191377. lajstromszámú szabadalom • Szerkezet Diesel-motorok hidegüzemének javítására
1 191 377 A találmány tárgya, szerkezet Diesel motorok hidegüzemének javítására a gázolajok zavarosodási és dermedéspontja közötti hőmérséklettartományban. Ismeretes, hogy a környezeti hőmérséklet csökkenésével a Diesel motorok indítása a gázolajok nem megfelelő konzisztenciája miatt nehézzé, legtöbb esetben lehetetlenné válik. A gázolajok hidegüzemi tulajdonságának jellemzése hagyományosan két jelzőszámmal, nevezetesen a zavarosodási és a dermedéspont hőmérsékletével történik. A zavarosodási pontnál megkezdődik a paraffinkristályok kiválása, a dermedéspontnál pedig a gázolaj elveszíti folyékonyságát. A dermedéspont alatti hőmérsékleten a tüzelőanyagellátó rendszerben levő gázolaj teljes mennyisége megdermed, a gépkocsi indíthatatlanná és üzemképtelenné válik. A zavarosodási és dermedéspont közötti hőmérséklettartományban, amely mintegy 8—10 °C-ot tesz ki, a paraffinkristályok csak a rendszer legkisebb keresztmetszetű részein nem képesek áthaladni, másutt a gázolaj szabad áramlását nem zavarják, így ott üzemzavart nem okoznak. Minden Diesel motor tüzelőanyagellátó rendszerében kivétel nélkül a szűrők jelentik a legkisebb keresztmetszeteket tartalmazó elemet, amelyeket a kristályok a gázolaj szabad áramlását gátolva, majd megakadályozva eltömnek. Végső soron a zavarosodási és dermedéspont közötti hőmérséklettartományban, amely Magyarországon a 9 °C alatti minimumhőmérsékletű napok több mint 90 %-át teszik ki a tüzelőanyagellátó rendszert tekintve veszélyes pontnak egyedül a szűrők tekinthetők. A gázolajhoz kötődő hidegüzemi problémák megoldása érdekében járműkonstrukciós és üzemeltetői oldalról különböző módszerek és megoldások születtek. Ezek első csoportjába tartoznak azok, amelyek a gázolaj zavarosodási és dermedéspontját hívatottak csökkenteni — nevezetesen: dermedéspontcsökkentő adalékanyagok (AMOCO, Paradyne, Antiszolid), amelyek csak konvertibilis valutáért szerezhetők be. Hazailag: világítási petróleum, esetleg benzin 10-50 térfogatszázalék arányban a gázolajhoz történő keverése. Úgy a benzin, mint a petróleum a gázolaj kenőképességét jelentős mértékben csökkenti, így használatuk egyben a precíziós adagolóelemek és porlasztók gyorsabb elhasználódásának veszélyét is tartalmazza. A benzin ezen felül cctánszám vonatkozásában is anomáiákat okoz, éppen ezért használatuk pl. Angliában tilos. Magyarországon elterjedt az az illegálisnak tekinthető megoldás is, hogy veszélyes időszakban a szűrőbetéteket eltávolítják. A módszer az adagolóelemek és porlasztók igen rövid idő alatt történő tönkremenetelét eredményezi. Ami a járműkonstrukcióhoz kötődő megoldásokat illeti, azok — a szűrők elhelyezésén és a csövek vezetésén túl - kivétel nélkül a rendszer valamely részének fűtését jelentik. Ami a fűtés helyét illeti, az szinte kizárólag a táprendszer egyik, rendszerint a szűrők előtt levő csodarabjára korlátozódik. Olyan megoldás, amelynél a fűtőelem a szűrőben lenne elhelyezve, ma nem ismert és kereskedelmi forgalomban nem kapható. Ami a fűtési energiát illeti; ismeretesek a hűtővízzel történő fűtési megoldások, amelyek jellegükből adódóan a hidegindításnál hatástalanok, éppen ezért a megoldások zöme elektromos energiával működik. Az elektromos energiát felhasználók jellegzetessége, hogy viszonylag nagy teljesítményűek (110—150 kW motorteljesítményhez 250-300 W fűtőteljesítmény), ezért a gépjárművek e ektromos egyensúlyának veszélyeztetése nélkül a motor álló helyzetében csak külső áramforrásról működt> tlietők, ugyanakkor a túlmelegedés elkerüléséhez hőmérsékletszabályozó beépítése szükséges. Az ismertetett legális és illegális megoldások jellegzetessége, hogy vagy az adagolórendszer jelentős élettartumcsökkenését eredményezik, vagy működtetésükhöz, á ló motor esetén — hidegindításnál — külső áramforrás szükséges. A teljességhez hozzátartozik végül az a fizikai tény is, anely szerint a paraffinképződés ugyan a zavarosodási pont hőmérsékletén megkezdődik, azonban a képződött paraffin olvadáspontja lényegesen magasabb: 42-5 7 °C. Ennek megfelelően elparaffinosodott rendszer felfűt' se csak lényegesen több energiával lehetséges, mint a r> ndszer kritikus helyén a paraffinképződés megakadályozása. A találmánnyal cél a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz oylan módszer és eszköz létrehozása, a nellye! külső áramforrás nélkül dieselüzemű motorok indítási problémái a zavarosodási és dermedéspont hőméréskletek között megszüntethetek.- A találmány egyik alapja az a felismerés, amely szerint az említett hőmérsékletintervallumban elegendő c árpán a szűrőben levő gázolaj hőmérsékletét a zavarosodási pont hőmérséklete felett tartani legcélszerűbben olyan fűtőelemmel, amely a szűrőház(ak)ban, áramlási hányt tekintve pedig a szűrőbetétek elé kerül beépítésre. A találmány második alapja az a felismerés, amely srennt a ma használatos tüzelőanyagszűrők (magasság)átmérő viszony: 1,6, a benne levő gázolaj tömege: I, 0 kg) hőárama a teljes felületen, ha a hőmérsékletkülönbség At = 20 °C, mintegy 40 kJ/ó. Ennek a hőáramnak, amely tulajdonképpen egy gázolajjal telt szűrő óránkénti nyugalmi hőmennyiségvesztesége, megfelel II, 1 W villamos teljesítmény. Ennek megfelelően 20 °C főmérsékletkülönbség fenntartásához 1 kg gázolajmenyryiségenként, 11,1 W teljesítmény szükséges. A kitűzött célt az előzőekben körvonalazott felismerések alapján a következőképpen oldottuk meg: a Diesel motor tüzelőanyagellátó rendszerében levő minden egyes szűrőbe fűtőelemet építünk be, amely a gázolaj áramlási i ányát tekintve a szűrőbetét előtt helyezkedik el. A fűtőelemek szükséges teljesítménye a gépkocsi villamos hálózatának névleges feszültségén szűrőként és szűrőtérfogat-literenként 9,1 W. Ez a teljesítmény elegendő ahhoz, hogy a szűrőkben levő gázolaj hőmérséklet ét áramlás nélkül a külső hőmérsékletet 20 °C-al meghaladó értéken tartsa — amelyből következően hőmérsíkletszabályozó beépítésére nincs szükség -, ugyanakkor elegendően csekély ahhoz, hogy megfelelő akkumulátor esetén akár napokig bekapcsolva maradhasson. A fűtés be-ki kapcsolása célszerűen a műszerfalon elhelyezett kapcsolóval, ellenőrző lámpa beiktatásával t örténik. A fűtés beszerelésével a tüzelőanyagellátó rendszert - ha az gyárilag másképpen kialakított —, úgy kell átalakítani, hogy a nyomásszabályozó szelep és ezzel a visszafolyás csatlakoztatási pontja a szűrő(k) beömlése előtt legyen. A találmányt részletesebben a rajzok alapján isinertetj ik, amelyen a találmány szerinti megoldás példakénti kiviteli formáját tüntettük fel. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
