152517. lajstromszámú szabadalom • Szabaddugattyús gép
3 tyús gépek még különleges szabályozó beépítésével sem biztosítanak veszteségmentes, jó hatásfokú üzemet, aminek oka a szabaddugatytyús gép alapvető tulajdonsága, nevezetesen, hogy a löketek részterhelésnél csökkennek. A mind ez ideig ismert szabaddugattyús gépek egy része továbbá a terheléstől független és közel állandó igen nagy kompresszió végnyomásával üzemelt. A szabaddugattyús gépek egy másik csoportjánál változtatják ugyan a kompresszió végnyomását, de nem biztosítják a belső holtponti helyzet azonosságát. Mindkét megoldás vagy üzemelési mód nehézségekkel jár. Ha a kompresszió végnyomás és ezzel a kompresszió hőmérséklet állandóan nagy, részterheléseknél feleslegesen nagy a hengerfalon és a dugattyúkon keresztül a hűtővízbe távozó hő mennyisége. A szabaddugattyús gép mechanikai veszteségeit továbbá döntő mértékben megszabja a dugattyúkon elhelyezett gyűrűk súrlódási munkája, amely nagymértékben függ a hengernyomástól. Ha tehát a kompresszió nyomás állandóan nagy, részterhelésnél a mechanikai veszteségek alig csökkennek, a teljesítmény csökkenése miatt viszont részterhelésnél romlik a mechanikai hatásfok. A dugattyúgyűrűk és a hengerfal kopását gyorsítják a súrlódó erők, amelyek részterhelésnél alig csökkennek. Az állandóan nagy kompresszió munka gátat vet a részterhelési és üresjárási ciklusszám csökkenésének is. Minthogy pedig a korszerű igényeket kielégítő nagyobb ciklusszámú gépeknél alkalmazható befecskendező rendszerek befecskendezésének kezdőpontja a dugattyú helyzettel van összefüggésben, a belső holtponti helyzet változása az előfecskendezés változásával jár. Lehetetlen tehát a leggazdaságosabb állandó előbefecskendezés biztosítása. A részi ver nyomástól függően az égőtér alakja is más és más. Nem lehet kialakítani olyan tüzelőanyag sugarat, amelynek terítése minden terhelési esetben optimális. Az az ismert megoldás, amelynél a Diesel henger kompresz:szió viszonyát pufferterek nyomásának változtatásával szabályozzák, kötöttséget jelent a puffertér kompresszió viszonyának megválasztásában, így korlátozódik a visszalökő erőnek a külső holtpontban föllépő maximuma. Minthogy pedig a visszalökő erő növelése ad módot a ciklusszám és ezen át a gép teljesítményének növelésére, stabilizátorok alkalmazása gátat vet a gép teljesítmény növelésének. További jellegzetessége az ismert szabaddugattyús gépeknek, hogy a kompresszor hengerek töltési foka a szívórendszer ellenállása miatt kisebb, mint az egység. Ennek következtében a löketnek körülbelül 10—20 százaléka kihasználatlan marad. A találmány célja a fentiekben körvonalazott nehézségek kiküszöbölése és oly szabaddugattyús gép létesítése, amely üresjárattól névleges terhelésig veszteség nélkül szabályozható. A találmány evégből a szabaddugattyús gépek működési elvét gyökeresen új alapokra helyezi, amennyiben az eddig változó holtponti 4 helyzeteket állandósítja. Ez ugyanis azt jelenti, hogy a vezérlő rések részterhelésnél sincsenek fojtva. Ez lehetővé teszi, hogy a szabályozást az egész szabályozási tartományban 0 terhelésig 5 veszteség nélkül foganatosítsuk. A megoldás lényege, hogy érzékeljük a holtponti helyzete- ^ ket és ezeknek függvényében szabályozunk. A találmány ennek megfelelően olyan szabályozható terhelésű szabaddugattyús gép, amely-r 10 nek önmagában ismert módon belsőégésű erőgéprésze, kompresszor része, legalább egy szabad dugattyúja és legalább egy puffertere van. A találmány maga pedig abban van, hogy a szabaddugattyú legalább egy holtponti helyze-15 tét érzékelő és az ettől való eltérés függvényében az erőgép részbe adagolt üzemanyag, a kompresszor által szállított közeg és a puffertérben levő közeg mennyisége mint munkaegyensúlyt meghatározó tényezők közül leg-20 alább egyet kijelölt holtponti helyzet elérésének értelmében befolyásoló szabályozó berendezést alkalmazunk. A találmány az ismert gépekhez viszonyítva az előbbiekben felsorolt vonatkozásokban szá-25 mos előnnyel rendelkezik. Üresjárás és teljes terhelés között káros veszteségek nélkül igazodik bármilyen terhelési esethez. így részrterheléseknél a fajlagos fogyasztás az eddig szokásos értékekhez viszonyítva lényegesen 30 csökken. Belső holtponti helyzetének szabályozottsága folytán a változó holtponttal kapcsolatos hátrányoktól teljes egészében mentesül. Külső holtponti helyzetének szabályozottsága lehetővé teszi, hogy a motorhenger kihaszná-35 latlan lökethányadát a teljes üzemi tartományban a legkedvezőbbre Válasszuk. Részterheléseknél tehát teljesen megszűnik a löketcsökkenésből adódó fojtásnövekedés és így tovább csökken a részterhelésnek megfelelő fajlagos 40 fogyasztás. Tetszőlegesen választható meg a puffertér kompresszió viszonya is. Nagyra választott kompresszió viszonnyal viszont a ciklusszám és ezzel a gép teljesítménye is növelhető. Ez azt jelenti, hogy azonos gépméretek 45 mellett nagyobb teljesítményt kapunk, mint az eddigi stabilizátoros gépeké. A puffertér nagy kompresszió viszonya miatt továbbá a dugattyú a külső holtponti helyzet elérése előtt nagymértékben lassul, a szívási ütem végén tehát 50 a szívott levegő lendülete folytán a kompreszszor henger tovább töltődik. E töltés foka függ a dugattyú lassulásától és a szívás körülményeitől. Az eddigi gyakorlattal ellentétben célszerű, ha a levegő sebessége a töltés növelése 55 végett a szívócsőben nagyobb, mint 100 m/sec. A holtponti helyzet érzékelése végett a kijelölt holtponti helyzetben működő kapcsoló elem kimenő jelét jeltartóra vezetjük, amely a kapott jelet a működési periódus idejére tá-60 rolja. A jeltartó kimenetén két állapot lehetséges. Ezek egyike azt jelzi, hogy a dugattyú nem - érte el a kijelölt holtponti helyzetet, a másik pedig azt, hogy a dugattyú túllendült a kijelölt holtponti helyzeten. G5 A dugattyú helyzetével arányos jelet olyan 2
