Motor de combustión interna de encendido por chispa y de inyección de cilindro.
Un motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa provistocon
un inyector de combustible (1) para inyectar directamente combustible en el interior de un cilindro,
una bujía (2) que coloca una abertura de bujía en un camino de vuelo del combustible inyectado desde elmencionado inyector de combustible (1), y una cavidad (3a) formada en una cara superior de pistón,caracterizado porque
en el momento de la combustión estratificada el mencionado inyector de combustible (1) inyecta sustancialmentetodo el combustible de manera que se fusiona con un flujo turbulento (T), que gira en una dirección longitudinal a lolargo de la mencionada cavidad (3a) durante la carrera de compresión, a lo largo de la dirección de giro delmencionado flujo turbulento (T) y la mencionada bujía (2) enciende el combustible (S) que está siendo inyectado enel período final de inyección mientras que está pasando a través de la mencionada abertura de bujía (2a).
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2006/312190.
Solicitante: TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA.
Inventor/es: ASHIZAWA,TAKESHI, NOMURA,HIROSHI, TOMINO,OSAMU, MAEDA,KAORU, MATSUMOTO,KEISUKE, KUSHIDA,TAKEO.
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.
- F02B25/18 F02B […] › F02B 25/00 Motores caracterizados por utilizar una carga recién preparada para barrer los cilindros. › fluyendo la carga hacia arriba, prácticamente a lo largo de la pared del cilindro adyacente a las lumbreras de admisión, p. ej. un nervio de desviación en el pistón.
- F02F3/26 F02 […] › F02F CILINDROS, PISTONES O CARCASAS PARA MOTORES DE COMBUSTION; DISPOSITIVOS DE ESTANQUEIDAD EN LOS MOTORES DE COMBUSTION. › F02F 3/00 Pistones. › teniendo una cámara de combustión practicada en la cabeza del pistón (en la que las paredes están protegidas F02F 3/14).
- 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.
- F02M61/18 F02M 61/00 […] › Boquillas de inyección, p. ej. implicando asientos de válvulas.
- F02P13/00 F02 […] › F02P ENCENDIDO DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA DIFERENTE AL ENCENDIDO POR COMPRESION; ENSAYO DE LA REGULACION DEL ENCENDIDO EN MOTORES DE ENCENDIDO POR COMPRESION (especialmente adaptados a motores de pistón rotativo u oscilante F02B 53/12; encendido de aparatos de combustión en general, bujías incandescentes F23Q; medida de variables físicas en general G01; control en general G05; tratamiento de datos en general G06; componentes eléctricos en general, ver la sección H; bujías de chispa H01T). › Bujías de chispa combinadas estructuralmente con otras partes del motor de combustión interna (con los inyectores de combustible F02M 57/06; predominando el aspecto de las citadas partes, ver las subclases apropiadas a las mismas).
PDF original: ES-2398094_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Motor de combustión interna de encendido por chispa y de inyección de cilindro.
CAMPO TECNICO El presente invento se refiere a un motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa.
TECNICA ANTERIOR Por la técnica ya es conocida la combustión estratificada utilizando combustible inyectado en una carrera de compresión en forma de una mezcla combustible de aire y combustible en solo una parte del interior del cilindro, y el encendido y quemado de esta mezcla combustible de aire y combustible mediante una bujía como para permitir la inyección haciendo el ratio aire – combustible del interior del cilindro como un todo, mas pobre que el ratio esteoquimétrico de aire – combustible. En el momento de la combustión estratificada es necesario colocar la abertura de la bujía en el interior de la mezcla combustible aire – combustible al ritmo de la ignición. Por eso, se propone el inclinar el combustible inyectado para formar la mezcla combustible de aire – combustible en la dirección de la bujía mediante una cavidad formada en la cara superior del pistón, pero debido a esto el ritmo de la inyección de combustible está limitado por la posición del pistón.
Para permitir ajustar el ritmo de inyección de combustible sin una limitación como esta se ha propuesto un motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa diseñado para hacer que el combustible inyectado desde un inyector de combustible situado en el centro aproximado de la culata de cilindro forme una mezcla combustible de aire -combustible durante su vuelo por el interior del cilindro y que esta mezcla combustible de aire -combustible y que se provoque el encendido y el quemado de esta mezcla combustible de aire – combustible mediante una bujía situada en el camino de vuelo del combustible inyectado de manera que se realice una buena combustión estratificada (por ejemplo, véase la Publicación de Patente japonesa (A) nº 2005 -105877, la Publicación de Patente japonesa (A) nº 9-209762, la Publicación de Patente japonesa (A) nº 11 -182247, la Publicación de Patente japonesa (A) nº 2004 -340040 y el documento US - 5960767.
En la técnica anterior el inyector de combustible inyecta combustible en una forma cónica hueca pero incluso si sólo se inyecta combustible de esta manera el combustible inyectado no formará una buena mezcla combustible de aire combustible suficientemente mezclada con el aire de aspiración durante su vuelo antes de alcanzar la cara superior del pistón o el hueco del cilindro y no podrá realizarse una buena combustión estratificada como se ha diseñado.
Por lo tanto, un objeto del presente invento es presentar un motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa en donde el combustible inyectado desde el inyector de combustible forme de manera fiable una buena mezcla combustible de aire -combustible durante el vuelo y se encienda y queme esta mezcla combustible de aire -combustible mediante una bujía para permitir la realización de una buena combustión estratificada.
DESCRIPCIÓN DEL INVENTO El motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por bujía descrito en la reivindicación 1 del presente invento está provisto con un inyector de combustible para inyectar directamente combustible en el interior de un cilindro, una bujía que coloque un abertura de bujía en un camino de vuelo del combustible inyectado desde el inyector de combustible, y una cavidad formada en una cara superior de pistón, en donde en el momento de la combustión estratificada el inyector de combustible inyecta sustancialmente todo el combustible en una dirección fundiéndose con un flujo turbulento, girando en una dirección longitudinal a lo largo de la cavidad durante la carrera de compresión a lo largo de la dirección de giro del flujo turbulento y utiliza la bujía para hacer que el combustible entre en ignición mientras que el combustible en el período final de inyección está pasando a través de la abertura de bujía.
El motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa descrito en la reivindicación 2 del presente invento presenta el motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa como el expuesto en la reivindicación 1 caracterizado porque la cavidad tiene un bisel o un filete en el lado de entrada del flujo turbulento.
El motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa descrito en la reivindicación 3 del presente invento presenta el motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con inyección por chispa como el expuesto en la reivindicación 1 caracterizado porque la cavidad está inclinada hacia el lado de la válvula de escape en la cara superior del pistón y porque el flujo turbulento gira desde el lado de la válvula de escape de la cavidad hacia el lado de la válvula de admisión a lo largo de la pared interior de la cavidad.
El motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa descrito en la reivindicación 4 del presente invento presenta el motor de combustión interna del tipo de inyección directa de
combustible con inyección por chispa como el expuesto en la reivindicación 1 caracterizado porque la bujía está provista con un electrodo de tierra de una sección transversal en forma de L teniendo una parte paralela sustancialmente paralela a una línea axial del cuerpo de la bujía y una parte vertical sustancialmente vertical a la línea axial del cuerpo de la bujía y que está dispuesta de manera que la parte paralela del electrodo de tierra está situada de cara al flujo turbulento en el lado aguas abajo del flujo turbulento.
El motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa descrito en la reivindicación 5 del presente invento presenta el motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con inyección por chispa como el expuesto en la reivindicación 1 caracterizado porque el inyector de combustible inyecta todo el combustible directamente hacia el interior de la cavidad.
El motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa descrito en la reivindicación 6 del presente invento presenta el motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con inyección por chispa como el expuesto en la reivindicación 1 caracterizado por que el inyector de combustible inyecta sustancialmente todo el combustible hacia una pared interior de un lado de entrada de flujo del flujo turbulento en la cavidad.
El motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa descrito en la reivindicación 7 del presente invento presenta el motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con inyección por chispa como el expuesto en la reivindicación 1 caracterizado por que el combustible inyectado desde el inyector de combustible tiene una forma en sección transversal vertical a la línea central en la dirección de inyección de una línea quebrada en ángulo hacia arriba o la forma de una línea curva.
El motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa descrito en la reivindicación 8 del presente invento presenta el motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con inyección por chispa como el expuesto en la reivindicación 1 caracterizado por que el volumen de la cavidad es seleccionado de manera que el ratio aire -combustible de la mezcla aire -combustible formada en la cavidad no será más rico que un ratio aire –combustible fijado.
De acuerdo con el motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa como el presentado en la reivindicación 1 del presente invento, en el momento de la combustión estratificada el inyector de combustible inyecta sustancialmente todo el combustible en una dirección que se funde con el flujo turbulento, que gira en una dirección longitudinal a lo largo de la cavidad durante la carrera de compresión, a lo largo de la dirección de rotación del flujo turbulento, así en particular, el combustible inyectado antes del periodo final de inyección está suficientemente mezclado con el flujo turbulento y forma una buena mezcla combustible aire combustible en la cavidad. Debido a esto, si utilizando una bujía con un abertura de bujía situada en el camino de vuelo del combustible... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa provisto con un inyector de combustible (1) para inyectar directamente combustible en el interior de un cilindro, una bujía (2) que coloca una abertura de bujía en un camino de vuelo del combustible inyectado desde el mencionado inyector de combustible (1) , y una cavidad (3a) formada en una cara superior de pistón,
caracterizado porque en el momento de la combustión estratificada el mencionado inyector de combustible (1) inyecta sustancialmente todo el combustible de manera que se fusiona con un flujo turbulento (T) , que gira en una dirección longitudinal a lo largo de la mencionada cavidad (3a) durante la carrera de compresión, a lo largo de la dirección de giro del mencionado flujo turbulento (T) y la mencionada bujía (2) enciende el combustible (S) que está siendo inyectado en el período final de inyección mientras que está pasando a través de la mencionada abertura de bujía (2a) .
2. Un motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa como el presentado en la reivindicación 1, caracterizado porque la mencionada cavidad (3a) tiene un bisel o un filete (3b) en el lado de entrada del mencionado flujo turbulento (T) .
3. Un motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa como el presentado en la reivindicación 1, caracterizado porque la mencionada cavidad (3a) esta inclinada hacia el lado de la válvula de escape en la cara superior de pistón y porque el mencionado flujo turbulento (T) gira desde el lado de la válvula de escape de la mencionada cavidad (3a) hacia el lado de la válvula de admisión a lo largo de la pared de entrada de la mencionada cavidad.
4. Un motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa como el presentado en la reivindicación 1, caracterizado porque la mencionada bujía (2) está provista con un electrodo de tierra de una sección transversal en forma de L teniendo una parte paralela (2b) sustancialmente paralela a una línea axial del cuerpo de la bujía y una parte vertical (2c) sustancialmente vertical a la línea axial del cuerpo de la bujía y está situada de manera que la mencionada parte paralela del mencionado electrodo de tierra no está orientada hacia el mencionado flujo turbulento (T) por el lado aguas abajo del mencionado flujo turbulento (T) .
5. Un motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa como el presentado en la reivindicación 1, caracterizado porque el mencionado inyector de combustible (1) inyecta sustancialmente todo el combustible hacia el interior de la mencionada cavidad (3a) .
6. Un motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa como el presentado en la reivindicación 5, caracterizado porque el mencionado inyector de combustible (1) inyecta sustancialmente todo el combustible hacia una pared interior (3c) de un lado de entrada del mencionado flujo turbulento (T) en la mencionada cavidad (3a) .
7. Un motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa como el presentado en la reivindicación 1, caracterizado porque el combustible inyectado desde el mencionado inyector (1) tiene una forma en sección transversal vertical a la línea central en la dirección de inyección de una línea quebrada en ángulo hacia arriba o en forma de línea curvada.
8. Un motor de combustión interna del tipo de inyección directa de combustible con encendido por chispa como el presentado en la reivindicación 1, caracterizado porque el volumen de la mencionada cavidad, por lo que respecta a la máxima cantidad de inyección de combustible en el momento de la combustión estratificada, es seleccionado de manera que el ratio aire-combustible de la mezcla aire-combustible formada en la mencionada cavidad no llegará a ser mas rico que un ratio aire-combustible fijado.
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