181707. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tüzelőanyag befecskendezésére, közvetlen befecskendezésű, öngyulladásos és külső gyujtású belsőégésű motorokhoz
7 181707 8 A 4—8. ábrákon a fúvókatűre ható rugóelemek néhány lehetséges 17, 18, 19, 21, 22 jelleggörbéjét tüntettük föl, amelyek a fúvókatűnek az 1. ábra szerinti motor-jellegterületnek megfelelő vezérlését teszik lehetővé. Itt a függőleges 23 tengelyre rendre az erőt (F) vittük fel, amelyet a rugóelem a fúvókatűn kifejt. F0 hivatkozási jellel a zárt fúvóka tűnél fellépő erőt, azaz nulla fúvókatűlöketnél ható erőt jelöltük. A vízszintes 47 tengelyre a fúvókatűlöketet (H) mértük fel. A 4. és 5. ábrákon feltüntetett 17, illetve 18 jelleggörbék két sorba kapcsolt rugótól származnak, ahol a második rugót csak egy bizonyos fúvókatűlöket megtétele után iktatunk be, amely például lehet a 14 túlfedés 50%-a. A második rugó tehát csak a I tartomány végénél lép működésbe. A szaggatott vonallal és 24 hivatkozási számmal az első rugó F erejét jelöltük. A 17, illetve 18 jelleggörbék különböző lefutásából kitűnik, hogy a második rugó a 4. ábra szerint előfeszítés nélkül, az 5. ábra szerint viszont előfeszítéssel lett beépítve. A 6. ábrán acélrugó 19 jelleggörbéje progresszíven emelkedik a maximális fúvókatűlöketig (Hm 4X). A 7. és 8. ábrán a fúvóktűre ható rugó és járulékos hidraulikus rugózó elem 21 és 22 jelleggörbéjét tüntettük föl. A járulékos hidraulikus rugózó elem a tüzelőanyag befecskendezési nyomásával arányos erőt fejt Id a fúvókatűre. Ebben az esetben az erő (F) diagramja a fúvókatű nyitás alatt a befecskendezési nyomáshoz hasonló lefolyású, amely a fordulatszámtól és a befecskendezett mennyiségtől is függ. Amint a 8. ábrán látható, az F erő a fúvókatű nyitása és eltolása közben különböző vonalvezetést követ. Hasonlóképpen, mint a két rugóból álló elrendezésnél, a hidraulikus elem csak akkor lép működésbe, ha a fúvókatű például a 14 túlfedés (3. ábra) 50%-át már megtette. Ez a pont - amelyet a 4-8. ábrákon mindig azonosra választottunk - természetesen előre, vagy hátra eltolható, mégpedig egészen a 14 túlfedés végének közelébe, azaz a II tartomány végéig. Ezt azonban minden esetben külön kell meghatározni. A 9. ábrán a I—IV tartományoknak megfelelően (1. ábra) a befecskendezési nyomást és a fúvókatű-löketet (H) jelöltük. A függőleges 25 tengelyre bal oldalon mindig a fúvókatűlöket (H) %-át, jobb oldalon pedig a befecskendezési nyomás és a fúvókanyitási nyomás viszonyát (p) %-ban adtuk meg. A vízszintes 26 tengelyre a dugattyúutat (s) mértük föl a felső holtpont (OT) közelében, a forgattyústengely szögelfordulási fokában. 27 görbék a befecskendezési nyomás lefolyását mutatják, míg 28 görbék a fúvókatűlöketek lefolyását. A I tartományban a 28 fúvókatűlöket ismét megfelel a 14 túlfedés mintegy 50%-ának, és a befecskendezési nyomás viszonylag nagy. A II tartományban a 28 fúvókatűlöket a 14 túlfedés végéig megy és a IV tartományban a fúvókatű teljesen nyitva van. Itt a befecskendezési 27 nyomás lényegesen kisebb mértékben nő. Általában a befecskendezési nyomás értéke csak 2-3-szor akkora, mint a fúvókatű nyitási nyomása, a be fecskendező fúvóka kifolyáskeresztmetszetének értékei (F xp) üresjáratban és teljes terhelésnél mintegy tizes hatvánnyal különbözik (2. ábra). A befecskendezési ráta üresjáratban 1 ± 0,5 mm3/forgattyústengely szögelfordulási fok x liter lökettérfogat; teljes terhelésnél és névleges fordulatszámnál pedig 2 ± 1 mm3/forgattyústengely szögelfordulási fok x liter lökettér. A fúvókafurat változatlan nyílásgeometriájával ellátott (kialakított) befecskendezőfúvóka, amelyet üresjáratra alakítanánk ki, teljes terhelésnél és nagy fordulatszámnál olyan befecskendezési nyomást igényelne, amely a nyitási nyomásnak mintegy a tízszerese lenne. Ezzel a befecskendezés időtartama még eléggé rövid maradhatna. A tüzelőanyagsugár tulajdonságainak változtatása és annak az égési levegőben történő eloszlása nem csupán a motorfordulatszám, hanem a terhelés függvényében is ahhoz vezet, hogy változik a gyújtáskésleltetésnek megfelelően a keverékelőkészítés és az égés sebessége is. Ezért lehetséges és előnyös a befecskendezés időpontját nem csak fordulatszámfüggően, hanem terhelésfüggően is eltolni, és ezzel a hő felszabadulását optimális hatásfokkal engedni lefolyni. A zajképződés ennél részleges terhelésnél, kis terhelésnél és üresjáratban csökkentett, mégpedig először is azért, mivel a befecskendezési ráta a befecskendezés kezdetekor nagyon kicsi és ezért az öngyulladó tüzelőanyagrész csekély, másrészt, mivel a tüzelőanyagnak az égési levegőben történő jobb eloszlása - amely gyorsítja a keverékelőkészítést - későbbi befecskendezés-kezdést tesz lehetővé. Ezáltal a maximális égési nyomást lecsökkentjük és a fajlagos fogyasztás hátrányos növekedése nélkül a füstgázkibocsátást a nitrogénmonoxid koncentrációját tekintve 50%-ig javítjuk. A kisebb terhelési tartományban a később megkezdett befecskendezés azzal a további előnnyel is jár, hogy tüzelőanyagrészek nem jutnak a dugattyúfenékre és ezzel az égés nem húzódik el. A befecskendezés kezdetének késleltetése ugyanabban az irányban hat és kiegészíti a korábban javasolt megoldást, amely a fúvókafuratnak az égéstérhez képesti elhelyezésére vonatkozott. A befecskendezés kezdetének terhelésfüggő eltolása a szokásos, fordulatszámfüggő eltolás 20- -50%-át teszi ki teljes terhelésnél. A 10. ábrán ismét további diagramot tüntettünk fel, amely a befecskendezés kezdetének eltolását a fordulatszámtól függően mutatja. A függőleges 29 tengelyre a befecskendezés kezdetének eltolását (S) a maximális lehetséges eltolás %-ában, a vízszintes 31 tengelyre pedig a fordulatszámot (n) a névleges fordulatszám %-ában mértük fel. 32 egyenes mutatja azt az eltolást, amely a teljes terhelési görbéhez szükséges. 33 és 34 vonalak olyan tartományt határolnak, amelyben a befecskendezés kezdetét jelző görbe „nulla” befecskendezési mennyiségnél van. Csökkenő terhelésnél a befecskendezés kezdete a 35 nyíllal jelzett irányba tolódik el. A 11. ábrán a befecskendezés-kezdetének ezt a változtatását megalapozó törvényszerűséget ábrázoltuk. Itt a függőleges 36 tengelyre az eltolási szögeket mértük fel állandó fordulatszámnál, maximális befecskendezés-kezdet-eltolás %-ában, 5 í 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
