CS214747B2 - Appliance for ammeliorating the pneumatic braking of the diesel engien - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro zlepšování vzduchového^ brzdění Diesélova mlotoru.

Vynález se týká obecně Dieselových motorů. Zejména se týká Dieselových motorů s měnitelným směrem otáčení a se sudým počtem válců, uspořádaných do tvaru písmene V ve dvou řadách o stejném počtu těchto válců, z nichž alespoň některé válce každé řady jsou opatřeny jednotlivými rozjížděcími ventily s automatickým uzavíráním vratnou prožinou po vytváření, a s postupným pneumatickým ovládáním otevření pomiocí alespoň jednoho rozdělovače stlačeného vzduchu. Vztahuje se na zařízení pro zlepšování vzduchového brzdění takových motorů, které zahrnuje alespoň jeden rozdělovač stlačeného vzduchu, připojený jednak ke zdroji stlačeného· vzduchu a jednak к vedením vedoucím každé do jednoho rozjížděcího ventilu, a' který je opatřen, otáčivým přepínačem, majícím v sobě vybrání pro průchod stlačeného vzduchu a umístěná tak, že v průběhu otočky přepínače procházejí před vstupními otvory do uvedených kanálků.

Je známo, že kupříkladu lodě, které jsou poháněny lodními Dieselovými motory s měnitelným směrem otáčeni a s více válci pomocí lodního šroubu s pevným stoupáním, mají v zásadě dobrou ovladatelnost, která •se však nepříznivě snižuje se vzrůstající rychlostí plavby nebo se vzrůstající setrvačností lodě. Když se přeruší přívod paliva dcmotoru velkého plavidla v plné rychlosti, uplyne ještě poměrně značná doba, než se loď zastaví, přičemž vzdálenost, kterou loď uplave až do svého, zastavení, může někdy dosahovat i několika kilometrů. V případě nebezpečí nebo jiné potřeby zastavení, například při nebezpečí srážky, v tísni, nebo podobné situaci, je zapotřebí provést rychle pomocný manévr, určený к nezhybnění lodě s motorem, který je v plné rychlosti pohybu kupříkladu vpřed, a to v cc- možná nejkratší době, s výhodou pomocí rychlého obrácení chodu, pro které je však nutné před tím zastavit motor, to znamená nejprve ho- rychle zabrzdit až po jeho zastavení a ipo té ho znovu spustit obráceným směrem. Provedení takového nouzového· manévru může být u lodí s motorem s vnitřním spalováním velmi obtížné, neboť když loď pokračuje v plavbě po své dráze v důsledku své před tím. získané rychlosti, je motor unášen lodním šroubem v důsledku setrvačnosti lodi v jejím původním, kupříkladu dopředním pohybu. Pro obrácení chodu plavidla a spuštění motoru do chodu směrem vzad je proto nutné čekat, až se zbytková rychlost otáčení a setrvační síly dostatečně zmenšily. Pro ovládání lodě je^; tedy nutné, nebo dokonce nezbytné, moci účinně zabrzdit motor tak, aby se dosáhlo uměle značného zpomalení lodě, aby se loď rychle zastavila a mohl se co nejrychleji spustit zpětný choď motoru.

Z uvedených důvodů je nutné, aby motor byl vybaiven účinným systémem pro brzdění a opětný ro-zjézd, který by byl snadno· ovla datelný a který by spolehlivě fungoval. Pro rozjezd a brzdění pneumatickou cestou jsou alespoň některé válce motoru opatřeny jednotlivými odpovídajícími rozjížděcími ventily, do kterých se v postupném sledu pro dosažení opakované a cyklicky přerušované činnosti, tj. periodické, avšak dočasné, přivádí stlačený vzduch, a to bud hlavní stlačený vzduch pro pohon nebo brzdění, nebo- pomoicný ovládací stlačený vzduch pro ovládání rozjížděcích ventilů.

Tento stlačený vzduch je přiváděn z alespoň jednoho- centrálního rozdělovače, s výhodou otáčivého a majícího přepínací ústrojí, jako je kluzný kotouč nebo hvězdicovitě uspořádané šoupátkové ventily s jedinou společnou vačkou, přičemž tento- rozdělovač je poháněn v zásadě synchronizované s otáčeními vačkového hřídele, ovládajícím přívodní a výfukové ventily motoru, nebo· je poháněn přímo· tímto hřídelem.

Přepínací ústrojí se tedy otáčí s úhlovou rychlostí otáčení vačkového hřídele, tj. poloviční rychlostí než je rychlost otáčení klikového hřídele v případě čtyřtaktního motoru.

V případě motoru s měnitelným směrem otáčení má každý vačkový hřídel tohoto motoru soupravu vaček pro- dopředný chod a soupravu vaček pro chod vzad, jejichž použití je vzájemně zaměnitelné, přičemž záměna dovoluje změnit smysl otáčení tím, že se rozdělování pro kupříkladu dopředný chod nahradí rozdělováním pro chod vzad.

Taková záměna se obvykle provádí osovým pcisunem každého vačkového hřídele v podélném směru v jednom nebo* ve druhém smyslu mezi dvěma krajními protilehlými polohami pro chod vpřed a pro choď vzad.

V případě otáčivého rozdělovače opatřeného pouze jedním přívodem ovládacího vzduchu je takové posouvání vaček pro rozjezd do obráceného směru současně provázeno průvodním úhlovým posunem přepínacího- ústrojí o určitý přiměřený úhel ve vhodném* smyslu. Tento úhlový posun nenastává v případě otáčivého rozdělovače, opatřeného dvěma rozdílnými přívody ovládacího vzduchu pro chod vpřed a pro chod vzad.

Zejména v případě motorů s poměrně vysokým počtem válců a obzvláště při sudém poletu nejméně 10 válců, uspořádaných zejména do tvaru V se dvěma řadami se stejným počtem- válců, je dle dolsavadního stavu techniky možno· používat jeden nebo druhý ze dvou následujících způsobů ovládání:

1) Pouze jedna řada válců je opatřena jednotlivými rozjížděcími ventily, tedy jedním na každý válec, zatímco druhá řada válců nemá rozjížděcí ventily, takže к pneumatickému spouštění motoru dochází přiváděním stlačeného vzduchu pouze do jedné řady válců. V důsledku to-ho odpovídá kupříkladu v motoru se 12 válci, uspořádanými ve dvou řadách po šesti válcích do útvaru písmene V, společná redukovaná hodnota dob -po sobě následujících otevření rozjížděcích ventilů v .rozdělovači, tedy rozjížděcích ventilů pouze jedné řady válců, obvyklému úhlu pootočení klikového- hřídele přibližně o- 148,5 °. Začátek otevření -při spouštění nastává přibližně 10 ° -před úhlovou polohou horního mrtvého bodu pístu každého- válce (při vzájemném překrývání mezi -dobami plnění dvou po sobě plněných -válců o 28,5 °), zatímco druhá řada válců nemá rozjížděcí ventily. .

2) Každá z obou řad válců je opatřena odpovídajícími -r<^2^jíi^(^Í^-cími ventily pro každý válec, přičemž každý je střídavě uváděn do polohy -otevření a polohy uzavření, a to pneumaticky do polohy -otevření, a samočinně do polohy uzavření působením vratné pružiny po vyprázdnění válce. V tomto- případě dochází -k pneumatickému -spouštění při přivádění -stlačeného vzduchu do- současně obou- řad válců, avšak -existují -dvě následující možnosti:

a) Doby každého- nespojitého otevření -rozjížděcích ventilů jsou stejné v obou řadách válců a odpovídají kupříkladu v rozdělovači úhlu pootočení -klikového hřídele nejvýše rovnému 180- ° (tj. úhlové vzdálenosti -oddělující po -sobě -následující horní a dolní mrtvý bod zdvihu pístu válce).

V -tomto případě -dochází k poměrně velkému překrývání -každého intervalu mrtvé doby mezi okamžikem uzavření každého rozjížděcího ventilu, a -okamžikem otevření následujícího rozjížděcího ventilu (následujícím. -v obvyklém sledu zapalování) ve stejné řadě válců, dobou otevření rozjížděcího ventilu - odpovídajícího válce druhé řady válců, zatímco pro· druhou řadu válců je překrývání - každého obdobného časového intervalu dobou otevření rozjížděcího- ventilu -odpovídajícího- nebo stejnolehlého ventilu první řady -válců relativně malé.

Podle velikosti trvání doby otevření rozjížděcích ventilů a počtu válců v jednotlivé řadě mohou být -po sobě následující doby otevření rozjížděcích ventilů dvou válců stejné řady, plněných po sobě, bud od sebe časově vzdáleny, tedy odděleny mrtvým bodem, anebo se vzájemně překrývat. V tomto druhém případě to- znamená, že začátek plnění jednoho válce nastává -před koncem plnění -bezprostředně předcházejícího válce z hlediska sledu jejich zapalování. Kupříkladu u desetiválcového motoru s válci uspořádanými -do tvaru písmene - V -s -dobou otevření rozjížděcích ventilů v -rozdělovači odpovídající úhlu otočení klikového hřídele 148,5- ° bude takové překrývání odpovídat úhlu otočení o přibližně 4,5 °.

S.leduje-li !se diagram znázorňující graficky změny posunu pístu válce čtyřťaktního motoru během jeho -střídavých vzestupných a sestupných -zdvihů v závislosti na odpovídajícím- úhlu otočení klikového hřídele, stejně jako· -i skutečné okamžiky a délky dob otevření a uzavření s posunem- přívodních a výfukových ventilů, zjišťuje se v důsledku výše uvedeného, že optimální -doby otevření každého rozjíždějícího - ventilu se umísťují do- každé doby expanze pracovního- cyklu rozjížděcí činnosti motoru v období -uzavření všech rozdělovačích ventilů, -přičemž začíná alespoň v okamžiku horního mrtvého bodu pístu- válce- a končí s výhodou _?pred následujícím- dolním mrtvým bodem- v blízkosti okamžiku -otevření výfukových ventilů, čímž se vyloučí jakákoli ztráta -stlačeného- vzduchu těmito ventily. To má za t^^í^s^l^edek, že otevření rozjížděcích ventilů v průběhu každé doby plnění je nepříznivé, neboť k němu dochází při otevření přívodních ventilů, což vede -k vyšší -spotřebě stlačeného vzduchu v důsledku ztrát těmito ventily.

Podobně je při brzdné činnosti motoru optimální, - otevře-li se- každý rozjíždějící ventil v průběhu každé doby komprese v období uzavření rozdělovačích ventilů, přičemž jeho okamžik otevření leží v blízkosti dolního mrtvého bodu válce a zejména - okamžiku uzavření výfukových ventilů (po záměně vaček pro obrácení - smyslu - otáčení) a jeho okamžik uzavření alespoň v horním· mrtvém bodě.

V uvedeném případě při -trvání doby otevření každého rozjíždějícího ventilu v rozdělovači v průběhu otočení .klikového· hřídele o úhel 180 °, je krajní koncOvá doba otevření pro rozjíždění, která se -shoduje se začátkem doby -otevření výfukových ventilů, méně účinná a tedy i méně výhodná v důsledku ztrát stlačeného- vzduchu těmito otevřenými ventily. Z toho -také plyne zvýšená spotřeba -stlačeného- vzduchu při rozjíždění.

b) Doby nespojitého- - otevření rozjížděcích ventilů -v obou řadách válců jsou různé, takže - doba otevření rozjížděcích ventilů jedné řady je kratší než doba otevření rozjížděcích ventilů druhé - řady válců. Tyto dvě -různé doby otevření -rozjížděcích ventilů v obou řadách válců v rozdělovači jsou kupříkladu rovny v prvním, -případě 110 o a ve -druhém případě 148,5 ° nebo 130 °.

Při předpokladu, -že do válců první řady se přivádí stlačený vzduch dříve, než do stejnolehlých válců druhé řady, je patrno -.z předchozího případu, kdy doba otevření každého rozjíždějícího ventilu v -rozdělovači- odpovídala úhlu otočení klikového hřídele 180°, tj. mezi po sobě následujícím horním a -dolním, -mrtvým bodem expanze -při rozjíždění, že tato doba otevření -v rozdělovači- je pro každý rozjíždějící ventil první řady válců zbytečně dlouhá ke konci nebo v blízkosti dolního mrtvého bodu, neboť tato- krajní koncová část doby otevření -se -shoduje s otevřením výfukových ventilů, z čehož vyplývá ztráta stlačeného vzduchu těmito otevřeným* ventily.

Tato- nevýhoda je v posledním případě odstraněna zkrácením doby otevření -rozjíždě214747 cích ventilů první řady válců v rozdělovači. V tomto· případě je překrývání každého Časového intervalu mezi dvěma po· sobě následujícími dobami otevření dvou rozjížděcích ventilů v rozdělovači dobou otevření odpovídajícího rozjížděcího ventilu ve druhé řadě válců rovněž zmenšeno v důsledku zkrácené doby otevření na 110 °, která končí uzavřením· dotyčného rozjížděcího ventilu přibližně 70' ° před dolním mrtvým bodem, takže výše· uvedená krajní koncová část údobí otevření, která je málo účinná, je odstraněna. Doba otevření rozjížděcích ventilů druhé řady válců nemůže být v rozdělovači tolik zkrácena a musí být delší než je doba otevření u první řady válců, neboť je zapotřebí zachovat dostatečné překrývání mezi dvěma po sobě následujícími dobami otevření v uvedené druhé řadě válců odpovídajícími dobami otevření v první řadě válců, aby se tak zabránllo jakýmkoli nedostatkům hnací energie motoru.

Tento · známý · systém má nevýhodu v tom, že · u · velkorozměrových ' motorů je · střídavé otevírání ' a zavírání alespoň některých rozjížděcích ventilů (a zejména těch ventilů, které jsou ve válcích relativně vzdálených od výše uvedeného rozdělovače stlačeného· vzduchu) z časového· hlediska fázově zpožděno vzhledem· k odpovídajícím, 'okamžikům vytvoření a přerušení spojení mezi zdrojem· stlačeného vzduchu a uvedenými rozjížděcími ventily přepínacím ústrojím uvedeného rozdělovače, tj. vzhledem· k odpovídajícím okamžikům přívodu ovládacího stlačeného vzduchu a zastavení přívodu tohoto vzduchu · (se současným, vyprázdněním válce) přepínacím ústrojím.

Toto střídavé ovládání je dáno příslušnými ovládacími pneumatickými signály k uvádění pod tlak, a periodickému výfuku vzduchu, vysílanému dočasně rozdělovačem, přičemž uvedené časové zpoždění mezi okamžiky vyslání těchto· ovládacích signálů nebo příkazů v rozdělovači a odpovídajícími okamžiky přijetí · nebo vykonání uvedených příkazů v rozjížděcích ventilech lze přičítat době šíření těchto pneumatických signálů v dlouhých spojovacích vedeních nebo· potrubích, a to v důsledku poměrně časových nároků na zvýšení nebo poklesu tlaku stlačeného vzduchu v každém. rozjížděcím ventilu.

Tato- doba šíření pak způsobuje přenosové zpoždění mezi okamžikem vyslání pneumatických signálů v rozdělovači a jejich přijetím v rozjížděcích ventilech nejvzdálenějších válců. Toto; zpoždění se negativně projevuje v době pneumatického· brzdění motoru, neboť je tím větší, čím je větší rychlost · otáčení motoru, od které se začíná motor pneumaticky brzdit. Zpoždění okamžiku otevření každého rozjíždějícího ventilu ve vztahu k rozdělovači je· dáno rychlostí tlakové vlny ve vzduchu a dobou plnění ovládacího válce ventilu.

Toto zpoždění je relativně malé a působí málo obtíží při jakékoliv rychlosti otáčení motoru. Zpoždění okamžiku otevření každého rozjížděcího ventilu je mnohém delší než · okamžiku otevření, neboť pokles tlaku v oyládacím válci ventilu, přenášený po délce potrubí, je pomalejší. Toto zpoždění uzavírání ventilů je přímo úměrné vzrůstající rychlosti · otáčení · motoru a. . zvyšuje se tím rychleji, čím dříve se· začne brzdit od okamžiku, kdy byl vydán, příkaz k zastavení motoru.

Negativním: důsledkem uvedeného zpoždění okamžiku zavírání je to, že každý rozjížděcí ventil může zůstat otevřený za horní mrtvý · bod pístu příslušného válce a připouští tak· nadále vstup stlačeného vzduchu do· tohoto válce v průběhu exanzního zdvihu, tedy kdy píst začíná klesat, a vyvýjí tak hnací sílu, která může být vyšší než je účinek brzdění. Vzniká tedy nebezpečí opětného· zrychlování motoru ve smyslu jeho původního otáčení a působí se tak proti bezprostředně předcházejícímu účinku brzdění. Čím nižší je tedy rychlost otáčení motoru, tím menší je zpoždění okamžiku uzavření a tím lepší je brzdění. Pro rychlost otáčení motoru 400 · nebo · 300 · · otáček za minutu kupříkladu zpoždění · okamžiku uzavření vyvolává zrychlující účinek, zatímco· při rychlosti 50 otáček za minutu se každý rozjížděcí ventil uzavírá blízko před horním mrtvým; bodem, což je uspokojivé. Nebezpečí převrácení smyslu působení vyvolávaného momentu, který· se z brzdicího· může stát hnacím, lze při použití výše uvedeného systému zabránit pouze tehdy, když se motor začne pneumaticky brzdit teprve od relativně malé rychlosti otáčení, jako například 50 otáček za minutu. Znamená to čekat, až se motor zpomalil na tuto nízkou rychlost, takže pneumatické brzdění ztrácí na svém· významu, · neboť se značně· zvětšuje · doba potřebná · na · zpomalení motoru až po· · jeho zastavení.

Při pohonu lodí · zejména Dieselovým lodním motorem ztrácí motor od okamžiku, kdy byl vydán příkaz k · zastavení motoru tím, že se přeruší vstřikování paliva do válců, za předpokladu, že se· nepoužije žádného umělého brzdění, zpočátku poměrně rychle svoji rychlost přirozeným zpomalováním, kjeré je způsobováno· pasivními odpory, ja^k^o·* je odpor vody vůči pohybu vpřed a vůči otáčení, tření, atd. Toto přirozené zpomalování probíhá až do· rychlosti rovné kupříkladu 40 procentům normální provozní rychlosti, přičemž motor pokračuje dále v unášení lodního šrobu pomalou rychlostí, až je sám tímto lodním· šroubem otáčen, a to v důsledku toho, že reakce vodní vlny a relativní odtok vody při setrvačném pohybu lodi vpřed vede k otáčení šroubu ve stejném smyslu, jakým byl· tento šroub otáčen motorem.

Vzduchové brzdění může začít v okamžiku, který j.e funkcí účinného brzdného momentu, jaký je k dispozici pro momentální rychlost otáčení motoru. Tento brzdicí moment, jaký je momentálně k dispozici, musí být při nej214747

10 menším roven minimálnímu účinnému brzdicímu momentu, a připadá v úvahu teprve tehdy, kdy -rychlost otáčení je rovna přibližně 25 % původní normální rychlosti.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro- zlepšení vzduchového brzdění Dieselová motoru podle vynálezu s měnitelným·, směrem otáčení a se sudým počtem válců uspořádaných zejména do tvaru písmene V ve dvou řadách o stejném počtu těchto válců, z nichž alespoň některé válce každé řady jsou opatřeny jednotlivými rozjížděcími ventily s automatickým uzavíráním, vratnou pružinou po vyprázdnění, a s postupným· pneumatickým ovládáním, otevření pomocí alespoň jednoho rozdělovače stlačeného vzduchu, který je připojen jednak ke zdroji stlačeného vzduchu a jednak k vedení vedoucím každé do jednoho rozjížděcího ventilu, a který je opatřen otáčivým přepínačem, majícím v sobě vybírání pro průchod stlačeného vzduchu a umístěná tak, že v průběhu .otočky přepínače .procházejí před vstupními otvory do uvedených kanálků.

Podstata zařízení podle vynálezu spočívá v -tom·, že rozdělovač, má vybrání pro rozjížděcí ventily každé řady válců, každé vybrání má tvar protáhlého otvoru sledující oblouk kružnice, na níž se nacházejí rovněž vstupní otvory kanálků přidružených jedné řadě válců, přičemž pro rozjížděcí ventily jedné řady válců odpovídá střední obvodový oblouk pro průchod stlačeného vzduchu do jednoho rozjížděcího ventilu, tvořený součtem křivkové délky odpovídajícího, vybrání a přidruženého vstupního otvoru, středového úhlu 15° až 30°, kdežto střední obvodový oblouk průchodu stlačeného vzduchu do, jednoho rozjížděcího ventilu druhé řady válců tvořený součtem- křivkové délky odpovídajícího vybírání a přidruženého vstupního, otvoru odpovídá středovému úhlu 75 ° až 50 °, a přičemž přepínač je unášen vačkovým hřídelem motoru.

Konstrukcí uvedeného rozdělovače je umožněno uvádět zkrácenou hodnotu skutečné relativní doby trvání signálu ovládajícího otevření rozjížděcího ventilu jedné řady válců pro brzdění (pro- zvýšení okamžité hodnoty klesající rychlosti otáčení motoru, od které je možno začít brzdit, takže se tedy posune vpřed začátek brzdění] na 't3o^tii^<ální úroveň a eventuálně optimalizuje i stejnou dobu každého rozjížděcího ventilu druhé řady válců pro rozjíždění.

Užitečná oblast okamžiků účinného uzavření každého, rozjížděcího ventilu v údobí brzdění se může určit tak, že toto uzavření nastává po každé obzvláště před otevřením přívodních nebo, výfukových ventilů odpovídajícího válce, a to v oblasti relativních úhlových poloh klikového hřídele okolo horního mrtvého, bodu (mezi dobou komprese a expanze] pístu příslušného válce, přičemž se vždy dosáhne pracovního brzdicího momentu, který je kladný nebo nejméně roven minimálnímu účinnému momentu, a přičemž optimální okamžik otevření, který odpovídá maximálnímu brzdicímu momentu, je v podstatě okamžik, ve kterém průběh snižujícího se itlaku v uvedeném válci přiipiolklelsu pístu, neboli v průběhu expanze, projde hodnotou tlaku , stlačeného vzduchu, který je k dispozici.

Uvedená užitečná oblast pro, uvedenou řadu válců s ovládáním rozjížděcích ventilů optimalizovaným pro brzdění leží mezi rychlostí oŤáčern motoru rovnou přibližně 52 % jmenovité nebo pracovní rychlosti motoru, odpovídající začátku brzdění, a rychlosti otáčení motoru přibližně 16 , %, přičemž výše uvedený optimální okamžik odpovídá rychlosti otáčení přibližně 40 °/o, kd^e^žtct pro druhou řadu válců tato oblast leží mezi rychlostí otáčení motoru přibližně 24 % a jeho zastavením, a uvedený optimální okamžik odpovídá tedy rychlosti otáčení motoru přibližně 12 %.

Vynález tedy přináší výrazné zlepšení brzdicího působení, poněvadž okamžik , začátku brzdění, který by u systému dle známého stavu techniky rychlosti otáčení motoru rovné 24 nebo, 28 , % normální rychlosti, se posouvá tak, že brzdění začíná podstatně dříve, například při rychlosti 200 otáček za minutu nebo přesněji při rychlosti rovné přibližně 52 · % jmenovité nebo normální rychldsti motoru.

Přínos získaný zařízením podle vynálezu tedy spočívá v tom, že se získá uvedený minimální potřebný brzdicí moment při podstatně, vyšší rychlosti otáčení motoru než pří známém stavu techniky, a to s celkovým časovým ziskem při zpomalování přibližně 6-3 % (tj. od vydání příkazu tk zastavení, až po úplné zastavení lodě a rozjezd v opačném směru ] ve srovnání s klasickým- vzduchovým brzděním. V důsledku toho pak dojde k odpovídajícímu zkrácení brzdné dráhy, kterou loď během, zpomalování projede.

Relativní doba trvání průchodu stlačeného vzduchu, uvedeným rozdělovačem je· pro příslušnou řadu válců, jak je samo o sobě známo, rovna úhlu otočení klikového, hřídele, a to buď obvyklému nebo normálnímu úhlu přibližně 148,5°, nebo zmenšenému na přibližně 128,5 ° nebo dokonce 110 °. Naproti tomu zkrácená doba pro druhou uvedenou řadu válců je dána tak, aby u každého válce této druhé řady překrývala dělicí interval neboli přechodovou oblast mezi dobami přívodu pro jednotlivé stejnolehlé válce, postupně plněné stlačeným vzduchem. V tomto případě a podle dalšího, účinku vynálezu je tato zkrácená relativní doba rovna úhlu otočení klikového hřídele o přibližně 30- až 60°, neboli jedné dvanáctině až jedné šestině otáčky.

Je možno buď opatřit každou řadu válců jedním rozdělovačem, určeným pro zásobení nebo obsluhu všech rozjížděcích ventilů příslušné řady válců, tedy použít celkem dva

12 rozdělovače, anebo použít pouze jeden rozdělovač, zásobící nebo obsluhující všechny rozjížděcí ventily obou rad válců současně. V případě dvou rozdělovačů má otáčivý přepínač každého rozdělovače jen jedno· vybrání, odpovídající vstupním otvorům do· válců jedné řady. V případě společného rozdělovače má jeho přepínač dvě vybrání, a to jedno s větší a jedno· s menší obvodovou délkou.

Vynález je použitelný i pro případ, kdy se místo jednoho centrálního rozdělovače stlačeného vzduchu použije jednotlivých rozdělovačů na každý válec, například s posuvnými šoupátkovými ventily ovládanými vačkou. V tomto případě přináší vynález rovněž zlepšení, ačkoliv je méně výrazné a méně potřebné neboť zpoždění okamžiku uzavření nozjížděcích ventilů je· menší vzhledem k tomu, že kanálky spojující každý jednotlivý rozdělovač s odpovídajícím · rozjížděcírn ventilem jsou kratší. Použití centrálního rozdělovače je však výhodnější z důvodů úspornosti · (méně ústrojí a méně součástek) a z důvodů nedostatku místa pro vačky a tlačné prvky · u každého válce.

Technický · problém, který vynález řeší, je tedy · vyřešen velmi · jednoduchým· způsobem, přičemž je · umožněna úspornost výroby se současným zajištěním účinné a spolehlivé funkce.

Vynález je blíže vysvětlen na příkladech provedení, neomezujících jeho rozsah, v následujícím popise s odvoláním na připojené výkresy.

V těchto výkresech značí: obr. 1 čelní pohled noii otáčivý přepínač jediného centrálního · rozdělovače stlačeného vzduchu pro rozjíždění a vzduchové brzdění podle vynálezu, · určeného pro rozvádění vzduchu do dvou řad válců současně, ze strany dotykové těsnící plochy tohoto kotouče, přičemž doby otevření rozjížděcích- ventilů jsou ' pro jednu řadu válců, kde · tato doba má obvyklou hodnotu,, přibližně· 74,2° otočení vačkového hřídele, a pro druhou řadu válců se zkrácenou hoidnOtou přibližně· 19 ° otočení vačkového hřídele, obr. 2 podobný pohled na přidruženou plochu statoru výše uvedeného rozdělovače · pro případ dvanáctiválcového motoru s válci uspořádanými do tvaru písmene V ve dvou řadách po šesti válcích, proti které se přiloží přepínač znázorněný na obr. 7, · obr. 3 schematický půdorysný pohled zespodu na dvanáctiválcový motor s válci uspořádanými do tvaru písmene V ve dvou řadách po· šesti válcích, opatřených každý samostatným rozjížděcím ventilem, přičemž na obrázku je znázorněno rozvádění vzduchu do rozjížděcích ventilů jediným rozdělovačem, jehož těsnicí plochy rotoru a statoru jsou · obdobné, jak byly znázorněny na obr. 1 a 2, obr. 4 podobný pohled jako na předchozím. · obrázku, avšak znázorňující variantu provedení, podle které jsou všechny rozjížděcí ventily obou řad válců zásobeny ze· dvou rozdělovačů stlačeného vzduchu, při čemž doby otevření rozjížděcích ventilů levé řady válců · jsou normální a pro· pravou řadu válců zkrácené podle vynálezu, a přičemž těsnicí plocha rotoru každého rozdělovače obsahuje tedy jediné vybírání pro přívod stlačeného · vzduchu, jehož délka je upravena podle odpovídající doby otevření, obr. 5 grafické znázornění proměny zdvihů · (vynášených na svislou osu) jednotlivého rozjížděcího ventilu, a to zdvihu teoretického (plnou čarou) a zdvihu skutečného (čárkovaně), v v závislosti na· čase, tj. na odpovídajícím úhlu otočení klikového· hřídele (vynášeném na vodorovnou osu), pro rozjížděcí ventil se zkrácenou dobou otevření, ovládaný podle způsobu vynálezu a při použití zařízení podle vynálezu, obr. 6 diagram znázorňující aplikaci principu vynálezu na desetiválcový motor s válci uspořádanými do tvaru písmene· V ve dvou řadách po pěti válcích, kte-ré jsou každý opatřen jednotlivým rozjížděcím. ventilem, přičemž diagram znázorňuje jednak různé doby trvání příkazu otevření (vyjádřené ekvivalentními úhly otočení klikového hřídele, vynášenými na vodorovnou osu (pro· rozjížděcí ventily první a druhé řady válců, a jednak relativní polohy doby příkazu k otevření pro různé rozjížděcí ventily ve dvou řadách válců, a přičemž obr. 6a se vztahuje na případ rozjíždění, zatímco obr. 6b na případ brzdění s obrácením smyslu otáčení motoru · a opětným rozjížděním· v obráceném směru, obr. 7 (a a b) diagram podobný obr. 6, avšak aplikovaný na dvanáctiválcový motor s válci uspořádanými do tvaru · písmene · V ve dvou řadách po šesti válcích, obr. 8 dia;gram znázorňující · graficky závislost velikosti brzdného momentu (vynášeného· na svislou · osu) na úhlové rychlosti otáčení motoru (vyjádřené v · otáčkách za minutu a vynášené na vodorovnou osu) pro· případ brzdění pouze jednou řadou válců s dobou otevření buď obvyklou nebo zkrácenou (plné křivky), a pro případ brzdění oběma řadami válců současně způsobem podle vynálezu (čárkovaná křivka), obr. 9 tři vzájemně si odpovídající, nad sebou uspořádané diagramy, které znázorňují princip vynálezu a v nichž jednotlivé dílčí diagramy zniačí: diagram· 9a grafické znázornění změny tlaku (vynášeného na svislou osu) plynu v pracovní komoře s proměnlivým objemem· u jednoho válce motoru během střídavého vzestupného a sestupného zdvihu pístu v průběhu po sobě následujících diob komprese a expanze jeho pracovního cyklu mezi dvěma po· sobě následujícími mrtvými body, a to v oblasti okolo horního· mrtvého bodu, oddělujícího od sebe tyto dvě doby, v závislosti na poloze otočení klikového hřídele (vyjádřené ve stupních a vynášené na vodorovnou osu) pro· tři konkrétní případy tří různých případů použití rozjížděcího· ventilu tohoto válce, -diagram 9b grafické znázornění závislosti relativní

14 úhlové rychlosti otáčení (vynášené na svislou osu) klikového hřídele motoru, vztažené na plnou rychlost, na relativní úhlové poloze otočení (vynášené na vodorovnou osu) klikového- hřídele během po sobě následujících údobí vzduchového brzdění dvou řad válců současně způsobem podle vynálezu, s předchozí změnou vaček ovládajících rozdělování na obrácení smyslu otáčení a následný rozjezd do opačného směru, přičemž tenlto diagram ukazuje zpoždění doby otevření a uzaivření rozjížděních ventilů a určuje příznivé a nepříznivé Oblasti pro vzduchové brzdění v podstatě během jednoho pracovního cyklu válce motoru, alespoň částečně odpovídajícím diagramu 9a, diagram 9c grafické znázornění, odpovídající diagramům 9a, 9b, závislosti průběhu brzdicího momentu s jeho smyslem vyjádřeným znaménkem (vynášeným na svislou osu), vyvíjeného v odpovídající části výše uvedeného pracovního cyklu válce, na relativní úhlové poloze otočení (vynášené na vodorovnou osu) klikového hřídele, při znázornění příznivých a nepříznivých oblastí pro brzdění, obr. 10 diagramy srovnávající chování motoru při vzduchovém brzdění podle vynálezu se dvěma případy dle známého stavu techniky, používajícími brzdění buď jedinou řadou válců nebo dvěma řadami válců současně, ve kterém jed-nlotlivé dílčí diagramy značí: diagram 10a grafické znázornění závislosti relativní úhlové rychlosti otáčení klikového hřídele motoru, vztažené na jeho normální nebo jmenovitou pracovní rychliost (a vynášenou na svislou osu) na čase (vynášeném na vodorovnou osu), během údobí přirozeného zpomalování a vzduchového brzdění od okamžiku vydání příkazu „stůj” áž do- úplného zastavení mietoru, s předchozím přestavením vaček ovládajících rozdělování pro obrácení smyslu otáčení s ohledem n;a následující rozjezd v obráceném směru, a to ve třech výše uvedených případech, tj. podle vynálezu a ve dvou případech dle známého stavu techniky, diagram 10b grafické znázornění závislosti brzdicího momentu (vynášeného na svislou osu), vyvýjeného- při vzduchovém brzdění jedinou řadou válců s obvyklou dobou otevření jejích rozjížděcích ventilů, na čase (vynášeném na vodorovnou osu) v případě dle známého stavu techniky a podle vynálezu, diagram 10c grafické znázornění průběhu brzdicího momentu (vynášeného na svislou osu), vyvíjeného druhou řadou válců se zkrácenou dobou otevření rozjížděcích ventilů podle vynálezu na čase, diagram lOd grafické znázornění průběhu výsledného nebo součtového- brzdicího momentu (vynášeného na svislou osu), vyvíjeného současně oběma řadami válců, v závislosti na čase (vynášeném na vodorovnou osu), a to> v případě použití známého stavu techniky a v případě použití vynálezu.

Obr. 1 znázorňuje čelní pohled na leštěnou těsnicí dotykovou plochu otáčivého pře pínače 13 rozdělovače stlačeného vzduchu podle vynálezu, který je společný pro obě řady válců motoru a současně tyto řady zásobí stlačeným vzduchem. Jak je z obrázku patrno, má přepínač 13 tvar kruhového kotouče. Tečkované části -označují plné úseky těsnicí dotykové plochy přepínače 13, zatímco nevytečkované části označují prohloubené úseky nebo díry či vybrání vytvořená v této dotykové ploše. Přepínač 13 se -otáčí synchronizované s vačkovým hřídelem motoru pomocí souosého, otáčivého hřídele 14, spřaženého přímo nebo nepřímo s tímto vačkovým hřídelem. V přepínači 13 jsou na celou jeho· tlo-ušťku vytvořena dvě oblouková vybrání 15 a 16, mající každé měsíčkovitý tvar s protilehlými konci konkávně zakřivenými. Vybrání jsou zakřivena do soustředných oblouků s poloměry v podstatě rovnými poloměrům, na nichž leží ústí přívodních kanálků válců motoru, před kterými se vybrání 15 a 16 postupně otáčejí. Konkávní tvar výše uvedených konců každého vybrání 15 a 16 umožňuje snažší otevření nebo uzavření příslušného vstupního otvoru přívodního kanálku, když se vybrání před ním posouvá.

Vybrání 15, které je umístěno v radiálním směru uvnitř, je určeno pro zajišťování přívodu vzduchu do válců levé řady s dobou otevření průchodu stlačeného vzduchu v rozdělovači s normální hodnotou, tj. odpovídající úhlu otočení klikového hřídele o například 148° 27’ 12”, kdežto vybrání 16 umístěné v radiálním, směru vně vybrání 15 je určeno- к zásobení válců pravé řady se zkrácenou dobou otevření průchodu stlačeného vzduchu, odpovídající úhlu otočení klikového hřídele o. například 37 ⁰ 37 ’ 36”. To znamená, že střední -oblouk přívodu stlačeného vzduchu pro normální dobu otevření průchodu stlačeného vzduchu u válců levé řady, tvořený součtem střední křivkové délky vybrání 15 a vstupního otvoru ústí (jsou znázorněny na obr. 7 jako díry vyznačené čárkovaně) ve směru obvodu přepínače 13 odpovídá středovému úhlu 74° 13’ 36” (tj. úhlu otočení vačkového hřídele, rovnému polovině úhlu otočení klikového hřídele 148° 27’ 1.2”). Stejně tak střední obvodový oblouk průchodu stlačeného vzduchu do pravé řady válců se zkrácenou dobou průchodu otevření průchodu stlačeného vzduchu v rozdělovači odpovídá středovému úhlu 18° 48’ 38 ” (-tj. úhlu otočení klikového hřídele 37 ° 37’36 ”).

Pro názornost lze uvéist, že střední oblouk ve směru obvodu vnitřního vybrání 15 a šest příslušných vstupních otvorů do přívodních kanálků jednotlivých válců levé řady jsou, umístěny na kružnici o průměru 80 mm, kdežto radiálně vnější vybrání a příslušné vstupní otvory do válců pravé řady leží na kružnici o průměru 128 mm. Vnitřní minimální šířka vybrání 16 ve směru obvodu je přitom kupříkladu okolo 6 mm. Každý vstup214747

1В ní otvor pro přívod stlačeného vzduchu do válců má průměr kupříkladu 15 mm, který odpovídá šířce každého z obou vybrání 15 a 16 v radiálním směru.

Díry o průměru 15 -mm, znázorněné čárko·vaně na obr. 7, znázorňují relativní polohu odpovídajících vstupních otvorů 1 ’ až 12 ’ do přívodních kanálků válců v okamžiku začátku otevírání vybráním- 15 nebo 16 v jednom směru otáčení přepínače 13, nebo v okamžiku začátku zavírání v obráceném směru otáčení přepínače.

Místo středového úhlu 74° 13 ’ 36 ” (nebo přibližně 74,2- °) odpovídajícího době otevření radiálně -vnitřním vybráním, je též možno použít kupříkladu 64,2- ° nebo- přibližně 55 ° (odpovídající úhlům- otočení klikového hřídele- motoru přibližně 128,5 ° a přibližně 110 °), zatímco -místo úhlu 18° 48’ 38” (nebo přibližně 19 °) odpovídajícího době otevření radiálně vnějším vybráním 16 je možno též použít úhlové hodnoty například přibližně 30° nebo přibližně 20° (odpovídající úhlům otočení klikového hřídele o přibližně 60 ° a přibližně 40 °).

Výše uvedená čelní plocha přepínače 13 je kromě toho opatřena obloukovitým prohloubením 17 s plným dnem, které se otevírá do této čelní těsnicí plochy a je v -podstatě symetrické vzhledem k průměrové ose procházející středem -otáčení, tj. osou hřídele 14 a přepínače 13. Tato průměrová osa je rovněž společná osa -symetrie- vybírání 15 a 16. Toto prohloubení 17 je dimenzováno a tvarováno- tak, že když vstupní otvor pro přívod do válce jedné nebo druhé řady je spojen s radiálně vnitřním vybráním 15 nebo radiálně vnějším vybráním 16, pevné vstupní otvory do jedněch nebo druhých -válců, které mají být v poloze výfuku neboli vyprazdňování do volného ovzduší, jsou umístěny proti prohloubení 17. Přepínačem 13 kromě toho procházejí dva diametrálně protilehlé otvory 18, které slouží k úniku stlačeného vzduchu procházejícího mezi dotýkajícími se povrchy přepínače 13, neboli rotoru, a. pevného tělesa, neboli statoru rozdělovače, a k vyrovnávání flaků vzduchu vyvíjených na Dbě osově protilehlé plochy přepínače 13.

Obr. 2 znázorňuje přidruženou čelní plochu statoru 19 rozdělovače, o kterou se má přepínač 13 těsně opírat. Tato čelní plocha sitaltoou je rovněž leštěná, a do této -plochy vyúsťuje všech dvanáct vstupních otvorů (1’ až 12.’] přívodních kanálků do jednotlivých válců obou řad po šesti válcích. Tyto vstupní otvory- mají konstantní průměr kupříkladu 15 mm. Levé řadě šesti válců 1 až 6 .odpovídají vstupní otvory 1' až 6', jejichž středy jsou stejnoměrně rozmístněny -se stejnými úhlovými roztečemi na -radiálně vnitřní kružnici o průměru 80 mm, který je stejný, jako má kružnice, na níž leží radiálně vnitřní vybrání 15 v přepínači 13. Stejně tak leží šest vstupních otvorů 7' až 12' šesti válců 7 -až 12 -pravé řady se stejnými úhlovými roztečemi na radiální vnější kružnici s prů měrem 128- mm, rovným průměru kružnice, na níž leží radiálně vnější vybrání 16 v přepínači 13.

V každé z těchto dvou kruhových řad šesti vstupních otvorů jsou jednotlivé otvory neboli ústí uspořádány ve sledu zapalování odpovídajících válců (ve -směru otáčení hodinových -ručiček], -takže v radiálně vnitřní řadě jednotlivé vstupní otvory následují v pořadí l’-2’-4’-6’-5’-3’, kdežto v radiálně vnější řadě vstupních otvorů následují v pořadí 7’-8’-10’-12’-1-Г-9’ v uvedeném - směru otáčení. Ve -statoru 19· jsou kromě toho vytvořeny tři otvory 20 stejného průměru, umístěné svými středy na kružnici o - průměru kupříkladu 50 mm, odpovídajícímu průměru kružnice procházející středy dvou zářezů 21, vybíhajících radiálně směrem dovnitř z prohloubení 17 v otáčivém přepínači 13. Uvedené otvory 20 v pevném tělese 19 rozdělovače jsou v trvalém spojení s -okolním volným -ovzduším a umožňují únik neboli -vyprázdnění stlačeného vzduchu z příslušných válců - pomocí vyprazdňov-acího přepínače 17 na otáčivém přepínači 13.

Obr. 3 znázorňuje použití -otáčivého rozdělovače podle obr. 1 a 2 pro zásobení rozjížděcích ventilů -motoru 22 se dvanácti válci uspořádanými do tvaru písmene V ve dvou řadách po šesti válcích, označené jako válce 1 až 6 pro levou řadu a válce- 7 až 12 pro pravou řadu. Z obrázku je- patrné, -že radiálně vnitřní vybrání 15 s normální dobou otevření zásobí levou řadu válců 1 až 6, kdežto radiálně- vnější vybírání 16 zásobí pravou řadu -válců 7 až 12.

Obr. 4- ukazuje použití dvou samostatných rozdělovačů, z nichž každý má jeden přepínač, a to- přepínač 13’, 13”, určené každý pro zásobení jednotlivých řad válců motoru 22, přičemž každý -se otáčí pomocí odpovídajícího vačkového hřídele příslušné řady válců. V tomto případě může mít otáčivý přepínač každého^ rozdělovače menší průměr než v případě -obr. 9 a má pouze- jediné vybrání pro průchod -stlačeného vzduchu. Otáčivý přepínač 13’ rozdělovače zásobícího levou řadu válců je opatřen pouze dlouhým vybíráním 15, odpovídajícím -normálně době otevření, rovné kupříkladu - úhlu otočení klikového hřídele o 148,5 °, kdežto- otáčivý přepínač 13” rozdělovače zásobícího pravou řadu válců má v sobě -pouze- krátké -vybrání 16, odpovídající zkrácené době průchodu stlačeného -vzduchu, rovné úhlu -otočení klikového hřídele motoru 22 například o přibližně 38°. Stator každého rozdělovače má tedy póze jedinou kruhovou řadu šesti pevných vstupních -otvorů.

Alternativně je možno místo krátkého vybrání v -těsnicí ploše rotoru, pohybující se před kruhovými -shodnými o-t-vory v pevné těsnící ploše statoru rozdělovače v rámci, rozsahu vynálezu vytvořit v otáčivé těsnicí ploše otvor o normální velikosti a nahradit shodné kruhové otvory v pevné ploše sta214747 toru otvory o, různých křivkových délkách ve směru obvodu, proměnlivých v závislosti na vzdálenosti příslušných válců od rozdělovače. Tato proměnlivá ústí přívodů к jednotlivým válcům tedy mohou mít tvar obloukovitých vybrání nebo měsíčků, která jsou tím menší (tj. mají střední oblouk ve směru obvodu tím kratší), čím jsou odpovídající válce vzdálenější. S takovými relativně krátkými ústími se získají proměnlivé teoretické doby otevření.

Obr. 5 znázorňuje účinek zkrácené doby otevření rozjížděcího- ventilu podle vynálezu v případě vzduchového brzdění. Plná křivka znázorňuje průběh teoretického nebo· ideálního zdvihu S rozjížděcího ventilu na základě hypotézy, že nedochází к žádnému zpoždění při ipřenosu pneumatických signálů, vyvolávajících otevření nebo uzavření, mezi rozdělovačem: stlačeného vzduchu a příslušným. rozjížděcím ventilem, to znamená, že signály jsou přenášeny okamžitě. Plná křivka tedy odpovídá celkové době otevření nebo průchodu stlačeného vzduchu v rozdělovači.

Čárkovaná křivka na obr. 5 znázorňuje skutečný průběh pohybu zdvihu rozjížděcího ventilu, při kterém! se bere v úvahu zpoždění při přenosu, přičemž průběh této křivky se mění jednak v závislosti na době otevření nebo průchodu stlačeného vzduchu v rozdělovači a jednak v závislosti na rychlosti otálení motoru. Znázorněný příklad provedení se vztahuje na případ zkrácené doby otevření v rozdělovači, odpovídající úhlu otočení klikového hřídele AM o přibližně 60° a pro okamžitou rychlost otáčení motoru například 24 °/o, takže skutečný okamžik začátku zavírání S’_f rozjížděcího ventilu se v podstatě shoduje s okamžikem průchodu pístu příslušného válce svým horním mrtvým bodem PMH.

Na obou křivkách vyjadřují vodorovné úseky plné otevření rozjížděcího· ventilu a je tak zřejmé, že zpoždění okamžiku otevírání je relativně malé, například 8 ° mezi plným teoretickým otevřením S_o (v rozdělovači) a skutečným otevřením S’_o v rozjížděcím ventilu, kdežto zpoždění okamžiku otevření je poměrně značné, například 70° (příkaz byl vydán 70° před horním mrtvým bodem PMH) mezi okamžikem S_ř teoretického uzavření v rozdělovači a okamžikem S’_f skutečného uzavření rozjížděcího ventilu.

Bylo již řečeno, že ve známých rozdělovačích odpovídá obvyklá doba otevření v rozdělovači úhlu otočení klikového hřídele 148,5 ° v případě motoru s alespoň deíseti válci uspořádanými do tvaru V. Tuto dobu otevření je možno zkrátit o nejméně 20°, takže na jedné řadě válců se mění ze 148,5 ⁰ na 128,5 °, například na levé řadě válců, upravené pro optimální rozjíždění způsobem podle vynálezu, a použít pro druhou řadu válců, tj. praivou řadu, upravenou pro optimální brzdění podle vynálezu, krátkou dobou otevření, a ito přes to, že v levé řadě válců dochází v důsledku zkrácení doby otevření každého rozjížděcího ventilu v -rozdělovači na 128,5 ° ke vzniku mrtvého údobí nebo intervalu mezi po sobě následujícími údobími otevření rozjížděcích ventilů dvou válců této řady, postupně za sebo-u plněných stlačeným vzduchem v pořadí sledu jejich zapalování, který odděluje od sebe okamžik uzavření rozjížděcího- ventilu jednoho válce a okamžik otevření rozjížděcího ventilu dalšího válce, plněného- stlačeným vzduchem v pořadí zapalování válců.

Tato možnost se vysvětluje itím, ze přes krátkost doby trvání otevření rozjížděcích ventilů pravé řady válců překrývá každá doba otevření interval nebo mrtvo-u dobu stejnolehlého- válce levé řady, takže nedochází к žádnému přerušení nebo -ne-spojitosti ve výsledném rozjížděcím nebo brzdicím momentu motoru, který se proto získává jako spojitý. Tato možnost však nastává pouze za podmínky, že doba otevření každého, rozjížděcího- ventilu pravé řady válců je optimálně upravena tak, aby při brzdění se rovnala úhlu otočení klikového· hřídele přibližně 60°, což není dokonale optimální pro brzdění, a za podmínky, že každý válec z této prvé řady je opatřen rozjížděcím ventilem, aby se využilo relativní úhlo-vé nebo časové polohy doby otevření každého rozjížděcíh-o ventilu pravé řady válců vzhledem к úhlové poloze horního mrtvého bodu pístu příslušného válce. Tato relativní poloha je velmi výhodná v důsledku příznivých okolností zajišťujících optimální účinnost během vzduchového rozjíždění nebo brzdění.

Obr. 6 znázorňuje sled dob otevření rozjížděcích ventilů na dvou řadách válců desetiváicového motoru s válci uspořádanými do tvaru písmene V ve dvou řadách po pěti válcích, označených ve sledu jejich zapalování jako- válce 1-2-3-4-5 pro levou řadu G a válce 6-7-8-9-10 pro pravou řadu D. Podle vynálezu je doba otevření rozjížděcích ventilů válců 1-2-3-4-5 řady G optimálně nastavena na rozjíždění, zatímco doba otevření rozjížděcích ventilů válců 6-7-8-9-10 řady D optimálně nastavena na brzdění.

Na obr. 6a jsou na první vodorovné stupnici AC znázorněny po sobě následující úhlové polohy (vyjádřené v šedesátinných stupních) mrtvých bodů zdvihu pístu prvního válce 1, levé řady válců, a to horní mrtvý bod PMHi a dolní mrtvý bod PMBi. Tyto polohy j-sou dány odpovídajícími úhlovými polohaimi vačkového hřídele. Na druhé stupnici AM jsou vyznačeny po- sobě následující úhlové polohy (rovněž vyjádřené v šedesátinných stupních) mrtvých bodů zdvihu stejného pístu, avšak vyjádřené odpovídajícími úhlovými polohami klikového hřídele motoru. Jelikož motor má čtyřdo-bý pracovní cyklus, činí každá úhlová hodnota, znázorněná na první stupnici AC, odpovídající úhlové hodnoty na druhé stupnici AM, vztahující se na klikový hřídel. Opačně řečeno, jsou hod214747 nOjty na druhé stupnici dvojnásobkem stejnolehlých hodnot první stupnice.

Obr. 6a se týká vzduchového rozjíždění. Jak je vyznačeno· ve výkresu, je doiba otevření v rozdělovači, tj. relativní doba trvání průchodu vzduchu rozdělovačem, pro každý rozjížděcí ventil levé řady válců 1 až 5 rovna úhlu otočení klikového hřídele z úhlové polohy horního mrtvého bodu zdvihu pístu odpovídajícího válce o přibližně 128,5 °, nebo úhlu otočení vačkového hřídele o 128,5 °: : 2, tj. o 64,2 °.

Jelikož ústí přívodních kanálků, zásobících rozjížděcí ventily pěti válců stejné řady, jsou ve statoru rozdělovače rozmístěna po obvodě kruhu s úhlovými roztečemi 360/5 = 72°, je interval mrtvé doby, oddělující okamžik ko-nce této doby průchodu stlačeného vzduchu rozdělovačem na začátku doby bezprostředně následující pro další válec v pořadí jejich zapalování roven úhlu otočení vačkového hřídele odpovídajícího· stupnici AC přibližně 72⁰ — 64,2 ^э = 7,8 °, tj. 7,8 ⁰ X 2 == 15,6 ° pro klikový hřídel odpovídající stupnici AM.

Na obr. 6a jsou horní mrtvé body, odpovídající každému válci levé řady, o-značené vztahovou značkou PHM s číselným indexem, odpovídajícím označení příslušného válce.

Pro řadu válců 6 až 10 jsou relativní polohy doby otevření v rozdělovači časově posunuty pro odpovídající ventily o určitý úhel směrem doleva, takže každá z těchto dob (například doba pro rozjížděcí ventil válce 7) překrývá výše uvedený interval mrtvé doby mezi dvěma odpovídajícími dobami otevření ro-zjížděcích ventilů válců 1 a 2 druhé nebo levé řady válců 6. Uvedená doba otevření je pro každý rozjížděcí ventil pravé rady válců rovna úhlu otočení klikového hřídele o přibližně 60 °, a to z místa přibližně 5 ° za úhlovou polohou mrtvého bodu pístu příslušného· válce, takže leží mezi -(-5 ° a 65 ° a tato doba tedy odpovídá úhlu otočení vačkového hřídele 60 °/2 = 30 °. Interval mrtvé doby, oddělující každý okamžik konce jedné doby otevření od začátku doby otevření bezprostředně následující, je tak roven úhlu otočení vačkového hřídele o 72 ° — 3'0° = 42 ^l0, tj. 42 X 2 = 84 ° pro klikový hřídel.

Z uvedeného je zřejmé, že relativní poloha v úhlu nebo· v čase každé doby průchodu stlačeného vzduchu je pro válce 6 až 10 pravé řady D velmi účinná pro rozjíždění, neboť okamžik začátku každé doby otevření se umísťuje poněkud za horní mrtvý bod zdvihu pístu příslušného válce.

Obr. 6b se týká obrácení směru chodu motoru vzduchovým brzděním, vedoucím až к zastavení motoru а к následnému opětovnému rozjíždění v opačném směru. Pro takový úkon je zapotřebí provést nejprve záměnu vaček, zajišťujících hlavní ovládání válců (tj. ovládání přívodních a výfukových ventilů), a to osovým nebo· podélným posunem každého vačkového hřídele (nesoucího д'Ф vačky pro chod vpřed a vačky pro chod vzad) vhodným směrem. Tímto posunem se jedny vačky uvedou do· činné polohy, zatímco druhé jsou vyřazeny z činnosti a naopak.

V případě rozdělovače stlačeného ovládacího vzduchu, opatřeného jediným přívodem vzduchu, je rovněž zapotřebí nejprve otočit přepínač každého rozdělovače stlačeného vzduchu o vhodný úhel potřebný pro uvedení jeho obloukového vybrání do vhodné relativní úhlové polohy, zajišťující umístění tohoto· vybrání proti vstupnímu otvoru do přívodního kanálku válce, jehož píst se nachází v blízkosti svého horního mrtvého bodu s takovou úhlovou orientací příslušné ojnice, že je připraven začínat sestupný hnací zdvih v opačném směru pohybu. Ve známých systémech je toto předchozí otočení kotoučového přepínače rozdělovače -obvykle ovládáno· drážkovaným hřídelem s drážkami ve tvaru šrobovice, vytvářející určitý druh šroubu, zabírajícího do závitu pevně spojeného s vačkovým hřídelem pohánějícím kotouč. Tento· drážkovaný hřídel se osově posouvá ve svém podélném směru vačkovým hřídelem při jeho výše uvedeném esovém přesunu. Přítomností šroubovicovitého drážkování vyvolává tento· osový posun otáčení drážkovaného· hřídele a tím i kotoučového přepínače rozdělovače o potřebný úhel v požadovaném smyslu oitáčieiní.

V daném případě se předpokládá, že otáčivý přepínač rozdělovače se úhlově posouvá v průběhu záměny vaček změnou polohy vačkového hřídele při obracení směru chodu o· přibližně 128,5 °. To má za následek, že v případě vzduchového brzdění (při čtení obr. 6b zleva doprava) se umístí okamžik začátku každé doby (128,5 ° úhlu otočení klikového hřídele) otevření rozjížděcích ventilu levé řady G válců 1 až 5 do polohy 0 ° — 128,5 — 128,5 °, tj. 128,5 ° před horní mrtvý bod pístu odpovídajícího válce, zatímco okamžik konce této doby se shoduje s úhlovou polohou tohoto horního mrtvého bodu. U válců 6 až 10 pravé řady D se umístí okamžik začátku každé výše uvedené doby otevření do polohy -|-5 ⁰ — 128,5 ° = —123,5 stupňů úhlu otočení klikového hřídele a okamžik konce do polohy -|-65 ° — 128,5 ° = = —63,5 ° úhlu otočení klikového hřídele, takže každá doba otevření začíná 123,5 ° a končí 63,5 ° před úhlovou polohou horního· mrtvého bodu pístu příslušného válce.

Skutečnost, že každá doba otevření začíná velmi brzo před odpovídajícím horním mrtvým bodem, je velmi příznivá, neboť dovoluje účinné pneumatické brzdění motoru. Jakmile byl motor takto· zastaven, rozjíždí se opačnými směrem podle schémiatu na Obr. 6b, který však musí být čten v opačném smyslu než dosud, tj. zprava doleva.

Obr. 7 je podobný obr. 6, avšak týká se použití dvanáctiválcového motoru s válci uspořádanými do tvaru písmene V, označenými jako· válce 1 až 6 pro levou řadu G, optimálně nastavenou na rozjíždění, a válce 7 až 12 pro pravou radu D, optimálně nastavenou pro brzdění. Jako v předchozím případě desetiválcového motoru jsou všechny válce dvanáctiválcového motoru opatřeny rozjížděcími ventily. Skutečnost, že v desetiyálcovém nebo dvanáctiválcovém motoru s válci uspořádanými do tvaru písmene V jsou všechny válce obou řad opatřeny po jednom rozjížděcím ventilu se vysvětluje potřebou vyhnout se jakémukoli přerušení mezi po- sobě následujícími dobami přívodu stlačeného vzduchu do různých válců stejné řady ve sledu jejich zapalování. I v případě, že by takové intervaly mrtvé doby neexistovaly, je cílem· tohoto opatření vyloučit nedostatečné nebo příliš krátké překrývání ,(z hlediska správné funkce) po sobě následujících dob ctevření v rozdělovači.

Jako v příkladě na předchozím obrázku, vztahuje se diagram 7 na vzduchové rozjíždění a obr. 7b na obrácení směru chodu motoru s předchozím vzduchovým brzděním. Stejně tak tyto diagramy znázorňující délky a relativní polohy dob otevření v rozdělovači pro levou řadu válců, které jsou rovny hodnotám z obr. 6. Také pro levou řadu G válců 1 až 6 má každá doba průchodu vzduchu v rozdělovači trvání odpovídající úhlové délce 128,5 ° počínaje úhlovou polohou horního mrtvého bodu pístu odpovídajícího válce, a zasahuje za tento horní mrtvý bod pro rozjíždění a před něj pro brzdění. Pro pravou řadu D válců 7 až 12 má každá doba otevření neboli průchodu stlačeného vzduchu rozdělovačem trvání rovné úhlové délce 60°, ležící v rozmezí od +5° do +65° po příslušném horním mrtvém bodu v případě rozjíždění a od —123,5° do 63,5° před příslušným horním mrtvým bodem pro brzdění a rozjíždění v opačném směru.

Z uvedeného je zřejmé, že po sobě následující uvedené doby otevření se u řady válců 1 až 6 vzájemně překrývají o· pevnou úhlovou hodnotu. Jelikož ústí kanálků zásobící příslušné ro-zjížděcí ventily šesti válců stejné řady jsou stejnoměrně rozmístěny ve statoru rozdělovače po obvodě kruhu se stejnou roztečí, tj. 360 °/6 = 60°, každé výše uvedené překrytí je rovno 60° — 64,2° = ——4,2 úhlu otočení vačkového hřídele nebo —4,2 ° X 2 = —8,4 ° úhlu otočení klikového hřídele. Pro válce 7 až 12 pravé řady D válců činí konstantní interval mrtvé doby po sobě následujícími dobami otevření 60° — — 30 ° — 30 ° úhlu otočení vačkového hřídele nebo 30° X 2 = 60° úhlu otočení klikového hřídele (poněvadž doba, za kterou se klikový hřídel otočí o 60 ⁰ odpovídá otočení vačkového hřídele o 30 °).

V příkladě podle obr. 7 se samozřejmě též předpokládá, že pro obrácení směru chodu motoru se otáčivý přepínač rozdělovače úhlově pootočí při záměně vaček změnou relativní polohy vačkového hřídele vhodným směrem o přibližně 128,5 V důsledku vzájemného překrývání po sobě následujících dob plnění válců 1 až 6 levé řady G je možno ještě více zkrátit odpovídající zkrácené doby plnění válců 7 až 12 pravé řady D tím, že se pro< tuto řadu zvolí úhel otočení klikového hřídele 40° (místo 60° = 65° — 5° pro příklad pódle ohr. 7). V tomto· případě bude každá zkrácená doba otevření pro válce pravé řady D ležet kupříkladu v rozmezí od -J-.25 ° do +65 ° po úhlové poloze odpovídajícího horního mrtvého bodu při rozjždění a <cd -103,,5° do —63,5° před uvedenou polohou horního mrtvého bodu pro obrácení smyslu chodu s předchozím vzduchovým. brzděním.

Jestliže je v levé řadě válců požadováno místo použití doby otevření v rozdělovači zkrácené na 128,5 °, jak je tomu v případech obr. 6 a 7, zachovat normální délku otevření, rovnou úhlu otočení klikového hřídele o 148,5°, (přičemž tato doba začíná například ρο< otočení klikového hřídele o 10 ° před úhlovou polohou odpovídajícího¹ horního- mrtvého bodu), určuje se při rozjíždění zkrácená hodnota doby otevření v rozdělovači pro válce pravé řady D výhradně podle konstrukčních požadavků a její minimální hodnota se tedy rovná úhlu otočení klikového hřídele o přibližně 40 °.

V tomto· případě pro· deseti nebo dvanáctiválcový motor s uspořádáním válců do tvaru písmene V bude při rozjíždění každá doba otevření v rozdělovači ležet pro levou řadu válců v rozmezí cd —10° (před horním mrtvým bodem) do 138,5°) po horním mrtvém bodu) pro pravou řadu válců, kdežto pro obracení chodu motoru s předchozím vzduchovým brzděním budou tyto hodnoty pro levou řadu válců G v rozmezí od —10° — — 128,5° = —138,5° (před horním mrtvým bodem) do +138,5° — 128,5° = 10° (po horním mrtvém bodu) a pro pravou řadu D od +15° — 128,5° = —113,5 do¹ +55° — — 128,5° = —73,5° (před horním mrtvým bodem), při předpokladu, že pro obrácení smyslu otáčení motoru dojde к pootočení otáčivého kotouče rozdělovače opět o· 128,5 stupně.

V případě dvanáctiválcového motoru může každá doba otevření v rozdělovači zkrácená na 40° ležet též v rozmezí od +5 ° do- +45 ° (po horním mrtvém bodu) při rozjíždění a od —123,5 ° do —83í,5 ⁰ (před horním mrtvým bodem) při brzdění.

V případě výše uvedených příkladů, vztahujících se na motory s deseti nebo dvanáctiválci uspořádanými do tvaru písmene V dokázaly experimentální práce a pokusy, že spotřeba vzduchu se zvětšuje pouze v případě, kdy doby otevření v rozdělovači •měly pro rozjížděcí ventily obou řad válců obvyklé hodnoty a byly stejné.

V případě čtrnácti-, šestnácti- nebo osmnáctiválco-vého motoru s válci uspořádanými do tvaru písmene V stačí pro zajištění pneumatické rozjíždění motoru pouze jediná řada válců, například levá řada válců, takže druhá, tj. pravá řada válců je optimálně nastavena na vzduchové brzdění, přičemž válce .nejvzdálenější od rozdělovače stlačeného vzduchu jsou eventuálně bez rozjížděcích ventilů (jelikož jejich přívodní potrubí je příliš dlouhé, což je nepříznivé při brzdění vzhledem ke vzrůstu zpoždění okamžiku uzavírání ventilů). Kromě toho může být zkrácená doba otevření v rozdělovači u rozjížděcích ventilů této pravé řady válců, optimálně nastavené na brzdění, zmenšena na hodnotu odpovídající úhlu otočení hřídele O přibližně 40 °, neboť je stále ještě zajištěno doistatečně vzájemné překrývání mezi dobami otevření obou řad válců.

Obr. 8 ilustruje výhody a technický pokrok přinášený vynálezem na případě vzduchového brzdění motoru z rychlosti otáčení ckolo 400 ot/imin. až do jeho úplného zastavení. Obrázek ukazuje závislost velikosti brzdicího momentu C_f na okamžité rychlosti N otáčení motoru. Plná křivka A se vztahuje na vzduchové brzdění motoru jedinou řadou válců, například levou řadou válců, zásobenou vzduchem pomocí rozdělovače, který zajišťuje normální dobu trvání přívodu nebo průchodu vzduchu rozdělovačem rovnou úhlu citočení klikového hřídele motoru o například 148,5 °. V okamžiku, kdy se zastaví vstřikování paliva do motoru, točí se motor při svém normálním režimu, například při rychlosti otáčení 500 ot/min., a od okamžiku otevření hlavního- spouštěcího ventilu, tj. ord začátku doby vzduchového brzdění pomocí stlačeného vzduchu, obdržuje motor brzdící moment, který plynule klesá s postupným zpomalováním rychlosti otáčení motoru, až klesne na nulu při rychlosti otáčení N2 nižší než je normální provozní rychlost otáčení, nebo· eventuálně obrátí svůj smysl, takže se stane záporným (tj. vytváří práci, udělující motciru zrychlení v pásmu vymezovaném osou x a úsekem křivky A ležícím po-d ní). Tím, že obrátí svůj smysl, stává se tak brzdící moment akceleračním momentem, schopným případně znovu hnát motor do směru otáčení, ze kterého moto-r má být brzděn. Tenito jev může ještě být posílen, když má motor mnoho válců a tedy i dlouhá potrubní vedení, spojující rozdělovač stlačeného vzduchu s jednotlivými rozjížděcími ventily na válcích. Vzniklé zpoždění pak způsobuje, že vnášený moment vyvolává místo* brzdícího účinku hnací účinek.

Jestliže nedojde к opětnému rozjezdu motoru do původního* směru, motor se dále zpomaluje a záporný brzdicí moment po dosažení maximální hodnoty (tj. absolutní hodnio»ty) v nejnilžším bodě křivky znclvu klesá, až dosáhne nulové hodnoty při rychlosti otáčení N1 (nižší než je rychlost otáčení N2). Po té znovu změní smysl a stane se kladným, načež začíná opět vzrůstat se vzrůstajícím brzdicím účinkem na otáčení motoru.

Křivka В diagramu na obr. 8 vyjadřuje případ, kdy vzduchové brzdění je dosahováno pouze jedinou řadou válců, například pravou řadou válců, zásobenou stlačeným vzduchem z otáčivého rozdělovače, u níž doba otevření neboli doba průchodu stlačeného vzduchu rozdělovačem* je krátká nebo zkrácená podle vynálezu a odpovídá například úhlu otočení klikového- hřídele o přibližně 40° nebo 60 °. Zjišťuje se, že získaný moment je vždy brzdicí čili kladný a že na začátku doby brzdění (tj. při rychlosti otáčení motoru přibližně 400 ot/mřn.) je brzdicí moment vyšší než moment obdržený při normální délce doby otevření podle křivky A. S postupujícím zpomalováním motoru tento brzdicí moment klesá (podle křivky B), a to* plynule a v zásadě stejnoměrně.

Čárkovaná křivka C vyjadřuje součtový účinek, tj. výsledný brzdicí moment vyplývající ze sc-učtu samostatných brzdicích momentů získávaných současně oběma řadami válců podle křivky A a B. Tento výsledný moment je vždy kladný a tedy brzdící, a je po většinu období brzdění vyšší než kterýkoli z obou výše uvedených brzdicích momentů, jsou-li posuzovány samostatně.

Obr. 9 znázorňuje graficky závislost tlaku P v komoře s proměnlivým objemem válce motoru na okamžité úhlové poloze otáčení klikového hřídele v podstatě mezi dvěma po sobě následujícími dolními mrtvými body PMB zdvihu pílstu, tj. během dvou po sobě jdoucích dob komprese (vzestupný zdvih) a expanze (sestupný zdvih) pracovního cyklu motoru. Počátek souřadnic vodorovné osy [odpovídající nulové hodnotě úhlu otáčení klikového hřídele) byl záměrně zvolen jako v podstatě shodující se se začátkem doby otevření nebo průchodu stlačeného vzduchu v rozdělovači, zásobícím jednotlivé rozjížděcí ventily válce. Během alespoň větší části uvažované a znázorněné doby pracovního cyklu jsou oba rozdělovači ventily (přívodní a výfuko-vý) uzavřeny.

Plná křivka ai odpovídá případu, kdy rozjížděcí ventil zůstává stále uzavřený v průběhu uvažované a znázorněné doby pracovního cyklu motoru (tedy bez vlstřiku paliva a bez přívodu stlačeného vzduchu). Tato křivka má zvonovitý průběh, a její vrchol leží v horním mrtvém bodě zdvihu pístu, takže jinými slovy během uvažované doby tlak ve válci roste až po* didsažeiní maximální hodnoty v tomto miritivém bodě a poí té znovu klesá.

Vodorovná čárkovaná přímka s ypsilonovou souřadnicí P_a odpovídá hlavnímu spouštěcímu tlaku vzduchu, který je normálně к dispozici, a který se může měnit například mezi nejvyšší hodnotou okolo 3 MPa a nejnižší hodnotou okolo· 0,8 MPa.

Cerchovaná křivka аг se vztahuje na případ, kdy se rozjížděcí ventil od začátku výše uvedené doby pracovního cyklu válce otevírá (tj. alespo-ň od počátku vodorovné osy, kdy úhlová poloha klikového hřídele je 0°) a zavírá se v bodě Fi, tj. v průsečíku vodorovné přímky P_a s křivkou аг. Je patrné, že na začátku je tlak vzduchu . ve válci (bez vstřikování paliva) vyšší než .odpovídající tlak v předchozím případě (křivka ai), avšak nižší, než je· -spouštěcí tlak stlačeného vzduchu P_a, který je k dispozici, takže stlačený vzduch vniká do válce během vzestupného zdvihu pístu, čímž začíná jeho vzducholvé brzdění. Tlak ve válci potom běihieimi kompresního zdvihu pístu stoupá, a rozjížděcí ventil se zavírá v okamžiku, kdy tlak vzduchu dosáhne hodnoty Pa. Po jeho uzavření tlak stoupá dále, až dosáhne maximální hodnoty kupříkladu 10 MPa v horním mrtvém bodě zdvihu pístu. Potom, začíná klesat.

Předpokládá-li se, že doba otevření v rozdělovači má zmenšenou hodnotu -podle vynálezu, a že rozjíždění ventil -se zavírá při poměrně nízké -rychlosti otáčení motoru (tj. chvílí před jeho- zastavením pro maximální snížení zpoždění -okamžiku zavření), nachází se při zastavení motoru píst alespoň jednoho válce u horního mrtvého bodu svého zdvihu a před tímto bodem a vytváří - tak poměrně značné stlačení vzduchu. Tato- okolnost příznivě působí na opětný rozjezd motoru v opačném smyslu otáčení expanzí tohoto stlačeného vzduchu, který je- pod - vysokým tlakem- (například 10 MPa).

Vykonaná práce je rovna plošnému obsahu plochy vymezovaná křivkou a vodorovnou osou. Přitom část této plochy, ležící -vlevo» od -svislice vedené horním mrtvým bodem PMH, odpovídá brzdící práci, zatímco část této plachy vpravo od uvedené svislice představuje akcelerační práci. Výsledná práce, vykonaná během této doby, je rovna algebraickému součtu těchto dvou částí umístěných po -obou stranách svislice vedené souřadnicí horního- mrtvého bodu PMH. Tato výsledná práce může být akcelerační zejména tehdy, kdy vzduchové brzdění začíná poněkud později, nebo- když -se rozjíždění ventil zavře příliš brzy, což však nemá -vážné důsledky, -neboť vzduchové brzdění je zajišťováno druhou řadou válců a při malé rychlosti je -to mimoto příznivé pro následující rozjezd motoru do opačného smyslu otáčení, jak -bylo právě - uvedeno. Je třeba si povšimnout toho, že tlak stlačeného- vzduchu, -který je k dispozici, je obecně nižší, než -nejvyšší kompresní tlak vyvíjený při normální funkci.

Čárkovaná křivka a3 odpovídá případu, kdy -se rozjížděcí ventil zavírá v bodě Fž, kdy tlak ve válci znovu dosáhne hodnoty Pa při sestupném zdvihu pístu hlavního hnacího tlaku stlačeného· vzduchu, který je k . dispozici. Je zřejmé, že od chvíle, kdy kompresní tlak ve válci přesáhne hodnotu P_a, je směr proudění stlačeného vzduchu obrácený, takže píst žene stlačený vzduch do -přívodního kanálku stlačeného vzduchu otevřeným rozjížděním ventilem. To má za následek, že okamžitý tlak -dosahovaný v -každém bodě křivky as během vzestupného zdvihu pístu je nižší než odpovídající -tlak na křivce- a2 vzhledem^ -k tomuto- obratu -směru proudění stlačeného* vzduchu, a nejvyšší hodnota tlaku se dosahuje poněkud dříve, než píst dosáhne svého horního mrtvého bodu.

Tato nejvyšší hodnota tlaku na křivce a3 je přitom nižší než odpovídající nejvyšší hodnota křivky teoretického tlaku ai, takže křivka as protíná křivku a2, a sestupná neboli pravá větev křivky a3 je tak níže než odpovídající větev křivky ai. Stejně tak je z -obrázku patrno, že pokud tlak ve válci zůstává vyšší než je tlak stlačeného vzduchu P_a, který je k dispozici (část křivky as ležící nad vodorovnou - přímkou s ypsilonovou souřadnicí P_a), -vzniká pracovní účinek vzduchového brzdění a průsečík F2 křivky as s vodorovnou přímkou Pa představuje mezní okamžik, ve -kterém- se rozjížděcíventil musí zavřít, aby se zabránilo tomu, že stlačený vzduch bude znovu vstupovat do válce během sestupného zdvihu pístu (od okamžiku, kdy tlak ve válci poklesl pod ihodnotu Pa) a bude zrychlovat motor, místo aby ho brzdil.

V případě pozdějšího uzavření rozjížděcího- ventilu, tj. za bodem F2, čili pod vodorovnou -přímkou - s ypsilonovou souřadnicí Pa, bude odpovídající větev křivky rozšířena nebo posunuta směrem doprava a zvětší se tak -část plochy vymezované vodorovnou souřadnicovou osou a -svislicí vedené horním mrtvým bodem, což vysvětluje výsledný akcelerační efekt takto získané práce. Zavře-li se -naproti -tomu rozjížděcí ventil před bodem F2 na části křivky as ležící nad vodorovnou přímkou -se souřadnicí P_a, tj. -při tlaku vyšším než je tlak Pa, bude větev křivky za bodem- uzavření rozjížděcího ventilu posunuta směrem nahoru a doprava, a zvýší -se tak jednak nejvyšší -dosahovaný tlak ve válci a jednak -se zvětší část plochy ležící vpravo- od svislice -vedení horním mrtvým bodem- PMH, z čehož vyplývá odpovídající přírůstek akcelerační práce -a tedy zmenšení brzdicího účinku. Optimální okamžik uzavření rozjížděcího ventilu odpovídá tedy bodu F2, kdy se také dosahuje nejvyšší hodnoty brzdicího¹ momentu, jak bude ukázáno dále.

V předchozím popisu, stejně jako i v -následujícím, se předpokládá, -že před začátkem vzduchového brzdění motoru, otáčejícího -se -směrem dopředu, se nastaví- obrácení smyslu otáčení motoru otáčejícího se dopředným- směrem tím, že se současně posunou oba vačkové hřídele obou řad válců, čímž se posunou vačky pro chod vzad do polohy vaček pro- chod vpřed, přičemž tento osový posun vyvolá současné pootočení otáčivého kotouče rozdělovače -stlačeného vzduchu o vhodný úhel (například o 128,5- ° v důsledku vhodného spřažení na šroub a matku mezi kotoučem, a jeho ovládacím hřídelem).

Obr. 9b znázorňuje úhlové polohy otevření a uzavření průchodu stlačeného vzduchu v rozdělovači a v -rozjížděcím ventilu (vztažené -k odpovídajícím, úhlům pootočení klikového hřídel motoru) v -závislosti na okamžité relativní rychlosti otáčení motoru N (vztažené k hodnotě plné rychlosti), a ukazuje vliv zpoždění okamžiku otevření a okamžiku uzavření -rozjížděcího- ventilu, vyplývající z dynamických jevů. Pro poskytnutí konkrétní představy se předpokládá, že pro jednu ze dvou řad válců motoru, například pro levou řadu optimálně nastavenou na rozjíždění, je doba, otevření nebo průchodu stlačeného vzduchu v rozdělovači rovna přibližně úhlu otočení klikového hřídele o 148,5 °, kdežto pro druhou řadu válců, tj. pravou řadu optimálně nastavenou na brzdění, odpovídá tato doba úhlu otočení klikového hřídele o 60 °.

Okamžiky .otevření v rozdělovači leží tedy na svislé přímce, která ve znázorněném případě se shoduje se souřadnicovou .svislou osou ON. Okamžiky zpožděného nebo skutečného otevření rozjížděcího ventilu budou ležet na nakloněné přímce bi. Okamžiky uzavření v -rozdělovači pro krátkou dobu otevření, tj. pro- pravou řadu válců optimálně nastavenou na brzdění, budou ležet na svislé přímce ba -s ixovou souřadnicí 60 °, kdežto okamžiky uzavření v rozdělovači pro normální délku doby otevření, tj. pro levou řadu válců optimálně nastavenou :na rozjíždění, budou ležet na .svislé přímce Ьз s ixovou souřadnicí 148,5 °.

Okamžiky -skutečného uzavření rozjížděcích ventilů pro krátkou dobu otevření v rozdělovači 60·°, tj. pro pravou řadu válců, leží na šikmé přímce bá, kdežto skutečné okamžiky uzavření rozjížděcích ventilů s normální nebo· obvyklou dobou otevření 148,5 ° v rozdělovači leží na nakloněné přímce Ьз, v podsiťatě rovnoběžné -s přímkou b4. Je třeba poznamenat, že každému válci odpovídají dva vlastní sklony přímek bi a b4 (proměnlivé od jednoho válce ke druhému), závisející- na. délce přívodního vzduchového potrubí příslušejícího· -tomuto válci, -takže přímky bi a Ь4 n!a obr. 9b představují střední hodnoty pro každou řadu válců.

Obr. 9c znázorňuje střední brzdicí moment vyvýjený každou řadou válců v závislosti na úhlové poloze okamžiku skutečného uzavření rozjížděcích ventilů (vztažené k úhlu ojtojčení -klikového hřídele). Tři nad -sebou umístěné diagramy 9a, 9b a 9c -si navzájem odpovídají svými souřadnicemi vodorovné losy, vymezovanými stejnými vztažnými svislými přímkami. Na obr. 9c je vyznačena vodorovná přímka, -s ypsilonovou souřadnicí Co, vyjadřující nejmenší účinnou hodnotu brzdicího -momentu, pod kterou brzdicí moment prakticky- neprojevuje žádný účinek. Plošný obsah plochy vymezované křivkou a vodorovnou souř^a^d^nh^oivou osou má -kladné znaménko a vyjadřuje brzdicí účinek momentu tehdy, leží-li nad vodorovnou souřadnicovou osou, zatímco· v oblasti pod touto osou je záporný -a vyjadřuje akcelerační účinek. Je zřejmé, že brzdící moment každé řady válců prochází největší hodnotou- C_m když každý rozjížděcí ventil uvažované řady se zavře v okamžiku -odpovídajícímu bodu Fz, definovanému v souvislosti -s obr. 9a. Tento- bod leží za horním- mrtvým bodem PMH, - čili vpravo· od tohoto bodu. Křivka obr. 9c tak ukazuje brzdicí -moment získaný jednou řadou válců pro každou úhlovou polohu uzavření rozjížděcích ventilů této řady.

Je možno tak rozlišovat různé následující oblasti:

1) Oblast Di, ležící vpravo neboli před svislicí Ci, vedenou průsečíkem křivky s vodorovnou přímkou -minimálního brzdicího momentu Co, přičemž tato svislice Ci leží vlevo neboli -před horním mrtvým bodem PMH. Tato oblast není příznivá pro brzdění, neboť brzdicí moment je nedostatečný a protože v každém válci je vysoký tlak. Tato oblast odpovídá tedy okamžiku uzavření rozjížděcího ventilu, umístěnému před neboli vlevo od svislice Ci.

2) Oblast Dz, vymezovaná mezi dvěma svisllce-mi Ci a C2, procházejícími dvěma pp sobě následujícími průsečíky křivky s vodorovnou -přímkou nejmensího brzdicího- momentu Co. Tato oblast se tedy rozprostírá od polohy ležící vlevo nebo- před horním mrtvým -bodem- PMH až do polohy ležící vpravo nebo za tímto horním- mrtvým bodem a hodnota brzdicího -momentu je zde nejméně rovna nebo vyšší než nejmenší brzdící moment Cu. Tato oblast Dz je tedy obzvláště příznivá pro brzdění.

) -Obla-sit D3- Težícc meei svislicenu Сз а C4 vedenými dvěma po -sobě následujícími průsečíky křivky s vodorovnou souřadnicovou osou, tj. mezi body, kdy dochází k anulování absolutní hodnoty momentu s následnou změnou jeho· znaménka, ležícími před a za dolním mrtvým bodem PMH. Část křivky, vymezená touto oblastí, leží pod vodorovnou souřadnicovou osou a tedy v oblasti záporných ypsilonových souřadnic, takže vyjadřuje akcelerační moment. V důsledku toho je oblast D3 nepříznivá z hlediska brzdicího účinku.

4) Oblast D4, ležící za svislicí C4, kde křivka leží opět nad vodorovnou- souřadnicovou osou, tj. v oblasti kladných ypsilonových souřadnic, takže vyjadřuje brzdicí moment. Podle obr. 9c je však tato oblast D4 umístěna do doby, během které jsou přívodní ventily (a nikoliv výfukové ventily v důsledku změny vaček) -otevřeny, bude mít vzduchové brzdění, vykonávané -v této oblasti D4, nedostatek v poměrně značné spotřebě stlačeného- vzduchu ztrátou - nebo únikem přes otevřené přívodní - ventily, což jinak - také •vysvětluje poměrně malou hodnotu získávaného brzdicího- momentu, který sotva dosahuje nebo eventuálně nepatrně přesahuje nejmenší přípustnou hodnotu brzdicího momentu Co.

30

Vrátíme-li se znovu к obr. 9b, je patrné, že ve zvoleném a znázorněném příkladě provedení se oblast D2, příznivá pro vzduchové brzdění, rozprostírá na jedné straně od relativní rychlosti motoru přibližně 52 % do relativní rychlosti motoru přibližně 16 % na přímce bi pro pravou řadu válců s krátkou dobou otevření (60”) průchodu stlačeného' vzduchu v rozdělovači, a jednak od relativní rychlosti¹ motoru přibližně 24 % až do úplného zastavení motoru na šikmé přímce bs pro- levou řadu válců s normální neboli obvyklou dobou otevření (148,5°) průchodu stlačeného vzduchu v rozdělovači. Tyto dvě dílčí oblasti jsou pro každou řadu válců vyznačeny tučně vytaženou úsečkou na příslušné přímce. Maximální moment pro pravou řadu válců s krátkou dobou otevření tedy odpovídá (v bodě F*2 přímky bá) relativní .rychlosti otáčení motoru přibližně 40 procent, kdežto pro levou řadu válců s normální dobou otevření odpovídá (v bodě F”2 přímky bs ] relativní rychlosti otáčení motoru přibližně 12 %, přičemž bod F2 obrázku 9a, body F’2 a Fⁿ2 na obr. 5b a bod C_m na obr. 9c jsou seřazeny na stejné svislé přímce.

Oblast D3, nepříznivá pro brzdění, se naproti tomu rozprostírá jednak od relativní rychlosti otáčení motoru přibližně 97 % až po relativní rychlost přibližně 58 % pro pravou řadu válců s krátkou dobou otevření (na přímce b41, a jednak od relativní rychlosti otáčení motoru přibližně 68 % až po relativní rychlost přibližně 31 % pro levou řadu válců s normální dobou otevření v rozdělovači.

Zajišťování změny směru chodu motoru, za předpokladu že se motor otáčí směrem dopředu, probíhá tedy následovně:

Zastaví se vstřikování paliva se současným- posunutím obou vačkových hřídelů pro přestavení vačelk pro chod vzad do polohy, kterou před tím zaujímaly vačky pro chod vpřed, se současným vyvolaným pootočením otáčivého' přepínače rozdělovače. Po té se čeká, až se motor přirozeným: způsobem zpomalil na rychlost rovnou asi 52 % původní pLné rychlosti. Pak se otevře hlavní hnací ventil pro přivádění stlačeného vzduchu do obou otáčivých rozdělovačů (nebo jediného- centrálního), zásobících stlačeným vzduchem obě řady válců, které pak současně jsou plněny ^tlačeným brzdicím vzduchem-. Vzduchové brzdění pomocí pravé řady válců optimálně nastavené na brzdění (přímka b4) tak probíhá v užitečné brzdicí oblasti D2, kde se vy.výjí kladný účinný brzdicí moment až do okamžiku, kdy se motor zpomalil na asi 16 % původní rychlosti. Současně vyvíjí levá řada válců (^přímka bs) záiporný neboli akcelerační moment (který se tedy odečítá od brzdicího momentu získávaného pravou řadou válců) v oblasti D3 nepříznivě pro brzdění, až rychlost otáčení motoru klesne na přibližně 31 %, přičemž v tomto bodě se smysl momentu obrátí a stane se brzdicím a tedy optimálním (v oblasti

D2), a to od rychlosti otáčení motoru 24 % až po jeho úplné zastavení.

V této* užitečné oblasti D2 se tedy příslušné brzdicí momenty obou řad válců sčítají a jejich výsledkem je celkový moment. Jakmile se motor zastavil, rozjede se do opačného chcdu, tj. do chodu vzad a tento opětný rozjezd účinkem stlačeného vzduchu do opačného směru je vyvolán hlavně levou řadou válců, optimálně nastavenou pro rozjíždění, avšak za současné nápomoci pravé řady válců, optimálně nastavené na brzdění, která též výrazně přispívá к tomuto rozjíždění, jak bylo ukázáno výše. Vyplývá to z toho, že ke vstupu rozjížděcího vzduchu dochází ihned po horním mrtvém bodě zdvihu pístů.

Obr. 10a <až lOd demostrují výhody dosažené způsobem podle vynálezu. Obr. 10a srovnává obvyklé dva případy vzduchového brzdění dle známého stavu techniky se způsobem podle vynálezu na průběhu relativní rychlosti N otáčení motoru (vztaženo к normální provozní rychlosti) v závislosti na čase. Počátek časových hodnot vynášených 11a vodorovnou souřadnicovou osu se na tomto diagramu shoduje s okamžikem, kdy je vydán příkaz „stoj”, tj. kdy dojde к přerušení vstřikování paliva.

Křivka Ai se týká případu vzduchového brzdění jedinou řadou válců opatřených rozjížděcími ventily s normální dobou otevření v rozdělovači, která se rovná kupříkladu úhlu otočení klikového hřídele motoru o přibližně 148,5 °, přičemž válce druhé řady nemají rozjížděcí ventily. Pro poskytnutí měřítka časových hodnot vynášených na vodorovnou souřadnicovou osu je možno stanovit jako* časovou jednotku celkovou dobu zpomalování motoru od okamžiku, kdy je vydán příkaz „stůj”, až po jeho úplné zastavení. Tato doba se tedy rovná časové hodnotě 100 %.

Obr. 10b znázorňuje pomocí čerchované křivky Bi odpovídající závislost brzdicího momentu na čase. Vodorovnou přímkou s ypsilonovou souřadnicí C_o je vyjádřena minimální přípustná velikost brzdicího momentu. Obr. 6b ukazuje, že příkaz к záměně vaček pro obrácení smyslu chodu motoru je vydán ve stejném okamžiku jako příkaz „stůj” a jeho vykonání vyžaduje čas kupříkladu okolo 4 °/o, což je na obrázku znázorněnlo šrafovainoiu oblastí R. Během, této změny vaček se motor přirozenou cestou zpomaluje až na rychlost kupříkladu 68 %. Začne-li se stlačený vzduch přivádět do uvedené řady válců od okamžiku dosažení této rychlosti, tj. od okamžiku, kdy byla ukončena změna vaček, obdržený moment je nejprve záporný, tedy se sklonem zrychlovat běh motoru až do okamžiku, kdy se rychlost snížila na přibližně 32 % po uplynutí doby 44 °/o, kdy moment klesne na nulu. V tomto- bodě moment mění znaménko, takže se stává kladným, tj. brzdicím, avšak zůstává nižší než je

1 4 7 4 7

32 minimální potřebný brzdicí moment C_o až po uplynutí doby 72 %, kdy křivka Bi protne přímku s ypsilonovou souřadnicí C_o. Tento* průsečík ve kterém brzdicí moment nabyde minimální potřebné hodnoty C_o, odpovídá rychlosti otáčení motoru přibližme 24 %, takže vzduchové brzdění začíná být účinné teprve od dosažení této rychlosti, tj. vpravo od svislice vedené tímto průsečíkem. Brzdicí moment se potom zvětšuje až do dosažení maximální hodnoty, odpovídající rychlosti otáčení motoru přibližně 12 % (na konci času 16 % po začátku vzduchového brzdění]. Od tohoto okamžiku pak klesá až po úplné zastavení motoru (ke kterému dojde po uplynutí času 28 % po začátku vzduchového brzdění). V tomto okamžiku je brzdicí moment přibližně dvojnásobný, než je minimální požadovaný moment C_o, načež náhle poklesne na nulu.

Pozoruje,me-li na obr. 10a část křivky Ai předcházející začátek pneumatického brzdění, tj. část ležící vlevo· od svislice Vi, je patrno, že po vydání příkazu „stůj” má křivka nejprve poměrně strmý sestupný průběh, odpovídající přirozenému zpomalování motoru, až po dosažení rychlosti 40 °/o. V průběhu tohoto strmého úseku motor pokračuje v unášení lodního šroubu. Tato strmá část je následována povlovnější částí, během které naopak motor je hnán lodním šroubem, jak bylo vysvětleno výše.

Určitého zlepšení je možno dosáhnout vzduchovým brzděním dvěma řadami válců současně a tento případ je znázorněn křivkou Аг na obr. 10a, které odpovídají křivky d₀, di na obr. 6d. Těmto poslední diagram ukazuje, že minimálního požadovaného brzdicího momentu C_Q se dosahuje, když motor se přirozenou cestou zpomalil až na rychlost otáčení přibližně 28 % (po uplynutí doby 60 °/o, vymezované svislicí Vž). Od tohoto okamžiku pak začíná vlastní vzduchové brzdění. Každá řada válců poskytne tedy brzdicí moment znázorněný křivkou d₀ na obr. liOd, takže výsledný brzdicí moment, znázorněný křivkou dl, se rovná součtu příslušných brzdicích momentů obou řad válců, neboli dvojnásobku brzdicího momentu d₀ pro jednu řadu válců, předpokládá-li se, že brzdicí momenty obou řad válců se sobě rovnají. Největší celkový brzdicí mo*ment (rovný dvojnásobku brzdicího momentu v předchozím případě) tedy nastává při rychlosti otáčení motoru okolo 12 % (v čase okolo 12 % ρο začátku brzdění), a úplného zastavení motoru se dosáhne po uplynutí do-by 75 % (po vydání příkazu stůj), takže celková doba přirozeného a nuceného zpomalování až po úplné zastavení motoru je přibližně o 25 % kratší než v předchdzím případě. Je zde zejména zřejmá, že pro pře chod z rychlosti 28 % na rychlost 12 % je zapotřebí o přibližně 25 % méně času, než je v předchozím případě zapotřebí pro přechod z rychlosti 24 % na rychlost 12 °/o.

Průběhu vyjádřeného plnou křivkou Аз se dosáhne při použití způsobu podle vynálezu, a této křijvce odpovídá na obr. 10b plná křivka Bz, znázorňující průběh brzdicího momentu získávaného levou řadou válců s normální nebo obvyklou dobou otevření průchodu stlačeného vzduchu v rozdělovači rovnou úhlu otočení klikového hřídele o· kupříkladu 148,5 °. Jediná plná křivka na olbr. 10c znázorňuje průběh brzdicího momentu, získaného pravou řadou válců s krátkou dobou otevření průchodu stlačeného vzduchu v rozdělovači, rovnou například otočení klikového hřídele motoru o okolo 60°. Plná křivlka d2 na obr. lOd pak znázorňuje průběh součtového brzdicího momentu, získaného: oběma řadami válců. Tento součtový brzdicí moment je roven algebraickému součtu ypsilonových souřadnic křivky B2 z obr. 10b a křivky z obr. 10c.

Křivka d2 na obr. 10b ukazuje, že minimální požadovaný brzdicí moment C_o je dosahován po poklesu rychlosti otáčení motoru na přibližně 48 %, které se dosahuje po uplynutí dolby přibližně 8 %. Vzduchové brzdění tedy začíná již od této rychlosti, tj. od svislice V3 vedené průsečíkem křivky d2 na obr. 10c s vodorovnou přímkou vyjadřující minimální požadovaný brzdicí moment C_o. Obr. 6b ukazuje, že brzdicí moment levé řady válců prochází největší hodnotou po uplynutí dohy přibližně 30 %, odpovídající rychlosti otáčení motoru 12 °/o. Křivka na obr. 10c naproti tomu ukazuje, že brzdicí moment dosahovaný pravou řadou válců nabývá maximální hodnoty po uplynutí doby přibližně 10 °/o, odpovídající rychlosti otáčení motoru přibližně 40 %. Křivka dz na obr. lOd ukazuje, že součtový neboli výsledný brzdicí moment nabývá dvou po sobě následujících maxim, odpovídajících rychlostem otáčení 40 % a 12 %, a oddělovaných mezilehlým minimem. Úplné zastavení motoru se docílí po, uplynutí doby 37 % po vydání příkazu „stůj”, z čehož vyplývá značný zisk, a to jak zkráceními potřebné doby, tak i zvýšelním rychlosti při které se začíná pneumaticky brzdit, při srovnání se dvěma výše uvedenými případy při použití známého stavu techniky, vyjádřenými čárkovanými křivkami Ai а A2¹ na obr. 10a.

Je samozřejmé, že vynález není omezen na poplsané příklady provedení. Vztahuje se též na technické ekvivalenty popsaných prostředků, stejně jako jejich kombinace, pokud jsou realizovány v souladu s myšlenkou vynálezu vymezenou definicí jeho předmětu.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   Zařízení pro zlepšování vzduchového brzdění Dieselová motoru s měnitelným směrem. otáčení a se sudým počtem válců uspořádaných zejména. do tvaru písmene V ve dvou radách o stejném počtu těchto válců, z nichž .alespoň některé válce každé řady jsou opatřeny jednotlivými rozjížděcími ventily s automatickým uzavíráním vratnou pružinou po vyprázdnění, a s postupným pneumatickým ovládáním otevření pomocí alespoň jednoho. rozdělovače stlačeného. vzduchu, který je připojen jednak ke zdroji B stlačeného vzduchu a jednak k vedení . vedoucím každé do jednoho rozjížděcího ventilu, a který je opatřen otáčivým přepínačem, majícím v sobě vybrání pro průchod stlače► něho vzduchu a umístěná tak, že v průběhu ojtoíčky přepínače prdcházejí před vstupními otvory . do uvedených ' kanálků, vyznačené tím, že rozdělovač má vybírání (15, 16) pro vynalezu rozjížděcí . ventily každé řady válců, každé vybírání (15, 16) má tvar protáhlého* otvoru sledující oblouk kružnice, . na níž se’ nacházejí rovněž vstupní otvory (1 .až 12) kanálků přidružených jedné řadě válců, přičemž pro rozjížděcí ventily jedné řady válců odpovídá střední obvodový oblouk pro průchod stlačeného vzduchu do jednoho. rozjížděcíhoi ventilu, tvořený součtem křivkové délky .odpovídajícího vybírání (16) a přidruženého vstupního· . otvoru (7’ až 12’), středovému úhlu 15° až 30°, kdežto střední obvodový oblouk průchodu stlačeného vzduchu do jednoho rozjížděcího* ventilu. druhé řady válců tvořený součtem křivkové délky odpovídajícího vybrání (15) a přidruženého vstupního. otvoru . (1’ až 6’) . odpovídá středovému úhlu

   75° až 50 °, a přičemž přepínač (13, 13’, 13”) je unášen vačkovým hřídelem motoru.