179402. lajstromszámú szabadalom • Turbófeltöltéses Diesel-motor töltőnyomást szabályozó szeleppel a forgatónyomatéki és füstölési tuajdonságok javítására
3 179402 4 sága, másrészt a berendezés méretei terjedelmesek, s ez meghiúsíthatja adott esetben a járműmotornál való alkalmazást. Találmányunk célkitűzése olyan turbófeltöltő berendezés létrehozása és gépjárműmotorral való összehangolása volt, melynek levegőszállítása az ismerteknél jobban illeszkedik a dugattyús motor friss levegő igényéhez, megbízható, egyszerű szerkezetű, lehetővé teszi a gépjárművek füst ölési előírásainak betartását. Találmányunk további célkitűzése, hogy a belsőégésű motor szilárdsági és hőigénybevétele illetve élettartam által behatárolt nyomatéknövelési lehetőségeket minél szélesebb fordulatszám tartományban kihasználjuk. Találmányunk alapgondolata abban áll, hogy olyan turbótöltőt alkalmazzunk, mely alacsony fordulaton, azaz a szívómotor nyomatékmaximuma alatti fordulatszám tartományban a túltöltéshez elegendő friss levegő mennyiséget szállít úgy, hogy a megengedett maximális égési csúcsnyomás eléréséig kihasználjuk a motort, és a magasabb motor fordulatszám tartományban a motor friss levegő igényét meghaladó levegőmennyiséget szabályozószelepen keresztül a szabadba vezetjük vagy egyéb célra felhasználjuk. Találmányunk turbófeltöltéses közvetlen befecskendezéses belsőégésű dugattyús motor, főleg Diesel-motor, melynek turbókompresszora és a hengerek szívónyílása közötti friss levegő vezetékben szabályozó szelep van, a turbókompresszor levegőszállítása a belsőégésű motor friss levegő igényével - teljes terhelés mellett — a névleges fordulatszám felénél illetve annak közelében azonos, és ezen fordulatszámnál a nyomásviszonya a megengedett maximális égési csúcsnyomás által behatárolt megengedett túltöltési nyomást megközelíti, vagy azzal azonos és a névleges motor fordulatszámnál illetve annak közelében levegőszállítása a motor friss levegő igényénél legfeljebb 6—10%-kal nagyobb, továbbá a friss levegő vezetékben elrendezett, megcsapoló automatikus, szabályozó szelepe a megengedett maximális túltöltési nyomásra van beállítva, melyen keresztül kibocsátjuk a többlet levegőmennyiséget. Találmányunk célkitűzésének, a belsőégésű motor terhelhetősége maximális kihasználásának tökéletesebb megvalósítását teszi lehetővé, találmányunk további kivitele, melynél a turbókompresszor nyomóvezetéke gyűjtőtartályba torkollik, mely rezonanciacsővel rezonanciatartályra, erre pedig célszerűen három, legfeljebb négy, egymás szívási periódusait jelentősen át nem fedő henger szívócsatornája van kapcsolva, és a rendszer rezonanciáját arra a motorfordulatszámra hangoljuk, melynél a rezonancia feltöltés alkalmazás nélkül a maximális megengedett csúcsnyomás elérése nincs biztosítva. Találmányunkkal elérjük, hogy a jelenleg ismert megoldásoknál alkalmazott turbótöltőhöz képest egy adott belsőégésű motorra kisebb, könnyebb, olcsóbb turbótöltőt lehet alkalmazni, a névleges motorfordulatszám felénél már nyomaték maximumot érünk el, mely a névleges motorfordulatszám 3/4-ig megközelítőleg állandó értéken tartható. A turbótöltő kiválasztható a fenti feltételek mellett úgy, hogy a maximális motorfordulatszámnál a szabadba engedett komprimált levegő mennyisége nem haladja meg a turbókompresszor által szállított mennyiség 6-10%át, ami a motor üzemelésének gazdaságosságát nem csökkenti. Figyelemre méltó eredménye az alacsony motorfordulaton történő megengedett maximális turbótöltésnek, hogy a belsőégésű motor töltéscsere-munkája alacsony motorfordulatoknál széles fordulatszámtartományban pozitívvá vált, ezáltal javul a motor hatásfoka és ebből következően nő a nyomatéka. Ismert tény, hogy a dugattyús motorok égési csúcsnyomása a fordulatszám függvényében változó emelkedésű görbe, és a motor számos konstrukciós jellemzőjének összetevője befolyásolja. A turbótöltő és a motor találmányunk szerinti összehangolása sem eredményezi a csúcsnyomás-görbe egyenletessé tételét. Találmányunk egy további kivitele viszont lehetővé teszi a megengedett határ alatti csúcsnyomásértékek növelését, aminek természetesen csak akkor van értelme, ha az effektiv középnyomás, azaz a nyomaték növekedésével is együtt jár. A turbótöltés kiegészítéseként erre a fordúlatszámtartományra hangolt rezonancia felt öltést alkalmazunk, melyet szerkezetileg egy turbókompresszor mögötti gyűjtőtartály, ezt valamint rezonanciatartályt összekötő rezonanciacsövek valósítják meg, és a rezonanciatartályra az egyes hengerek - melyek szívási periódusai egymást nem fedik át jelentősen - rövid, gázlengéseket elő nem idéző szívócsatornákkal vannak csatlakoztatva. Találmányunk javítja a motor füstölési tulajdonságait, különösen a fekete füstölési tulajdonságokat, mivel az általánosan szokásosnál kisebb méretű turbótöltő alacsony fordulatszámtartományban változó fordulatszám - a jármű gyorsítása — esetén jobban követi a motor változó üzemviszonyait, illetve változó friss levegő igényét. A szokásos, ismert - turbótöltőt gyártó cégek által ajánlott - összehangolással szemben egy adott légnyelésű motorhoz kiválasztott turbótöltő forgórészének tömege kb. 50%-kal kisebb, ezért alkalmasabb változó fordulatszámú üzemeltetésre. A látható füstölés további javítását célozza, hogy a megcsapoló szelep által kiengedett többletlevegő mennyiséget a turbina mögötti kipufogócsőbe vezetjük. A találmány szerinti eljárással feltöltött Diesel-motor rendkívül kedvező tulajdonságokat mutat magashegyi üzemeltetésnél, 1 att alatti külső környezeti légnyomás esetén. A hagyományos feltöltési eljárásokkal a névleges maximális H = 0 méterhez tartozó teljesítmény csökkenése mintegy 20%-on belül tartható H = 5000 méter magasságban, viszont részterhelésnél és alacsonyabb motorfordulatszámokon a teljesítmény, illetve nyomatékcsökkenés jóval meghaladja a 20%-ot. A találmányunk szerint feltöltött motornál jelentősen javul a magashegyi viszonyok mellett az alacsonyabb fordulatszám-tartományban a motornyomaték, azaz kisebb mértékű az ismert eljárásokhoz képest a nyomatékcsökkenés a magasság függvényében. Találmányunkat részletesen a két kiviteli példán ismertetjük, a második kiviteli példában a Diesel-5 10 IS 20 25 30 35 40 45 50 55 63 65 2
