NO811009L - Fremgangsmaate og dyse for fremstilling av en forstoevet blanding ved tomgang i en forbrenningsmotor - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til fremstilling

av en forstøvet blanding ved tomgang, bestemt for levering til et innløpsrør for en forbrenningsmotor. Oppfinnelsen omfatter også en tomgangsdyse egnet for montering på en hjelpetomgangsforgasser for anvendelse av oppfinnelsens fremgangsmåte ..

Det er kjent at i en forbrenningsmotor, når gassventi-len fra hovedforgasseren er stengt, er tomgangsbetingelsene vanligvis sikret ved hjelp av en hjelpeforgasser utstyrt med en tomgangsdyse. I de kjente dyser av nåletypen foreligger et eneste kammer for utførelse av blandingen av luft og brensel.

Denne type dyse har flere ulemper. For det første har den fremstilte blanding en dårlig homogenitet og derav følger et merkbart overforbruk av brensel når motoren går på tomgang. Imidlertid, for kjøring i tettbebyggelse'har forbruket under disse betingelser en meget betydelig innvirkning på det midlere forbruk for kjøretøyet, dessuten er de ufullstendig for-brente avgasser under tomgang en alvorlig kilde til"forurens-ning .

Dertil kommer at de kjente tomgangsdyser med bevegelig nål stenges på en forholdsvis brutal måte når motorens arbeidsbetingelser forlater tomgangsbetingelsene for å gå over til høyere mellomliggende betingelser. Derav følger av og til brå stopp av motorens funksjon eventuelt med fare for fastkiling.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å avhjelpe svak-, heteng ved kjente tomgangsdyser.

Et formål med oppfinnelsen er særlig å angi en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av en forgasset tomgangsblanding som gjør det mulig å sikre en utmerket homogenitet i denne blanding.

Et annet formål med oppfinnelsen er også å tillate merkbare besparelser i brenselforbruket, særlig under kjøring i tettbebyggelse.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tillate en progressiv overgang fra tomgangsbetingelser til mellomliggende høyere betingelser og eliminere faren for fastkiling av motoren.

Et annet formål er å gi midlere arbeidsbetingelser eller sogar høye arbeidsbetingelser evnen til å forbedre den ■ forgassede blanding for å tillate en bedre forbrenning og rimelig økonomi til forbruket ved disse betingelser.

Fremgangsmåten foreslått ved hjelp av oppfinnelsen er av den art hvor en strøm av tomgangsbrensel Cr blandes med en strøm av tomgangsluft A i en hjelpetomgangsforgasser, ifølge foreliggende oppfinnelse er denne blanding foretatt i to faser: En forblandingsfase virkeliggjort i et første kammer som betegnes turbulenSkammeret, og som består i å blande tom-gangsbrenselstrømmen C r med en overskuddsluftstrøm A a som er svak i forhold til strømmen Ar for å få en kraftig forstøvet forhåndsblanding M av' luft og brensel,

og en sluttblandingsfase virkeliggjort i et annet kammer betegnet blandekammeret og som består i å blande forhåndsblandingen M med tomgangsluftstrømmen Ar.

Ifølge en anvendelsesmåte som gir gode resultater, er forhåndsblandingen Mp fortrinnsvis fremstilt ved hjelp av en overskuddsluftstrøm A 3.som befinner seg mellom ca. 2% og 20%

i forhold til tomgangslu ftstrømmen A .

Forsøk har vist at en slik fremgangsmåte tillater oppnåelse av en homogen forstøvet blanding som fører til merkbare besparelser i forbruket under motorens tomgang.

Homogeniteten av den forstøvede blanding som fås, for-bedres ytterligere ved anvendelsen av følgende fordelaktige arbeidsbetingelser: forblandingen M per virkeliggjort i turbulenskammeret ved å føre til dette overskuddsluften Aa= og brenselstrømmen Cr i innbyrdes vinkelrette eller skjærende retninger som avviker minst 30° fra det loddrette,

forblandingen M føres fra utgangen fra turbulenskammeret i en retning som først er radial, sentrifugert, til den umiddelbare utgang fra turbulenskammeret"og deretter i lengderetningen til blandingskammeret,

sluttblandingen Mr frembringes i blandingskammeret ved å føre tomgangsluften A r og forblandingen M ir mot dette langs innbyrdes vinkelrette eller skjærende retninger som avviker minst 30° fra perpendikulæren.

Man får på denne måte en forstøvet blanding som har fordelen av en uvanlig homogenitet som synes å tilsvare de optimale betingelser for å redusere mest mulig under tomgang brenselforbruket og forurensningen.

Forøvrig ifølge et annet karakteristisk trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er forhåndsblandingen M- frem-Ir

bragt ved hjelp av en brenselstrøm Cr som bringes til å vari-ere i omvendt avhengighet av motorens arbeidsbetingelser, slik at de er maksimale under tomgangsbetingelser og avtar under midlere betingelser ned til en minimal verdi som kan være null eller meget liten under høye arbeidsbetingelser.

Man får således en meget progressiv overgang fra tomgangsbetingelser til høyere omdreiningshastigheter uten fare for at motoren skal kjøre seg fast og stanse. Ved en egnet regulering av den minsteverdi for strømmen C rkan dessuten operatøren alt elter typen av motor og dens arbeidsbetingelser justere rikheten av den forstøvede hovedblanding som forlater hovedforgasseren enten ved å anrike denne blanding ved å slippe inn en svak strøm av brensel C ri tillegg, eller ved overoksydering takket være et innsluppet lufttillegg.

Den ovenfor antydede variasjon av strømmen av brensel Cr oppnås på i og for seg kjent måte ved virkningen av undertrykk fremkalt av motoren, hvilket undertrykk avtar på høyde med hjelpetomgangsforgasseren ved lave motorturtall. Ifølge et karakteristisk trekk ved fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen overføres dette undertrykk mot turbulenskammeret for å virke på en sterkt avsmalnende spiss som er bevegelig i en fast åpning, idet brenslet før sin innføring i turbulenskammeret bringes til å gå gjennom kanalen som befinner seg mellom spissen og dens åpning.

Oppfinnelsen omfatter også en ny tomgangsdyse anvende-lig for montering på en hjelpetomgangsforgasser for å anvende fremgangsmåten beskrevet ovenfor. Denne dyse er av typen som omfatter organer for tilførsel av tomgangsluft A , organer for avløp av brenselblandingen M r, organer for tilførsel av brensel C , et blandekammer som har forbindelse med organene for tilførsel av luft A og organene for avløp av blandingen Mr og en spiss eller nål for regulering av avløpet av brensel C .

Ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter denne dyse:

- et turbulenskammer, hvori spissen befinner seg for sammen med en fast åpning å avgrense en gjennomgang til forbindelse med organene som leverer brenselet cr'. - organer for tilførsel av overskuddsluft Aa som munner ut i turbulenskammeret, - og organer for å sette turbulenskammeret i forbindelse med blandekammeret.

Ytterligere karakteristiske trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av følgende beskrivelse under henvisning til tegningene som i form av rene eksempler uten begrensning viser en fore-trukket utførelse, idet fig. 1 er et aksialsnitt i forstørret målestokk av en dyse i samsvar med oppfinnelsen montert i en fordypning i en hjelpetomgangsforgasser som er vist delvis på tegningen, fig. 2 er et snitt av dysen i et plan betegnet AA, fig. 3 er et skjematisk riss som viser monteringen av dysen i et forgasserutstyr på en forbrenningsmotor, og fig. 4 og 5 er skjematiske tegninger til forklaring av funksjonen og viser dysen hhv. under tomgangsbetingelser og under større hastighet.

Tongangsdysen 1 vist som eksempel på tegningene er beregnet på montering i en fordypning i hjelpetomgangsforgasseren som er vist ved 2 på fig. 1 og 3. Disse fordypninger eller brønner i hjelpeforgasseren omfatter på kjent måte en ledning 2a for innløp av tomgangsluft Ar, en kanal 2b i for-lengelsen av den første for avløp av den.forstøvede tomgangsblanding M og en kanal 2Q til fordeling av tomgangsbrenselet. Dessuten er den gjennomboret av en delvis gjenget boring, hvori dysen 1 ifølge oppfinnelsen skrus inn.

Sistnevnte omfatter et hult hus 3 med utvendige gjenger for montering i brønner eller fordypninger i hjelpeforgasseren 1.

Dette hule hus 3 inneholder et innløpsmunnstykke 4 for brensel som er ført inn med kraft gjennom en ende av samme.

Dette munnstykke 4 avgrenser i et ringformet spor i

sin omkrets et blandekammer 5 som for det første står i forbindelse med ledningen 2a i forgasseren ved hjelp av en kanal 6 for tilførsel av luft Ar, for det annet og motsatt med forgasserens kanal 2b ved hjelp av en avløpskanal 7 for den for-

gassede blanding M som er frembragt i tomgangsdysen.

Forøvrig er munnstykket 4 aksialt gjennomboret av en kanal 8 for tilførsel av brensel som står i forbindelse med kanalen 2c for brensel og som munner ut med sin annen ende gjennom en konisk åpning 9 i et turbulenskammer 10. I det indre av dette kammer 10 er den bevegelige spiss eller nål 11 anbragt som hører til forskyvbare organer som tillater denne å gli med liten friksjon i forhold til huset 3.

I eksemplet er disse glideorganer dannet av et hode 12 som bærer den bevegelige spiss eller nål 11.

Denne bevegelige spiss 11 har i høyde med den faste åpning 9 en kjegleform som er sterkt avsmalnende med en vinkel ved toppen på tilnærmet 10 - 30° særlig i størrelsesordenen 20 - 25°. Selvsagt har den koniske åpning 9 en tilsvarende form. Disse elementer er slik tilpasset for injisering av brensel i turbulenskammeret 10 i en lengderetning eller som avviker minst 30° fra lengderetningen.

Dessuten omfatter spissen 11 en langsgående kanal 13

for tilf ørsel ev overskuddsluft Aa= som er frembragt langs dennes akse. Denne kanal 13 munner ut i rett vinkel i turbulenskammeret 10 gjennom radiale kanaler 14. Overskuddsluften fra kanalene 14 og brenselet som går mellom spissen 11 og dens åpning 9, utgjør således de relative retninger som avviker minst 30° fra perpendikulæren, i det øyeblikk hvor de får kontakt med hverandre i turbulenskammeret.

Forøvrig er munnstykket 4 forsynt med to diametralt mot-satte plane flater som avgrenser langsgående kanaler 15 mellom seg og huset 3. Disse kanaler 15 munner ut i en ende av blandekammeret 5 og står i forbindelse med sin annen ende med turbulenskammeret^ 10 gjennom radiale kanaler 16 som befinner seg omkring dette turbulenskammer.

Forhåndsblandingen M fremstilt i kammeret 10 som er

P

utsatt for meget sterke turbulenser, føres således til utgangen fra dette kammer først radialt og deretter i sentrifugal retning i kanalene 16 og siden i lengderetningen til blåndekamme-ret 5.

Denne forhåndsblanding ankommer i kammeret 5 med en lengderetning og trer i kontakt med tomgangsluften Ar som ankommer radialt i en retning vinkelrett på dette.

Eksperimenter, har vist at disse betingelser synes å tilsvare de ideelle betingelser for oppnåelse av en meget intim og fullkommen homogen blanding av luft og brensel ved tomgang.

Forørvrig blir overskuddsluften A aført mot kanalen 13

i den bevegelige spiss gjennom en stang 17 som er skrudd inn i et lokk 18 som igjen er skrudd på enden av huset 2. Stangen 17 omfatter en aksial kanal 19 gjennom hvilken overskuddsluften' kommer inn. Denne kanal er åpen ved den ytre ende av stangen. 17 og har en tilhørende hette 20 for regulering av den over-skuddsluf tstrøm som slippes inn. Denne hette omfatter radiale åpninger 21 som munner ut på høyde med dens skruegjenger og dybden av gjengene i hetten på stangen 19 tillater justering av belastningstapet og således luftstrømmen A a som forløper i høyde med skrugjengene. Em kontramutter 22 gjør det mulig å blokere hetten 20 i den valgte stilling.

Dessuten tjener stangen 19 som støtte ved hjelp av.en krave 23 for en fjær 24 som med sin annen ende ligger an mot hodet 12. Denne fjær trykker således dette hode og dets spiss i retning for å fjerne sistnevnte fra åpningen 9.

Stangen 19 kan være gjenget mer eller mindre dypt i hetten 18 for å regulere den tilbakeføringskraft som utøves

av fjæren. En kontramutter 25 gjør det mulig å blokere stangen i den valgte stilling. Fig. 3 viser monteringen av dysen ifølge oppfinnelsen. Man gjenfinner på denne figur de klassiske elementer i et ut-styr med forgasser for en forbrenningsmotor; tanken 26 for til-førsel av brensel med sin flottør, hovedforgasseren 27, gass-spjeldet 28, brønnen 2 for hjelpeforgasseren med sin innstil-lingsskrue 29, dysen 1 i samsvar med oppfinnelsen er montert i sin brønn eller fordypning. Fig. 4 viser dysen i arbeide under tomgangsbetingelser når gasspjeldet 28 er stengt. Undertrykket frembragt av motoren er utilstrekkelig under disse betingelser og virkningen av fjæren 24 fjerner spissen fra sin koniske åpning. Tomgangs-brenselstrømmen Cr som slippes inn er maksimal. Denne strøm kommer frem til turbulenskammeret 10 hvor den blir satt i kontakt vinkelrett på eller langs en retning nær' perpendikulæren,

med overskuddsluften A .

a

Strømmen av denne overskuddsluft A ' er på forhånd justert slik at den. skal være svak i forhold til strømmen av tomgangsluft Ar som kommer på kjent måte inn i forgasserens tomgangsbrønner 2. F.eks. oppnår man gode resultater i de fleste motorer ved å justere denne strøm Aa til en verdi i størrelsesordenen 4 - 5% av luftstrømmen Ar.

En meget forstøvet forhåndsblanding M pblir således fremstilt i en første fase i turbulenskammeret 10, hvoretter den leveres til blandekammeret 5 hvor den blandes i en annen fase med tomgangsluftstrømmen Ar. Ved utgangen fra dette kammer 5 blir den sluttforstøvede blanding Mc med en uvanlig homogenitet ført til motorens inntaksledning.

Når motorens hastighet øker, vil undertrykket frembragt av denne øke og forskyvningen av den sterkt avsmalnende bevegelige spiss mot sin åpning reduserer meget progressivt brensel-andelen av den forstøvede blanding Mc, hvilken til enhver tid bevarer sin utmerkede homogenitet. Dette særpreg med sterk progressivitet fra mager til rik blanding unngår fullstendig og fjerner farene for låsing under mellomliggende turtall (helt opptil 2ooo o/min).

Den bevegelige spiss kan være regulert som vist. på fig.

5 slik at den minimale strøm av tomgangsbrensel ikke vil være null ved full hastighet, hvilket tillater for visse motorer

å regulere andelen av brensel i den forstøvede blanding fremstilt i hovedforgasseren, særlig ved retardering.

Det er likeledes mulig i andre tilfeller å tillate ved høye turtall fullstendig lukking av spissen ved å la den legge seg mot sin kjegleformede åpning.

Denne regulering av minimumstrømmen av brensel til en liten verdi eller null kan være sikret takket være hodet 12 som bærer spissen. Det er tilstrekkelig å innstille dette i forhold til spissen enten slik at i forreste stilling vil det ligge an mot huset 3 under sikring av en minimal gjennomgang mellom spissen og dens åpning, eller derimot at spissen vil være fri til å komme i kontakt med sin åpning.

Oppfinnelsen er selvsagt ikke begrenset til det som er sagt i det foregående, men omfatter alle varianter. Særlig kan et luftfilter være innskutt i stangen 17 som fører inn overskuddsluft A aeller i en hvilken som helst kanal i innret-ningen som fører luft.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av en forstøvet tomgangsblanding(M^ ) bestemt for levering til en inntaksåpning på en forbrenningsmotor, av den type hvor en variabel strøm av tomgangsbrensel (Cr ) ved virkningen av det lavtrykk som frembringes av motoren, blir blandet med en tomgangsluftstrøm (A^ ) i en hjelpetomgangsforgasser, karakterisert ved at : - man overfører det av motoren frembragte undertrykk til et første kammer betegnet turbulenskammeret for å virke på en bevegelig spiss eller nål i en fast åpning, - man slipper tomgangsbrensel (Cr ) inn i nevnte turbulenskammer ved å føre det på tvers av kanalen mellom den bevegelige spiss og dens åpning, - man sender inn i det nevnte turbulenskammer en strøm av overskuddsluft (A& ) som er svak i forhold til strømmen av tomgangsluft (Ar ) for å oppnå en sterkt forstøvet forhåndsblanding (Mp) av luft og brensel, - man blander i et annet kammer, kalt blandekammeret, forhåndsblandingen (M p ) med tomgangsluftstrømmen (A r) for å frembringe den forstøvede tomgangsblanding (Mr ).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at forhåndsblandingen (MP ) fremstilles ved hjelp av en overskuddsluftstrøm (Aa ) som er mellom 2% og. 20% av tom-gangsluftstrømmen (Ar ).

3. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at tomgangsbrenselet slippes inn i turbulenskammeret ved å bringe det til å passere mellom en bevegelig spiss med sterkt avsmalnende form og en fast åpning for denne.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1, 2 eller 3, karakterisert ved at forhåndsblandingen (Mp) fremstilles i turbulenskammeret ved å føre strømmen av brensel (C r ) til dette og minst endel av overskuddsluften (Aa ) i retninger forholdsvis vinkelrette eller skjærende som avviker minst 30° fra perpendikulæren.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at forhåndsblandingen (Mp)- føres fra utgangen av turbulenskammeret i en retning som først og fremst er radial, sentrifugal, fra det umiddelbare avløp fra turbulenskammeret og deretter i lengderetningen til blandekammeret.

6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at den endelige blanding (M^ ) fremstilles i blandekammeret ved å føre >tomgangsluften (& r) til dette og forhåndsblandingen (M ) ifølge forholdsvis vinkel- P o rette eller skjærende retninger som avviker minst 30 fra perpendikulæren.

7. Tomgangsdyse beregnet på montering på en hjelpetom-gangsf orgasser for å anvende fremgangsmåten ifølge et av kravene 1-6, hvilken dyse omfatter organer for tilførsel av.tomgangsluft (A^ ) , organer for tømming av den forgassede blanding (Mr ), organer for tilførsel av brensel (C ), et blandekammer (5) hvormed kommuniserer organene for tilførsel av luft (Ar > og organene for tømming av blandingen (Mr) og en bevegelig spiss (11) for regulering av strømmen av brensel (C ), karakterisert ved at den omfatter: - et turbulenskammer (10) hvori befinner seg den bevegelige spiss (11) for sammen med en ubevegelig åpning (9) å avgrense en kanal med foranderlig tverrsnitt i forbindelse med organene for tilførsel av brensel (C^ ), - organer for tilførsel av overskuddsluft (Aa ) som munner ut i turbulenskammeret (10) ; - og organer for turbulenskammeret (10) og blandekammeret (5) i forbindelse med hverandre.

8. Tomgangsdyse ifølge krav 7, karakterisert ved at organene for tilførsel av overskuddsluft (Aa ) omfatter en langsgående kanal (13) anordnet i spissen (11) langs dennes akse og radiale kanaler (14) som forbinder denne langsgående kanal (13) nesten vinkelrett med turbulenskammeret (10), hvilken spiss (11) og dens ubevegelige åpning (9) er anordnet for innsprøytning av brensel i turbulenskammeret (10) i en retning på langs eller som fjerner seg mindre enn 30° fra lengderetningen.

9. Tomgangsdyse ifølge et av. kravene 7 eller 8, karakterisert ved at organene som forbinder turbulenskammeret (10) og blandekammeret (5), omfatter radiale kanaler (16) som befinner seg omkring turbulenskammeret og langsgående kanaler (15), hvori de radiale kanaler munner ut, idet disse langsgående kanaler (15) i seg selv munner ut i blandekammeret (5).

10. Tomgangsdyse ifølge et av kravene 7, 8 eller 9, karakterisert ved at organene for tilførsel av overskuddsluft (A a) omfatter organer for regulering (20, 21) av strømmen av overskuddsluft.

11. Tomgangsdyse ifølge et av kravene 8, 9 eller 10, karakterisert ved at den bevegelige spiss (11) har en sterkt avsmalnende konisk form, idet toppunktvinkelen tilnærmet ligger mellom 10° og 30°, idet den i lengderetningen bevegelige spiss har tilhø rende elastiske organer (24) anordnet for å fjerne spissen fra sin åpning (9).

12. Tomgangsdyse ifølge et av kravene 7,8, 9, 10 eller 11, karakterisert ved at den omfatter et hult hus (3) utstyrt med utvendige gjenger og omfattende en tilførsels-kanal (6) for tomgangsluft (A cl) og kanalen (7) for avløp av forgasset blanding (Mr ), et innløpsmunnstykke (4) for brensel, anordnet i huset (3) og som sammen med dette avgrenser blandekammeret (5), hvilket munnstykke (4) omfatter turbulenskammeret (10), organene (15, 16) til å forbinde turbulenskammeret og blandekammeret, den koniske åpning (9) for spissen og kanalen (8) for tilførsel av brensel, - og den bevegelige spiss (11) anbragt i turbulenskammeret (10) og med tilhørende organer (12) for.aksial forskyv-ning i forhold til huset (3), hvilken spiss (11) omfatter organer (13, 14) for tilførsel av overskuddsluft (Aa ).