az égéstérhossztengely körüli forgómozgást adunk, a tüzelőanyagot pedig változtatható fúvókanyílásalakkal rendelkező befecskendezőfúvóka segítségével a motor felső fordulatszám - és/vagy terheléstartományban az égéstérfalra filmszerűen visszük, fel, üresjáratban, valamint az alsó fordulatszám
- és/vagy terheléstartományban viszont tüzelőanyag
- levegő keverékként juttatjuk az égéstérbe, valamint a fúvókanyílást előnyösen megfelelő karakterisztikájú rugó segítségével tesszük szabaddá, továbbá a befecskendezett mennyiséget terhelés - és fordulatszámfüggő vezérléssel szabályozzuk, azzal jellemezve, hogy a fúvókatű (11) nyíláskeresztmetszetét (16) az üresjárati tartománytól (3) a teljes terhelési tartományig (q=100%) adott esetben különböző fordulatszámoknál (n) felvett, több jelleggörbetartománynak (I, II, III, IV) megfelelően növeljük meg, ezeket a jelleggörbetartományokat (I, II, III, IV) a motor alkalmazási célja szerint szélesebbre választjuk annál a tartománynál, amelyben a motor túlnyomórészt dolgozik, továbbá a fúvókatű (1) nyíláskeresztmetszetének növelését az egyes jelleggörbetartományokkal úgy hangoljuk össze, hogy az alsó fordulatszám - és/vagy terheléstartományban lényegesen lassabb keresztmetszetnövelést, a felső fordulatszám - és/vagy terheléstartományban viszont gyorsabb keresztmetszetnövelést biztosítunk 5 (2. ábra). _
2. Az 1. igénypont szerinti tüzelőanyag-befecskendezési eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a befecskendezőfúvóka nyíláskeresztmetszetének (16) a befecskendezés közbeni maximális mérétét a legnagyobb teljesítményhez tartozó korlátozott nyíláskeresztmetszet
3-15%-ára választjuk, továbbá az üresjárat és a teljes terhelés között a befecskendezőfúvóka nyíláskeresztmetszetét (16) 1 : 10 arányban választjuk meg.
15 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti tüzelőanyag befecskendezési eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az alsó fordulatszám- és/vagy terheléstartományokban a nyíláskeresztmetszetet (16) a fúvókatűvel (11, 13) csak annyira tesszük szabaddá,
20 hogy a tüzelőanyag nagy kilépési sebességéhez és ezzel annak felbontásához a fúvókanyílásnál (15) elegendő befecskendezési nyomást éljünk el.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti tüze-
25 lőanyag-befecskendezési eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy növekvő fordulatszámmal és/vagy terheléssel a maximálisan szabaddá tett nyíláskeresztmetszetet (16) a fúvókatűvel (11) fokozatosan úgy növeljük, hogy a fúvókanyílásnál (15) a
30 befecskendezési nyomás a lehető legkisebb mértékben növekedjen, és így a tüzelőanyagsugár és a légörvény közötti kisebb relatív sebesség révén kevésbé felbontott tüzelőanyagsúgarat hozzunk létre.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti tüze35 lőanyag-befecskendezési eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a fúvókafuratnál (15) a befecskendezési nyomást a névleges teljesítménynél
2-3-szor választjuk nagyobbra, mint üresjáratban.
40
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti tüzelőanyag-befecskendezési eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a befecskendezési dózist az üresjárati tartományban 1 ± 0,5 mm3/forgattyústengelyszögfok és liter lökettérre, a teljes terhelésnél és
45 a névleges fordulatszámnál pedig 2 ± 1 mm3/forgatytyústengely szögfok és liter lökettér-re választjuk.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti tüzelőanyag-befecskendezési eljárás foganatosítási módja,
50 azzal jellemezve, hogy a tüzelőanyag-befecskendezési időpontját a fordulatszámtól és a terheléstől függően szabályozzuk. (10. és 11. ábra).
8. Az 1—7. igénypontok bármelyike szerinti tüzelőanyag-befecskendezési eljárás foganatosítási módja,
55 azzal jellemezve, hogy a befecskendezés kezdetének a teljes terhelési tartománytól a motor névleges fordulatszámánál „nulla”-terhelésig történő eltolását a maximális fordulatszámhoz tartozó befecskendezéskezdet-eltolás 20-50%-ára választjuk, és ezt a teljes ¢0 fordulatszámtartományon át az üresjáratig közel azonos értéken tartjuk.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti tüzelőanyag-befecskendezési eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a terhelésfüggö befecskende-
65 zéskezdet-eltolást állandó fordulatszámnál a teljes terheléshez tartozó dózis 100%-ától 50%-áig kezdjük meg, továbbá a befecskendezéskezdet 100%-os eltolását a teljes terheléshez tartozó dózis 50%-ától
0%-áig végezzük, továbbá a terhelésfüggő befecskendezéskezdet 100%-tól 0%-ig való eltolását egyenes, vagy görbe (41, 44) szerint végezzük. (11. ábra).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792923670 DE2923670A1 (de) | 1979-06-12 | 1979-06-12 | Kraftstoff-einspritzverfahren fuer direkt einspritzende, selbstzuendende und fremdgezuendete brennkraftmaschinen. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HU181707B true HU181707B (en) | 1983-11-28 |
Family
ID=6073007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU801305A HU181707B (en) | 1979-06-12 | 1980-05-23 | Method for injecting fuel for direct-injection after-firing internal combustion engines and external ignition ones |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4499871A (hu) |
JP (1) | JPS562458A (hu) |
BR (1) | BR8003742A (hu) |
CH (1) | CH650836A5 (hu) |
DD (1) | DD151486A1 (hu) |
DE (1) | DE2923670A1 (hu) |
FR (1) | FR2458689A1 (hu) |
GB (1) | GB2051236B (hu) |
HU (1) | HU181707B (hu) |
IN (1) | IN153524B (hu) |
IT (1) | IT1131303B (hu) |
RO (1) | RO80197A (hu) |
SE (1) | SE448759B (hu) |
SU (1) | SU1111691A3 (hu) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5832930A (ja) * | 1981-08-19 | 1983-02-26 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関用燃料噴射制御装置 |
GB2138884B (en) * | 1983-04-26 | 1987-02-18 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | I c engine fuel injection nozzle |
JPS60108560A (ja) * | 1983-11-16 | 1985-06-14 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 燃料噴射制御法及び装置 |
JPS60184961A (ja) * | 1984-03-01 | 1985-09-20 | Mazda Motor Corp | 燃料噴射ノズル |
JPS61171877A (ja) * | 1985-01-26 | 1986-08-02 | Mazda Motor Corp | デイ−ゼルエンジンの燃料噴射ノズル |
US4993394A (en) * | 1985-07-19 | 1991-02-19 | Orbital Engine Company Propriety Limited | Fuel injection internal combustion engines |
DE3629437A1 (de) * | 1986-08-29 | 1988-03-03 | Elsbett L | Brennstoffeinspritzung fuer kolbenbrennkraftmaschine mit mehreren einspritzduesen |
JPH0196466A (ja) * | 1987-10-07 | 1989-04-14 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関用燃料噴射ノズル |
JPH01163466A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-27 | Isuzu Motors Ltd | 燃料噴射ノズル |
US5241935A (en) * | 1988-02-03 | 1993-09-07 | Servojet Electronic Systems, Ltd. | Accumulator fuel injection system |
US6371093B1 (en) * | 1990-03-23 | 2002-04-16 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Fuel air injector |
US5639062A (en) * | 1995-07-25 | 1997-06-17 | Outboard Marine Corporation | Modified heel valve construction |
JPH10281039A (ja) * | 1997-04-02 | 1998-10-20 | Hitachi Ltd | 燃料噴射装置とその制御方法 |
US6938607B1 (en) * | 1997-04-02 | 2005-09-06 | Hitachi, Ltd. | Fuel injection apparatus and control method thereof |
JP3582060B2 (ja) * | 1999-11-18 | 2004-10-27 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池システム |
EP1510689A1 (de) * | 2003-08-21 | 2005-03-02 | Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company | Kraftstoffeinspritzventil |
US7458364B2 (en) * | 2005-08-05 | 2008-12-02 | Scion-Sprays Limited | Internal combustion engine having a fuel injection system |
US7770813B2 (en) * | 2006-10-11 | 2010-08-10 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Spray penetration control method |
US20140060481A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | GM Global Technology Operations LLC | Method and apparatus of producing laminar flow through a fuel injection nozzle |
US11415041B2 (en) * | 2019-09-16 | 2022-08-16 | Woodward, Inc. | Flame triggered and controlled volumetric ignition |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2012086A (en) * | 1931-09-03 | 1935-08-20 | Eclipse Aviat Corp | Internal combustion engine |
DE671686C (de) * | 1936-11-08 | 1939-02-11 | Humboldt Deutzmotoren Akt Ges | Zapfenduese fuer Einspritzbrennkraftmaschinen |
US3018792A (en) * | 1959-02-16 | 1962-01-30 | Delavan Mfg Company | Dual orifice valve |
US3035780A (en) * | 1960-05-20 | 1962-05-22 | Renault | Fuel injection nozzles for internal combustion engines |
DE1751470A1 (de) * | 1968-06-05 | 1971-07-01 | Daimler Benz Ag | Duesenhalter fuer Verbrennungsmotoren mit eingebauter Einspritzduese |
DE1906443B2 (de) * | 1969-02-08 | 1978-09-21 | Maschinenfabrik Augsburg-Nuernberg Ag, 8500 Nuernberg | Zylinderkopf für luftverdichtende, direkt-einspritzende Brennkraftmaschinen |
JPS5320606B2 (hu) * | 1971-11-17 | 1978-06-28 | ||
US3892208A (en) * | 1972-07-05 | 1975-07-01 | Mcculloch Corp | Modified injection spray characteristics for spaced burning loci engines |
GB1472401A (en) * | 1973-05-12 | 1977-05-04 | Cav Ltd | Fuel injection nozzles |
DE2633617C2 (de) * | 1976-07-27 | 1986-09-25 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Einstellgrößen bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere der Dauer von Kraftstoffeinspritzimpulsen, des Zündwinkels, der Abgasrückführrate |
DE2709161A1 (de) * | 1977-03-03 | 1978-09-07 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Luftverdichtende, direkt einspritzende brennkraftmaschine |
DE2709892A1 (de) * | 1977-03-08 | 1978-09-14 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzduese |
GB2033003B (en) * | 1978-10-27 | 1982-11-24 | Hughes Microelectronics Ltd | Control circuit for controlling the timing of spark ignition of an internal combustion engine |
-
1979
- 1979-06-12 DE DE19792923670 patent/DE2923670A1/de not_active Withdrawn
-
1980
- 1980-05-14 CH CH3758/80A patent/CH650836A5/de not_active IP Right Cessation
- 1980-05-23 HU HU801305A patent/HU181707B/hu unknown
- 1980-05-27 IN IN621/CAL/80A patent/IN153524B/en unknown
- 1980-05-30 FR FR8012015A patent/FR2458689A1/fr active Granted
- 1980-06-10 RO RO80101374A patent/RO80197A/ro unknown
- 1980-06-11 JP JP7886980A patent/JPS562458A/ja active Granted
- 1980-06-11 SU SU802933155A patent/SU1111691A3/ru active
- 1980-06-11 IT IT22705/80A patent/IT1131303B/it active
- 1980-06-11 DD DD80221756A patent/DD151486A1/de unknown
- 1980-06-12 BR BR8003742A patent/BR8003742A/pt unknown
- 1980-06-12 GB GB8019257A patent/GB2051236B/en not_active Expired
- 1980-06-12 SE SE8004395A patent/SE448759B/sv not_active IP Right Cessation
-
1983
- 1983-08-04 US US06/520,147 patent/US4499871A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH650836A5 (de) | 1985-08-15 |
JPS562458A (en) | 1981-01-12 |
RO80197A (ro) | 1982-10-26 |
GB2051236B (en) | 1983-06-15 |
DD151486A1 (de) | 1981-10-21 |
BR8003742A (pt) | 1981-01-13 |
IT1131303B (it) | 1986-06-18 |
US4499871A (en) | 1985-02-19 |
SE8004395L (sv) | 1980-12-13 |
DE2923670A1 (de) | 1981-03-12 |
GB2051236A (en) | 1981-01-14 |
FR2458689B1 (hu) | 1985-01-04 |
SE448759B (sv) | 1987-03-16 |
IN153524B (hu) | 1984-07-21 |
SU1111691A3 (ru) | 1984-08-30 |
IT8022705A0 (it) | 1980-06-11 |
JPH0252115B2 (hu) | 1990-11-09 |
FR2458689A1 (fr) | 1981-01-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
HU181707B (en) | Method for injecting fuel for direct-injection after-firing internal combustion engines and external ignition ones | |
US4499862A (en) | Injection device for direct injection diesel engines using alcohol and diesel fuel | |
AU686638B2 (en) | Internal combustion engine | |
US6644269B2 (en) | Fuel injection system having pre-injection and main injection | |
JP2002227650A (ja) | ナッペ角が小さい直噴エンジンおよびこのようなエンジンの使用を可能にする方法 | |
US4254915A (en) | Fuel injector for internal combustion engines | |
US5704333A (en) | Fuel injection system for a lean burn engine | |
US4100911A (en) | Rotary piston internal combustion engine | |
GB2024936A (en) | An air-compression direct- injection internal combustion engine | |
JPH0475391B2 (hu) | ||
JPH09250428A (ja) | スワール流強度可変式燃料噴射弁 | |
GB2084249A (en) | Fuel Injector | |
JPS633129B2 (hu) | ||
US2933072A (en) | Fuel injection combustion engine | |
GB2097471A (en) | I.C. engine fuel injection nozzle | |
US6676040B2 (en) | Variable swirl type GDI injector | |
US4479469A (en) | Internal combustion engine | |
JPS6033975B2 (ja) | 空気圧縮直接燃料噴射式内燃機関 | |
US4056081A (en) | Internal combustion engine | |
JPH08254169A (ja) | 内燃機関の燃料噴射弁 | |
GB2034405A (en) | Fuel injector for an internal combustion engine | |
EP1088974B1 (de) | Motor mit verringerter NOX Emission und Verfahren zu dessen Betrieb | |
JPS6032379Y2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射弁 | |
JPS5813072Y2 (ja) | 直噴式デイ−ゼルエンジンの燃焼室 | |
JPH0244035Y2 (hu) |