CS207320B2 - Motor with the internal combustion particularly ignition engine - Google Patents

Description

Vynález se týká motoru s vnitřním spalováním, zejména vznětového motoru, opatřeného turbokompresorovým soustrojím s nejméně jedním kompresorem a s nejméně jednou turbínou a obtokovým vedením pro přímý průchod vzduchu z kompresoru k výfukovým plynům, přičemž obtokové vedení je opatřeno škrtičem s měnitelným průtočným profile m.

Motor tohoto druhu je známým způsobem opatřen obtokovým vedením, kterým se přímo a trvale přivádí čerstvý vzduch z kompresoru k výfukovým plynům vystupujícím z motoru. Spalovací komora je proto zpravidla vůči turbíně umístěna proti směru proudění plynů a je zásobována výfukovými plyny a čerstvým vzduchem uvedeným obtokovým vedením.

Cílem vynálezu je snížit do značné míry práci spojenou s vháněním výfukových plynů, což umožní zvýšení výkonnosti motoru zvýšením průměrného účinného tlaku a snížení jeho spotřeby.

Cílem vynálezu je také přizpůsobit turbokompresorové soustrojí zvýšeným tlakům, pod nimiž je motor přeplňován, neboť kompresor pracuje v blízkosti svého čerpacího limitu, to jest s optimální výkonností.

Cílem vynálezu je dále umožnění dobrého proplachování motoru díky tlakovému rozdílu udržovanému mezi přívodem a výfukem.

Uvedené cíle jsou dosaženy a nevýhody známých motorů s vnitřním spalováním jsou odstraněny u motoru s vnitřním spalováním podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že škrtíc je připojen k vyrovnávacímu diferenciálnímu pístu tvořenému deformovatelnou stěnou válce souvisejícího s obtokovým vedením před a za škrtičem.

Vzhledem k tomu, že se práce spojená s vháněním výfukových plynů snižuje, zvyšuje se -průměrný účinný tlak stejnou měrou jako vztah mezi tlakem před škrtičem a tlakem za tímto- škrtičem.

Navíc je možné, aby motor pracoval při zvýšených tlacích přeplňování, přičemž kompresor pracuje v blízkosti svého čerpacího limitu.

Konečně rozdíl tlaku mezi přívodem, to jest tlakem před škrtičem, a výfukem, což je tlak za škrtičem, umožňuje dokonalé proplachování motoru.

U jednoho zvláště výhodného provedení vynálezu je škrtič tvořen pohyblivým škrticím -orgánem umístěným v obtokovém vedení a pevným sedlem.

Tento škrticí orgán může být opatřen tyčí, na jejímž konci je vyvažovači píst, a může být opatřen pružným vratným orgánem, · tvořeným například pružinou nebo deformovatelnou stěnou spojující vyvažovači píst s obtokovým vedením.

U zvláštního provedení vynálezu je obtokové vedení rozděleno na okruh sekundárního vzduchu s výstupem v pásmu směsi výfukových plynů a spalin spalovací komory a na · okruh primárního vzduchu s výstupem ve spalovacím pásmu, přičemž škrtíš je vložen do okruhu sekundárního, vzduchu a okruh primárního vzduchu je -opatřen škrticím ventilem o proměnném průtočném profilu.

Škrticí ventil může být mechanicky spojen s regulačním ústrojím paliva spalovací komory.

Přínosem vynálezu je, že se vytvoří vztah mezi průtočným profilem Sp pro čerstvý vzduch a průtočným profilem Ss pro sekundární vzduch.

Jestliže tedy ΔΡ označuje - rozdíl - - v · tlaku mezi jednou a druhou stranou škrtiče a P je tlak, který je v horní části obtokového· vedení, je možno vyjádřit lineární vzrůstající · funkcí - závislosti -mezi ΔΡ a P výrazem

Δ P = · a P + β , přičemž a a β vyznačují dva koeficienty.

Naproti -tomu · je též · možno tvrdit, · že tento rozdíl v tlaku Δ P je úměrný specifické hmotě a m čerstvého vzduchu a čtverci jeho rychlosti V: .....

Δ P ~ km V² , přičemž k je konstanta . v prvním přiblížení. Je proto možno odvodit ze dvou shora uvedených rovnic hodnotu . rychlosti V:

^v _ pL+M₊ \ 'kmi / · 2

Součet průtočných profilů Sp a Ss závisí tedy · na · · celkovém · množství Q čerstvého vzduchu v obtokovém · vedení · podle této rovnice:

g i g -----přičemž · Sp je . funkcí P, tedy Sp = f(P),kde f(P] je předem určený vztah vázající . průtočný profil Sp s tlakem P, tedy nahradí-li se rychlost její . hodnotou · jako funkcí . .. tlaku:

Z,

£ Z

Množství sekundárního vzduchu Qs se stále · rovná rozdílu mezi celkovým množstvím cirkulujícím v obtokovém vedení a množstvím primárního vzduchu Qp

Qs = Q-Q„ .

U zvlášť výhodného provedení vynálezu je~ škrtič opatřen pohyblivým ústrojím, v němž · je uložen škrticí ventil a regulační ústrojí paliva spalovací komory. U · motoru podle vynálezu může být dále pohyblivé ústrojí škrtiče tvořeno válcem majícím na vnějším čele škrticí orgán a škrticí ventil tvořen alespoň jedním prvním otvorem vytvořeným válci a šoupátkem, přičemž šoupátko· · tvoří · dutý · píst, · jehož · otevřené · · čelo je přivráceno do obtokového vedení a jehož plné. · čelo.· · je nasměrováno do oblasti protitlaku zejména · do regulační komory, a je · ve styku s . pružinou a je spojeno s regulačním ústrojím paliva spalovací komory.

Příklady · provedení motoru s vnitřním spalováním podle vynálezu jsou zobrazeny na výkresech, na . nichž na obr. 1 je schematický · pohled na vznětový · .motor přeplňovaný pod tlakem se spalovací komorou s jediným přívodem . . čerstvého vzduchu a uspořádaný podle · vynálezu, na obr. 2 je schematický pohled na vznětový motor přeplňovaný pod tlakem .se spalovací komorou s dvěma přívody čerstvého vzduchu podle vynálezu, u. něhož částí spalovací· komory je vstřikovač · se zpětnou .vazbou, na · obr.

je schemaatcký · pohled na .. vznětový motor přeplňovaný pod tlakem se · spalovací · komorou . s . dvěma přívody čerstvého vzduchu podle vynálezu, u něhož · je částí · spalovací komory · . vstřikovač bez zpětné· . vazby, na obr.

je částečný . ·pohled na · důležitou část · motoru podle obr. 2 znázorňující · obměněné provedení podle · vynálezu . a na ' obr. .5 ' diagram · znázorňující . · činnost . motoru . . podle vynálezu.

Vznětový motor 1 znázorněný na obr. 1 je zásobován pod tlakem · skupinou turbokompresorovým soustrojím 2.

Turbokompresorové soustrojí 2 se skládá z kompresoru . 3, dodávajícího · tlakový vzduch do vznětového motoru 1 · potrubím, a z turbiny 5 . pohánějící . kompresor 3 . hřídelem 6. . Turbina . ··5 sama je poháněna ...výfukovými plyny vystupujícími ze vznětového motoru 1.

Obtokovým vedením 7 .se přímo a trvale přivádí vzduch . z kompresoru 3'· · k . výfukovým plynům vystupujícím· ze vznětového motoru 1.

Spalovací komora 8 ' je s výhodou umístěna před turbinou 5 a . · výfukové plyny ·· ·a čerstvý · vzduch se do ní přivádějí obtokovým vedením 7. .....

Za těchto podmínek množství primárního vzduchu Qp závisí pouze na tlaku P podle rovnice:

Vznětový motor 1 podle vynálezu je opatřen . škrtičem 21 s měnitelným průtočným profilem, umístěným tak, aby jím procházel čerstvý vzduch v obtokovém potrubí . 7. Tento . škrtič 21 způsobuje mezi vstupní částí obtokového vedení 7, což je část napojená na kompresor 3, a výstupní částí obtokového vedení 7, . což je část . napojená prostřednictvím spalovací komory 8 na turbinu 5, tlakový rozdíl Δ P, který je rostoucí funkcí, s výhodou lineární nebo· téměř lineární, tlaku ve vstupní části obtokového vedení 7.

Tuto lineární funkci je možno vyjádřit rovnicí

Δ P = a' P + β , kde · a . a в označují dva koeficienty.

U provedení vznětového motoru 1 podle vynálezu, . znázorněného na obr. 1, se škrtič 21 skládá ze škrticího orgánu 25 umístěného v obtokovém vedení 7 a spolupracujícího s· pevným sedlem 26.

Tento škrticí ·orgán 25· může ·být nesen tyčí 108b, jejíž konec tvoří celek s vyvažovacím pístem · 108c, posouvajícím se ve válci, či lépe spojeným s obtokovým vedením 7 deformovatelnou stěnou.

. Průměr škrticího orgánu . 25 a průměr vyvažovacího pístu 108c mají . takové rozměry, aby škrticí orgán . 25 byl . vyvážen tlakem . P . působícím na . jeho čelo . . obrácené proti proudu plynů, to . jest na vnitřní . čelo. vyvažovacího pístu 108c, . tlakem Ρ—Δ P působícím na jeho čelo, obrácené . po proudu plynů . a atmosférickým tlakem působícím. na vnější čelo vyvažovacího. pístu 103c.

. Na kuželovitý .škrticí orgán 25 může též působit pružný vratný orgán . 33, aby se hodnota· .. koeficientu в ustálila . podle vztahu A . P == α ‘. P + β\

Tento pružný, vratný . orgán 33 může tvořit pružina a/nebo deformovatelná stěna.

Aby . bylo . možno tento koeficient в měnit, . je . zařízení vybaveno regulačními prostředky umožňujícími . ' nastavení výsledné síly působící . na škrticí orgán 25 pružným vratným orgánem 33. Těmito regulačními prostředky může . být . matice 110 měnící napětí pružného vratného orgánu 33.

Toto uspořádání je zvlášť výhodné, neboť. umožňuje přizpůsobení tlakového rozdílu . vyvolaného škrtičem 21 zařízení, jehož . částí je motor přeplňovaný pod tlakem. Zvláště je možno . přizpůsobit tento tlakový rozdíl tlakovým . ztrátám vznikajícím ve filtračním zařízení 111 umístěným u vstupu do kompresoru 3 a/nebo v . tlumiči 112 zvuku umístěném u výstupu z turbiny 5.

Tlumič 63 s . viskózním .. prostředím, o němž .bude podrobněji řeč níže, může vhodně působit . na škrticí orgán 25 za účelem tlumení vibrací aerodynamického původu, kterým může být uvedený škrticí .orgán 25 vystaven. Tento tlumič 63 s viskózním prostředím je zpravidla . zásobován . ze .. zdroje viskózní tekutiny, která . je pod proměnným tlakem.

Nyní bude podrobněji popisováno uspořádání vynálezu, jehož se používá v případě, že spalovací komora 8 je zásobována čerstvým vzduchem přívodem primárního vzduchu dodávajícího čerstvý vzduch do spalovacího pásma 14 a přívodem sekundárního vzduchu dodávajícího čerstvý vzduch . do pásma 16 směsi výfukových plynů a spalin spalovací komory 8.

Tento popis se bude odvolávat především na obr. 2 a 3 znázorňující . vznětový motor 1, zásobovaný pod tlakem . turbokompresorovým soustrojím 2.

Tot-o turbokompresorové soustrojí 2 se skládá z kompresoru 3, dodávajícího stlačený vzduch do vznětového . motoru 1 prvním potrubím 4, a z turbiny 5, pohánějící kompresor 3 hřídelem 6, přičemž turbina 5 sama je poháněna výfukovými plyny vystupujícími ze . vznětového motoru 1.

Toto provedení je vybaveno - obtokovým vedením 6 umožňujícím .přímý a trvalý přívod čerstvého vzduchu dodávaného kompresorem 3 k výfukovým plynům vystupujícím ze vznětového motoru 1.

Spalovací komora 8 je umístěna před turbinou 5 a je zásobována výfukovými plyny druhým . potrubím 9 a čerstvým . vzduchem obtokovým vedením 6.

Tato spalovací komora 8 je mimoto zásobována palivem vstřikovačem 10 paliva, do něhož dodává palivo čerpadlo 11 ze . zásobníku 12 paliva.

K přívodu výfukových plynů a čerstvého vzduchu do spalovací komory .8 . se používá okruhu 13 primárního vzduchu dopravujícího čerstvý . vzduch .do spalovacího pásma 14, přívodu 15 výfukových plynů dopravujícího tyto plyny do pásma 16 .směsi výfukových plynů a spalin spalovací komory 8 ležícího . za spalovacím pásmem 14 a okruhu 17 sekundárního vzduchu dopravujícího čerstvý . vzduch do úrovně pásma 16 směsi výfukových plynů a spalin spalovací komory 8.

Okruh 13 primárního vzduchu je vymezen střední trubkou 18 uspořádanou souose se spalovací komorou 8, . jako přívod 15 výfukových plynů slouží první trubka 19 obklopující souose střední trubku 18 a . konečně okruh 17 sekundárního vzduchu je vymezen druhou trubkou . 20 obklopující souose první trubku 19.

Dalšími částmi vznětového .motoru . 1 podle vynálezu jsou škrtič 21 s měnitelným průtočným profilem, uspořádaný tak, aby jím procházel sekundární vzduch, .přičemž škrtič 21 způsobuje mezi předním částí obtokového vedení 6, což je část napojená na kompresor. 3, a zadní částí obtokového vedení, což je část napojená na spalovací komoru . 8, tlakový rozdíl Δ P, který je rostoucí funkcí, s výhodou lineární nebo téměř lineární, tlaku P, v přední části obtokového . potrubí 6 a škrticí ventil 22 s měnitel207320 ným průtočným - profilem, na nějž působí tlakový rozdíl Δ P způsobovaný škrtičem 21 a umístěný tak, aby jím procházel . primární vzduch, přičemž škrticí ventil 22 dovoluje -tomuto- primárnímu vzduchu průchod ovládaný tlakem P—Δ P v zadní části obtokového vedení G s předem stanovenou závislostí.

Škrticí ventil 22 ovládá mimoto- s výhodou regulační ústrojí 23 paliva -spalovací Komory 8 regulující množství paliva tak, aby byl dodržen poměr množství paliva a primárního vzduchu zajišťující dokonalou stabilitu spalování, to jest vztah, který se co možno nejvíce přibližuje -poměrům stechiometrickým.

Z - toho vyplývá, že -se čerstvý vzduch přiváděný -obtokovým vedením 7 dělí -na vzduch primární dopravovaný v okruhu 13 primárního vzduchu, procházející škrticím ventilem 22 a zásobující spalovací -pásmo 14 spalovací komory 8, a na vzduch -sekundární dopravovaný v okruhu 17 -sekundárního -vzduchu, procházející prvním škrtičem 21 a zásobujícím pásmo směsi 16 výfukových - plynů a spalin spalovací komory 8.

Množství vzduchu cirkulujícího v obtokovém vedení 7 kolísá - v poměru 1:10 - podle toho, zda vznětový mot-or 1 pracuje na plné otáčky, přičemž činnost spalovací komory 8 je snížena -na udržovací -minimum nebo zda -motor pracuje volnoběžně, přičemž -spalovací komora je maximálně zatížena.

Naopak množství paliva potřebné k zajištění činnosti -spalovací komory 8 umožňující nezávislou činnost turbokompresorového soustrojí 2 při spouštění motoru a množství paliva dostačující k udržení -minimální činnosti spalovací komory 8 jsou řádově v poměru 30:1.

Avšak stabilita spalování v spalovací komoře 8 bude optimální, jestliže množství vzduchu zajišťujícího -spalováAí, to jest množství vzduchu dopravovaného okruhem 13 primárního vzduchu se blíží množství odpovídajícímu stechiometrickým poměrům.

Jak bylo shora uvedeno, součet průtočných profilů Sp - S.s umožňujících průtok primárního a sekundárního vzduchu, závisí na hodnotách tlaku vzduchu P dodávaného kompresorem a na -množství Q čerstvého vzduchu v -obtokovém vedení - 7.

Za těchto podmínek stačí k nastavení množství primárního a sekundárního vzduchu ovládat jeden z těchto průtočných profilů, přičemž druhý profil se nastavuje automaticky rozdílem. Působí se tedy na průtočný -profil Sp pro primární vzduch.

Pokud jde o předem stanovený vztah podle něhož se řídí vazba mezi průtočným průřezem Sp pro primární vzduch a tlakem P—Δ P, který je v části obtokového- vedení 7 ležící po proudu plynů, je -třeba jej volit se zřetelem na činnost spalovací komory 8 s celkem - tvořeným vznětovým motorem 1 a turbokompresorovým soustrojím

2. Později bude ještě podrobněji řeč o tomto vztahu, až budou popisována dvě provedení motoru podle vynálezu, - a to- první se spalovací -komorou 8 zásobovanou vstřikovačem' 10 paliva se zpětnou vazbou -a -druhé se -spalovací komorou 8 -se vstřikovačem 10 paliva bez zpětné vazby.

V jednom případě realizace vynálezu, který je zvlášť konstrukčně jednoduchý a jehož je možno použít u dvou provedení znázorněných na -obrázích 2 a 3, je škrtič opatřen pohyblivým ústrojím, v němž - Je uložen škrticí ventil 22 a regulační ústrojí 23 paliva spalovací komory 8.

Pohyblivé ústrojí škrtíce 21 se. skládá z válce 24, jehož konec je opatřen škrticím orgánem 25 spolupracujícím s pevným sedlem 26. - Za tohoto stavu se škrticí ventil skládá z jednoho nebo několika prvních otvorů 27 vytvořených -ve válci -24 a ze šoupátka 28 zakrývajícího první otvory 27 a tvořící píst, na jehož jedno čelo- ' působí tlak primárního vzduchu a na jehož druhé čelo působí protitlak Pc a -síla pružiny 29, přičemž šoupátko 28 Je připojeno k regulačnímu ústrojí 23 paliva spalovací komory 8.

Přikrytí nebo -odkrytí jednoho nebo více prvních otvorů 27 šoupátkem 28 se provádí tak, -že šoupátko 28 je -opatřeno jedním nebo několika třetími otvory 28a vytvořenými v plášti 28b šoupátka 28.

Protitlak Pc působící na toto šoupátko' 28 se může rovnat tlaku atmosférickému.

Avšak v určitých případech je možno volit za účelem přesunutí oblasti protitlak Pc vyšší, než je tlak atmosférický. V- tomto případě je zvláště jednoduché- uspořádat regulační komoru 30 tak, aby byla ve spojení s příslušným čelem šoupátka 28 a současně s atmosférickým tlakem škrticím hrdlem 31, přičemž se - do této regulační komory 30 přivádí tlakový vzduch první hadicí 32. Tento tlakový vzduch uniká ustavičně z regulační komory 30 škrticím hrdlem 31 a vyvolává v uvedené regulační komoře 30 přetlak způsobující protitlak Pc.

Je proto zvlášť výhodné spojit první hadici 32 ústící do regulační komory 30 s potrubím pohonného zařízení, v němž cirkuluje čerstvý chlazený stlačený vzduch. Je tedy možno vést mezi vznětovým - motorem 1 a jeho chladičem R odbočné potrubí 52 ústící -do první hadice 32 za regulačním jehlovým ventilem 53 umožňujícím nastavení protitlaku Pc na hodnotu mezi -atmosférickými tlakem a tlakem P.

Pružný vratný orgán 33 působí na pohyblivou část škrtiče 21 a umožňuje regulaci parametru β lineární funkce - Δ P = — «Ρ -J β, udávající tlakový rozdíl způsobený -shora škrtičem 21. Činnost pružného vratného orgánu 33, tvořeného pružinou, je -možno výhodně regulovat posuvným dorazem 34, na který dosedá pružný vratný orgán 33.

Avšak vzhledem k tomu, že na škrtič 21 mohou působit vibrace aerodynamického původu, je výhodné, aby pohyblivá část škrtiče 21 byla tlumena s viskózním -prostředkem 63, jak je znázorněno· na obr. 4, na němž tytéž vztahové číslice označují tytéž části jako na obr. 2. Tlumič 63 s viskózním prostředím může být zásobován ze zdroje 64 viskózního prostředí s nastavitelným tlakem. Tlak ve zdroji 64 viskózního prostředí nahrazuje činnost pružiny a změna jeho nastavení nahrazuje činnost posuvného dorazu 34.

Regulační ústrojí 23 paliva spalovací komory 8 je možno použít zvláště u dvou provedení znázorněných na obr. 2 a 3.

Provedení znázorněné na obr. 2 má vstřikovač 10 paliva přivádějící palivo· do spalovací komory 8 vratného typu. Čerpadlo 11 dodává pod konstantním tlakem palivo do vstřikovače 10 prvním napájecím potrubím 35 a přebytek paliva, který nebyl vstříknut do spalovací komory 8, se vrací vratným potrubím 36 paliva ústícím druhou hadicí 37 do· regulační ústrojí 23 paliva spalovací komory 8.

Regulační ústrojí 23 paliva· spalovací komory 8 se skládá z pohyblivého orgánu 38 spojeného táhlem 69 a šoupátkem 28 škrticího ventilu 22, přičemž regulačního účinku se dosáhne proměnným vyústěním 39. Proměnné vyústění 39 může měnit profil plynule tak, že se jehla 68 zasune více nebo méně do druhého otvoru 70 nebo je možno nastavovat průtočný profil po stupních, totiž maskováním nebo odmaskováním druhého otvoru 70.

Toto· · proměnné vyústění 39 je tvořeno nejméně jednou jehlou 68, zčásti kuželovitou, která se více nebo méně zasouvá do druhého otvoru 70.

Palivo přiváděné druhou hadicí 37 zaplní vstupní komoru 40, načež dříve, než se dostane do rekuperační komory 41, je nuceno protéci proměnným vyústěním 39. Z rekuperační komory 41 vystupuje třetí hadicí 42 a je odváděno do zásobníku 12 paliva nízkotlakým potrubím 43.

Z obr. 2 je možno zjistit, že jakmile se tlak působící na šoupátko 23 škrticího ventilu 22 zvýší, šoupátko 28 se posouvá doleva, což má za následek jednak zúžení průtočného profilu škrticího ventilu 22, čímž se sníží množství primárního vzduchu, jednak posunutí pohyblivého orgánu 38 -s jehlou 68 regulačního ústrojí 23 spalovací komory 8 paliva doleva a zvětšení průtočného profilu proměnného vyústění 39, čímž se zvýší množství paliva tekoucího ve vratném potrubí 36 paliva a - sníží se množství paliva vstřikovaného do spalovací komory

8.

Když se tlak působící na šoupátko 28 sníží, bude tomu naopak.

Na obr. 3 značí tatáž vztahová čísla tytéž části, jako na obr. 2, avšak do spalovací komory 8 je palivo přiváděno vstřikovačem nevratného -typu. Tento vstřikovač 10 je zásobován čerpadlem 11 ze zásobníku 12 paliva přes regulační - ústrojí 23 paliva spalovací komory 8 druhým napájecím potrubím 35.

Regulační ústrojí 23 paliva spalovací komory 8 se zde skládá rovněž z pohyblivého orgánu 38 spojené táhlem 69 s šoupátkem 28 škrticího ventilu 22, -přičemž regulačního účinku se rovněž dosahuje proměnným vyústěním 39. U proměnného vyústění 39 může se měnit průtočný profil plynule, a to tak, že je jehla 68 více nebo méně zasunuta do druhého otvoru 70 nebo po stupních zamaskováním - nebo -odmaskováním druhého -otvoru 70. U proměnného vyústění 39 je nejméně jedna jehla 63 zasunutá kuželovitou částí více nebo méně v druhém otvoru 70.

Palivo přiváděné čtvrtou hadicí 37a zaplňuje vstupní komoru 49, načež - je nuceno projít proměnným vyústěním 39 dříve, než se dostane do rekuperační komory 41, z níž vystupuje pátou hadicí 42a a je vedeno k vstřikovači 10 paliva vysokotlakovým potrubím 43a přívodu paliva.

Za účelem udržení -stálého tlakového rozdílu po obou stranách proměnného vyústění 39 se užívá šoupátkového regulátoru 44.

Tento šoupátkový regulátor 44 se skládá z válečku 45, v -němž -se posouvá pohyblivý pístový orgán 46, který zakrývá nebo odkrývá čtvrtý otvor 47 vytvořený ve stěně válečku 45.

Pohyblivý pístový orgán 46 vymezuje jednak první komoru 48 na straně čtvrtého otvoru 47 spojenou se vstupní komorou 40 regulačního ústrojí 23 spalovací komory 8 paliva, jednak druhou komoru 49 na opačné straně než čtvrtý otvor 47, spojenou s rekuperační komorou 41 regulačního ústrojí 23 spalovací komory 8 paliva.

Na pohyblivý pístový orgán 46 působí tlakový rozdíl ve vstupní komoře -40 a v rekuperační komoře 41 a síla tlačné pružiny 50 působící v opačném směru - než tlakový rozdíl.

Čtvrtý otvor 47 je spojen s odtokovým potrubím 54 ústícím do zásobníku 12 paliva.

Z -obr. 3 vyplývá, že jakmile tlak působící na šoupátko- 28 škrticího ventilu 22 se zvýší, posune se šoupátko 28 doleva, což má za následek jednak zúžení průtočného profilu škrticího ventilu 22 a v důsledku toho snížení -množství primárního vzduchu, jednak posunutí pohyblivého orgánu 38 s jehlou 68 regulačního- ústrojí 23 paliva spalovací komory 8 doleva, zúžení průtočného profilu proměnného vyústění 39 a snížení množství paliva tekoucího k vstřikovači . 10 paliva druhým napájecím potrubím 35a.

Jakmile se tlak působící na šoupátko 23 sníží, je tomu opačně.

Činnost šoupátkového regulátoru 44 spočívá - - v - tom že pohyblivý - pístový -orgán 46 uzavře více nebo méně čtvrtý otvor 47.

Vzhledem k tomu, že posuv pohyblivého pístového orgánu 46 je velmi malý, síla vyvíjená tlačnou pružinou 50 na pohyblivý pístový orgán 46 je prakticky konstantní a v důsledku toho tlakový rozdíl mezi vstupní . komorou 40 a rekuperační komorou 41 je téměř konstantní, ať je tlak ve spalovací komoře 8 jakýkoli a ať je množství vstřikovaného paliva jakkoli veliké.

Hodnota tohoto tlakového rozdílu je dána jedině rozměry tlačné pružiny 50, pro níž je možno zřídit posuvnou narážku 51, na níž tlačná pružina 5θ dosedá.

Z toho vyplývá, že množství paliva procházejícího proměnným vyústěním 39 závisí jedině na průtočném profilu a tím též jedině na výši přívodního tlaku podle polohy šoupátka 28 škrticího ventilu 22.

Použije-li se jednoho nebo· druhého· provedení motoru podle vynálezu, znázorněného na obr. 2 a 4 nebo na obr. 3, je možno volit podle geometrie škrticího ventilu 22 a podle vlastností pružiny 29 posouváním šoupátka 28 škrticího ventilu 22 závislost mezi průtočným profilem Sp a tlakem po proudu plynů P—Δ P nebo· rozdíl mezi tímto tlakem po proudu P—Δ P a protitl-akem Pc v regulační komoře 30.

Každé hodnotě průtočného profilu Sp odpovídá hodnota množství primárního vzduchu Qp a tím i hodnota množství paliva q, které má být přivedeno· do spalovací komory, přičemž toto množství paliva je zajištěno geometrií proměnného vyústění 39.

Co se týče činnosti motoru, je požadovaným cílem regulace množství paliva q, aby se zabránilo v mezích možnosti spalovací komory 8 poklesu tlaku přeplňování pod stanovenou mez, dále možnost spouštění turbokompresorového sou-strojí 2 před vznětovým motorem 1 a možnost činnosti spalovací komory 8 v pohotovostním stavu s možností dosáhnout rychle její plné výkonnosti bez nebezpečí zhasnutí.

Z těchto- okolností vyplývá, režim, kterým je nutno se řídit, pro množství paliva q, které má být přiváděno do spalovací komory 8 jako funkce tlaku ve směru · po proudu plynů P—Δ P nebo< z rozdílu mezi tímto tlakem P—Δ P ve směru po proudu plynů a protitlakem Pc v regulační komoře 30, jak je znázorněno příkladem na diagramu podle obr. 5, na němž je úsečce vynesen přeplňovací tlak P, přičemž relativní tlak je vyjádřen v · barech, a na pořadnici· je vyneseno množství paliva q přiváděného· do spalovací komory · 8.

NepůsobMi protitlak, jestliže tedy · tlak v regulační komoře 30 je stejný jako·· tlak atmosférický, posouvá- · se bod činnosti spalovací komory 8 tohoto diagramu. Jestliže se tento bod činnosti ustálí v bodě K, totiž při volnoběhu motoru, klesne až k bodu C, jakmile zatížení motoru stoupne asi na 20 proč, maximálního zatížení a nad ním se bod činnosti posune mezi C a D (spalovací komora 8 v pohotovostním stavu).

Zavedení protitl-aku do regulační komory 39 umožňuje posunutí tohoto diagramu k vyšším tlakům za účelem zvýšení stanovené mezní hodnoty přeplňovacího tlaku.

Tohoto jednoduchého pneumatického posunutí regulačního pásma je možno využít k dosažení zvýšeného momentu sil při · nízkých otáčkách. Je také možné využít posunutí regulačního pásma k urychlení vzestupu teploty motoru, · neboť je ve volnoběhu, když má spalovací komora plný výkon, přičemž jsou k dispozici prostředky pro výměnu tepla mezi teplým vzduchem vystupujícím z kompresoru a chladicím prostředím motoru.

Mimoto zavedení protitlaku, který může dosáhnout hodnoty přeplňovacího tlaku, umožňuje posunutím regulačního pásma kompenzaci výšky. Jakmile totiž atmosférický tlak klesne, je možno nastavit protitlak na stejnou hodnotu jako je přeplňovací tlak, což má za · následek, že se zcela otevře škrticí ventil 22 a spalovací komora 8 je zásobována na plný výkon, přičemž množství primárního vzduchu a množství paliva dosahuje svých maximálních hodnot.

Je proto· podle vynálezu možno řídit současně jak množství paliva · · vstřikovaného do spalovací komory 8, tak i množství primárního vzduchu geo^^i^l^rií škrticího ventilu 22, totiž prvního otvoru 27 a třetího otvoru 28a a vlastnostmi, popřípadě · i regulací pružiny 29 a tlačné pružiny 50. Tímto způsobem se zajišťují poměry pro směs vzduch—palivo ve spalovacím pásmu 14, které se dostatečně přibližují poměrům stochiometrlckým, čímž se dosahuje při jakýchkoli otáčkách motoru dobré stability spalovací komory 8.

Claims (22)

PŘEDMĚT

1. Motor s vnitřním spalováním, zejména vznětový motor, opatřený turbokompresorovým soustrojím s nejméně jedním kompresorem a s nejméně jednou turbinou a obtokovým vedením pro přímý průchod vzduchu z kompresoru k výfukovým plynům, přičemž obtokové vedení je opatřeno škrtičem s měnitelným průtočným profilem, vyznačující se tím, že škrtič (21) je připojen k vyrovnávacímu diferenciálnímu pís-

VYNÁLEZU tu, tvořenému deformovatelnou stěnou válce souvisejícího s obtokovým vedením (7) před a za škrtičem (21 ].

2. Motor podle bodu 1, vyznačující se tím, že škrtič (21) má lineární charakteristiku.

3. Motor podle bodů 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obtokové vedení (7) je na turbinu (5) napojeno přes spalovací komoru (8).

4. Motor podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že škrtič (21) je tvořen pohyblivým škrticím orgánem (25], umístěným v obtokovém vedení (7) a pevným sedlem (26).

5. Motor podle bodu 4, vyznačující se tím, že škrticí orgán (25) je opatřen tyčí (108b), na jejímž konci je vyvažovači píst (108c).

6. Motor podle bodů 4 nebo 5, vyznačující se tím, že škrticí orgán (25) je opatřen pružným vratným orgánem (33).

7. Motor podle bodu 6, vyznačující se tím, že pružný vratný orgán (33) je tvořen pružinou.

8. Motor podle bodu 6, vyznačující se tím, že pružný vratný orgán (33) je tvořen deformovatelnou stěnou, spojující vyvažovači píst (108c) s obtokovým vedením (7).

9. Motor podle bodů 4 nebo 5, vyznačující se tím, že škrticí orgán (25) je opatřen tlumičem (63) s viskózním prostředím.

10. Motor podle bodu 9, vyznačující se tím, že tlumič (63) s viskózním prostředím je připojen na zdroj (64) viskózního prostředí s proměnným tlakem.

11. Motor podle bodu 3, vyznačující se tím, že obtokové vedení (7) je rozděleno na okruh (17) sekundárního vzduchu s výstupem v pásmu (16) směsi výfukových plynů a spalin spalovací komory (8) na okruh (13) primárního vzduchu s výstupem ve spalovacím pásmu (14), přičemž škrtič (21) je vložen do okruhu (17) sekundárního vzduchu a okruh (13) · primárního vzduchu je opatřen škrticím ventilem (22) o proměnném průtočném profilu.

12. Motor podle bodu 11, vyznačující se tím, že škrticí ventil (22) je mechanicky spojen s regulačním ústrojím (23) paliva spalovací komory (8).

13. Motor podle bodu 12, vyznačující se tím, že škrtič (21) je opatřen pohyblivým ústrojím, v němž je uložen škrticí ventil (22) a regulační ústrojí (23) paliva spalovací komory (8).

14. Motor podle bodu 13, vyznačující se tím, že pohyblivé ústrojí škrtiče (21) je tvořeno válcem (24) majícím na vnějším čele škrticí orgán (25) a škrticí ventil (22) je tvořen alespoň jedním prvním otvorem (27), vytvořeným ve válci (24), a šoupátkem (28), přičemž šoupátko (28) tvoří dutý píst, jehož otevřené čelo je přivráceno do obtokového vedení (7) a jehož plné čelo je nasměrováno do oblasti protitlaku, zejména do regulační komory (30), a je ve styku s pružinou (29), a šoupátko (28) je spojeno s regulačním ústrojím (23) paliva spalovací komory (8).

15. Motor podle bodu 14, vyznačující se tím, že regulační komora (30) je spojena s vnější atmosférou.

16. Motor podle bodu 14, vyznačující se tím, že regulační komora (30) je spojena se zdrojem tlaku vyššího než atmosférický tlak, zejména s obtokovým vedením (7) pomocí odbočného potrubí (52) přes chladič (R) a regulační jehlový ventil (53).

17. Motor podle bodů 13 až 16, vyznačující se tím, že pohyblivé ústrojí škrtíce, (21) je v dotyku s pružným vratným, orgánem (33), upevněným na spalovací komoře (8).

18. Motor podle bodů 13 až 16, vyznačující se tím, že pohyblivé ústrojí škrtiče (21) je spojeno s tlumičem ' (63) s viskózním prostředím.

19. Motor podle bodů 13 až 18, vyznačující se tím, že regulační ústrojí (23) paliva spalovací komory (8) je opatřeno· pohyblivým pístovým orgánem (46), přičemž regulační ústrojí (23) paliva spalovací komory· (8) je umístěno na vratném potrubí (36) paliva, spojujícím vstřikovač (10) paliva se zásobníkem (12) paliva.

20. Motor podle bodů 13 až 18, vyznačující se tím, že regulační ústrojí (23) paliva spalovací komory (8) . je opatřeno pohyblivý‘m^; pístovým orgánem¹ · (46), přičemž regulační ústrojí (23) paliva spalovací komory (8) je umístěno na vysokotlakém potrubí (43a) přívodu paliva ze zásobníku (12) paliva do vstřikovače (10) paliva.

21. Motor podle bodů 19 nebo 20, vyznačující se tím, že regulační ústrojí (23) paliva spalovací komory (8) je opatřeno nejméně jednou jehlou (68) s kuželovitou částí, · dosedající do druhého otvoru (70).

22. Motor podle bodů 20 nebo 21, vyznačující se tím, že regulační ústrojí (23) paliva spalovací komory (8) je spojeno se šoupátkovým regulátorem (44), jehož první komora (48) je spojena se · vstupní komorou (40) regulačního ústrojí (23) paliva spalovací komory (8) a je opatřena odtokovým potrubím (54), spojujícím ji se zásobníkem (12) paliva, jehož druhá komora (49) je spojena s rekuperační komorou (41) regulačního ústrojí (23) paliva .spalovací komory (8) a jehož pohyblivý pístovitý orgán (46) odděluje první komoru (48) a druhou komoru (49) a je · na straně druhé komory (49) ve styku s tlačnou pružinou (50) a· vstup odtokového potrubí (54) je v první komoře (48) posunut vůči spoji se vstupní komorou (40) směrem k druhé komoře (49).