183232. lajstromszámú szabadalom • Szerkezet folyékony tüzelőanyag porlasztására és levegővel való keverékének képzésére Otto-motorokhoz
1 18.3 232 2 A találmány tárgya folyékony tüzelőanyag — főleg benzin — porlasztására és levegővel való keverékének képzésére szolgáló szerkezet, amelyet Otto-motorokhoz lehet alkalmazni. A találmány szerinti szerkezet segítségével homogén köd képezhető és juttatható a motor által szívott légáramba. A folyékony tüzelőanyagnak ilyen finom elosztása mellett olyan kedvező keverék áll elő, amit a motor hengereiben csaknem tökéletesen lehet elégetni. A csaknem tökéletes égés révén jelentős hatásfok javulás biztosítható a találmány szerinti porlasztót alkalmazó motornál. Ismeretes, hogy az Otto-motorok a tüzelőanyagot akkor égetik el kedvezően, ha a tüzelőanyag és a levegő keveréke kellő arányú és jól elosztott üzemanyagrészecskéket tartalmaz, vagyis ha a levegő és a tüzelőanyag részecskéi homogén keveréket képez. Szakemberek előtt ismeretes, hogy a tüzelőanyag porlasztása annál jobb, minél nagyobb a porlasztó közeg porlasztáshoz rendelkezésre álló mechanikai energiája, ami az Otto-motoroknál azt jelenti, hogy a porlasztás helyén a levegő sebessége minél nagyobb. A porlasztás helye alatt a porlasztónak a légtorokban levő azon keresztmetszetét értjük, ahol a levegő kapcsolatba kerül a folyékony üzemanyaggal. Az ismert porlasztók legtöbbjénél a légtorok mérete állandó, az nem változtatható. Az ilyen megoldásoknál a légsebesség — a légtorokban — a porlasztón átszívott légmennyiségtől függ. Könnyen belátható, hogy az ilyen porlasztók esetében a légtorokban a levegő sebessége igen nagy határok között változik attól függően, hogy a motor pillanatnyi teljesítménye mekkora. Nem ritka az olyan eset, amikor a motor üresjáratának megfelelő légsebesség 30-40-szerese áll elő a légtorokban a motor teljes teljesítménnyel való járatása idején. Ez azt jelenti, hogy a légsebességnek a porlasztás helyén való értéke olyan tartományban változhat, amelynek felső határa az alsó határérték 30-40-szerese. Az ilyen - tehát fixméretű légtorokkal rendelkező — porlasztóknál kis motorteljesítményt jelentő pillanatnyi üzemállapotban kicsi a légsebesség a légtorokban, ennek megfelelően kis mechanikai energiával rendelkezik a porlasztó levegő, ezért nem képes a folyékony üzemanyagot finom cseppekké porlasztani. Amellett, hogy nagyobb folyadékszemcsék, cseppek képződnek a finom porlasztás helyett, a porlasztó levegő kis energiája miatt ezek eloszlása sem egyenletes. A durva porlasztás és az inhomogén üzemanyag-eloszlás másik oka az, hogy az ismert porlasztókban a benzin egy, esetleg több tömör sugárban jut a porlasztás helyére, a légtorokhoz. Tekintettel arra, hogy az említett üzemanyagsugárnak, vág}' sugaraknak, a levegővel érintkező fajlagos felülete kicsi, ezért a levegő impulzus hatása nem tud kellően érvényesülni a porlasztás helyén. A vázolt körülmények folytán nagyobb benzincseppek is belejutnak a légáramba. A légárammal tovahaladó nagyobb benzincseppeket a szállító levegő nem tudja tovább bontani, mivel a levegő és az említett cseppek sebességei közötti különbség csekély vagy éppen zérus. A levegővel együtthaladó nagy benzincseppek tömegtehetetlensége viszonylag nagy, így azok az áramlási irányváltoztatásoknál nem képesek a légárammal együtthaladni, hanem a rájuk ható centrifugáló hatás következtében a szívórendszer falára csapódnak ki. Az így kicsapódott benzincseppek a szívórendszer falán folyadékréteget alkotnak, elpárologni rendszerint nem tudnak, vagyis nem kerülnek - illetve nem a kívánt időben kerülnek — a motor égésterébe. Az el nem égett üzemanyagrészek vagy a tökéletlen égés termékei a kipufogó rendszeren át távoznak a motorból. Ilyen körülmények okozzák, hogy a kipufogórendszeren keresztül szénhidrogének és szénmonoxid hagyja el a motort. Az ismert porlasztók előbbiekben vázolt hiányosságai folytán a többhengeres motorokban a motor hengereinél töltéskülönbség áll elő. A töltéskülönbség káros hatásainak csökkentése érdekében, a biztonságos égés elérésére, valamint a kívánt teljesítmény biztosítása érdekében az ismert porlasztók a benzint általában túladagolják. Régi törekvés, hogy az ismert porlasztók vázolt hiányosságai hatásainak csökkentése érdekében olyan megoldást hozzanak létre, amelynél a porlasztóban a porlasztás helyén a légsebességet növelni lehet a motor alacsonyabb teljesítménytartományban való üzemeltetése esetére. E törekvés révén alakultak ki olyan karburátorok, amelyeknél a légtorok mérete változtatható. A kis motorteljesítmény esetében a karburátorban levő légtorok szűkítését — és ezzel a légsebességnek itteni növelését — tolattyús megoldással vagy billenőtestes szerkezeti kialakítással oldották meg. A tolattyús szerkezetre példaként említhető a Stromberg és Csonka féle porlasztó. A légtorok szűkítésével való sebességnövelést a tolattyús és a biilenőtestes karburátoroknál a szűkített légtorok jelentette fojtás, légellenállás korlátozza. Ismeretesek állandónyomású, azaz változtatható légtorok-keresztmetszetű porlasztók olyan változatai is, amelyeknél a kipufogó gázokban jelenlevő mérgezőanyagok mennyiségétől függően változtatják a levegőüzemanyag keverési arányát. Ilyen megoldást ismertet a 22 42 345 DE-AS. E megoldásnál a karburátor szívócsövébe elmozgatható zárószerv van iktatva, ugyanakkor egy elektromágnes által vezérelt háromútú szelep segítségével biztosítani lehet, hogy az úszóház a szívócsőnek a légtorok előtti szakaszával, vagy a légtorok utáni szakaszával kerüljön összeköttetésbe. Az üzemanyag-fúvóka szájnyílásának keresztmetszetét az elmozdulható fojtószervhez tartozó tűszelep változtatja. Az ilyen szerkezeti felépítésű porlasztó azonban csak kis teljesítmény melletti üzemállapotban jelent előnyt, egyébként azonban nem, szerkezeti felépítése igen bonyolult, előállítása költséges, sok hibalehetőséget rejt magában. Ismeretesek olyan porlasztók is, amelyeknél két azonos vagy egymástól eltérő méretű légtorok van alkalmazva. Az ilyen karburátoroknál a sebességnövelés a teljes — vagyis az együttes - torokkeresztmetszetre vonatkoztatva legtöbbször csak kétszeres vagy nem sokkal több annál. Az ilyen megoldásoknál tehát nem lehet kellő métékben változtatni a porlasztó levegő sebességét a porlasztás helyén a légtorokban. A találmány tárgyát képező szerkezet segítségével az ismert porlasztók lúányosságai, hibái kiküszöbölhetők. A javasolt szerkezet finom eloszlású, ködszerű porlasztást biztosít a folyékony tüzelőanyag számára. A találmány szerinti karburátort alkalmazó motorok hatásfoka, fajlagos fogyasztása jelentősen javítható és ugyanakkor az ilyen karburátorral rendelkező motorok légszennyező hatása is nagymértékben csökken. A találmány szerinti szerkezet elé kitűzött cél az volt, hogy a porlasztó levegő a motor bármilyen pillanatnyi teljesítménye mellett - így a legkisebb teljesítmény esetében is — a porlasztás helyénél olyan sebességre gyorsuljon fel, ami a kellő finomságú porlasztáshoz elegendő, de úgy, hogy a légtorok ellenállása ne növekedjen szá5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
