161323. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés a turbotöltés javítására
1613 9 sen kedvező hatása a gyorsan változó közútif járműüzem viszonyai között. Ä találmány szerinti eljárás egy meglepő tulajdonsága — ami ugyancsak élesen megkülönbözteti azt az eddig ismert feltöltési eljárásoktól —, hogy az ilyen eljárás szerint működő motor légfelvétele nemcsak egy adott fordulatszámnál, hanem nagyon széles fordulatszámtartományban eléri az adott rendszer által lehetővé tett maximális értéket. A szokásos és TM ismert módon létesített dinamikus feltöltő hatás a szívócsőben fellépő lengések következtében mindig egy adott motorfordulatszámnál növeli meg legnagyobb mértékben a motor légnyelését. Ez a fordulatszám szívócsőrendszer 15 kialakításán és viszonylagos méretein túlmenően függ még a szívócsőben áramló közegben uralkodó hangsebességtől is. Ismeretes ugyanis, hogy az összenyomható közegben minden megzavarás, vagy megváltozás az ott érvényes 20 hangsebességgel terjed. Ezért az összenyomható közegnek adott szívócsőrendszerben végbemenő lengési viszonyai, valamint a rendszer önlengésszáma is arányosan változnak a hangsebesség nagyságával. 25 így például egy olyan szívóvezetékben, amely a motor hengeréhez tartozó szívócsatornából, illetve az ahhoz csatlakozó szívócsőből van kialakítva és amelynél az adott szívócsatornához tartozó szívócső közvetlenül a környező at- 30 moszférából szív, az áramló közeg önlengésszáma V= — [Hz] 4L 35 ahol a [m/sec] a közegben uralkodó hangsebesség, L[m] a szívóvezetéknek a hengertől a környező atmoszféráig terjedő hossza. Kísérleteink is igazolták, az ilyen szívóvezetékkel ellátott, dinamikusan feltöltött motor 40 légfelvétele akkor leszL a legnagyobb, ha a motor fordulatszáma és a szívó vezetékben áramló közeg önlengésszáma meghatározott viszonyba kerül. Ettől eltérő fordulatszámoknál a légfelvétel csökken. Ez okozza azt, hogy a gyakorlat- 45 ban ismert, dinamikus feltöltési eljárásoknál mindig található egy olyan meghatározott motorfordulatszám, ahol tetszés szerinti motorterhelésnél is legnagyobb a hengerenként beszívott friss töltet mennyisége. 55 Az eddig ismert turbótöltés! eljárásoknál ugyancsak élesen meghatározható volt az a motorfordulatszám, amikor a feltöltött motor a legtöbb levegőt dolgozta fel. Ez pedig — a turbótöltő ismert tulajdonságaiból következően — 55 szigorúan egybeesett a motor névleges teljesítményének fordulatszámával. Egészen más a helyzet a találmánv szerinti feltöltési eljárásnál. A motor részterhelése esetén, amikor csak viszonylag kevés tüzelőanya- go got égetünk el, alacsony marad a kipufogógázok hőmérséklete és viszonylag csekély annak térfogata is. Ez azt eredményezi, hogy aránylag kevés energia hasznosul a turbótöltőben, így lassan forog annak turbinája is. Termesze- 55 10 «tesen az kevés levegőt is szállít a motornak. Ennek pedig egyenes következménye, hogy a motor szívócsőrendszerében viszonylag kicsi lesz az áramló közeg nyomása és hőmérséklete. Ismeretes azonban, hogy az összenyomható közegben uralkodó hangsebesség arányos a közeg abszolút hőmérsékletének négyzetgyökével. Így minden olyan esetben, amikor a turbótöltő viszonylag kevés levegőt szállít, alacsony marad a hangsebesség, amikor pedig növekszik a turbótöltő által szállított közeg mennyisége, így hőmérséklete, vele együtt nő a hangsebesség is. Az elmondottakból következik a találmány szerinti eljárás máshol még soha nem tapasztalt előnyös tulajdonsága is. Alacsony fordulatszámon, vagy részterheléssel járó motornál, amikor viszonylag kis fordulatszámmal üzemel maga a turbótöltő is, a kisebb hangsebesség következtében viszonylag alacsony motorfordulatszámnál fejti ki legnagyobb hatását a lengések által előidézett dinamikus feltöltés. Amikor pedig a jármű vezetőjének gázadását követően a turbótöltő és a motor is kezd felgyorsulni, vele együtt nő a hangsebesség, valamint az a fordulatszám is, ahol a dinamikus feltöltés legnagyobb hatását szolgáltatja. Más szavakkal élve, a találmány szerinti feltöltési eljárásnál a dinamikus feltöltés által biztosított feltöltőhatás maximális értéke igen széles motorfordulatszám tartományban követi a motor működését. Ez pedig azt eredményezi, hogy a hatásos feltöltést sokkal nagyobb motorfordulatszám tartományban lehet megvalósítani, mint az az eddig ismert feltöltési eljárások bármelyikénél is remélhető volt. Természetes következménye az elmondottaknak, hogy a motorparaméterek korábban már említett javulása meglepően nagy fordulatszám-mezőben következik be, amint az a nagyszámú gyakorlati mérés alapján is megállapítható volt. A találmány szerinti eljárás további meglepő eredményeket is szolgáltat. Nagyszámú mérés során megállapítható volt, hogy az adott eljárást megvalósító Diesel-motor hengerében a nagyobb mértékű feltöltés ellenére jelentősen kisebbek az égésfolyamat során fellépő csúcsnyomások, mint az egyébként azonos, de csak turbótöltővel szerelt motornál. A csúcsnyomáscsökkenés — amely 10—20% körül mozog — elsősorban a motor névleges fordulatszámának közelében következik be,1 ahol is a legnagyobb és így a motor szerkezetére veszélyes nyomások lépnek fel. Ezt a meglepő jelenséget az váltja ki, hogy a dinamikus feltöltést szolgáltató szívórendszer mintegy „megszívja" a turbótöltőt. Ezért a turbótöltő utáni tér ellen-nyomása lecsökken és a turbótöltőnek kisebb nyomás ellenében kell szállítani a levegőt. Ehhez még az is hozzájárul, hogy maga a turbótöltő is elhangolódik a nyomáslengések hatására. Mint az kimutatható volt, a lengések kíséretében végbemenő, lüktető áramlás következtében is lecsökken a turbótöltő nyomásviszonya, vagyis az általa szállított levegő nyomása. Ezen 5
