189083. lajstromszámú szabadalom • Eljárás feltöltött dugattyús motor teljesítményének növelésére és motor az eljárás megvalósítására
1 189 083 2 Jelen találmány tárgya eljárás és berendezés a feltöltött dugattyús motorok teljesítményének emelésére, ami oly módon történik, hogy a vezérlést a kipufogó gázos turbokompresszorok jellemzőinek megfelelően alakítjuk ki. A találmány szerinti műszaki továbbfejlesztés közelebbről meghatározva, de nem kizárólagosan a járművek kalorikus motorjaira vonatkozik. A motorok feltöltésének vagy túltöltésének fontossága ismeretes, mégis megemlítendő, hogy a turbokompresszoros ipari járművek rohamosan fejlődtek, és így egyre gyakoribb a kompresszoros motorok alkalmazása, főleg különleges járműveken. Ez ugyanúgy vonatkozik a vezérelt gyújtású robbanómotorokra, mint a kompressziógyújtású dieselmotorokra. A feltöltésnek nyilvánvalóan határai vannak, melyeket a motor igénybevétele szab meg. A találmány a feltöltés jelenlegi határai között a következő célkitűzésekre terjed ki, a jelenlegi motorok alapvető megváltoztatása nélkül. A levegő/iizemanyag arány javítása kis fordulatszámoknál és ennek az aránynak a korlátozása nagy fordulatszámnál kompressziógyújtású motorok esetében. Továbbá a motor nyomatékának emelése kis fordulatszámnál, ami különösen járműmotorok esetében fontos, és annak a fordulatszámnak esetleges csökkentése, melynél a nyomaték maximális. Célja még a találmánynak az ürítőszelepek kiküszöbölésének lehetősége vezérelt gyújtású motoroknál és a kompresszor hatástartományának korlátozása olyképp, hogy a motor feltöltése jobban alkalmazkodjék turbogépek általános karakterisztikáihoz. Mint ismeretes, a motor feltöltési foka egy hányados, melynek számlálója a beszívott levegő mennyisége vagy tömege, nevezője pedig a szívócsőben levő gázsűrűség, a lökettérfogat és a fordulatszám szorzata. A találmány tárgya egy dugattyús kalorikus motor, legalább egy kipufogó gázos turbokompresszorral és hengerenként legalább egy beömlőszcleppcl. A találmányt az jellemzi, hogy ez a szelep gáz- vagy légzárást biztosító eszközöket foglal magába, ami lehetővé teszi a beömlő levegő- vagy gázáram megszakítását, éspedig nem a mechanikus zárás pillanatában (ez akkor történik, amikor a szelep a szelepülésre illeszkedik). Ez a légzárás a beömlés megszakítása előtt, vagyis a dugattyú alsó holtpontja előtt jön létre. A találmány egyik jellemzője szerint a beömlőszelep légzárása 0-60 fokkal a holtpont előtt jön létre, a forgattyús tengely elfordulásában mérve. A találmány egy további jellemzője, hogy a vezérlés megfelelő beállításával a turbokompresszor a legnagyobb teljesítményű zónában üzemeltethető, teljesen függetlenül a motor fordulatszámától. Megállapítható, hogy ezek az előnyök elsősorban kis fordulatszámon a hengerbe juttatott levegő mennyiségének növelésére alkalmasak. A találmány szerinti eljárás megvalósítására alkalmas berendezést az jellemzi, hogy a turbokompresszor turbinája kisebb áteresztőképességű beömlővezetékkel rendelkezik, mint hagyományos megoldásoknál, abból a célból, hogy a feltöltés nyomását növeljük és lehetővé tegyük a beömlőszelepek elhelyezését úgy, hogy a beömlővezetékek 5 nyitása (pneumatikus nyitás) csak akkor jöhet létre, ha a beömlőszelepek egy bizonyos elmozdulást végeztek alaphelyzetükből, vagy a mechanikus elmozdulás helyétől. A találmány egy további jellemzője, hogy galléros lő szelepeket alkalmazunk, vagyis olyan szelepeket, amelyek a tányér és a szár között egy hengeres résszel rendelkeznek, ami lehetővé teszi a szelepfészek melletti kamra furatában való mozgást. A találmány egy változatát az jellemzi, hogy 15 mélyített ülésű szelepeket alkalmazunk, vagyis olyan szelepeket, amelyeknek az ülése a szelep fejét vezető furat mögött van. A találmány egy további jellemzője, hogy a beömlőszelep teljes emelési magassága és pneumatikus zárás helyzetéből elmozdulva a mechanikus zárás helyzetéig leírt lökete közötti viszony 0,1 és 0,4 között van. A találmány egy további jellemzője, hogy Irénje gerenként két beömlőszeleppel rendelkező motor esetében minden egyes szelepet az előbb említett karakterisztikák alapján határozunk meg, de a két szelep egymástól eltérő karakterisztikákkal rendelkezik, ami lehetővé teszi a hengerbe fúvatott levegő 30 különböző teljesítménygörbéinck elérését. A mellékelt rajz a találmány néhány példaként megadott kiviteli alakját szemlélteti. Az 1. ábra a találmány szerinti berendezéssel ellátott motor vázlatos összeállítási rajza és a 2. ábra az 1. ábra II—II 35 vonala szerinti metszet. A 3. ábra a beömlőszelep első lehetséges kialakítását mutatja, mégpedig a mechanikus zárás helyzetében, a 4.- ábra ugyanazt a szelepet szemlélteti a pneumatikus zárás helyzetében és az 5. ábra a 40 teljes nyitás helyzetét mutatja. A 6. ábra metszet, amely a beömlőszelep másik lehetőségének zárási helyzetét szemlélteti, a 7. és 8. ábra pedig a szelep teljes nyitási, illetve pneumatikus zárási helyzetét mutatja. 4S A 9. ábra a szelepek működését szemléltető grafikon és a 10. ábra a motor működésének jellemzőit szemlélteti, végül a 11. ábra a turbokompresszor működésének jellemzőit mutatja, a motor karakterisztikáira vonatkoztatva. Az 1. ábra vázlatosan mutatja a hagyományos típusú 1 motort, melynek hengereibe a levegő a 2 szívócsövön át áramlik be és az égési gázok egy közös kipufogócsövön keresztül távoznak. Ismert módon az 1 motor feltöltő 4 turbokompresszorral van ellátva, ez magában foglal egy turbinát, melynek 5 járókereke a kipufogó gáz áramába van iktatva, továbbá egy kompresszort, melynek 6 járókereke a beömlő levegő áramába van bekötve. Olyan turbokompresszort használunk, melynek kompresszora jobban alkalmazható kisfordulatszámú feltöltéshez, és melynek turbinája kevésbé áteresztőképes, mint a szokásos és általában alkalmazott turbokompresszoroknál. Ez utóbbiak turbinájának 6g áteresztőképességét az határozza meg, hogy mennyi 2
