189083. lajstromszámú szabadalom • Eljárás feltöltött dugattyús motor teljesítményének növelésére és motor az eljárás megvalósítására
1 189 083 2 A gyakorlatban egyik nehézség a beömlési idő megrövidítése. Többféle megoldással próbálkoztak már, így például változtatható vagy átállítható vezérléssel, de a találmány szerinti motornál a hagyományoshoz képest semmi lényeges változtatásra nincsen szükség. A találmány szerinti motor üzemelését szemlélteti a 10. ábrán látható görbe, amelynél az abszcissza mutatja a lökettérfogat változásait, az ordináta pedig a hengerben lévő nyomást. A motor minden üteme megfelel a görbe egy részének, így a 28 rész megfelel a beömlésnek, a 29 a kompressziónak, a 30 az expanzió lefolyását mutatja és a 31 a kipufogás görbéje, összehasonlítás végett az ábra még azt is szemlélteti, hogy amennyiben ugyanezt a motort nem látjuk el a találmány szerinti szerkezettel, akkor a rajzon 32-vel jelölt rész felel meg a kipufogásnak és a 33 a beömlést szemlélteti. Világos, hogy a találmány szerinti szerkezeti átalakítások a kompresszió, az égés és az expanzió ütemét nem változtatja, mert ezeknél a beömlőszelepek zárt állásban vannak. Nyilvánvaló az ábráról a munkában elért nyereség, mert az ábrán minden a görbék által behatárolt terület arányos görbe szerinti hasznos vagy káros teljesítménnyel. Hasznos a teljesítmény, ha a görbét az óramutató járásval megegyező irányban járhatjuk körül és káros, vagyis levonandó a hasznos teljesítményből, ha a körüljárás az óramutató járásával ellenkezően történik. Egy feltöltött motor grafikonjánál a kipufogási és beömlési ütem által határolt terület gyakran hasznos teljesítményt mutat. A 34 terület, ami megfelel a szokványos feltöltött motornak és a diagram 32, 33 részei között helyezkedik el, megfelel a hozzá tartozó Pz feltöltési nyomásnak és a P3 kipufogónyomásnak. Viszont a 35 terület, ami megfelel a találmány szerinti berendezéssel ellátott motornak, magában foglalja a P2-ről Pí-re emelt feltöltési nyomás és P3-ról Pá-ra emelt kipufogónyomást. Ugyanis a kipufogónyomás emelkedése megfelel a turbokompresszor által adott kiegészítő teljesítménynek. A tapasztalat azt bizonyítja, hogy a P3 és P3 közötti eltérés kisebb, mint a P2 és P2 közötti különbség, ennek következtében hasznos teljesítményt nyerünk, mert a 35 terület nagyobb, mint a 34 terület. Megállapítható, hogy a találmány szerinti eljárás lehetővé teszi ezt az eredményt anélkül, hogy emelni kellene a motor részeinek igénybevételét és anélkül, hogy lényegesen megváltoztatná a motor szerkezetét, int teljesítménybázist, a levegőbeömlés időtartamának csökkentése miatt. Ugyanis ugyanaz a levegőmennyiség van jelen egy bizonyos fordulatszámnál a hengerben, mert ahogyan már jeleztük, a 10. ábra felső része, vagyis a 29 görbék és 30 részei változatlanok maradnak a motor módosításai ellenére. Más szavakkal kifejezve, a ciklus nagynyomású zónája változatlan marad és a teljesítményen csak a kisnyomású zónában érünk el változást és előnyöket. All. ábrán láthatjuk a kompresszor teljesítménydiagramját. Az abszcisszán a szállított levegő menynyiségét és a koordinátán a hozzá tartozó nyomást tüntettük fel. Ez a diagram a következő görbéket foglalja magában: A 36 görbe mutatja a kompresszor szivattyúzásának határait, a 37-39 görbék mindegyike megfelel a kompresszor járókereke egy adott fordulatszámának, a 40 és 41 görbék pedig a kompresszor azonos teljesítményeinek görbéi, ezek közül a 40 görbe a maximális teljesítménynek felel meg. A 42, 43 és 44 görbék a motor azonos sebességének (fordulatszámának) görbéi. A 42 görbe, mivel megfelel a motor lassú járásának, ugyanaz marad a motor találmány szerinti átlakítása után is. A 43 görbe a nem módosított motorok maximális fordulatszámának, míg a 44 görbe a módosított motor maximális fordulatszámának felel meg. A 45 görbe a nem módosított motor teljes terhelési görbéje és a 46 görbe a taálmány szerinti módosított motor teljes terhelési görbéjét mutatja. Megjegyzendő, hogy mikor az azonos fordulatszámú 43 görbe helyébe a 44 görbe lép, a motor közelít a kompresszor szivattyúzási határához, míg a teljes terhelési görbe 47 és 48 pontjai helyébe a 49, illetve 50 pontok lépnek. összefoglalva, a találmány szerinti eljárás főként a következő előnyöket nyújtja: a kompresszor megválasztása és a beömlés időtartamának csökkentése lehetővé teszik a nyomás/térfogat diagram (10. ábra) alacsonynyomású területeinek növelését anélkül, hogy ezen diagramnak a nagynyomású területeit módosítani kellene. Emellett a turbina és a galléros beömlőszelepek csatornáinak megválasz-' tása, továbbá a kompresszor jól bevált alkalmazása lehetővé teszik a hengerek telítettségének igen gyors csökkenését, amikor a motor a maximális fordulatszámához közeledik és a maximális nyomaték fordulatszámán ennek a telítettségnek a csökkenése viszonylag lassú. További előny, hogy a motor kis fordulatszámon való levegőellátása növelhető anélkül, hogy a nagy fordulatszámon ez hátrányt jelentene, ami a turbokompresszor megfelelő alkalmazásának köszönhető, továbbá annak, hogy a galléros szelepek csökkentik a telítettséget magas forduiatszámon. Ez az égés szempontjából határozottan előnynek mondható, így a kompresszort legjobb teljesítményzónája közelében működtethetjük. Nagy fordulatszámon a levegő befúvatása akár csökkentett, akár ugyanolyan mértékű lehet, választásunk szerint. Végűi a találmány szerinti rendszer lehetővé teszi a motor maximális nyomatékának növelését, ugyanazon névleges teljesítmény mellett. Nyilvánvaló, hogy valamennyi felsorolt előny dízelmotorokon éppen úgy megvan, mint robbanómotoroknál. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás legalább egy kipufogó gázos turbókompresszorral feltöltött dugattyús motor teljesítményének növelésére, mely motor hengerenként legalább egy beömlőszeleppel rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a beömlőszelepeket pneumatikus előzárással működtetjük és a turbokompresszor turbináját olyképp tartjuk üzemben, hogy a be-5 10 15 20 25 30 35 4D 45 50 55 60 65 4
