201596. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gázolaj tüzelőanyaggal működő (dizel rendszerű) belsőégésű motorok hidegüzemeltetésének javítására
1 HU 201596 A 2 A találmány tárgya olyan eljárás és berendezés, amely a gázolaj tüzelőanyaggal működő (dizel rendszerű) belső égésű motorok hidegüzemeltetési lehetőségeit javítja. Mint ismert, a dizel motorok hidegindítása és hidegben való üzemeltetése két közismert nehézségbe ütközik.- Az egyik, hogy a motor hideg állapotában az indítómotor által biztosított motorfordulatszámon a kompresszióütem végén, a hengerfejben (égőtérben) összesűritett levegő hőfoka nem mindig éri el a befecskendezett tüzelőanyag (gázolaj) gyulladási hőmérsékletét.- A másik, hogy a hajtóanyag (gázolaj) nem jut el a hengerbe (égötérbe), Így az égés sem kezdődhet meg, nem indulhat be a motor. A gázolaj áramlás elakadása üzem közben is bekövetkezhet, amennyiben a hajtóanyag hőmérséklete csökken az indítási állapothoz képest. Ilyenkor a már működő dizel motor menet közben akadozni kezd, sőt legtöbbször teljesen leáll, és újra csak a dugulás elhárítása után indítható. E második részben leirt üzemzavar alapvető oka a gázolaj paraffinosodása. Köztudott, hogy a gázolaj lehűlésekor egy adott hőmérsékleten paraffinkristályok kezdenek kiválni. Ezek először zavarosság, később egészen kocsonyássá változtatják a folyadékot, további hűlés esetén ez a folyamat végső esetben a dermedésig fokozódik. A fentiekben vázolt problémának több megoldása ismert napjainkban: A gázolaj előállítása során ki kell vonni a paraffint, igy egészen alacsony hőmérsékleten is zavarmentesen használható. Ez a megoldás azzal a hátránnyal rendelkezik, hogy a nyersolajból kinyerhető mennyiség ezáltal csökken, tekintélyes energiamennyiséget elveszítünk, az előállítási költségek növekednek, és emellett a kontinentális éghajlati viszonyok mellett a téli, nyári gázolaj minőségi váltás sem határozható egyértelműen meg. Alkalmaznak továbbá benzin belekeverését a gázolajba. Ennek hátránya, hogy növeli a hajtóanyag költségeket, csak részleges javulást eredményez, csökkenti a kenőképességét a gázolajnak, igy az adagoló elemek idő előtti elhasználódását eredményezi. Petróleumnak a gázolajba történő belekeverése pedig azért hátrányos, mert csak korlátozott mennyiségben használható fel, mivel csak mérsékelten javítja a hidegfelhasználási tulajdonságokat, lerakódásokat, kokszosodási okoz az égéstérben és a porlasztócsúcson. Folytak kísérletek paraffinosodásgátló adalékok alkalmazására, ezek azonban csak közepesen javítják a hideg üzemi lehetőségeket. Csak +5, +15 °C gázolajhőmérséklet felett bekeverve hatásos, és télen az üzemeltetőknél ez általában nem biztosítható. Ismert megoldás e probléma elhárításának az üzemanyag ellátórendszerek átalakítása, tehát a melegítés hulladékhóvel, például hűtővízzel vagy melegítés elektromosan, akkumulátorról vagy külső hálózatról. Ennek a műszaki megoldásnak egyik reprezentánsa a Debaux melegítő, ahol a hűtővízkörbe iktatott fémcső körül kb. 2 m szorosan feltekert rézcsővön áramlik át a gázolaj. Egy termosztátos megkerülő szeleppel a gázolaj hőmérséklete állandóan 35-38 °C. Ez a megoldás azonbart csak üzemmeleg motornál alkalmazható, inditásnál nem. Az elektromos melegítők közül viszonylag egyszerűen és nagyon jó hatásfokkal dolgozik a Raychem cég .Thermo-Line' gyártmánya, amelynél a normál üzemanyagvezeték egy darabját egy olyan vezetékkel cserélték ki, amelyben egy önszabályozó fűtőszalag van. A motor és az üzemanyag-átfolyásmennyiség nagyságától függően ez a vezeték 1, 2 vagy 2,4 m hosszú. Ennek megfelelően a 24 V-os kivitelek maximális áramfelvétele 300, 450 és 600 W. A Thermo-Line azonban a teljes áramot csak nagyon hideg üzemanyagnál, tehát kb. -30 °C-nál veszi fel. Minél jobban melegszik a gázolaj, annál kevesebb a fűtőszalag áramfelvétele. Ez a szalag tehát fokozatmentesen szabályozza önmagát, és termosztátra nincs szükség. Kb. +15 °C-nál kikapcsol. Azon a hosszú szakaszon, amelyen az üzemanyag a fűtőszalaggal érintkezésbe kerül, az üzemanyag felmelegszik. Mint minden más üzemanyagmelegitőt, a Thermo-Line-t is lehetőleg közvetlenül az üzemanyagszűrő előtt kell beépíteni, hogy a hó a tulajdonképpeni kritikus szűrőhöz való vezetés közben ne vesszen ismét el. Egy hasonló üzemanyagelömelegítót forgalmaz a holland Groeneveld Transport Efficiency BV cég. A Groeneveld-fűtés egy páncéltömlőből áll beépített fűtőelemmel, amely -20 °C-os külső hőmérsékletnél 280 W-os maximális futóteljesítményt ad, és 25 °C-os üzemanyaghómérsékletnél még 100 W-tal fűt. Végül 55 °C-nál egy termosztát teljesen kikapcsolja a fűtést. A villamos előmelegítők műszaki tulajdonságaiból következik, hogy minél nagyobb a fűtóteljesitmény, természetesen annál jobban van a jármű áramköre megterhelve. Viszonylag gyenge áramfejlesztővel ellátott tehergépkocsiknál a probléma kb. 300 W-os fűtöteljesítménynél kezdődik, amelyhez a 24 V-os berendezésből 12,5 A áram folyik. Az ismert és alkalmazott, melegítéssel működő szerkezetek hátránya, hogy a teljes üzemanyagellátó rendszert nem képesek melegíteni. A höbevitel mindig csak a rendszer egyes meghatározott pontjaira korlátozódik. Ha a gázolaj az egész üzemanyagellátó rendszerben bedermedt, akkor egyes szakaszok melegítése hatástalan, mert a nem melegített szakaszokban képződött dermedt gázolaj miatt az áramlás nem tud megindulni. (DT 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
