HUT70604A

HUT70604A - Apparatus and method for supplying emulsion fuel

Info

Publication number: HUT70604A
Application number: HU9401366A
Authority: HU
Inventors: Alfred Kessler
Original assignee: Schreyoegg
Priority date: 1991-11-12
Filing date: 1992-01-23
Publication date: 1995-10-30
Also published as: PL170212B1; US5542379A; EP0721063A2; GR3022098T3; CN1080207A; HU9401366D0; JPH07501373A; AU1177292A; DE69213957D1; JP3459063B2; RU94028287A; IE922801A1; IL103708A0; CN1075899A; TW228559B; DE4137179A1; ES2095455T3; BR9206742A; DE4137179C2; MY108915A

Description

A találmány tárgya belsőégésű motor üzemanyag emulziójának betáplálására szolgáló berendezés és eljárás, ezen belül olyan üzemanyag emulzió betápláló berendezés, amely dízel motor üzemeltetésére alkalmas gázolaj-víz emulzió betáplálására szolgál. Találmányunk tárgya továbbá gázolaj-víz emulzió létrehozására vonatkozó eljárás.

Általánosan ismert, hogy a kipufogógázban lévő nitrogénoxidok mennyisége csökkenthető, és a motor kopogás elkerülhető, ha az égési hőmérsékletet a dízel motor hengereiben gázolaj-víz emulziót tartalmazó üzemanyag betáplálásával lecsökkentjük. Gázolaj-víz emulzió létrehozására számos eljárás és berendezés ismert.

Ezeknek a hagyományos emulzióképző berendezéseknek közös tulajdonsága, hogy létrehozásuk során elsődleges szempont a lehető leghomogénabb és legkisebb részecske méretű emulzió létrehozása volt. Ezért általánosságban véve igen nehéz gyorsan és könnyen módosítani az emulzió víztartalmát.

····· ·· ·« ·« • · · · · ♦ · ······ · · • ······ · · · •· · ·· ········

-2A fenti okok miatt az üzemanyag emulzió víztartalmát a gyakorlatban az ismert üzemanyag emulzióképző és betápláló berendezések nem módosítják a belsőégésű motor mindenkori terhelési állapotának megfelelően.

Ha a belsőégésű motor úgy üzemel, hogy az üzemanyag emulzió víztartalmát a motor terhelési állapotától függetlenül állandó értéken tartjuk, akkor amellett, hogy a kipufogógázokban lévő nitrogénoxidok részarányát a motor nagy sebességű, nagy terhelésű üzeme esetén hatékonyan lecsökkenthetjük, akkor például egy kis sebességű, kis terhelésű motorüzem esetén erőteljesen csökken az égési hőmérséklet és a kipufogógázban megnövekszik az egyéb káros anyagok, például a hidrokarbon és a szénmonoxid aránya.

A hagyományos üzemanyag emulzió betápláló berendezésekben használt emulzióképző berendezés felépítése bonyolult és méretezése nehézkes.

A kitűzött feladatot olyan üzemanyag emulzió betápláló berendezéssel oldottuk meg gázolaj és víz emulzió dízelmotorba történő betáplálására, amelynek a találmány értelmében a dízelmotor égési állapotával összefüggő legalább egy égési paramétert figyelő érzékelő szerve, annak kimenőjelével összefüggésben az üzemanyag emulzió víztartalmát meghatározó szerve, és az azáltal meghatározott mennyiségű vizet tartalmazó üzemanyag emulziót létrehozó szerve van.

A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakja értelmében az emulzióképző szerv az emulzió kimeneten keresztül kiáramló emulzió víztartalmát egy vízsugár fúvóka nyitott és zárt helyzete arányának változtatásával, a vízmennyiség szabályozó szerv által meghatározott víztartalommal összhangban szabályozza és az emulzióképző szerv gázolaj belépő kamrájába befecskendezett vízmennyiséget szabályozza.

Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha az égési paraméter érzékelő szerv által érzékelt égési paraméterek legalább egy henger égési nyomását, kopogás meglétét, a motor kipufogógázának hőmérsékletét, a kipufogógázban lévő meghatározott összetevő koncentrációját, a motor fordulatszámát és a motor hajtónyomatékát, vagy legalább ezek egyikét jelentik.

Előnyös továbbá a találmány értelmében, ha az égési paraméter érzékelő szerv a motor mindegyik hengerének égési paramétereit figyeli, és a víztartalom szabályozó szerv az üzemanyag emulzió víztartalmát minden egyes hengerre meghatározza és annak megfelelő mennyiségű vizet táplál be az egyes hengerekhez tartozó vízsugár fúvókán keresztül.

• · · · « ♦ · · · • · * « · • · » · • · ···· ····

-3A találmány szerinti berendezés egy további előnyös kiviteli alakja értelmében a vízsugár fúvókéhoz továbbított vízsugár nyomása legalább 0,5 barral nagyobb, mint a belépő kamrába bejuttatott gázolaj nyomása.

A kitűzött feladatot ezen túlmenően olyan olaj-víz emulzióképző berendezéssel oldottuk meg, amelynek forgásszimmetrikus alakú belépőkamrája, abba érintőlegesen betorkolló olajbetápláló vezetéke, a belépőkamra egyik végében, tengelyirányban elhelyezett és elektronikusan nyitott illetve zárt és ezzel vizet a belépőkamrába befecskendező vízsugár fúvókája, a belépőkamra tengelyirányban másik végében elhelyezett nyomókamrája van, továbbá a nyomókamrában a belépőkamrával egytengelyűén elrendezett és hajtószervvel forgatott radiális járókerékkel valamint a nyomókamra járókereket körülvevő falfelületén elhelyezett bütyökkel rendelkezik, továbbá a járókerék forgástengelyével párhuzamos irányban betorkolló emulzió kiömlővezetéket tartalmaz a bütyök végének közelében a járókerék forgásiránya szerint a bütyök kilépő oldala közelében, továbbá a járókerék forgásirányában a bütyök belső oldalán áramló emulziót leválasztó zárófala van.

A kitűzött feladatot fentieken túlmenően olyan olaj-víz emulzióképző berendezéssel oldottuk meg, amelynek forgásszimmetrikus alakú, egy dízelmotor minden egyes hengerének üzemanyag befecskendező fúvókájának bemenetén elrendezett örvénykamrája, a dízelmotor üzemanyag befecskendező szivattyújának kimenetéhez csatlakoztatott, a belépőkamrába érintőlegesen betorkolló bemeneti járata, a belépőkamrának tengelyirányban valamelyik végében elrendezett és a belépőkamrába torkolló vízsugár fúvókája, valamint a belépőkamra másik végén kialakított és a belépőkamrát az üzemanyag befecskendező fuvóka bemenettel összekötő emulzió kimeneti járata van.

Előnyös a találmány értelmében, ha a belépőkamra olyan örvénykamra, amelyben a nagynyomással betáplált víz és gázolaj örvénylőén forog.

A kitűzött feladatot ezen túlmenően olyan eljárással oldottuk meg víz-olaj emulzió képzésére dízelmotorhoz amelynél a gázolajba előre meghatározott mennyiségű vizet fecskendezünk a dízelmotor hengerének üzemanyag befecskendező fúvókája és a dízelmotor üzemanyag befecskendező szivattyúja között kiképzett belépőkamrába és az üzemanyag befecskendező szivattyú által táplált gázolajat nagynyomással juttatjuk a belépőkamrába, míg az olaj-víz emulziót az üzemanyag befecskendező fúvókához továbbítjuk.

A találmányt az alábbiakban a csatolt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a javasolt üzemanyag emulzióképző és betápláló berendezés illetve eljárás példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az • · 4 « * · *

444444 · « • ······ · 4 ·

4 « «· 4······«

1. ábra	a találmány szerinti üzemanyag emulzió betápláló berendezés egy lehetséges kiviteli alakjának tömbvázlatos felépítését mutatja, a
2. ábrán	az üzemanyag emulzió víztartalmának szabályozására szolgáló eljárás egy lehetséges foganatosítási módjának folyamatábrája látható, a
3. ábrán	az üzemanyag emulzió víztartalmának szabályozására szolgáló eljárás egy másik foganatosítási módjának folyamatábrája látható, a
4. ábra	az üzemanyag emulzió víztartalom arányának táblázatát tüntettük fel a dízelmotor hajtónyomatékának és fordulatszámának függvényében, az
5. ábra	az üzemanyag emulzióképző berendezés egy lehetséges kiviteli alakjának metszeti rajza, a
6. ábra	az 5. ábrán bemutatott berendezés A részének alulnézete, a
7. ábra	az 5. ábrán bemutatott berendezés B részének nézete, a
8. ábra	az 5. ábrán bemutatott berendezés B részének oldalnézete, a
9. ábrán	a találmány szerinti üzemanyag emulzió betápláló berendezés egy lehetséges kiviteli alakját tüntettük fel sematikusan, a
10. ábra	a 9. ábrán bemutatott berendezés egy részletének metszete, a
11. ábra	a 9. ábrán bemutatott berendezés mérőegységének vázlatos metszete, a

12. és 13. ábrán a 9. ábrán bemutatott berendezés mérőegységének működését magyarázó vázlat látható.

Az 1. ábrán a találmány szerinti üzemanyag emulzió betápláló berendezés egy lehetséges, csupán előnyös példaként! kiviteli alakjának felépítését mutatjuk be tömbvázlat szintjén. Az ábrán az üzemanyag emulzió betápláló berendezést 10 hivatkozási számmal jelöltük. Az 1 hivatkozási jelű blokk egy dízel motort jelöl, és a 10 berendezés vízmennyiség beállí• · · · · • · · · · · · ···♦·· · · • ······ · · · •· · · · ········

- 5 tó és szabályozó 2 egységet tartalmaz. A bemutatott kiviteli alak a 2 egység céljára digitális számítógépet alkalmaz, amely ismert felépítésű és központi egységet, ROM tárolót, RAM tárolót, stb. tartalmaz. Egy később ismertetendő, a belsőégésű motor égési üzemállapotát figyelő égési paraméter 3 szenzor kimenőjele ebbe a 2 egységbe van becsatlakoztatva. A 2 egység kimenete emulzióképző 5 berendezés vízsugár befecskendező szelepéhez vagy hasonló szerkezeti eleméhez tartozó vízmennyiség 4 vezérlőegységhez csatlakozik és feladata az üzemanyag emulzió víztartalmának szabályozása.

A 3 szenzor például a belsőégésű motor hengereiben fennálló égési nyomást figyelő nyomásérzékelő vagy motorkopogást figyelő kopogásérzékelő, a kipufogógáz egyes összetevőinek, például a nitrogénoxidoknak, a hidrokarbonnak, szénmonoxidnak, stb. a koncentrációját figyelő gázkoncentráció szenzor, a kipufogógáz hőmérsékletét figyelő hőmérsékletérzékelő, a motomyomatékot figyelő nyomatékérzékelő, az üzemanyagvezetékben haladó üzemanyag áramlási paramétereit figyelő áramlásmérő, egy turbó szuperfeltöltő szuperfeltöltési nyomását figyelő nyomásérzékelő, motor fordulatszámot figyelő fordulatszámérzékelő, vagy pedig a példaképpen felsorolt érzékelők kombinációja lehet.

A 2 egység a ROM tárolóban vagy a RAM tárolóban számtáblázatos formában tárolt égési paraméterek kimeneti értékeivel összhangban lévő emulzió víztartalom névleges értéket tárol és például az üzemanyag emulzió víztartalmát meghatározza az égési paraméterek függvényében, kiszámítja az üzemanyaghoz hozzáadandó víz mennyiségét a meghatározott víztartalom biztosítása céljából, valamint a meghatározott mennyiségű vizet egy a későbbiekben részletesebben is ismertetésre kerülő üzemanyag emulzióképző berendezésbe továbbítja.

A 2. és 3. ábrán a belsőégésű motor hengereiben fellépő égési nyomást figyelő nyomásérzékelő felhasználásával történő szabályozásra mutatunk be példát. Ennek során nyomásérzékelőként piezoelektromos érzékelőt használunk nyomásérzékelőként, valamint a motor forgattyús tengelyének helyzetét meghatározó szöghelyzet érzékelőt használunk a szabályozás pontosságának és gyorsaságának növelése érdekében. A folyamatábrákon bemutatott rutint előre meghatározott forgattyús tengely szögelfordulásonként végezzük a 2 egység segítségével.

A 2. ábrán bemutatott folyamatábra szerinti eljárás kezdetekor 110 lépésben a forgattyús tengely szöghelyzet érzékelővel megállapítjuk a motor forgattyús tengelyének CA szöghelyzetét, majd 120 lépésben megvizsgáljuk, hogy egy előre megválasztott henger, például az első henger dugattyúja a sűrítési ütem felső holtpontja közelében helyezkedik-e el. A közelében kifejezés jelen esetben a felső holtpontot megelőző 5°-ot és a felső ····· ·· ·· ·· • · · « · « · ···«·· · · • ······ · « ♦ ♦ · · · · ········

-6holtpontot követő 25°-ot átfogó tartományt jelenti. Ha a forgattyús tengely szöghelyzete a fent leírt tartományba esik, az eljárást 130 lépésben folytatjuk, ahol a henger PC belső nyomását a nyomásérzékelővel meghatározzuk, és a kapott értéket 140 lépésben betároljuk a 2 egység RAM tárolójába. Ily módon az adott hengerben a sűrítési ütem felső holtpontja tartományában fennálló belső nyomás értékeket a forgattyús tengely minden egyes előre meghatározott szöghelyzetére eltároljuk a 2 egység RAM tárolójában (jelen esetben például fokonként).

A következő 150 lépésben megvizsgáljuk, vajon a forgattyús tengely szöghelyzete elért-e egy előre meghatározott értéket, jelen esetben a sűrítési ütem felső holtpontját követő 25°ot, és amennyiben igen, úgy 160 lépésben a hengernek a RAM tárolóban tárolt PC belső nyomás adatsorozatából kiszámítjuk a forgattyús tengely szöghelyzetéhez viszonyított legnagyobb nyomást és legnagyobb nyomásnövekedést.

170 lépésben a például a 2 egység ROM tárolójában tárolt emulzió víztartalom adatokból valamint a hengerben uralkodó PCMAX. legnagyobb nyomásból meghatározzuk az üzemanyag víztartalmát. A bemutatott kiviteli alak esetében az üzemanyag víztartalmát az

alábbi módon állítjuk be:
	PCMAX (kg/cm²)	Víztartalom (%)
Q	< PCMAX < 40	0
40	< PCMAX < 45	5
45	< PCMAX < 50	10
50	< PCMAX < 55	15
55	< PCMAX < 60	20
60	< PCMAX	minimum 25

Más szavakkal az üzemanyag víztartalmát a nyomással összefüggésben növeljük, mert minél nagyobb égési nyomás értékek lépnek fel a motor hengerében, annál nagyobb a kipufogógázban a nitrogénoxid összetevők koncentrációja. A bemutatott kiviteli alak esetében az üzemanyaghoz nem adagolunk vizet, ha az égési nyomás nem éri el a 40 kg/cm értéket annak érdekében, hogy meggátoljuk a motor kipufogógázában az égési hőmérséklet csökkenéséből adódó hidrokarbon és szénmonoxid összetevők koncentrációjának megnövekedését. Hasonló módon az üzemanyaghoz adagolható maximális víztartalmat legalább 25% értékben határozzuk meg annak érdekében, hogy elkerüljük a motor hajtási tulajdonságainak lényeges csökkenését.

····· · · · · ·· • · · « · · · ···«·· · · • ······ 4 · · • · · ·· ······«·

A fent meghatározott víztartalom érték kizárólag a találmány szerinti berendezés és eljárás megértésének és magyarázatának illusztrálására szolgál. A gyakorlatban ezeket az értékeket célszerűen a mindenkori felhasznált dízel motor üzemi paramétereivel összhangban kísérleti úton határozzuk meg.

Miután a 170 lépésben meghatároztuk az üzemanyag emulzió százalékos víztartalmát, 180 lépésben meghatározzuk a betáplált üzemanyag mennyiségből (1/perc) valamint a víztartalom adatokból (%) a beadagolandó víz mennyiségét (1/perc).

Ezt követően a 3. ábra 190 és 200 lépését hajtjuk végre úgy, hogy a henger maximális nyomásértékének növekedési arányával összhangban szabályozzuk a vízmennyiséget. Más szavakkal a 190 lépésben megvizsgáljuk, vajon a 160 lépésben kiszámított dPc/deMAX érték meghalad-e egy előre meghatározott értéket, például 10 kg/cm² értéket, és amennyiben igen, úgy ebből azt a következtetést vonjuk le, hogy a normálistól eltérő égés zajlik a hengerben, és ezért a nitrogénoxidok keletkezése is nagyobb mint normál esetben. Ezért a 180 lépésben kiszámított betáplálandó vízmennyiséget előre meghatározott mértékben, jelen esetben 5%-onként a 200 lépésben növelni kezdjük. Ha a fent leírt művelet befejeződött, a víz adagoló jelet a később ismertetésre kerülő emulzióképző berendezésbe továbbítjuk, amellyel az előre meghatározott vízmennyiséget bejuttatjuk a gázolajba.

A bemutatott kiviteli alak esetében a motor összes hengeréhez eljuttatandó üzemanyag víztartalmát a kiválasztott henger belső nyomásának legnagyobb értékével összhangban állapítjuk meg. Ha azonban az üzemanyag emulzió betápláló berendezés alkalmas arra, hogy az üzemanyag emulzió víztartalmát az egyes hengerekhez külön-külön beállítsa, arra is lehetőségünk van, hogy mindegyik hengernél külön-külön meghatározzuk a legnagyobb égési nyomás értékét, és az egyes hengerekbe bejuttatandó üzemanyag emulzió víztartalmát az adott henger legnagyobb égési nyomásával összhangban szabályozzuk.

A bemutatott kiviteli alak szabályosság pontosságát és válaszidejének lecsökkenését azáltal javítja, hogy a bejuttatandó vízmennyiséget a kiválasztott henger vagy a figyelt hengerek belső nyomásának növekedési ütemét figyelembe véve korrigálja, azonban erre a korrekcióra a felhasznált motor fajtájától és üzemétől függően nincs minden esetben szükség.

Lehetőség van továbbá arra, hogy figyeljük a motor haj tónyomat ékát és fordulatszámát is, és az üzemanyag emulzió víztartalmát ezen paraméterek függvényében szabályozzuk ahelyett, hogy egy kiválasztott henger belső nyomását figyelnénk nyomásérzékelők alkalmazásával.

• · · « · · · ······ · · • ···«·· « · · • · · ·· ·····««·

-8A 4. ábrán olyan példakénti táblázatot mutatunk be, amelyben a motor üzemanyag emulziójának víztartalmát a motor fordulatszámának (X tengely) illetve hajtónyomatékának (Y tengely) függvényében határozzuk meg. A motor hajtónyomatékát vagy közvetlenül mérhetjük, a motor kihajtótengelyének csavarodását mérve, vagy áttételesen mérhetjük, egy fojtószelep vagy üzemanyag befecskendező nyílás pillanatnyi helyzetéből.

Ezen túlmenően a vízmennyiség szabályozást vibrációt érzékelő ismert kopogás szenzor felhasználásával is végezhetjük, amelyet ismert módon a motor hengertömbjére erősítünk.

Ebben az esetben az üzemanyag emulzió víztartalom értékeit a motor működése során előre meghatározott idő intervallumokként, például néhány másodpercenként aktualizáljuk. Ha az előre meghatározott időintervallumban motorkopogást észlelünk (például 6-8 kHz frekvenciáájú vibrációt), a pillanatnyi víztartalom értékek előre meghatározott mértékű, például 5%-os megnövelésével új víztartalom értéktáblázatot hozunk létre, de a víztartalom növelését mindaddig nem hatjuk végre, amíg nem észlelünk újabb motorkopogást. Ha egy előre meghatározott időtartamon, például egy percen keresztül nem észlelünk kopogást, a szabályozást úgy folytatjuk, hogy az üzemanyag emulzió víztartalom értéktábláját előre meghatározott értékkel, például 5%-kal egységesen lecsökkentjük. A motor normálistól eltérő belső égését elkerülhetjük és a kipufogógázban lévő nitrogénoxidok mennyiségét csökkenthejük a motor kopogás figyelésével és az üzemanyag emulzió víztartalmának ennek függvényében történő megnövelésével. Ebben az esetben is lehetőség van arra, hogy egy határértéket, például 25%-ot vagy esetleg annál többet, hozzárendeljünk a víztartalom értéktáblázathoz úgy, hogy ha a beadagolandó víztartalom eléri ezt a határértéket, az üzemanyag emulzió víztartalmát nem növeljük tovább, de a motor üzemeltetője számára figyelmeztető vagy riasztó jelzést bocsátunk ki.

Ha az üzemanyag emulzió víztartalmát hengerenként tudjuk meghatározni és beállítani, arra is lehetőségünk nyílik, hogy meghatározzuk azt a hengert, amelyben a kopogás fellépett, a forgattyús tengelynek a kopogás fellépése időpontjában mért helyzete alapján, és az üzemanyag emulzió víztartalmát kizárólag arra a hengerre érvényesen megnöveljük a forgattyús tengely szöghelyzet érzékelőjének és a kopogásérzékelőnek az együttes alkalmazása segítségével.

Hasonló szabályozást végezhetünk gázkoncentráció érzékelő használatával, amellyel csupán meghatározott összetevőket, például a kipufogógázban lévő nitrogénoxidokat, szénmonoxidot, hidrokarbont, stb. figyelünk valamint a motor kipufogógázának hőmérsékletét figyelő hőmérsékletérzékelővel.

« · ·····« * · * «««··· · · · ···«·······«·

-9Például a kipufogógázban lévő egyes összetevők, például a nitrogénoxid, a hidrokarbon, szénmonoxid, stb. koncentrációját gázkoncentráció érzékelőként alkalmazott infravörös analizátorral detektáljuk. Ebben az esetben a kipufogógázban lévő nitrogénoxid összetevő koncentrációját és a hidrokarbon és a szénmonoxid koncentrációját előre meghatározott időközönként vizsgáljuk és az üzemanyag emulzióba juttatandó víztartalom értéktáblázatot előre meghatározott mértékkel, például 5%-kal megemeljük, ha a kipufogógázban lévő nitrogénoxid koncentráció túllép egy előre meghatározott értéket, például 950 ppn-et. Ha a hidrokarbon vagy szénmonoxid összetevő koncentráció halad meg egy előre meghatározott értéket, a víztartalom érték készletet előre meghatározott mértékkel, például 5%-kal lecsökkentjük. Ha mind a nitrogénoxid, mind pedig a hidrokarbon vagy szénmonoxid összetevő az előre meghatározott koncentráció alatt marad, a víztartalom értékkészletet nem módosítjuk. A dízelmotor leállás jelének megfelelően a 2 egység a 4 vezérlőegység részére ugyancsak állj jelet bocsát ki, és a dízelmotor kizárólag gázolajjal üzemel előre meghatározott időtartamig, például egy percig, amelyet az ábrákon nem látható időzítőegység vezérel. Ilyen jellegű szabályozás esetén lehetőségünk van arra, hogy csökkentsük a nitrogénoxid összetevő emisszió szintjét, és hogy megakadályozzuk a hidrokarbon vagy szénmonoxid összetevő emissziójának növekedését, a bőséges víz hozzáadagolás révén.

A kizárólag a nitrogénoxid összetevő mérésére alkalmas szenzorként például a Tokuyama Soda K.K. cég kipufogógáz nitrogénoxid szenzorát használhatjuk, amely oxid félvezető rendszerű mérési elven működik. Ha az üzemanyag víztartalmát a kipufogógáz hőmérséklete alapján szabályozzuk, akkor hőmérsékletérzékelőként termoelemet vagy NTC típusú termisztort alkalmazhatunk a gázkoncentráció érzékelő helyett. A motor kipufogógázának hőmérsékletét előre meghatározott időközönként vizsgáljuk és az üzemanyag emulzió víztartalom értéktáblázatát előre meghatározott értékkel, például 5%-kal megnöveljük, ha a kipufogógáz hőmérséklete a nitrogénoxid koncentráció növekedését magával vonó tartományba emelkedik, azaz 390°C fölötti hőmérséklettartományba lép. Ennek hatására a motor égési hőmérséklete csökkenni fog. Ha a kipufogógáz hőmérséklete a hidrokarbon vagy szénmonoxid összetevő növekedését előidéző tartományba lép, azaz 340°C alatti hőmérséklettartományba, az üzemanyag emulzió víztartalom értéke készletét előre meghatározott mértékkel, például 5%-kal csökkentjük a motor égési hőmérsékletének növelése céljából. Az üzemanyag emulzió víztartalom érték készletét a fent jelzett hőmérséklettartományokon kívül nem változtatjuk. A dízel motor leállási jelének megfelelően a 2 egység a 4 vezérlőegység részére szintén leállás jelet bocsát ki, és a dízel motor előre meghatározott ideig, például egy, az ábrákon nem látható időzítőáramkör által meghatározott egy percig kizárólag gázolajjal működik. Ily módon a hengerekben az égési hőmérsékletet olyan megfelelő tartományban tudjuk tartani, amelyben a nitrogénoxid és a hidrokarbon

- 10vagy szénmonoxid összetevők keletkezése elfogadhatóan alacsony szintű. Ezekben az esetekben lehetőség van arra is, hogy a korábban említett víztartalom értékkészlet határértéket kihasználjuk, és figyelmeztető vagy riasztó jelzést adjunk, ha a motor üzeme során elértük az üzemanyag emulzióban a víztartalom beállított határértékét.

Az 5-8. ábrák segítségével a találmány szerinti berendezésben használt emulzióképző berendezés egy lehetséges kialakítására mutatunk be példát.

viteli alak hengeres 31 szivattyúházzal rendelkezik, amely tengelyirányban három egységre van felosztva, nevezetesen, A szívórésze, B nyomórészre és tengelyirányban csapok révén összekapcsolt C motorrészre.

A 6. ábrán az 5. ábra A szívórészének alulnézete látható, a 7. ábrán az 5. ábra B nyomoré szének felülnézete látható, míg a 8. ábrán az 5. ábra B nyomórészének oldalnézetét tüntettük fel. Az 5-8. ábrákon látható módon a B nyomórész belsejében hengeres 33 nyomókamra van kiképezve, amelyben radiális 35 járókerék helyezkedik el. A 35 járókerék a C motorrészben rögzített 50 villamos motorral kapcsolódik, amely a 35 járókereket forgatja a berendezés üzeme során.

A 30 berendezés hengeres 37 belépőkamrája a 35 járókerékkel együtt szívókamrát határoz meg, és a radiális 35 járókerékkel koaxiálisán az 5. ábrán bemutatott 30 berendezés A szívórészében van kialakítva.

Mint az 5. és 6. ábrán látható, a 37 belépőkamra felső oldali felületéhez tangenciális irányban 38 olaj betápláló vezeték és 39 olaj visszavezető vezeték csatlakozik. A 37 belépő kamrába a 38 olajbetápláló vezetékből és a 39 olaj visszavezető vezetékből beömlő folyadék a szívókamra belsejében örvénylő áramlást kelt, és a sugárirányú 35 járókerék forgásirányával azonos irányban örvénylik. Ismert módon elektromágneses úton nyitott és zárt 40 vízsugár szelep a 37 belépőkamra tetején, annak tengelyében helyezkedik el.

A 33 nyomókamrában hengeres 34 falfelület van kiképezve. Ez a 34 falfelület sugárirányban kis távközzel a 35 járókereket veszi körül és tengelyirányúi magassága lényegében megegyzik a radiális 35 járókerék tengelyirányú vastagságával.

A 7. és 8. ábrán látható, hogy a 34 falfelületen a 33 nyomókamra közepe felé legyező alakúan kiképzett 41 bütyök van kiképezve. A 41 bütyök 47 központi szöge 45°-120° tartományban helyezkedhet el, előnyösen 60°.

···· ·»·<·

- 11 36 emulzió kiömlővezetékhez kapcsolódó 43 kiömlőnyílás úgy helyezkedik el, hogy a legyező alakú 41 bütyök végződése felé nyitott, annak a 35 járókerék forgásirányát tekintve kilépési oldalán. A 43 kiömlőnyílás 44 kiömlővezetéken keresztül kapcsolódik a 36 emulkiömlővezeték a 31 szivattyúház B nyomórészében fúrással, marással vagy hasonló megmunkálással készülhet. A 44 kiömlővezeték átmérője kisebb, mint a legyező alakú 41 bütyök sugárirányú mérete, és a 44 kiömlővezeték a 41 bütyök végződéséhez a lehető legközelebb helyezkedik el. A 44 kiömlővezeték átömlési keresztmetszetének megnövelése érdekében a 44 kiömlővezetéket elliptikus keresztmetszettel is készíthetjük. A 41 bütyök sík 46 alsó felülete a nyomókamra közepe irányában lejtős kiképzésű, és a 41 bütyök magassága megegyezik a 35 hárókeréknek a 44 kiömlővezeték 43 kiömlőnyílása tartományában mért tengelyirányú vastagságával.

A 41 bütyök 43 kiömlőnyilás felöli oldalán másrészt a 34 falfelület félhenger alakú 42 zárófalat határoz meg oly módon, hogy a 43 kiömlőnyílás mentén azt félig eltakarja.

A 35 járókeréktől elfolyó emulzió nekiütközik ennek a 42 záró falnak és irányát megváltoztatva tengelyirányban folyik tovább a 43 kiömlőnyíláson át a 44 kiömlővezetékbe.

Jóllehet a félhenger alakú 42 záró falat úgy tüntettük fel, hogy a 43 kiömlőnyílást takarja el félig, a 42 zárófal úgy is kiképezhető, hogy például a 43 kiömlőnyílást annak csupán negyed kerületén határoló hengeres felülettel rendelkezik, míg a többi felület sík és sugárirányban húzódó. Ilyen esetben előnyös, ha a 43 kiömlőnyílást a 33 nyomókamra közepéhez a lehető legközelebb képezzük ki úgy, hogy a 42 zárófal hengeres felületének végrésze 49 késéit képezzen. Ez a 49 késéi levágja a radiális 35 járókeréktől kilépő emulzió külső részét, és így lényegében a teljes emulzió mennyiség bejut a 43 kiömlőnyílásba.

A radiális 35 járókerék az 5. ábrán láthatóan lemez alakú, és az 50 villamos motor oldalán egy további sugárirányú 57 fedőlemez csatlakozik hozzá. Az 57 fedőlemezen több 52 járókerék lapát van rögzítve.

Ha a találmány szerinti berendezést dízelmotorhoz használjuk, a motor üzemanyag szivatytyú kilépő vezetéke a 38 olajbetápláló vezetékhez csatlakozik és a nagynyomású vizet egy vízbetápláló vezetéken át juttatjuk a 40 vízsugár szelephez egy megfelelő nagynyomású szivattyú segítségével. A motor üzemanyag befecskendező szivattyújának betápláló csővezetéke a 36 emulzió kiömlővezetékhez van csatlakoztatva, míg az üzemanyag befecskendező szivattyú üzemanyag visszavezető csővezetéke a 39 olaj visszavezető vezetékhez csatlakozik.

• · · ···««· « · • ♦·»«»> «· · ·· · ·· ·*····««

- 12 A radiális 35 járókereket célszerűen állandó fordulatszámon például 3000 1/perc fordulatszámon működteti az 50 villamos motor. Az üzemanyag szivattyú a gázolajat 1-3 bar nyomással fecskendezi be tangenciális irányban a 37 belépő kamrába. A 10-15 bar nyomású vizet elektromosan vagy mechanikusan hajtott nagynyomású szivattyú biztosítja és a víz nyomását nyomáscsökkentő szeleppel 5-7 bar értékre csökkentjük és így fecskendezzük be a 37 belépő kamrába, miközben az elektromágnesesen működtetett 40 vízsugár szeleppel szakaszosan szabályozzuk. A sugárirányú 35 járókerékből kilépő emulzió bekerül a 41 bütyökbe, ott nekiütközik a 42 zárófalnak majd a 43 kiömlönyíláson keresztül tengelyirányban bejut a 36 emulzió kiömlővezeték 44 kiömlővezetékébe. Ennek során a radiális 35 járókerék belsejében lévő emulziórészből az emulziót a 49 késélek leválasztják. Az üzemanyag befecskendező szivattyúból érkező felesleges gázolaj mennyiség a 39 olajviszszavezető vezetéken keresztül visszajut a 37 belépőkamrába, ahol új gázolajjal és befecskendezett vízzel keveredik. Az új olaj és a víz betáplálását szabályozottan végezzük úgy, hogy a teljes 39 olaj visszavezető vezeték állandóan a lehető legteljesebben fel legyen töltve olajjal és lehetőleg ne keletkezzenek felesleges légbuborékok a visszatáplálás során.

A 40 vízsugár szelep a 37 belépőkamrába jutó vízmennyiséget nyitott és zárt helyzetének időaránya révén szabályozza. Mint korábban leírtuk, a 2 egység az emulzió víztartalmát a belsőégésű motor hengereiben fennálló égési üzemállapotnak megfelelően állítja be, az üzemanyag szivattyú által szállított gázolaj mennyiségéből és a víztartalom értékkészletből kiszámítja a szükséges betáplálandó vízmennyiséget, és a szükséges vízmennyiséget a 40 vízsugár szelep nyitási és zárási időintervallumának aránya révén szabályozza. Jóllehet a bemutatott kiviteli alak radiális 35 járókereket tartalmaz, a találmány szerinti berendezés úgy is kiképezhető, hogy a 37 belépőkamra kimenete közvetlenül összeköttetésben áll a 36 emulzió kiömlővezetékkel, mindenféle radiális járókerék közbeiktatása nélkül. Ebben az esetben a 38 belépőkamra nem hengeres alakú, hanem előnyösen úgynevezett vízcsepp alakú, ahol átmérője a felső résztől az alsó rész irányában egységesen növekszik, eléri legnagyobb átmérőjét, majd onnan ismét határozottan csökken, amíg becsatlakozik a 36 emulzió kiömlővezetékbe.

A találmány szerinti berendezéssel végzett kísérleteink azt bizonyították, hogy rendkívül finom és homogén vízrészecske emulziót alakíthatunk ki, ha a 40 vízsugár szelephez juttatott víz és a 37 belépőkamrához juttatott gázolaj nyomása közötti különbséget legalább 0,5 bar értéken tartjuk függetlenül a radiális 35 járókerék meglététől, ha szabványos fúvóka átmérőt (hozzávetőlegesen 0,5 mm) alkalmazunk a 40 vízsugár szelepnél, és a berendezés korróziós hajlama egy hagyományos olaj-víz emulzióval összehasonlítva drasztikusan csökken.

»··· · • · · ··· · · • · ···<· V « * · ·· t> »4 ···» *··«

- 13 Az alábbiakban a találmány szerinti berendezéssel előállított gázolaj-víz emulzió korróziós tesztjének eredményeit mutatjuk be néhány példa kapcsán, különböző üzemi körülmények között.

1. Korróziós teszt:

A A-J minták mindegyikét 10 mm átmérőjű, 35 mm magasságú, 5 ml belső kapacitású tartályba helyeztük és az emulzióba üzemanyag befecskendező szivattyú tűt merítettünk. Mivel az emulzió egy felső és egy alsó rétegre vált ketté, ahol a felső rétegben a gázolaj, az alsó rétegben pedig a víz volt túlsúlyban, ha az emulziót állni hagytuk, a tűt annyira merítettük a folyadékba, hogy mindkét anyaggal érintkezésbe kerüljön.

2. Minták:

A: kizárólag víz.

B: kizárólag gázolaj

C: 15% víztartalmú olaj-víz emulzió, amelyet az 5. ábrán bemutatott berendezéssel készítettünk úgy, hogy 0,5 bar nyomáskülönbségű olajnyomást és víznyomást használtunk.

D: emulzió (ugyanúgy állítottuk elő, mint az előző mintát, de az olaj nyomás és a víznyomás különbségét 1,5 bar értéken tartottuk.)

E: emulzió (ugyanúgy állítottuk elő, mint az előző mintát, de az olajnyomás és a víznyomás különbségét 3 bar értéken tartottuk.)

F: emulzió (ugyanúgy állítottuk elő, mint az előző mintát, de az olajnyomás és a víznyomás különbségét 10 bar értéken tartottuk.)

G: 15% víztartalmú olaj-víz emulzió, amelyet az 5. ábrán bemutatott berendezéssel készítettünk úgy, hogy 3 bar nyomáskülönbségű olaj nyomást és víznyomást használtunk, és a 37 belépőkamra csepp alakú,

H: emulzió (víztartalom 15%, olyan berendezésben létrehozva, amely nem tartalmazott járókereket, de belépőkamrája vízcsepp alakú és az olajnyomás és víznyomás különbségét 3 bar értéken tartottuk)

I: emulzió (víztartalom 15%, olyan berendezésben létrehozva, amely nem tartalmazott járókereket, de belépőkamrája hengeres alakú és az olajnyomás és víznyomás különbségét 3 bar értéken tartottuk) ¹ ····«········ c

- 14J: 15% víztartalmú olaj-víz emulzió, amelyet az 5. ábrán bemutatott berendezéssel készítettünk úgy, hogy 0,2 bar nyomáskülönbségű olajnyomást és víznyomást használtunk.

3. Teszt eredmények:

Minta	Megfigyelés eredménye
A	Elszíneződés (fekete) egy nappal később.
B	Elszíneződés (fekete) 120 nappal később.
C	Elszíneződés (fekete) a tűrés az alsó réteg érintkezési tartományában 35 nap múlva,
D	Elszíneződés (fekete) a tűrés az alsó réteg érintkezési tartományában 90 nap múlva,
E	Elszíneződés (fekete) a tűrés az alsó réteg érintkezési tartományában 120 nap múlva,
F	Elszíneződés (fekete) a tűrés az alsó réteg érintkezési tartományában 120 nap múlva,
G	Elszíneződés (fekete) a tűrés az alsó réteg érintkezési tartományában 140 nap múlva,
H	Elszíneződés (fekete) a tűrés az alsó réteg érintkezési tartományában 50 nap múlva,
I	Elszíneződés (fekete) a tűrés az alsó réteg érintkezési tartományában 45 nap múlva,
J	Elszíneződés (fekete) a tűrés az alsó réteg érintkezési tartományában 7 nap múlva.

Látható a vizsgálati eredményekből, hogy az az emulzió, amelyet úgy állítottunk elő, hogy az olajnyomás és a víznyomás között legalább 0,5 bar különbséget tartottunk, a korróziós teszt során igen jó eredményeket mutatott.

Mindaddig, amíg az olajnyomás és víznyomás közötti nyomáskülönbséget legalább 0,5 bar értéken tartottuk, hasonlóan jó eredményeket értünk el 0,1-2,0 mm átmérőjű fúvókáknál

- 15 függetlenül a fúvóka alakjától függő szórásképtől, a fúvóka átmérőjétől és az áramlás sebességétől.

A találmány szerinti üzemanyag emulzió betápláló berendezés egy további lehetséges kiviteli alakját a 9. - 12. ábrák segítségével mutatjuk be.

A 9. ábrán a bemutatott találmány szerinti berendezés egészének vázlatos felépítését mutatjuk be. Az előző kiviteli alaknál az emulzióképző berendezés az üzemanyag szivattyú és az üzemanyag befecskendező között helyeztük el és az üzemanyagot az összes hengerhez egyetlen emulzióképző berendezés állította elő. A második kiviteli alaknál azonban az üzemanyag befecskendező szivattyú mindegyik üzemanyag befecskendező fuvóka közé egy-egy emulzióképző 100 berendezés van beiktatva, amely a hozzátartozó henger 102 üzemanyag befecskendező fúvókájához csatlakozik.

A 9. ábrán 10 hivatkozási szám az üzemanyag befecskendező szivattyút, 106 hivatkozási szám pedig a későbbiekben részletesen ismertetésre kerülő vizet befecskendező mérőegységet jelöl. A bemutatott emulzióképző 100 berendezés a 102 üzemanyag befecskendező fuvóka üzemanyag beömlési részéhez csatlakoztatható, a 102 üzemanyag befecskendező fúvóka eredeti alakjának változtatása nélkül. A 9. ábrán látható, hogy az emulzióképző 100 berendezés feladata a 104 üzemanyag befecskendező szivattyútól a 102 üzemanyag befecskendező fúvóka felé szállított nagynyomású olaj és a 106 mérőegység által szállított nagynyomású víz összekeverése, ezáltal üzemanyag-víz emulzió létrehozása, és a létrehozott emulziónak a 102 üzemanyag befecskendező fúvókát tartalmazó adott hengerbe való bejuttatása.

A 10. ábrán az emulzióképző 100 berendezés hosszmetszetét tüntettük fel. Az emulzióképző 100 berendezésnek nyomásálló 111 háza van, amely kibírja a befecskendezett üzemanyag nyomását, és az előzőleg bemutatott kiviteli alak 37 beömlőkamrájának megfelelő beömlőkamrája, például 112 örvénykamrája van. A 112 örvénykamra forgásszimmetrikus kiképzésű és az ábrán láthatóan cseppalakú, azaz átmérője egy felső, növekvő majd legnagyobb méretről folyamatosan csökken. A 112 örvénykamra alsó 114 fúvóka kimenete éles 114a éllel 113 furatba torkollik, amelynek átmérője lényegesen meghaladja a 114 fúvóka kimenet átmérőjét. A 102 üzemanyag befecskendező fúvóka üzemanyag beömlése mereven bele van csavarozva a menetes 113 furatba úgy, hogy a 112 örvénykamrát elhagyó üzemanyag emulzió belekerül a 102 üzemanyag befecskendező fúvókába. A 112 örvénykamrát annak megnövelt ármérőjű szakasza közelében 115 gyűrűcsatoma veszi körül. Alii ház belsejében 117 járat van kiképezve, amely a 104 üzemanyag befecskendező szivattyúhoz kapcsolódik és tangenciális irányban a 115 gyűrűcsatomába torkollik. A 112 ör• · · · · • · ♦ • · · · · · «····· · • · · ·

- 16vénykamra felülete mentén egyenletesen elosztottan elhelyezkedő három 116 beömlés a 112 örvénykamra falfelülete felé tangenciális irányban nyitott, a 112 örvénykamra legnagyobb átmérőjű szakaszán. Az ábrán nem látható, a bemutatott kiviteli alak némiképp módosított változatánál a 115 gyűrűcsatoma elhagyható. Ilyen esetben egyetlen 117 járat közvetlenül és hozzávetőlegesen a 112 örvénykamra falfelületére tangenciális irányban, éles peremen keresztül közvetlenül nyílna a 112 örvénykamrába.

Az elrendezés 118 visszacsapó szelepet tartalmaz, amelyet ismert módon 118a rugó záróirányban előfeszítve tart. Víz befecskendező 120 nyílás vízvezetéken keresztül kapcsolódik a 106 mérőegységhez. Ha a 106 mérőegységtől a 120 víz befecskendező nyíláshoz szállított víz nyomása előre meghatározott értéket, például 30 bárt meghalad, a víznyomás a 118 visszacsapó szelepet megnyomja és a 118a rugó ellenében nyitja és a víz a víz befecskendező 120 nyílásból beáramlik a 112 örvénykamrába. A 118 visszacsapó szelep fejrésze olyan kialakítású, hogy a beáramló víz egyenletesen, esernyő alakban jut be a 112 örvénykamrába.

Ennél a kiviteli alaknál a víz 112 örvénykamrába való befecskendezését két egymást követő nagynyomású üzemanyag betáplálás és üzemanyag befecskendezés közötti pontban hajtjuk végre (például négyhengeres dízelmotornál az üzemanyag befecskendezés befejezését követő 360°-os forgattyús tengely elfordulás utáni pontban), és ezt a pontot úgy választjuk meg, hogy az üzemanyag nyomása 112 örvénykamrában 3-10 bar körüli tartományra csökkenjen, és a 102 üzemanyag befecskendező fúvóka már zárva legyen. A vizet kiadagolt mennyiségben, hozzávetőlegesen 35 bar nyomással juttatjuk be a 112 örvénykamrába. A 112 örvénykamrába befecskendezett víz hatására létrejövő nyomásnövekedés nem elegendő ahhoz, hogy nyissa a 112 üzemanyag befecskendező fúvókát. A befecskendezett víz által kiszorított üzemanyag az üzemanyagtápláló vezetéken keresztül visszajut a 104 üzemanyag befecskendező szivattyúba egy olyan betápláló szelepen keresztül, amelyet a rajzon nem tüntettünk fel, de általában az üzemanyag befecskendező szivatytyúkban az olaj betápláló vezetékekben a befecskendezési intervallumok végén nyomásmentesítés céljára be szoktak építeni. Az így visszajutott olajat a rajzon szintén nem látható speciális tartályban gyűjtjük össze. A befecskendezett víz mennyisége legfeljebb harmada az üzemanyagtápláló vezetékben és a 112 örvénykamrában jelenlévő üzemanyag mennyiségének, így a befecskendező szivattyúba nem juthat víz.

Ha elérkezik az üzemanyag befecskendezési időpont a 112 örvénykamrába való víz befecskendezését követően a 104 üzemanyag befecskendező szivattyú nagynyomású üzemanyagot juttat a 112 örvénykamrába, valamint az azalatt kiképzett 114 fúvóka kimenetein keresztül a 102 üzemanyag befecskendező fúvókába. Mivel az üzemanyag érintőlegesen • · · · · · ······ · ·

- 17 jut be a 112 örvénykamrába, annak tartalma a nagynyomású üzemanyag betáplálás intervallum során nagy sebességgel forog, örvénylik. A 102 üzemanyag befecskendező fúvóka az üzemanyag nagy nyomása hatására nyit, és erőteljes örvénylés jön létre a 112 örvénykamrában a 102 üzemanyag befecskendező fúvóka befecskendezési üteme alatt, amint az emulzió a 112 örvénykamrából kifolyik és bejut a nyitott 102 üzemanyag befecskendező fúvókába. Az örvénylő emulzió kiáramlása alatt az áramlás nyomása a 112 örvénykamra szűkülő részén csökken. Az áramlás nyomása ezt követően újból megnő, miután az áramlás elhaladt a 114a él mellett és bejut a lényegesen nagyobb áramlási keresztmetszetű 113 furatba a 102 üzemanyag befecskendező fúvóka bejáratánál. Ennek köszönhetően biztosítjuk, hogy a vízrészecskék már előporlasztva jussanak be a 112 örvénykamrába, és abban egyenletesen keveredjenek el a befecskendezett üzemanyaggal. Ennek megfelelően egyenletes üzemanyag-víz emulzió lép ki a 104 üzemanyag befecskendező szivattyúból a 102 üzemanyag befecskendező fúvókába, és onnan ilyen minőségű emulzió jut a 102 üzemanyag befecskendező fúvókát tartalmazó hengerbe.

Mivel a 118 visszacsapó szelep nagy szeleptányérú szelep, a nagynyomással befecskendezett gázolaj nagy felületen hat rá és tartja záróirányban, ezért a 118a rugót lényegesen kisebb rugóerőre lehet méretezni.

Az emulzióképző 100 berendezés fent leírt működéséből eredően a 112 örvénykamra tartalma az érintőlegesen belépő nagynyomású gázolaj hatására kizárólag a nagynyomású gázolaj betáplálás intervallumok alatt forog, az üzemanyag befecskendező szivattyú által vezérelten, és üresen jár a nevezett időintervallumok között, két egymást követő nagynyomású gázolaj betáplálási intervallum között egy lényegesen csökkentett közepes nyomáson. A vizet ezekben a csökkentett nyomású időintervallumokban fecskendezzük be úgy, hogy a víz betáplálási intervallumok és a gázolaj betáplálási intervallumok egymással váltakoznak. A gázolaj-víz emulziót a víznek a 112 örvénykamrába való befecskendezésével készítjük elő, és egy örvénylő kiáramlás során fejezzük be, amely az emulziónak a 102 üzemanyag befecskendező fúvókába való átjutása során alakul ki az üzemanyag befecskendező szivattyú hatására. Ezen túlmenően az 5. ábrán bemutatott kiviteli alaktól eltérően nincs szükség a 112 örvénykamrában a kialakult emulzió recirkuláltatására, ezzel elvileg lehetővé téve, hogy a vízmennyiséget a hengerbe befecskendezett üzemanyaghoz igazíthassuk minden egyes befecskendezési periódusban külön-külön.

A továbbiakban az emulzióképző 100 berendezéshez a nagynyomású vizet továbbító 106 mérőegységet ismertetjük. Mint korábban írtuk a 106 mérőegység a vízmennyiség jelet a motor égési állapotával összhangban a 2 egységtől kapja, és ennek hatására előre meghatá• ·

- 18 rozott mennyiségű vizet juttat az emulzióképző 100 berendezésbe, minden egyes cilindernél, előre meghatározott ütemezéssel.

Ebben a kiviteli alakban a 106 mérőegység a rajzon nem ábrázolt nagynyomású vízpumpát tartalmaz, amelyet a motor tengelye hajt meg, és amely 108 víztartályból felszívott vizet hozzávetőleg 35 bar nyomáson juttat az egyes emulzióképző 100 berendezésekbe. A beépített nagynyomású vízpumpa lényegesen nagyobb kapacitású, mint ha szükségessé válható befecskendezendő vízmennyiség maximális értéke (hozzávetőlegesen háromszor akkora), és a felesleges víz előnyösen a nagynyomású vízpumpa kimenetéről a rajzon nem látható vezetéken átjut vissza a 108 víztartályba.

A 11-13. ábrák a 106 mérőegység felépítését és működési elvét mutatják be vázlatosan.

Mint all. ábrán látható, a 106 mérőegység hengeres külső 121 házzal rendelkezik, amelybe belső házként 123 hüvely van besajtolva, és a 123 hüvely belsejében 125 forgórész helyezkedik el. A külső 121 házban a nagynyomású vízpumpától érkező vizet bevezető 121a vízbeömlés valamint kéthengeres motor esetében kettő 121c, 121d vízkiömlés található az egyes hengerekhez tartozó emulzióképző 100 berendezések számára. A 123 hüvelynek 123a, 123b vízbeömlése van, amelyek a 123 hüvely és a külső 121 ház között kiképzett 12ld vízbetápláló járattal állnak kapcsolatban, valamint 123c, 123d vízkiömlései vannak, amelyek a külső 121 ház 121c, 12ld vízkiömléseivel állnak kapcsolatban. A 125 forgórész tengelyében 125a furatot tartalmaz, amely sugárirányban 125c, 125d nyílásokkal áll kapcsolatban. A 125c nyílás váltakozva a 123 hüvely 123a vízbeömlésével és 123c vízkiömlésével kapcsolódik össze a 125 forgórész forgása során míg a 125d nyílás váltakozva a 123 hüvely 123b vízbeömlésével és 123d vízkiömlésével kerül kapcsolatba.

A 123a vízbeömlés és 123c vízkiömlés, a 123b vízbeömlés és 123d vízkiömlés, valamint a 125 forgórésze 125c, 125d nyílása egymással átellenben, 180°-ban szimmetrikusan helyezkednek el.

A 125 forgórészt a motor forgattyústengelye sebességének felével van meghajtva fogazott szíjjal vagy hasonló ismert áttétellel.

A 125 forgórész 125a furatának belsejében 127 dugattyú és mozgatható 129 ütköző van elcsúsztathatóan ágyazva, és a mozgatható 129 ütköző tengelyirányú helyzete kívülről 110 bütykös emelő elfordításával beállítható. A 125a belső végében, a mozgatható 129 ütközővel szemben rögzített 125e ütköző van kiképezve.

• · ···«·· · · « ······ · · · • · · · · ········

- 19Ennél a kiviteli alaknál a 125 forgórész forgása során a 125 forgórész 125c nyílása váltakozva a 123 hüvely 123a vízbeömlésével és 123c vízkiömlésével, a 125 forgórész 125d nyílása pedig váltakozva a 123 hüvely 123b vízbeömlésével és 123d vízkiömlésével kommunikál úgy, hogy a 127 dugattyú a 125a furat belsejében reciprokáló mozgást végez, és a nagy nyomású vizet váltakozva a 123c vízkiömlésen (121c vízkiömlésen) és 123d (12 ld) vízkiömlésen keresztül kinyomja.

Az alábbiakban a 106 mérőegység működését a 12. és 13. ábrák segítségével ismertetjük. Ha a 125 forgórész forog és a 125c nyílás a 123 hüvely 123a vízbeömlésével van összekötve a 12. ábrán láthatóan, a nagynyomású vízpumpából a víz a 123 hüvely 123a vízbeömlésén keresztül beomlik a 125 forgórész 125a furatába a 127 dugattyú baloldalán. Ezután a víz a 127 dugattyút az ábrát tekintve jobbra eltolja. Ebben az állapotban a 127 dugatytyú jobboldalán lévő 125 d nyílás a 123 hüvely 123d vízkiömlésével áll kapcsolatban. Hasonló módon, ha a 127 dugattyú jobbra mozog, a 125a furatban a 127 dugattyú jobboldalán található vizet a 127 dugattyú a 123d vízkiömlésen keresztül kinyomja. A 123d vízkiömlésen keresztül kifolyó víz bejut valamelyik emulzióképző 100 berendezésbe, és a víz betáplálási nyomása lényegében azonos a 127 dugattyú baloldalára ható víz kiszorítási nyomásának, (megközelítőleg 35 bar), azaz a nagynyomású vízpumpa szállítási nyomásának. A 123 hüvely 123d vízkiömlésén keresztül kifolyó víz akkor áll el, ha a jobb irányba mozgó 127 dugattyú a 125a furat jobboldali végében felütközik a rögzített 125e ütközőn. Ezt követően, ha a 125 forgórész tovább forog és a 13. ábrán látható helyzetbe kerül a 125d nyílás kapcsolatba kerül a 123, 123b vízbeömlésével és a 125c nyílás a 123c vízkiömléssel kerül kapcsolatba. Ennek megfelelően nagynyomású víz folyik a 123 dugattyú jobb oldalához a 123b vízbeömlésen keresztül, ellentétes irányban azzal, amelyet a 12. ábra kapcsán ismertettünk, és ez a víz a 127 dugattyút a rajzot tekintve baloldali irányban elnyomja. Ennek következtében a 125a furatban a 127 dugattyú baloldalán lévő vizet a 127 dugattyú a 123 hüvely 123c vízkiömlésén keresztül kinyomja, és bejuttatja egy másik emulzióképző 100 berendezésbe. Ebben az esetben is akkor szűnik meg a víz kijutása a 123c vízkiömlésből, ha a 127 dugattyú mozgása során eléri és felütközik a 129 ütközőn. Ily módon a 127 dugattyúnak a rögzített 125e ütköző és a beállítható 129 ütköző közötti reverzáló mozgásával a 127 dugattyú ütemének megfelelő mennyiségű vizet tudunk az egyes hengerekhez tartozó emulzióképző 100 berendezésekbe juttatni. Mint fent leírtuk, az egyes emulzióképző 100 berendezésekbe juttatott víz mennyiségét a 106 mérőegység 127 dugattyújának üteme határozza meg, azaz a rögzített 125e ütköző és a beállítható 129 ütköző közötti távolság. Ennél a kiviteli alaknál a 129 ütköző helyzetét kívülről, a 110 bütykös emelő elfordításával tudjuk beállítani. Ezért olyan esetben, ha megfelelő működtető szervet, például léptetőmotort helyezünk el és a 110 bütykös emelőt a 2 egység által • · · · · · · • · · · r · · ····«» · · ·

-20megállapított vízmennyiség értéknek megfelelően fordítjuk el, lehetővé válik az emulzióképző 100 berendezésbe bejuttatandó vízmennyiség egyes hengerekre bontott szabályozása, és ily módon az üzemanyag emulzió víztartalmának beállítása a belsőégésű motor égési feltételeinek megfelelően.

Emellett a 12 és 12. ábra abban az esetben mutatja a 110 bütykös emelő helyzetét, ha a 127 dugattyú lökete a legnagyobb, azaz a legnagyobb vízmennyiséget szorítja ki, míg all. ábrán a 110 bütykös emelőt olyan helyzetben tüntettük fel, amelyben a 127 dugattyú üteme nulla, azaz a víz adagolás szünetel.

Jóllehet a 11-13. ábrák kéthengeres motor esetében ismertetik a 106 mérőegység felépítését és működését, a 106 mérőegység könnyen adaptálható négy, hat, nyolc és tizenkét hengeres motorokra is, a 125 forgórész és a 123 hüvely nyílásai, vízbeömlései, vízkiömlései számának módosításával. Hathengeres motor esetében például a 125 forgórész 60°-os szögelfordulásának megfelelően hat-hat nyílás van kiképezve.

Másrészről, jóllehet célszerűnek tűnik a 106 mérőegység 110 bütykös emelőjének elektronikusan vezérelt léptetőmotorral vagy más megfelelő aktuátorral történő beállítása, a 110 bütykös emelő helyzetét mechanikusan, a 104 üzemanyag befecskendező szivattyú beállításának megfelelően is vezérelhetjük, ha a 110 bütykös emelőt a 9. ábrán szaggatott vonallal bejelölt vezérlőrúddal összekapcsoljuk a 104 üzemanyag befecskendező szivattyúval.

A bemutatott kiviteli alakok esetében az egyes hengerekhez tartozó emulzióképző 100 berendezésekhez juttatott víz táplálási időpontját előre meghatározott forgattyús tengely szöghelyzetekhez kapcsoltuk úgy, hogy a forgattyús tengellyel ezzel szinkronban hajtottuk a 125 forgórészét a 106 mérőegység működése során. Ha az üzemanyag emulzió víztartalmát egyedi módon kell változtatni az egyes hengerek égési állapotával összhangban, a nagynyomású vízpumpától érkező vizet külön-külön kell az egyes emulzióképző 100 berendezésekhez továbbítani, vagy például a 10. ábrán bemutatott 112 örvénykamrához továbbítani egy, az egyes hengerekhez kialakított szolenoid szelep segítségével a 106 mérőegység alkalmazása nélkül. Például lehetőség van arra, hogy az egyes hengerekbe betáplálandó üzemanyag emulzió víztartalmát az egyes hengerekben fennálló égési nyomás megfelelő nyomásérzékelővel történő mérése révén határozzuk meg a már leírt módon, ezt a vízmennyiség jelet a szolenoid szelep vezérlőegységével érzékeljük, és a szelep nyitási és zárási idejének arányát a szolenoid vezérlővel vezéreljük.

A találmány szerinti üzemanyag emulzió betápláló berendezés segítségével megfelelő víztartalmú üzemanyag emulziót tudunk a belsőégésű motor egyes hengereihez, a hengerek • « * · · · · ·····» « · • ·····> · · · ·· · ·· ·«···«·

-21 mindenkori égési feltételeinek megfelelően eljuttatni. Ezért az egyes hengerek égési hőmérsékletét mindig megfelelő tartományban tudjuk tartani ahhoz, hogy hatékonyan csökkentsük a kipufogógázban jelentkező nitrogénoxid, hidrokarbon, szénmonoxid, stb. káros anyagok emisszió szintjét.

Claims

1. Üzemanyag emulzió betápláló berendezés, gázolaj és víz emulzió dízelmotorba történő betáplálására, azzal jellemezve, hogy a dízelmotor égési állapotával összefüggő legalább egy égési paramétert figyelő érzékelő szerve, annak kimenőjelével összefüggésben az üzemanyag emulzió víztartalmát meghatározó szerve, és az azáltal meghatározott mennyiségű vizet tartalmazó üzemanyag emulziót létrehozó szerve van.

2. Az 1. igénypont szerinti üzemanyag emulzió betápláló berendezés azzal jellemezve, hogy az emulzióképző szerv az emulzió kimeneten keresztül kiáramló emulzió víztartalmát egy vízsugár fúvóka nyitott és zárt helyzete arányának változtatásával, a vízmennyiség szabályozó szerv által meghatározott víztartalommal összhangban szabályozza és az emulzióképző szerv gázolaj belépő kamrájába befecskendezett vízmennyiséget szabályozza.

3. Az 1. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy az égési paraméter érzékelő szerv által érzékelt égési paraméterek legalább egy henger égési nyomását, kopogás meglétét, a motor kipufogógázának hőmérsékletét, a kipufogógázban lévő meghatározott összetevő koncentrációját, a motor fordulatszámát és a motor hajtónyomatékát, vagy legalább ezek egyikét jelentik.

4. A 3. igénypont szerinti üzemanyag emulzió betápláló berendezés azzal jellemezve, hogy az égési paraméter érzékelő szerv a motor mindegyik hengerének égési paramétereit figyeli, és a víztartalom szabályozó szerv az üzemanyag emulzió víztartalmát minden egyes hengerre meghatározza és annak megfelelő mennyiségű vizet táplál be az egyes hengerekhez tartozó vízsugár fúvókán keresztül.

5. A 2. igénypont szerinti üzemanyag emulzió betápláló berendezés azzal jellemezve, hogy a vízsugár fúvókához továbbított vízsugár nyomása legalább 0,5 barral nagyobb, mint a belépő kamrába bejuttatott gázolaj nyomása.

6. Olaj-víz emulzióképző berendezés azzal jellemezve, hogy forgásszimmetrikus alakú belépőkamrája (37), abba érintőlegesen betorkolló olajbetápláló vezetéke (38), a belépőkamra (37) egyik végében, tengelyirányban elhelyezett és elektronikusan nyitott illetve zárt és ezzel vizet a belépőkamrába (37) befecskendező vízsugár fúvókája (40), a belépőkamra (37) tengelyirányban másik végében elhelyezett nyomókamrája (33) van, továbbá a nyomókamrában (33) a belépőkamrával (37) egytengelyűén elrendezett és hajtószervvel forgatott radiális járókerékkel valamint a nyomókamra (33) járókereket (35) körülvevő falfelületén (34) elhelyezett bütyökkel (41) rendelkezik, továbbá a járókerék (35) forgástengelyé-

4 4 · · * 49

44»·*« 4* • 4 4··· 4 4 44

44 · 44 4 444 4 44«

-23 vei párhuzamos irányban betorkolló emulzió kiömlővezetéket (44) tartalmaz a bütyök (41) végének közelében a járókerék (35) forgásiránya szerint a bütyök (41) kilépő oldala közelében, továbbá a járókerék (35) forgásirányában a bütyök (41) belső oldalán áramló emulziót leválasztó zárófala (42) van.

7. Olaj-víz emulzióképző berendezés azzal jellemezve, hogy forgásszimmetrikus alakú, egy dízelmotor minden egyes hengerének üzemanyag befecskendező fúvókájának (102) bemenetén elrendezett örvénykamrája (112), a dízelmotor üzemanyag befecskendező szivattyújának kimenetéhez csatlakoztatott, a belépőkamrába (112) érintőlegesen betorkolló bemeneti járata (117), a belépőkamrának (112) tengelyirányban valamelyik végében elrendezett és a belépőkamrába (112) torkolló vízsugár fúvókája, valamint a belépőkamra (112) másik végén kialakított és a belépőkamrát (112) az üzemanyag befecskendező fuvóka bemenettel összekötő emulzió kimeneti járata (114) van.

8. A 7. igénypont szerinti olaj-víz emulzióképző berendezés azzal jellemezve, hogy a belépőkamra (112) olyan örvénykamra, amelyben a nagynyomással betáplált víz és gázolaj örvénylőén forog.

9. Eljárás víz-olaj emulzió képzésére dízelmotorhoz azzal jellemezve, hogy a gázolajba előre meghatározott mennyiségű vizet fecskendezünk a dízelmotor hengerének üzemanyag befecskendező fúvókája (102) és a dízelmotor üzemanyag befecskendező szivattyúja (104) között kiképzett belépőkamrába (112) és az üzemanyag befecskendező szivattyú (104) által táplált gázolajat nagynyomással juttatjuk a belépőkamrába, míg az olaj-víz emulziót az üzemanyag befecskendező fúvókához (102) továbbítjuk.