تمتاز غرف الاحتراق المسبقة نسبيا بحجم أقل من الغرف الدوامية وبمساحة أصغر لقناة التوصيل بين الغرفتين الرئيسية والإضافية.
يناسب الهواء في أثناء شوط الضغط من الاسطوانة الى غرفة الاحتراق المسبقة بسرعة عالية تصل الى (230-320m/sec) وذلك قبل وصول المكبس الى النقطة الميتة العليا وتكون حركة الهواء في هذه الحالة غير منتظمة من نشوء فرق في الضغط بين غرف الاحتراق الرئيسية والثانوية تصل قيمتها تقريباً: (0.3_0.5n\m2).
سدادة شرارة غرفة الاحتراق المسبق وطريقة إشعال الوقود الهزيل:
يتعلق هذا الاختراع بشكل عام ب شمعات الإشعال، وبشكل خاص شمعات الإشعال التي تزيد من الكفاءة الكلية للاحتراق وتقلل كمية الانبعاثات الضارة، وخاصة أكاسيد النيتروجين (NOx) الناتجة عن محركات الاحتراق الداخلي.
غرف الاحتراق المسبق (PCC's) هي وسائل للحد من انبعاثات العادم، وخاصة أكاسيد النيتروجين، ولتحسين الأداء والاقتصاد في استهلاك الوقود لمحركات الاحتراق الداخلي.
يمكن تطبيق PCC's على المحركات التي تعمل بوقود الغاز أو الإشعال بالشرارة أو الترددية أو الدوارة.
واحدة من أكثر الوسائل الشائعة للسيطرة على أكاسيد النيتروجين اليوم هي زيادة نسبة وقود الهواء (AFR) للغازات الواردة ليتم حرقها عادة باسم الاحتراق الهزيل.
في محركات الحرق العجاف، توفر زيادة AFR كتلة أكبر من الهواء لامتصاص الحرارة المتولدة من كتلة معينة من الوقود، مما يتسبب في انخفاض درجات الحرارة، وتباطؤ تكوين أكاسيد النيتروجين.
يتطلب AFR لتحقيق مستويات NOx منخفضة مطلوبة طبقية شحنة الاسطوانة باستخدام غرفة الاحتراق المسبق لتحقيق اشتعال متناسق للهب.
مع PCC و AFR الهزيل للغاية، يكون نطاق التحكم في NOx أكبر بكثير ويقتصر بشكل أساسي على NOx المتبقي الذي يُعزى إلى الخلطات التجريبية الأكثر ثراء اللازمة لإشعال الوقود الهزيل.
تتمثل الوظيفة الأساسية لـ PCC في توفير زاوية أو غرفة حيث يمكن الجمع بين الوقود التجريبي أو الإضافي مع جزء من الهواء لتشكيل خليط قابل للاشتعال باستمرار بواسطة سدادة شرارة.
يوفر الخليط عند إشعاله الطاقة المطلوبة للتسبب في احتراق الخليط الهزيل جدًا داخل الأسطوانة الرئيسية في الوقت الأمثل لتحقيق الكفاءة و / أو التحكم في التلوث.
من أجل الاشتعال المتسق، فإن حالة اليوم الحالية للفن بشكل عام وخاطئ تقول:
1- يجب أن يحتوي PCC على حجم يتراوح بين واحد وثلاثة بالمائة من الحد الأدنى لحجم الأسطوانة من أجل توفير طاقة اشتعال كافية.
2- يجب تغيير حجم الممر بين PCC والأسطوانة الرئيسية ليسبب الشعلة المشتعلة لـ PCC في الشعلة في الأسطوانة الرئيسية مع اختراق كبير.
3- يجب أن تكون الشحنة الموجودة داخل PCC عبارة عن خليط شبه متجانس عند إشعالها.
تم تطوير شمعات الإشعال في الماضي لنقل الغازات القابلة للاشتعال إلى أسطوانة.
يتم توفير خليط من الوقود الغازي والهواء إلى شمعة الإشعال الممزوجة بهذه النسبة، بحيث تعتبر غنية بما يكفي لإشعالها في وجود شرارة كافية.
يتم تغذية غازات الاحتراق المسبق المختلط في منطقة مجوفة داخل شمعة الإشعال عند طرف الإشعال.
بالتناوب، يمكن أن تغذي قنوات الصمامات الوقود الغازي في المنطقة المريحة، في حين أن عناصر الصمامات الأخرى يمكن أن تزود الهواء في المنطقة المغطاة.
يمكن تعديل الهواء أو الوقود الغازي للحصول على خليط وقود قابل للاشتعال.
يمكن إشعال الوقود القابل للاحتراق من خلال شرارة تفريغها من شمعة الإشعال.
هذا يرسل لهبًا من المنطقة المعلقة إلى الأسطوانة المجاورة للمحرك.
يمكن احتراق مخاليط الوقود الأقل حجماً، والتي لا يمكن احتراقها عادةً عن طريق اشتعال الشرارة، نتيجة دخول اللهب.
إن تعقيدات قنوات الصمامات والموصلات ذات الصلة وتعديل الوقود / الهواء الغازي المطلوب تجعل هذا النهج مكلفًا وغالبًا ما يؤدي إلى نتائج سيئة.
هذا صحيح لأن تعديل الوقود والهواء لا يمكن تعديله بسهولة وبشكل صحيح.
هناك اهتمام كبير محتمل، خاصة في التحكم في انبعاثات الهواء من السيارات، لسدادة شرارة سهلة التركيب، ولا تتطلب قنوات صمامات لكل من الهواء والوقود الغازي، وحيث يمكن تعديل الهواء والوقود الغازي بسهولة لإحداث احتراق مسبق داخل شمعة الإشعال لإشعال مخاليط أصغر حجماً إلى حد كبير حسب الرغبة.
يوفر الاختراع الحالي جميع الميزات المحددة على أنها مطلوبة لسدادات شرارة الاحتراق المسبق.
ملخص الاختراع:
يتجسد الاختراع الحالي في سدادة شرارة غرفة الاحتراق المسبق المحسنة.
يناسب الهواء في أثناء شوط الضغط من الاسطوانة الى غرفة الاحتراق المسبقة بسرعة عالية تصل الى (230-320m/sec) وذلك قبل وصول المكبس الى النقطة الميتة العليا وتكون حركة الهواء في هذه الحالة غير منتظمة من نشوء فرق في الضغط بين غرف الاحتراق الرئيسية والثانوية تصل قيمتها تقريباً: (0.3_0.5n\m2).
سدادة شرارة غرفة الاحتراق المسبق وطريقة إشعال الوقود الهزيل:
يتعلق هذا الاختراع بشكل عام ب شمعات الإشعال، وبشكل خاص شمعات الإشعال التي تزيد من الكفاءة الكلية للاحتراق وتقلل كمية الانبعاثات الضارة، وخاصة أكاسيد النيتروجين (NOx) الناتجة عن محركات الاحتراق الداخلي.
غرف الاحتراق المسبق (PCC's) هي وسائل للحد من انبعاثات العادم، وخاصة أكاسيد النيتروجين، ولتحسين الأداء والاقتصاد في استهلاك الوقود لمحركات الاحتراق الداخلي.
يمكن تطبيق PCC's على المحركات التي تعمل بوقود الغاز أو الإشعال بالشرارة أو الترددية أو الدوارة.
واحدة من أكثر الوسائل الشائعة للسيطرة على أكاسيد النيتروجين اليوم هي زيادة نسبة وقود الهواء (AFR) للغازات الواردة ليتم حرقها عادة باسم الاحتراق الهزيل.
في محركات الحرق العجاف، توفر زيادة AFR كتلة أكبر من الهواء لامتصاص الحرارة المتولدة من كتلة معينة من الوقود، مما يتسبب في انخفاض درجات الحرارة، وتباطؤ تكوين أكاسيد النيتروجين.
يتطلب AFR لتحقيق مستويات NOx منخفضة مطلوبة طبقية شحنة الاسطوانة باستخدام غرفة الاحتراق المسبق لتحقيق اشتعال متناسق للهب.
مع PCC و AFR الهزيل للغاية، يكون نطاق التحكم في NOx أكبر بكثير ويقتصر بشكل أساسي على NOx المتبقي الذي يُعزى إلى الخلطات التجريبية الأكثر ثراء اللازمة لإشعال الوقود الهزيل.
تتمثل الوظيفة الأساسية لـ PCC في توفير زاوية أو غرفة حيث يمكن الجمع بين الوقود التجريبي أو الإضافي مع جزء من الهواء لتشكيل خليط قابل للاشتعال باستمرار بواسطة سدادة شرارة.
يوفر الخليط عند إشعاله الطاقة المطلوبة للتسبب في احتراق الخليط الهزيل جدًا داخل الأسطوانة الرئيسية في الوقت الأمثل لتحقيق الكفاءة و / أو التحكم في التلوث.
من أجل الاشتعال المتسق، فإن حالة اليوم الحالية للفن بشكل عام وخاطئ تقول:
1- يجب أن يحتوي PCC على حجم يتراوح بين واحد وثلاثة بالمائة من الحد الأدنى لحجم الأسطوانة من أجل توفير طاقة اشتعال كافية.
2- يجب تغيير حجم الممر بين PCC والأسطوانة الرئيسية ليسبب الشعلة المشتعلة لـ PCC في الشعلة في الأسطوانة الرئيسية مع اختراق كبير.
3- يجب أن تكون الشحنة الموجودة داخل PCC عبارة عن خليط شبه متجانس عند إشعالها.
تم تطوير شمعات الإشعال في الماضي لنقل الغازات القابلة للاشتعال إلى أسطوانة.
يتم توفير خليط من الوقود الغازي والهواء إلى شمعة الإشعال الممزوجة بهذه النسبة، بحيث تعتبر غنية بما يكفي لإشعالها في وجود شرارة كافية.
يتم تغذية غازات الاحتراق المسبق المختلط في منطقة مجوفة داخل شمعة الإشعال عند طرف الإشعال.
بالتناوب، يمكن أن تغذي قنوات الصمامات الوقود الغازي في المنطقة المريحة، في حين أن عناصر الصمامات الأخرى يمكن أن تزود الهواء في المنطقة المغطاة.
يمكن تعديل الهواء أو الوقود الغازي للحصول على خليط وقود قابل للاشتعال.
يمكن إشعال الوقود القابل للاحتراق من خلال شرارة تفريغها من شمعة الإشعال.
هذا يرسل لهبًا من المنطقة المعلقة إلى الأسطوانة المجاورة للمحرك.
يمكن احتراق مخاليط الوقود الأقل حجماً، والتي لا يمكن احتراقها عادةً عن طريق اشتعال الشرارة، نتيجة دخول اللهب.
إن تعقيدات قنوات الصمامات والموصلات ذات الصلة وتعديل الوقود / الهواء الغازي المطلوب تجعل هذا النهج مكلفًا وغالبًا ما يؤدي إلى نتائج سيئة.
هذا صحيح لأن تعديل الوقود والهواء لا يمكن تعديله بسهولة وبشكل صحيح.
هناك اهتمام كبير محتمل، خاصة في التحكم في انبعاثات الهواء من السيارات، لسدادة شرارة سهلة التركيب، ولا تتطلب قنوات صمامات لكل من الهواء والوقود الغازي، وحيث يمكن تعديل الهواء والوقود الغازي بسهولة لإحداث احتراق مسبق داخل شمعة الإشعال لإشعال مخاليط أصغر حجماً إلى حد كبير حسب الرغبة.
يوفر الاختراع الحالي جميع الميزات المحددة على أنها مطلوبة لسدادات شرارة الاحتراق المسبق.
ملخص الاختراع:
يتجسد الاختراع الحالي في سدادة شرارة غرفة الاحتراق المسبق المحسنة.
يمكن تثبيت الاختراع الحالي بسهولة على معظم محركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بالغاز الطبيعي بالإضافة إلى محركات الاحتراق التي تعمل بالبنزين.
يتم تثبيت قابس الإشعال مثل أي قابس شراري آخر.
يقوم خط الوقود بتغذية الوقود الغازي غير المخفف بسدادة شرارة الاحتراق المسبق للاختراع الحالي بمعدل محدد مسبقًا.
يتم توفير الهواء من أسطوانة المحرك أثناء شوط ضغط المحرك.
يتكون خليط الوقود الغني داخل التجويف داخل شمعة الإشعال التي يمكن إشعالها بسهولة مما يسبب لهبًا.
يحترق اللهب في الأسطوانة الرئيسية ويشعل خليط وقود أصغر حجمًا داخل الأسطوانة مما يؤدي إلى احتراق وقوة المحرك.
وبشكل أكثر تحديدًا، تشتمل سدادة شرارة غرفة الاحتراق المسبق للاختراع الحالي على جسم سدادة يحدد ممر الوقود من خلاله.
يحدد جسم السدادة أيضًا غرفة ما قبل الاحتراق تقع محوريًا في أحد طرفيها وتتواصل مع ممر الوقود.
الممر يحمل الوقود الغازي إلى غرفة الاحتراق المسبق للإشعال.
ويمتد أول قطب موجود محوريًا يمتد عبر جسم السدادة إلى غرفة الاحتراق الأولي. يتم عزل القطب، إلا إذا امتد إلى غرفة الاحتراق المسبق وفي نهايته المقابلة.
قطب ثاني متباعد مسافة بعيدة عن القطب الأول يمتد إلى غرفة الاحتراق الأولي أو يعرفها.
يتم عزل القطب الثاني تمامًا من القطب الأول إلا عندما يمتد القطب الثاني إلى غرفة الاحتراق المسبق.
يسمح ممر الوقود بتدفق الوقود الغازي إلى غرفة الاحتراق المسبق بسبب انخفاض الضغط النسبي داخل غرفة الاحتراق المسبق بسبب انخفاض الضغط النسبي داخل الأسطوانة المجاورة لمحرك الاحتراق الداخلي.
هذا الانخفاض ناتج عن شوط سحب الأسطوانة.
تمتلئ غرفة الاحتراق المسبق بالوقود الغازي.
بعد ذلك، يتم دفع الهواء الموجود داخل الأسطوانة إلى غرفة الاحتراق المسبق لتشكيل الخليط القابل للاشتعال.
يتدفق الهواء إلى غرفة الاحتراق المسبق بسبب شوط ضغط الأسطوانة مما يزيد من الضغط النسبي داخل الأسطوانة.
يتم إشعال الخليط بعد ذلك بواسطة تيار كهربائي يخلق جهدًا كهربائيًا بين القطبين الأول والثاني، مما يؤدي إلى شرارة.
يمكن تنظيم الوقود الغازي لغرفة الاحتراق المسبق من خلال مجموعة صمامات فحص تدفق السوائل أحادية الاتجاه التي تسمح فقط بتدفق الوقود عبر ممر جسم السدادة إلى غرفة الاحتراق المسبق.
لا يمكن أن تتدفق الغازات المحترقة عبر مجموعة صمام الفحص.
ستتضح الجوانب والمزايا الأخرى للاختراع الحالي من الوصف التالي للتجسيد المفضل، المأخوذ بالاقتران مع الرسوم المصاحبة، والتي توضح، على سبيل المثال، مبادئ الاختراع.
التسميات
محرك ديزل