193154. lajstromszámú szabadalom • Hidrogéngázzal műkodő belsőégésű motor
A találmány tárgya belsőégésű motor, amelynél a hőenergiaforrásként használt üzemanyag hidrogéngáz, és amely alkalmas arra, hogy a hidrogéngáz elégetésekor keletkező robbanási energiát hatékonyan átalakítsa mechanikai kinetikus energiává. Amint a szakterületen köztudott, miután a hidrogéngázzal működő' motorok előnyösebbek a benzinmotoroknál abban, hogy jobb a mérföldteljesítményük és kevésbé szennyezik a levegőt, különböző kísérleti darabokat már előállítottak. Az eddig elkészített kísérleti motorok azonban a kőolajalapú üzemanyaggal működő hagyományos típusú motorokkal összehasonlítva általában kevésbé praktikusak a teljesítmény, a motor alakja és súlya, a gazdaságosság, stb. szempontjából, és ezért a fejlesztés holtpontra jutott. Az alapvető ok, amiért ezek a kísérleti hidrogén-motorok nem jutottak el a gyakorlati alkalmazásig, az, hogy a törekvések mind arra irányultak, hogy a hidrogéngáz égési/ robbanási energiáját közvetlenül átalakítsák mechanikai kinetikus energiává, ugyanúgy, mint a hagyományos benzinmotoroknál. Ha a hidrogéngáz mechanikai dinamikus energia előállítására szolgáló üzemanyagként kerül felhasználásra, égési sebessége messze nagyobb, mint a benziné, és ennek eredményeként égési/robbanási energiájának átalakítása mechanikai dinamikus energiává igen alacsony hatékonyságú. Az átalakítatlan hőenergia, mely az égőkamrában marad, akkumulálódik és abnormális hőmérsékletnövekedést okoz az égőkamrát alkotó és ezekhez csatlakozó alkatrészekben. Ez viszont gátolja a hidrogéngáz akadálytalan beömlését az égőkamrába és a szükséges időben történő gyújtást, aminek következtében a motor megfelelő működése lehetetlenné válik. Üzemanyagként hidrogéngázt felhasználó belsőégésű motoroknál a tulajdonképpeni probléma az, hogy bár üresjáratban, amikor az üzemanyag-bevezetés korlátozott, a motor a levegővel hígított keverékkel üzemben tartható, azonban nagyobb terhelésnél a megnövelt üzemanyag-bevezetés a hidrogénkoncentráció növekedése miatt előgyújtási okoz. Ennélfogva könnyen előfordulhat visszagyújtás és kopogás, és a nyomás gyorsan megnő. E probléma kiküszöbölésére Billings és Daimler-Benz azt javasolta, hogy vízzel kevert hidrogéngázt kell bevezetni az égőkamrába, hogy ezáltal csökkentsék az égő gáz, valamint a túlhevült alkatrészek hőmérsékletét. Korábbi ilyen fajta próbálkozások eredményeként bizonyos fokig gátolni lehetett a visszagyújtást és a kopogást. Azonban mivel kénytelenek voltak a maximális teljesítményt a benzinmotorokkal elérhető teljesítménynek. mintegy' 60%-ára korlátozni ahhoz, hogy az égésből származó hőteljesítményt csökkentsék és az abnormális - égést 1 2 meggátolják, a névleges teljesítmény nem lehet eléggé magas. A találmány célja, hogy a hidrögéngáz-motoroknál eddig tapasztalt problémákat kiküszöbölje és olyan megfelelő motort hozzon létre, amely a hidrogéngáz égési/robbanási energiájának mechanikai dinamikus energiává történő átalakítását hatékonyabbá teheti és amely gyakorlati használatra alkalmas. A találmány további célja, hogy olyan hidrogéngáz-motort szolgáltasson, amelynél nagyterhelésű üzemben is kiküszöbölhető az előgyújtás, a visszagyújtás és a kopogás a hidrogéngáz elégetésével és robbanásával keletkező hőenergiának a gázzal egyidejűleg az égőkamrába bevezetett vízpermet segítségével történő korlátozása révén. A találmány még további célja, hogy olyan, az energiát nagy hatékonysággal mechanikai dinamikus energiává átalakító hidrogéngáz-motort állítson elő, amelynél az égőkamrába bevezetett vízpermetet gőzzé párologtatjuk el a hidrogéngáz elégetésekor keletkezett hő segítségével, és a hidrogéngáz és a gőz erejének kombinált hatását használjuk ki. A találmány célja még olyan hidrogéngázmotor előállítása is, amely mind nagy terhelésnél, mind alacsony terhelésnél képes az egyenletes működésre azáltal, hogy egyrészt a nagy terheléshez megfelelő mennyiségű, másrészt az alacsony terheléshez megfelelő mennyiségű hidrogéngáz bevezetésére különálló tápvezetékek szolgálnak. A találmány szerinti hidrogéngáz-motort az jellemzi, hogy a bevezetett hidrogéngázt és vizet nem előzetesen keverjük össze, hanem külön-külön fúvókákon át közvetlenül vezetjük be az égőkamrába. A hidrogéngáz és a vízpermet befuvatása az égőkamrába vagy egyidejűleg, vagy kissé eltolt időzítéssel történik. Amikor a komprimált hidrogéngázt a gyújtógyertya az égőkamrában meggyújtja, a hidrogéngáz égése útján keletkező hőenergia közvetlenül átalakul mechanikai dinamikus energiává. Ugyanakkor a hőenergia egy része az égőkamrában lévő vízpermet azonnali gőzzé válását okozza, így a hidrogéngáz és a gőz robbanási hőenergiája kombinálódik és mechanikai dinamikus energiává alakul át. Ennek megfelelően a találmány tárgya hidrogéngázzal működő belsőégésű motor, amelynek legalább egy, égőkamrát tartalmazó hengere, a hengerben ide-oda mozgatható dugattyúja, tüzelőanyagként nyomástartó hidrogéngáz-tartályban lévő hidrogéngáz forrása, víz-tartályban lévő víz forrása, hidrogéngáznak és víznek az égőkamrába történő befecskendezésére szolgáló szerkezete, valamint a hengerfejben elrendezett, a komprimált levegőt tartalmazó égőkamrába befecskendezett hidrogéngáznak az ugyancsak ide bejuttatott víz gőzzé alakítását, és ezzel a hidrogéngáz égési/robbanási energi-2 193154 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
