161323. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés a turbotöltés javítására

161323 égésű motoroknál a szívási periódus során nagyon rövid idő áll rendelkezésre, ezért a szívócsőrendszerben nagy sebességek lépnek fel, így a szívócsőrendszer légellenállása, kialakítása jelentős hatást gyakorolhat a motor által ténylegesen beszívható levegő, illetve tüzelőanyag— levegő keverék mennyiségére. Jóllehet a szívócsőrendszerben és a hengerbe való beáramlásnál fellépő áramlási veszteségek a motorok feltöltési hatásosságát csökkentik, ismeretesek olyan megoldások is, melyeknél a szívócsőrendszer célszerű kialakításával, az abban fellépő áramlási jelenségek tudatos befolyásolásával, vagy a szívószelepek nyitásának késleltetésével a motorok által beszívott levegő, illetve tüzelőanyag-levegő mennyisége számottevően növelhető. Ismeretesek olyan megoldások is, amelyeknél a feltöltés hatásosságát a kipufogógázok energiájának hasznosításával kívánják fokozni azáltal, hogy a nagy sebességgel áramló kipufogógázok egy célszerűen kialakított ejektor segítségével megszívják és a henger irányába felgyorsítják a szívócsőben áramló levegőoszlopot, majd — egy kényszervezérlésű tolatytyú elzárásával a szívócsövet a kipufogócsőtől különválasztva — a levegőoszlop kinetikai energiáját a hengertöltés fokozására használják fel. Az ilyen eljárásokat a szakirodalomban „akusztikus", „inercia" vagy „dinamikus" feltöltésnek nevezik, utalván a hatást kiváltó fizikai és áramlási jelenségekre. Mindezen eljárások közös ismérve, hogy a szívócsőrendszerben lüktetve áramló levegő, vagy tüzelőanyaglevegő keverék kinetikai energiáját hasznosítják a motorok feltöltésének növelésére, ehhez külön berendezést, kompresszort, vagy feltöltőt nem alkalmaznak, ezért ezeket a motorokat is szívásos motoroknak nevezik. Az előzőeknél nagyobb mértékben növelhető a motor által beszívott levegő, vagy tüzelőanyag-levegő keverék mennyisége, ha a motor nem közvetlenül a környező atmoszférából szív, hanem hengereinek feltöltését külön berendezés, ú. n. feltöltő végzi. Ez utóbbi szerkezet — mint ismeretes — lényegében olyan mechanikus vagy egyéb rendszerű kompresszor, amely a környezet levegőjét sűríti és azt megfelelően nagy nyomással préseli be a motor hengerébe. Ilyen segédberendezéssel — feltöltővel — ellátott belsőégésű motorokat töltött, esetleg feltöltött motoroknak nevezik. A feltöltő hajtásához szükséges teljesítményt a motornak kell szolgáltatnia, ezért — főleg gazdaságossági okokból — az utóbbi években egyre inkább terjednek a motor kipufogó gázai által hajtott gázturbinával működtetett feltöltők, ú. n. turbótöltők, vagy — régebbi elnevezés szerint — turbófeltöltők. Az ilyen szerkezet a hajtáshoz szükséges és jelentős teljesítményt nem a motor forgattyús tengelyén jelentkező hasznos teljesítményből veszi le, hanem a motor kipufogó gázainak egyébként főleg kárba vesző energiájából nyeri. A turbótöltők — mint ismeretes — szerkezetileg két fő részből állnak, amelyek közül az egyik a motor kipufogó gázai 5 által hajtott gázturbina, a másik pedig azzal közös tengelyre szerelt kompresszor, ami a levegő, illetve tüzelőanyag-levegő keverék tulajdonképpeni szállítását végzi. Az olyan belsőégésű motorokat, amelyek a nagyobb hengerfeltöltés érdekében turbótöltővel vannak ellátva, turbotöltött motoroknak nevezik. A motor nagyságától, hengereinek számától, rendeltetésétől és egyéb tényezőktől függően egy-egy i" turbotöltött belsőégésű motor rendelkezhet egy, vagy akár több turbótöltővel is. Turbotöltött belsőégésű motoroknál a környező atmoszférából — esetleg levegőszűrőn keresztül — a turbótöltő kompresszora szívja 1' be a levegőt, amelyet azután nagy nyomással juttat esetleg már tüzelőanyaggal együtt a motor szívórendszerén át a szívószelepen, vagy szívórésen keresztül a motor hengerébe. A turbotöltött motor hengereibe a szívás periódusa 20 során bejuttatott levegő, vagy tüzelőanyag-levegő keverék mennyisége a motor méretein és jellemzőin kívül elsősorban a turbótöltő méreteitől, kialakításától és a turbótöltő turbináját hajtó kipufogógázok energiájától függ. Ezért a 25 belsőégésű turbotöltött motort a turbótöltővel gondosan össze kell hangolni, hogy a motorba juttatott és növelt mennyiségű levegő, vagy tüzelőanyag-levegő keverék mennyisége megfeleljen a motor üzemi viszonyainak. A motor és 30 a turbótöltő összehangolása egyes esetekben, pl. hajó- vagy stabil üzemben, ahol a motor hoszszú ideig állandó terheléssel és fordulatszám••• mai jár, aránylag egyszerű és jól elvégezhető feladat. 35 Lényegesen kedvezőtlenebb alkalmazási esetet jelent turbotöltött motoroknál a közúti járműüzem. Ez utóbbi esetben ugyanis a motor terhelése és fordulatszáma meglehetősen tág határok között változik, amelyhez hozzájárul 40 még a közúti jármű üzeme által előidézett,gyakran nagyon gyors terhelés- és fordulatszámváltozás. Lévén a belsőégésű dugattyús motor és a turbótöltő két teljesen különböző elvek szerint működő gép — míg az egyik volu-45 metrikus, tehát a térfogatkiszorítás elvének megvalósításával, addig a másik rotációs, tehát örvény-elv megvalósításával dolgozik — egyidejűleg több, egymástól jelentősen különböző üzemállapotra és azok nagyon gyors változásai-50 ra eddigi ismereteink birtokában a motort és a turbótöltőt kedvezően összehangolni nem lehetett. A jelenség általános ismérvé abban van, hogy a turbótöltő a motor fordulatszámának növelésével egyre nagyobb mértékű feltöltést 55 szolgáltat, nem igazodván a motor által megvalósítható és a jármű által megkívánt nyomaték-rugalmasság igényeihez. így pl. az a turbótöltő, amely egy belsőégésű motort annak névleges, tehát legnagyobb üzemi fordulatszámá-60 nak tartományában tölt fel kedvezően, a motormaximális nyomatékának megfelelő, vagy annál kisebb fordulatszámoknál — mint a gyakorlatban ismeretes — már csak elégtelen hatást tud kifejteni, így rugalmatlan, kis nyoma-65 tékú, kedvezőtlen dinamikájú lesz a motor. Ha 2