BRPI0507066B1

BRPI0507066B1 - Combustion cables on the background of a symbol for a diesel engine

Info

Publication number: BRPI0507066B1
Application number: BRPI0507066-0A
Authority: BR
Inventors: Issler Wolfgang
Original assignee: Mahle Gmbh
Priority date: 2004-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2017-07-18
Also published as: EP1706613A1; KR101189379B1; JP2007518924A; JP4653761B2; KR20060127910A; US20070151541A1; CN1910353A; DE102004003658A1; EP1706613B9; DE502005009356D1; EP1706613B2; US7380536B2; EP1706613B1; WO2005071239A1; CN100572770C; BRPI0507066A

Abstract

"cavidade de combustão no fundo de um êmbolo para um motor diesel". a presente invenção refere-se a uma cavidade de combustão (4) no fundo (1) de um êmbolo (2) provido de um canal de resfriamento (9), por exemplo, em forma de um suporte anular (7) resfriado, para um motor diesel, que na área da borda radialmente externa apresenta um corte traseiro (8), formado de tal modo que, para um efeito de resfriamento do canal de resfriamento (9) sobre a cavidade de combustão (4), o limite radialmente externo da cavidade de combustão (4) está disposto suficientemente próximo do canal de resfriamento (9).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CAVIDADE DE COMBUSTÃO NO FUNDO DE UM EMBOLO PARA UM MOTOR DIESEL". A presente invenção refere-se a uma cavidade de combustão no fundo de um êmbolo para um motor Diesel de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Em um motor diesel com injeção direta, a combustão da mistura de combustível e ar é feita, normalmente, em uma cavidade de combustão, que é moldada no fundo do êmbolo do motor diesel. Neste caso, é conhecido dotar a área da borda radialmente externa da cavidade de combustão, com um corte traseiro. No requerimento de patente alemão n° 721889 como vantagem disso já foi mencionada uma curva do momento de torção constante em uma ampla faixa de número de rotações do referido motor diesel. De acordo com o texto de exposição alemão 1055873 a causa disto está em um turbilhonamento causado pelo corte traseiro, e um aperfeiçoamento da evaporação relacionado, com isso, do combustível injetado na cavidade de combustão.

Do requerimento de patente europeu EP 0 105 933 é conhecido um êmbolo para um motor diesel com uma cavidade de combustão disposta excêntrica, em cuja área da borda radialmente externa é injetado combustível através de várias aberturas de injeção de um bico de combustível. Para o aperfeiçoamento do turbilhonamento e, com isso, da evaporação do combustível, o êmbolo apresenta uma infinidade de recessos distribuídos de maneira uniforme através da área da borda. O mencionado estado da técnica tem a desvantagem que, devido à combustão da mistura de combustível e ar, em particular, a borda radialmente externa da cavidade de combustão está exposta a uma solicitação de temperatura muito alta, que pode levar a um dano da cavidade de combustão.

No modelo de uso alemão DE 80 26 159 é sugerido para a solução desse problema, prever um canal de resfriamento entre a borda de uma cavidade de combustão disposta no centro e a borda do fundo do êm bolo. Se o embolo conhecido do estado da técnica mencionado por último tiver que ser empregado em um motor de duas válvulas, no qual os bicos de combustível estão dispostos ao lado da válvula de entrada e de saída que fica simétrica ao eixo longitudinal do embolo, isto é, excêntrica em relação ao eixo longitudinal do êmbolo, a cavidade de combustão também está disposta, de forma vantajosa, excêntrica em relação ao eixo longitudinal do êmbolo, para que o combustível possa ser injetado pelo bico de combustível, sem problemas, na cavidade de combustão.

Nesse caso, resulta o problema que, entre a alma de fogo do êmbolo e a área da borda que fica próxima à alma de fogo da cavidade de combustão disposta excêntrica não existe nenhum espaço para um canal de resfriamento, de tal modo que, nessa área o canal de resfriamento precisa ser disposto bem afastado do fundo do êmbolo, na área do fundo do êmbolo. Isto tem a desvantagem que, nessa área, a borda da cavidade de combustão, o colar da cavidade, e também a ranhura anular de vedação altamente solicitada termicamente possam ser mal resfriados, e correm o perigo de serem danificados. Como outra desvantagem, nesse caso, resulta o fato de que o canal de resfriamento situado, em geral, próximo ao fundo do êmbolo assume uma posição inclinada em relação ao eixo longitudinal do êmbolo, o que traz consigo problemas técnicos de acabamento.

Por último, nesse caso, ocorre o problema que a distância entre a parte disposta na área da borda do fundo do êmbolo do canal de resfriamento e a área da borda da cavidade de combustão disposta excêntrica, que fica afastada dele, torna-se tão grande que, também o resfriamento dessa área da borda da cavidade de combustão é influenciada. A tarefa da invenção é evitar essas desvantagens do estado da técnica. Essa tarefa é solucionada com as características que estão na caracterização da reivindicação principal. Execuções apropriadas da invenção são objeto das reivindicações subordinadas.

Alguns exemplos de execução da invenção serão descritos, em seguida, com auxílio dos desenhos. São mostradas: Figura 1 uma vista de cima sobre um êmbolo de acordo com a invenção, com uma cavidade de combustão disposta excêntrica, Figura 2 um corte através da área do fundo do embolo de acordo com a Figura 1, ao longo da linha ll-ll, Figura 3 uma vista de cima sobre um embolo, com uma cavidade de combustão disposta excêntrica, que apresenta um colar da cavidade moldado elipticamente, Figura 4 uma vista de cima sobre um êmbolo, com uma cavidade de combustão disposta excêntrica, que não apresenta em um lado nenhum corte traseiro, Figura 5 um corte através da área do fundo do êmbolo de acordo com a Figura 4, ao longo da linha V-V, Figura 6 um corte através da área do fundo do êmbolo de acordo com a Figura 4, ao longo da linha VI-VI, Figura 7 uma vista de cima sobre o êmbolo de acordo com a Figura 4, que apresenta uma moldagem em forma de corcova disposta no centro da cavidade de combustão, Figura 8 um corte através da área do fundo do êmbolo de acordo com a Figura 7, ao longo da linha VIII-VIII, Figura 9 um corte através da área do fundo do êmbolo de acordo com a Figura 7, ao longo da linha IX-IX, Figura 10 uma vista de cima sobre um êmbolo, com uma cavidade de combustão disposta excêntrica, que se compõe de duas áreas em forma de semicírculo, no corte, e que está cortada atrás através de toda a sua circunferência, Figura 11 uma vista de cima sobre um êmbolo, com uma cavidade de combustão disposta excêntrica, que se compõe de duas áreas em forma de semicírculo, no corte, e que não apresenta nenhum corte traseiro nos dois lados que ficam opostos, Figuras de 12 a 14 vistas de cima sobre êmbolos com cavidades de combustão dispostas excêntricas, cujas formas estão adaptadas ao número e ao alinhamento dos furos de bicos de injeção. A Figura 1 mostra uma vista de cima sobre o fundo 1 de um êmbolo 2 para um motor diesel, no qual está moldada uma cavidade de combustão 4 disposta excêntrica em relação ao eixo longitudinal do êmbolo 3, com um limite executado oval, radialmente externo, e com um colar da cavidade 5 de forma circular. Embora os limites radialmente externos das cavidades de combustão nas vistas de cima de acordo com as Figuras não sejam visíveis, eles não estão desenhados de forma tracejada, uma vez que o núcleo da presente invenção ser refere, em particular, à forma e à disposição dessas cavidades. Mas na Figura 1 está desenhado tracejado o limite 6 radialmente interno de um suporte anular 7, que está representado na Figura 2, um corte através da área do fundo do êmbolo de acordo com a Figura 1, ao longo da linha ll-ll. A Figura 2 mostra também a forma da seção transversal da cavidade de combustão 4 com o colar da cavidade 5, e com o corte traseiro 8 que circunda a cavidade de combustão 4 toda.

Nesse caso, o limite radialmente externo do corte traseiro 8 da cavidade de combustão 4 fica tão próximo do limite radialmente interno do suporte anular 7 resfriado em todas as áreas de tal modo que, pelo canal de resfriamento 9 são resfriadas, não apenas a ranhura 10 para um anel de vedação não representado nas figuras, mas, além disso, todas as áreas da borda da cavidade de combustão 4.

Em contraste à cavidade de combustão 4 de acordo com as Figuras 1 e 2, o colar da cavidade 11 representado na Figura 3, é executado elíptico. A vantagem disto está no fato de que o corte traseiro 8’ resultante disso próximo à área do eixo principal do colar da cavidade 11 é reduzido em relação ao exemplo de execução representado nas Figuras 1 e 2. A cavidade de combustão 12 representada nas Figuras de 4 a 6 está disposta excêntrica em relação ao eixo longitudinal do êmbolo 3 na área do fundo 13 do êmbolo 14, e é executada oval. Como mostra, em particular, o corte de acordo com a Figura 6, através da área do fundo do êmbolo 14, a cavidade de combustão 12 não apresenta nenhum corte traseiro na área 15, o que traz consigo uma redução melhor possível da temperatura da borda da cavidade e do colar da cavidade, em virtude do efeito de resfriamento do canal de resfriamento 9. A execução da cavidade de combustão 16 de acordo com as Figuras de 7 a 9 apresenta uma deformação 17 em forma de crista, disposta excêntrica, que providencia um turbilhonamento melhor e, com isso, uma melhora da combustão do combustível injetado na cavidade de combustão 16.

As execuções de cavidades de combustão de 18 a 22 representadas nas Figuras de 10 a 14 apresentam formas, que estão adaptadas ao alinhamento e ao número dos furos dos bicos de injeção, e à largura dos jatos de combustível que saem dele e injetados nas cavidades de combustão de 18 a 22. Dessa forma, a cavidade de combustão 18 de acordo com a Figura 10 está disposta excêntrica em relação ao eixo longitudinal do êmbo-lo 3, e está provida de um colar da cavidade 26 de forma circular, e é composta de duas áreas 23 e 24 em forma de arco circular e que ficam opostas uma à outra. Através de toda a sua circunferência, ela apresenta um corte traseiro 38. A cavidade de combustão 19 de acordo com a Figura 11 diferencia-se da cavidade de combustão 18 (Figura 10) pelo fato de que ela não apresenta nenhum corte traseiro em duas áreas 25 e 25’ que ficam opostas. A cavidade de combustão 20 de acordo com a Figura 12 diferencia-se das cavidades de combustão 18 e 19 de acordo com as Figuras 10 e 11 pelo fato de que o colar da cavidade não está disposto simétrico em relação à cavidade de combustão 20, e na área 29 não apresenta nenhum corte traseiro. Ela se compõe, em essência, de dois segmentos circulares 27 e28.

As cavidades de combustão 21 e 22 de acordo com as Figuras 13 e 14 são constituídas, respectivamente, de três segmentos circulares. Mas também é possível compor as cavidades de combustão com mais que três segmentos circulares. Nesse caso, o tamanho e a disposição de cada um dos segmentos circulares podem corresponder à direção e à largura do jato de combustível introduzido no respectivo segmento circular, sendo que são empregados bicos de injeção com furos de diâmetros diferentes. A cavidade de combustão 21 de acordo com a Figura 13 é for- mada dos três segmentos circulares 30, 31 e 32 e de uma área 33 sem corte traseiro. A cavidade de combustão 22 representada na Figura 14, é constituída de três segmentos circulares 34, 35, 36 de diâmetros diferentes, e de um corte traseiro circundante, com seção transversal que varia através da circunferência.

Outras formas de execução de cavidades de combustão não representadas nas Figuras são caracterizadas pelo fato de que nesse caso, não apenas os limites radialmente externos das cavidades de combustão, mas também, seus colares da cavidade são executados ovais. Se, nesse caso, for levado em consideração o fato de que, a fabricação das cavidades de combustão ocorre em duas ou em mais etapas de processamento, com processamento respectivamente simétrico ao eixo, sendo que, entre as fases de processamento, o embolo é deslocado na direção correspondente, torna-se evidente que, deste modo ocorre a possibilidade de dar às cavidades de combustão, em essência, a forma de um triângulo, de um quadrilátero ou de um polígono, com exceção de áreas de canto em forma parcialmente circular.

Lista dos números de referência I fundo do êmbolo 2 2,2’ êmbolo 3 eixo longitudinal do êmbolo 4,4’ cavidade de combustão 5 colar da cavidade 6 limite radialmente interno do suporte anular 7 resfriado 7 suporte anular resfriado 8,8’ corte traseiro 9 canal de resfriamento 10 ranhura para um anel de vedação II colar da cavidade elíptico 12 cavidade de combustão 13 fundo do êmbolo 14 14 êmbolo 15 área da cavidade de combustão 12 16 cavidade de combustão 17 deformação 18,19,20,21,22 cavidade de combustão 23,24 área da cavidade de combustão 18 25,25’ área da cavidade de combustão 19 26 colar da cavidade 27,28 segmento circular 29 área da cavidade de combustão 20 30,31,32 segmento circular 33 área da cavidade de combustão 21 34,25, 36 segmento circular 38 corte traseiro REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Cavidade de combustão (4, 4’, 12,16,18-22) no fundo (1,13) de um êmbolo (2,2’, 14) para um motor Diesel, - com um canal de resfriamento (9) em forma de anel, disposto na área de borda do êmbolo (2, 2’, 14) radialmente externa, no lado do fundo do êmbolo, - sendo que a cavidade de combustão (4, 12, 16, 18-22) está disposta excêntrica em relação ao eixo longitudinal do êmbolo (3), caracterizada pelo fato de - que, em, pelo menos, uma parte da área da borda radialmente externa da cavidade de combustão (4,12,16,18-22) está moldado um corte traseiro (8, 8’, 38) de tal modo que, para um efeito de resfriamento do canal de resfriamento (9) sobre a cavidade de combustão (4,12,16,18-22), toda a área da borda radialmente externa da cavidade de combustão (4,12,16, 18-22) está disposta suficientemente próxima do canal de resfriamento (9).

2. Cavidade de combustão (4,12, 16, 18-22) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por um colar da cavidade (5, 26) em forma de círculo.

3. Cavidade de combustão (4’) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por um colar da cavidade (11) moldado oval.

4. Cavidade de combustão de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que no centro do fundo da cavidade de combustão (16), está disposta uma moldagem (17) executada em forma de corcova.

5. Cavidade de combustão (12, 16, 20, 21, 22) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por, pelo menos, uma área da borda radialmente externa, com corte traseiro e, pelo menos, uma borda da cavidade (15,25,25’, 29 33) radialmente externa, sem corte traseiro.

6. Cavidade de combustão (de 18 a 22) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada por duas áreas (23, 24, 27, 28) que ficam uma em frente à outra, em essência, em forma de segmento circular.

7. Cavidade de combustão (21,22) de acordo com as reivindi- cações de 1 a 6, caracterizada por mais que duas áreas (30-32, 34-36) em forma de segmento circular.

8. Cavidade de combustão (18-22) de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que as áreas (23, 24, 27, 28, 30-32, 34-36) em forma de segmento circular são processadas uma convertendo-se na outra.

9. Cavidade de combustão (4, 12, 16, 18-22) de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que na cavidade de combustão (4, 12, 16, 18-22), é injetado combustível através de bicos de injeção, cujos furos são dimensionados e dispostos de tal modo que a largura e o alinhamento dos jatos de combustível estão adaptados às extensões locais das áreas da cavidade correspondente.