152008. lajstromszámú szabadalom • Berendezés Diesel-motorok üzeme gazdaságosságának fokozására

152008 3 4 fokozza a betétnek a hengerfejtől légzsákokkal való szigetelése is. További hátrányt jelent, hogy ez a kialakítás olyan helyigényes:, ami a hengerfejek teljes átalakítását teszi szükségessé. Emiatt nem állapítható meg az ismert szerkezetnél olyan kompresszióvégnyomás sem, amely állandóan a kívánt jó hatásfokú üzemet biztosítaná. A találmány célja Diesel-motoroknál a szokásosnál alacsonyabb kompresszióvégnyomás alkalmazása mellett is az égéstérben olyan üzemi viszonyok kialakítása, amelyek révén a gázolajnak és a levegőnek jó keveredését és megfelelő robbanási nyomást érhetünk el, s ezeket az üzemi körülményeket a találmány szerinti berendezéssel önműködően vezéreljük. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy kedvező üzemeltetési körülményeket azáltal érhetünk el, ha a szokásos előkamra-méreteket megtartva a hengerfej változtatása nélkül tartjuk az előkamra hőmérsékletét a szokásosnál magasabb állandó hőfokon, a motor kompreszszió-viszonyát ennek megfelelően csökkentjük, az előtöltési pedig visszaállítjuk. A találmányt úgy valósítjuk meg, hogy az előkamrát a hengerfejtől nagyrészt hőszigeteljük, de a növekvő hőmérséklet függvényében fokozódó hőátadó felületeket alakítunk ki, a henger káros terét megnöveljük és az előtöltési a gyulladási hőmérséklet fenntartásához szükséges mértékben állítjuk vissza. A találmány foganatosítására olyan előkamrát alkalmazunk, amely a hengerfejtől felületének legalább 80%-ában levegőszigeteléssel és/vagy szigetelőtömítéssel és/vagy hővezetést csökkentő betéttaggal, legelőnyösebben csökkentett hőátadófelületekkel van elválasztva, ugyanakkor a hengerfej és az előkamra között légáramlás van biztosítva, a nem kívánt túlmelegedés elvezetésére pedig a hőmérséklet függvényében növekvő hőátadófelület, előnyösen az előkamrán kiképzett gyűrű vagy gyűrűk van, illetve vannak alkalmazva. E rendszabályok következtében a levegő-tüzelőanyagkeverék nagyobb hőfokon jut az égési térbe, korai gyújtás és kopogás azonban mégsem következik be, mert a kompresszióvégnyomás csökkentése és az előtöltés visszaállítása kiegyenlítő hatást ad, a motor üzeme meglepő módon zajtalanabb és ugyanakkor egyenletesebb a hagyományos Diesel-motorokénál. A találmányt a gyakorlatban a legegyszerűbben úgy valósítjuk meg, hogy az előkamra átmérőjét a hengeralkotó mentén legalább 80% összhosszon 0,5—5, előnyösen 2%-ban csökkentjük, az eredeti átmérőt pedig a maradék hossznak megfelelő keresztmetszeten meghagyjuk. Előnyösnek találtuk, ha az eredeti keresztmetszetet az előkamrának izzószál bevezetésére szolgáló furattal ellátott részén képezzük ki. Az előkamrának az égő felé csatlakozó részét körgyűrű alakban ugyancsak csökkentettük és így levegő vagy szigetelő alátét alkalmazásával a hőátadófelületet e helyen is mérsékeltük. A menetes perselyhez csatlakozó, rendszerint vörösrézből készült tömítőgyűrűt megosztva kettősfémből alakítottuk ki úgy, hogy az előkamra felé a kisebb hővezetőképességű fémgyűrű kerüljön. Előnyösnek találtuk acél és vörösréz együttes alkalmazását. E kialakítások révén az előkamrában fokozott hőmérsékletet tárolhatunk, a felesleges túlmelegedéstől azonban egyfelől az áramló levegő, másfelől a bár csökkentett, de mégis meglevő hőátadófelületek kellő védelmet nyújtanak annál is inkább, mert e gyűrűalakú kiképzések a túlmelegedés következtében beálló fokozottabb hőtágulás folytán az előkamra és a hengerfej közötti hőátadást növelik, ami azt eredményezi, hogy a hengerfej hűtése révén az előkamra felesleges hőmennyisége eltávozik és az előkamra az előírt hőmérsékleti határok között állandó, biztos gyulladási hőmérsékleten van. A kompresszió-viszony csökkentése végett a káros teret megnöveljük, legegyszerűbben a hengerfej tömítésének vastagításával. Azt találtuk, hogy a szokásos 0,4—1,0 mm helyett 4,0— 6,0 mm vastag tömítést célszerű alkalmazni. Természetesen nincs akadálya annak sem, hogy a káros tér növelését a hengerfej megfelelő kialakításával, pl. a felfekvő perem növelésével érjük el. Mivel a hagyományos nagy kompresszió-viszonyok alkalmazása esetén a gyújtás robbanásszerű, rövidebb idő kell ahhoz, hogy az égés a hengerben teljesen végbemenjen, mint a találmány szerinti eljárásnál. A találmányunknál előálló korai gyújtás elkerülésére az előtöltési az eddigi 17—21° helyett legalább 24°-ra állítjuk vissza. E rendszabályok révén az előkamrában 500— 1000 percfordulatú üresjárás esetében 400 C° gyulladási hőmérsékletet, a motorban pedig 1/13 kompresszió-viszonyt alakítottunk ki. A találmány hasznosíthatóságának ellenőrzésére összehasonlítottuk egymással ugyanazon a kísérleti motoron a hagyományos és a találmány szerinti előkamrát, megvizsgáltuk továbbá a találmányunkkal kopogásmentes üzemben elérhető felső teljesítményhatárt is. A kísérletet egyhengeres négyütemű 15 LE teljesítményű Diesel-motoron végeztük, minden esetben kopogásmentes üzemeltetéssel. Hagyományos üzemeltetés esetében 13,3 LE teljesítmény mellett a Bosch-szerinti füstérték 39, a találmány szerinti eljárás és berendezés esetében 14,1 LE teljesítmény mellett a Bosch-szerinti füstérték 28 volt. Ezután a motort már csak a találmány szerint kialakított berendezéssel üzemeltettük és 15 LE teljesítmény leadása mellett a Bosch-szerinti füstérték 32 volt. Ezek az adatok a találmány által kitűzött cél elérését igazolják. A találmány szerinti előkamra kialakítását a rajzok szemléltetik. Az 1. ábra az előkamra hosszmetszete, a hengerfej jelképes ábrázolásával, az 1/b ábra az előkamra változatának hosszmetszete, a 10 13 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2