190045. lajstromszámú szabadalom • Légsűrítéses-közvetlen befecskendezésű belsőégésű motor
190 045 A találmány tárgya légsűrítéses, közvetlen befecskendezésű belsőégésű motor. Ennek a dugattyúban kialakított forgástest-alakű égéstere van, amely a beáramló égési levegőt az égéstér-hossz középvonal körül forgásba hozó elemekkel van ellátva. A hengerfejben az égéstérnyílás széle közelében befecskendezőfúvóka van elrendezve, amelynek a tüzelőanyagot a forgó égési levegő irányába fecskendező és az égéstérfalon tüzelőanyagfilmet létrehozó egyetlen sugara van. A tüzelőanyagnak az égéstérfalra történő felvitelével dolgozó belsőégésű motorok széleskörben ismertek. Ezeknek egy sor előnyük van, amelyek közül különösen a tüzelőanyag jó hasznosítása, a csekély kipufogógáz homályosodás és a motor nyugodt járása említhető. A gyakorlatban bebizonyosodott, hogy a kipufogógáz minősége tovább javítható (azaz a fehér és kékfüst-képződés, valamint az el nem égett szénhidrogének részaránya csökkenthető), ha üresjáratban és az alsó fordulatszám- és terheléstartományban szükséges, viszonylag kis befecskendezett tüzelő anyagmennyiséget szinte kizárólag közvetlenül az égési levegővel összekeverjük. Ezekben a tartományokban ugyanis az égéstérfal hőmérséklete nem éri el azt az értéket, amely a filmszerűen felhordott tüzelőanyag kielégítően gyors elpárologtatásához szükséges. Ennek következtében tökéletlen keverékelőkészítés és egyúttal tökéletlen égés játszódik le a motorban. Ezzel szemben a felső fordulatszám- és terheléstartományban a tüzelőanyagnak az égéstérfalra való felvitele jól bevált. Az alsó fordulatszám- és terheléstartományban, valamint üresjáratban a levegővel összekevert tüzelőanyag viszonylag kis átütőerővel rendelkező felhőt képez közvetlenül a fúvókafurat elhagyása után, amelyet a forgó levegővel könnyű szétszórni. Eközben a tüzelőanyag az égéstérfalra, a dugattyúfenék és a hengerfej közötti térbe, vagy beszűkített égéstereknél a csatornafalra jut. Ezeken a hidegebb helyeken lerakódó tüzelőanyag viszont tovább rontja a kipufogógáz paramétereit, különösképpen növeli az el nem égetett szénhidrogének részarányát. Nagy fordulatszámnál és terhelésnél is a befecskendezés kezdetén és végén a nagy átütőerejű fősugarat kis tüzelőanyagfelhők kisérik. Még erősebben, mint a kisebb fordulatszámoknál ezeket a tüzelőanyagfelhőket a gyorsan forgó gáz eltéríti és nagyrészt a hengerfej és a dugattyúfenék közötti terekbe továbbítja. Továbbá, a gáz közvetlenül a felső holtponti dugattyúhelyzet után nagy sebességgel áramlik az égéstérből a hengerfej és a dugatytyúfenék közötti egyre növekvő résbe, valamint magával ragadja főként azokat a tüzelőanyagfelhőket és cseppeket, amelyek a befecskendezés végén képződnek. Az oda jutó tüzelőanyag tehát a tényleges égési folyamatban nem vesz részt, az égéstérben kiszélesedő lángfront nem éri el, így öngyulladás révén robbanásszerűen ég el. Eközben erős eróziós hatásokat okoznak ezek a tüzelőanyagfelhők a dugattyú és a hengerfej közeli felületein. A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése. A találmánnyal megoldandó feladat ennek megfelelően a bevezetőben leírt típusú belsőégésű motort úgy 3 tökéletesíteni, hogy ezzel kiküszöböljük a tüzelőanyageltérítésből keletkező eróziót a dugattyúfenéken és a hengerfejen, továbbá a kipufogógáz-emissziót az el nem égett szénhidrogének tekintetében javítsuk. A kitűzött feladatot a találmány szerint azzal oldottuk meg, hogy a befecskendezőfúvóka fecskendezőfúrata a dugattyú felső holtpontjában a dugattyúfenék alatt helyezkedik el és az égéstérbe nyúlik, továbbá a befecskendezőfúvóka nyakát hosszirányú hasítékkal ellátott, homlokoldalán nyitott hüvely hézaggal veszi körül, amely hüvely a fecskendezőfúraton túlnyúlik. A fenti intézkedésekkel a kitűzött feladatot egyszerű módon megoldottuk. A befecskendezőfúvóka fecskendezőfúratának az égéstérbe nyúlása révén a befecskendezés közben megakadályozzuk, hogy tüzelőanyag jusson a dugattyúfenék és a hengerfej közé. A forgó levegővel szétszórt tüzelőanyag főleg az alsó, kiálló hüvelyfalon lecsapódik, és mivel ez a falrész nagyon meleg, a tüzelőanyag ott gyorsan elpárolog. Ehhez járul, hogy a hüvely védi a befecskendezőfúvókát a túl nagy felmelegedésektől, ami a fúvókafuratban elkokszosodáshoz vezetne különben. A befecskendezőfúvóka késleltetése sem fordulhat elő, mert a hüvely révén a fúvókatest játéka miatt túl nagy hőmérsékletkülönbségek a befecskendezőfúvóka felső illetve alsó körzeteiben nem jöhetnek létre. A hüvely tehát egyrészt a szétszórt tüzelőanyag felfogóelemeként szolgál a keverékelőkészítés javítása céljából, másrészt a befecskendezőfúvóka hővédelmét is ellátja. A hüvely hosszirányú hasítéka garantálja a hüvelynek a lehűlt hengerfejjel való feszültségmentes és jó kapcsolatát, még akkor is, ha a hüvelyben a hőmérsékleíeloszlás aszimmetrikus. Ezáltal megakadályozzuk, hogy repedések illetve törések keletkezhessenek magában a hüvelyben és a hengerfejben. A befecskendezőfúvóka és a hüvely közötti térben (hézagban) idővel korom és koksz rakódik le. Ezek a lerakódások járulékos szigetelésként szolgálnak és mint ilyen javítják a hővédelmet. Jóllehet, például a 873 011 sz. NSZK-beli szabadalmi leírásból már ismert olyan hengeres hüvellyel megoldott hővédelem, amelynél hüvelyek veszik körül a fúvókaszárat és ezek a hengerfejben illetve a fúvókatartón vannak rögzítve. Ennél a hüvelyek teljesen vagy részben a fúvókanyúlvány hengeres nyakán sajtolóillesztéssel fekszenek föl. Az ismert megoldásoknál közvetlenül hűtött befecskendezőfúvókákról van szó, amelyek központosán a hengertér fölött vannak elrendezve. Az ismert hüvelyek hiányossága, hogy a hüvely és a fúvókatest érintkezése révén a fúvókatestbe vezeti a hőt, legalábbis a felső körzetekbe. Üzem közben ezekben a körzetekben feszültségek keletkezhetnek a hüvelyben, ami repedések képződéséhez vezethet. További hiányosság a nagy átmérő, amellyel a fúvókafúratnak a hengerfejben rendelkeznie kell, hogy abba a fúvóka és a védőhüvely bevezethető és rögzíthető legyen. Mindez az ismert megoldásoknál kevésbé jön számításba, mivel — amint már fentebb említettük — ezeknél közvetlenül hűtött befecskendezőfúvókát alkalmaznak, amely központosán az égéstér fölött van elrendezve. Ezzel szemben a nagyobb átmérő a találmány szerinti megoldásnál konstrukciós szempontból lényegesen problematikusabb, mivel ennél a befecs-4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
