Inyección en cilindro de motor de combustión interna del tipo de combustible.
Un motor de combustión interna de inyección directa de combustible incluyendo:
un pistón (5) que tiene una cavidad (51) en su superficie superior, una culata de cilindro (3), una cámara de combustión (8) definida entre el pistón (5) y la culata de cilindro (3) y que tiene una superficie de techo (30) formada por una superficie interior de la culata de cilindro (3), una válvula de inyección de combustible (60) expuesta a la cámara de combustión (8), y una bujía de encendido (70) expuesta a la cámara de combustión (8) y que tiene una porción de encendido (71), donde la válvula de inyección de combustible (60) inyecta un combustible como un flujo de inyección (63) que tiene un eje central de inyección (L4) hacia un interior de la cavidad (51), donde dicha válvula de inyección de combustible (60) está configurada para inyectar el combustible de tal manera que una periferia exterior (63a) del flujo de inyección (63) esté dentro de dicha cavidad (51) durante una carrera de compresión; una zona de squish de lado de pistón (54) está formada en una zona periférica anular (53) de dicha superficie superior del pistón, hacia fuera de una abertura (51a) de dicha cavidad (51), incluyendo dicha zona de squish de lado de pistón (54) una parte que se inclina oblicuamente hacia arriba desde su periferia exterior (53b) en una dirección hacia dicho eje central de inyección (L4); dicha superficie de techo (30) tiene una zona de squish de lado de culata (34) formada en ella e incluyendo una parte que se inclina oblicuamente hacia arriba de una periferia exterior (30b) de la superficie de techo en una dirección hacia dicho eje central de inyección (L4); y dicha zona de squish de lado de pistón (54) y dicha zona de squish de lado de culata (34) están dispuestas de modo que cooperen una con otra para generar un squish oblicuo (20) que se dirige oblicuamente hacia arriba hacia dicho eje central de inyección (L4) encima de dicha zona periférica anular (53) y que se dirige a lo largo de una porción opuesta (30a) de dicha superficie de techo (30), que está situada enfrente de dicha abertura (51a); y dicha válvula de inyección de combustible (60) tiene en su porción de punta una porción de guía (62a1) de una boquilla que está dispuesta de modo que se coloque en dicha cavidad (51) cuando el pistón (5) esté en su posición de punto muerto superior;
caracterizado porque
dicha porción de encendido (71) de la bujía de encendido (70) se coloca en dicha cavidad (51) cuando el pistón (5) está en un punto muerto superior y dicha porción de encendido (71) se coloca más próxima al pistón (5) que la válvula de inyección de combustible (60), y porque dicha válvula de inyección de combustible (60) tiene una boquilla (62a) con una porción de guía en forma de un cuerpo de revolución (62a1) para suprimir la difusión del flujo de inyección (63) e inyecta el combustible en forma de una mezcla de aire y el combustible de tal manera que las distancias entre la periferia (53a) de dicha abertura (51a) de la cavidad (51) y la periferia exterior (63a) del flujo de inyección (63) sean sustancialmente constantes en toda la longitud de la periferia (53a).
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2004/000445.
Solicitante: HONDA MOTOR CO., LTD..
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: 1-1, MINAMI-AOYAMA 2-CHOME MINATO-KU TOKYO JAPON.
Inventor/es: HANAWA, KAORU, UEDA, HIROYA, ISHIDA,SHUICHI.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F02B23/10 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION. › F02B MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DE PISTONES; MOTORES DE COMBUSTION EN GENERAL (plantas de turbinas de gas F02C; plantas de motores de desplazamiento positivo de gas caliente o de productos de combustión F02G). › F02B 23/00 Otros motorescaracterizados porla forma o estructura especial de la cámara de combustión para mejorar su funcionamiento (motores con cámaras incandescentes F02B 9/08). › con admisión separada de aire y de combustible en el cilindro.
- F02B61/02 F02B […] › F02B 61/00 Adaptaciones de los motores para accionar vehículos o hélices; Asociación de los motores con una transmisión mecánica (estando el par motor dividido mediante un mecanismo diferencial para accionar una bomba de barrido o de alimentación y el eje de salida del motor F02B 39/06; adaptación o combinaciones de motores de pistones rotativos y oscilantes F02B 53/14). › para accionar motocicletas.
- F02B75/12 F02B […] › F02B 75/00 Otros motores, p. ej. motores de un solo cilindro. › Otros medios de funcionamiento.
- F02B75/16 F02B 75/00 […] › Motores caracterizados por el número de cilindros, p. ej. motores monocilíndricos (F02B 75/26 tiene prioridad).
- F02F1/24 F02 […] › F02F CILINDROS, PISTONES O CARCASAS PARA MOTORES DE COMBUSTION; DISPOSITIVOS DE ESTANQUEIDAD EN LOS MOTORES DE COMBUSTION. › F02F 1/00 Cilindro; Culatas de cilindros. › Culatas de cilindros.
- F02F1/42 F02F 1/00 […] › Forma o disposición de las canalizaciones de admisión o de escape en las culatas de cilindro.
- F02F3/28 F02F […] › F02F 3/00 Pistones. › Otros pistones con cabeza de forma especial.
- F02M61/14 F02 […] › F02M ALIMENTACION EN GENERAL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION CON MEZCLAS COMBUSTIBLES O CONSTITUYENTES DE LAS MISMAS. › F02M 61/00 Inyectores de combustible no cubiertos en los grupos F02M 39/00 - F02M 57/00 o F02M 67/00. › Disposición de los inyectores con relación a los motores; Montaje de los inyectores.
- F02M67/02 F02M […] › F02M 67/00 Aparatos en los cuales la inyección está realizada por un gas a alta presión, transportando el gas el combustible a los cilindros motores, p. ej. del tipo de inyección de aire (utilizando de aire comprimido por los aparatos de inyección de combustible a baja presión F02M 69/08). › siendo el gas aire comprimido, p. ej. comprimido en bombas.
PDF original: ES-2532605_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Inyección en cilindro de motor de combustión interna del tipo de combustible Campo técnico
La presente invención se refiere a un motor de combustión interna de inyección directa de combustible del tipo de encendido por chispa que tiene una válvula de inyección de combustible y una bujía de encendido expuesta en una cámara de combustión, en la que la válvula de inyección de combustible inyecta combustible a una cavidad formada en la superficie superior del pistón.
Antecedentes de la invención
Hasta ahora, como un motor de combustión interna de inyección directa de combustible del tipo descrito anteriormente se conoce un motor descrito en la patente japonesa número 2.936.86. En este motor de combustión interna de inyección directa de combustible, el combustible es inyectado oblicuamente hacia una superficie de pared inferior de un rebaje, que se forma en la superficie superior de un pistón, y se hace fluir hacia una región debajo de una bujía de encendido dispuesta en el centro de la superficie de pared interior de una culata de cilindro que define una cámara de combustión, siendo vaporizado así por la acción de un flujo en espiral y un efecto de squish generado por la inercia del combustible inyectado y el aire entrante. Por lo tanto, la mezcla de aire-combustible recogida alrededor de la bujía de encendido es vaporizada suficientemente, y así se genera una mezcla de aire- combustible que tiene una adecuada relación aire-combustible para asegurar una buena propiedad de encendido alrededor de la bujía de encendido.
En la técnica anterior, el efecto de squish se utiliza para que el combustible inyectado desde la válvula de inyección de combustible choque en el rebaje (correspondiente a una cavidad), para mover por ello el combustible a lo largo de la superficie de pared inferior del rebaje hacia una región hacia abajo de la bujía de encendido conjuntamente con el flujo en espiral, con el fin de promover la vaporización del combustible. El squish entra en el rebaje y avanza a lo largo de la superficie de pared inferior del rebaje, expulsando de la ranura rebajada el combustible vaporizado presente en la ranura rebajada y difundiéndolo en la cámara de combustión.
En el motor de combustión interna del tipo descrito anteriormente, la mezcla de aire-combustible se forma en la cámara de combustión en la zona cerca de la bujía de encendido, se forma una capa de aire en la zona restante con el fin de permitir la combustión de una mezcla de aire-combustible pobre, y se lleva a cabo una combustión estratificada que es un método en el que la pérdida de calor debida a enfriamiento se reduce por el efecto termoaislante de la capa de aire, mejorando la eficiencia térmica. En el motor de combustión interna del tipo anterior, el grosor de la capa de aire se reduce cuando el combustible se difunde ampliamente dentro de la cámara de combustión. Por lo tanto, se reduce el efecto de aislamiento térmico y por ello aumenta la pérdida de calor debido a enfriamiento, por lo que las ventajas de la combustión estratificada o de formación de capa no se puede utilizar por completo.
En el motor de combustión interna en el que el combustible es inyectado al rebaje o cavidad, el squish que avanza desde la zona circunferencial a lo largo de toda la periferia de la cavidad hacia su centro en la superficie superior del pistón puede separar la mezcla de aire-combustible existente hacia arriba de la cavidad en una parte de la mezcla de aire-combustible cerca de la cavidad y una parte de la mezcla de aire-combustible existente hacia arriba de ella. En tal caso, parte de la mezcla de aire-combustible cerca de la bujía de encendido es pobre por encima de de un rango combustible, y su inflamabilidad disminuye. En un caso extremo tiene lugar fallo de encendido y la mezcla de aire-combustible es descargada sin haberse quemado, lo que da lugar a deterioro del consumo específico de combustible y a la emisión de gases de escape.
En DE 198 54 923 A1, en la que se basa el preámbulo de la reivindicación 1, la boquilla de inyección de combustible se ha colocado en el centro y la bujía de encendido se ha colocado a un lado de la boquilla de inyección de combustible. El pistón se ha formado con una cavidad en su superficie superior. El extremo inferior de la boquilla de inyección de combustible y la porción de encendido de la bujía de encendido están al mismo nivel de altura, de modo que la porción de encendido de la bujía de encendido no se coloca más próxima al pistón que la válvula de inyección de combustible. Además, la porción de encendido de la bujía de encendido no estará dentro de la cavidad en la posición de punto muerto superior del pistón porque el pistón se ha formado con una pequeña muesca en su superficie superior para evitar la interferencia con la porción de encendido cuando el pistón esté en su posición de punto muerto superior.
En JP 6 11626 A, se ha colocado una bujía en la posición central coaxial con el pistón y una válvula de inyección de combustible se ha colocado a un lado de la bujía. Además, tanto la bujía como la válvula de inyección de combustible no entrarán completamente en la cavidad formada en la superficie superior del pistón.
DE 199 39 559 A1 muestra una bujía colocada coaxialmente con el pistón.
En US 6 95 114 A, la válvula de inyección de combustible y la cavidad no son coaxiales, de modo que no es posible mantener constantes las distancias entre el borde periférico de la abertura de cavidad y la periferia exterior del flujo de inyección.
En JP 11-182247 A, una válvula de inyección de combustible se coloca en el eje central, una bujía de encendido y una cavidad encima de un pistón.
JP 1-115223 A describe una disposición de una válvula de inyección de combustible en el eje central, una bujía de encendido y una cavidad encima de un pistón.
En vista de tales circunstancias, el objeto principal de la presente invención es evitar o suprimir la difusión y separación de la mezcla de aire-combustible debido al efecto de squish y lograr una mejora en el consumo específico de combustible y la emisión de gases de escape en un motor de combustión interna de inyección directa de combustible. Otro objeto de la presente invención es asegurar una excelente inflamabilidad cuando la mezcla de aire-combustible sea inyectada desde la válvula de inyección de combustible.
Descripción de la invención
Para lograr el objeto principal, la presente invención proporciona un motor de combustión interna de inyección directa de combustible según la reivindicación 1.
El motor incluye:
un pistón que tiene una cavidad en su superficie superior, una culata de cilindro, una cámara de combustión definida entre el pistón y la culata de cilindro y que tiene una superficie de techo formada por una superficie interior de la culata de cilindro, una válvula de inyección de combustible expuesta a la cámara de combustión, y una bujía de encendido expuesta a la cámara de combustión, donde la válvula de inyección de combustible inyecta un combustible como un flujo de inyección que tiene un eje central de inyección hacia un interior de la cavidad, caracterizado porque: la válvula de inyección de combustible está configurada para inyectar el combustible de tal manera que una periferia exterior del flujo de inyección esté dentro de la cavidad durante una carrera de compresión; se ha formado una zona de squish de lado de pistón en una zona periférica anular de la superficie superior del pistón, hacia fuera de una abertura de la cavidad, incluyendo la zona de squish de lado de pistón una parte que se inclina oblicuamente hacia arriba de su periferia exterior en una dirección hacia el eje central de inyección; la superficie de techo tiene una zona de squish de lado de culata formada encima e incluyendo una parte que se inclina oblicuamente hacia arriba de una periferia exterior de la superficie de techo en una dirección hacia el eje central de inyección; y la zona de squish de lado de pistón y la zona de squish de lado de culata están dispuestas de manera que cooperen una con otra para generar un squish oblicuo que se dirige oblicuamente hacia arriba hacia el eje central de inyección encima de la zona periférica anular y que se dirige a lo largo de una porción opuesta de la superficie de techo, que está situada enfrente de la abertura.
Consiguientemente, el flujo de inyección inyectado desde la válvula de inyección de combustible cae a la cavidad sin salirse de la cavidad. Dado que el squish oblicuo formado entre la zona de squish de lado de pistón y la zona de squish de lado de culata se dirige hacia el eje central de inyección sobre la zona periférica, se evita o suprime la difusión... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un motor de combustión interna de inyección directa de combustible incluyendo: un pistón (5) que tiene una cavidad (51) en su superficie superior, una culata de cilindro (3), una cámara de combustión (8) definida entre el pistón (5) y la culata de cilindro (3) y que tiene una superficie de techo (3) formada por una superficie interior de la culata de cilindro (3), una válvula de inyección de combustible (6) expuesta a la cámara de combustión (8), y una bujía de encendido (7) expuesta a la cámara de combustión (8) y que tiene una porción de encendido (71), donde la válvula de inyección de combustible (6) inyecta un combustible como un flujo de inyección (63) que tiene un eje central de inyección (L4) hacia un interior de la cavidad (51), donde dicha válvula de inyección de combustible (6) está configurada para inyectar el combustible de tal manera que una periferia exterior (63a) del flujo de inyección (63) esté dentro de dicha cavidad (51) durante una carrera de compresión; una zona de squish de lado de pistón (54) está formada en una zona periférica anular (53) de dicha superficie superior del pistón, hacia fuera de una abertura (51a) de dicha cavidad (51), incluyendo dicha zona de squish de lado de pistón (54) una parte que se inclina oblicuamente hacia arriba desde su periferia exterior (53b) en una dirección hacia dicho eje central de inyección (L4); dicha superficie de techo (3) tiene una zona de squish de lado de culata (34) formada en ella e incluyendo una parte que se inclina oblicuamente hacia arriba de una periferia exterior (3b) de la superficie de techo en una dirección hacia dicho eje central de inyección (L4); y dicha zona de squish de lado de pistón (54) y dicha zona de squish de lado de culata (34) están dispuestas de modo que cooperen una con otra para generar un squish oblicuo (2) que se dirige oblicuamente hacia arriba hacia dicho eje central de inyección (L4) encima de dicha zona periférica anular (53) y que se dirige a lo largo de una porción opuesta (3a) de dicha superficie de techo (3), que está situada enfrente de dicha abertura (51a); y dicha válvula de inyección de combustible (6) tiene en su porción de punta una porción de guía (62a1) de una boquilla que está dispuesta de modo que se coloque en dicha cavidad (51) cuando el pistón (5) esté en su posición de punto muerto superior;
caracterizado porque
dicha porción de encendido (71) de la bujía de encendido (7) se coloca en dicha cavidad (51) cuando el pistón (5) está en un punto muerto superior y dicha porción de encendido (71) se coloca más próxima al pistón (5) que la válvula de inyección de combustible (6), y porque dicha válvula de inyección de combustible (6) tiene una boquilla (62a) con una porción de guía en forma de un cuerpo de revolución (62a1) para suprimir la difusión del flujo de inyección (63) e inyecta el combustible en forma de una mezcla de aire y el combustible de tal manera que las distancias entre la periferia (53a) de dicha abertura (51a) de la cavidad (51) y la periferia exterior (63a) del flujo de inyección (63) sean sustancialmente constantes en toda la longitud de la periferia (53a).
2. El motor de combustión interna de inyección directa de combustible según la reivindicación 1, donde dicha válvula de inyección de combustible (6) está dispuesta en una posición coincidente con un centro de dicha abertura (51a) según se ve en la dirección de dicho eje central de inyección (L4); y dicha porción de encendido (71) de la bujía de encendido (7) está situada más próxima a dicha válvula de inyección de combustible (6) que dicha periferia interior (53a) de la zona periférica (53) que define dicha abertura (51a).
3. El motor de combustión interna de inyección directa de combustible según la reivindicación 1 o 2, donde dicha válvula de inyección de combustible (6) es una válvula que inyecta el flujo de inyección (63) en forma de una mezcla de aire-combustible, y dicha válvula de inyección de combustible (6) está configurada para inyectar la mezcla de aire-combustible de modo que las distancias entre una periferia interior (53a) de dicha zona periférica (53) que define dicha abertura (51a) y la periferia exterior (63a) de dicho flujo de inyección (63) sean sustancialmente uniformes en toda la circunferencia de dicha periferia interior (53a) de la zona periférica.
4. El motor de combustión interna de inyección directa de combustible según la reivindicación 3, donde dicha periferia interior (53a) de la zona periférica (53) está sustancialmente en un plano que interseca dicho eje central de inyección (L4), y dicha cavidad (51) tiene una superficie de pared inferior (52a) que está formada por un plano inclinado que se inclina de tal manera que su lado donde está situada la porción de encendido (71), según se ve a lo largo del eje central de inyección (L4), se ahonde gradualmente alejándose de una porción donde está situado el eje central de inyección (L4).
5. El motor de combustión interna de inyección directa de combustible según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde dicha zona de squish de lado de pistón (54) está formada en la zona periférica (53) distinta de los rebajes (55, 56) que están formados en la zona periférica (53) para evitar la interferencia con una válvula de admisión (9) y una válvula de escape (1), y donde dicha zona de squish de lado de pistón (54) incluye una zona de lado de admisión (54a) y una zona de lado de escape (54b), una primera zona intermedia (54c) y una segunda zona intermedia (54d), que están dispuestas en una disposición sustancialmente en forma de cruz según se ve en la dirección del eje central de inyección (L4), y dicha zona de squish de lado de culata (34) incluye una zona de lado de admisión (34a) y una zona de lado de escape (34b), una primera zona intermedia (34c) y una segunda zona intermedia (34d), que están dispuestas en una disposición sustancialmente en forma de cruz según se ve en la dirección del eje central de inyección (L4), por lo que se genera squish oblicuo en cuatro direcciones hacia el eje central de inyección (L4).
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