NO156703B

NO156703B - Fremgangsmaate for forbedring av driftsparametrene for en forbrenningsmotor og en motor tilpasset denne fremgangsmaaten.

Info

Publication number: NO156703B
Application number: NO823058A
Authority: NO
Inventors: Remi Curtil
Original assignee: Semt
Priority date: 1981-09-10
Filing date: 1982-09-09
Publication date: 1987-07-27
Also published as: PL140234B1; FR2512496B1; KR890002317B1; FI823103L; US4561253A; DE3272146D1; IN158573B; DK155844C; BR8205332A; EP0075502A1; CS646482A2; ES8306221A1; FR2512496A1; EP0075502B1; ES515644A0; NO156703C; KR840001676A; DK155844B; YU204082A; PL238197A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt og har hovedsakelig til formål å tilveiebringe en fremgangsmåte for forbedring av driftsparametrene for en forbrenningsmotor og en forbrenningsmotor tilpasset og innrettet for utførelse av denne fremgangsmåte, samt forskjellige anvendelser som er et resultat av denne fremgangsmåte.

Oppfinnelsen er særlig rettet på en fremgangsmåte for forbedring av driftsparametrene for en overladet forbrenningsmotor som fortrinnsvis arbeider etter firetakts-prinsippet og spesielt for en dieselmotor med momentan tenning eller selvtenning ved kompresjon.

Innenfor teknikkens stand er allerede kjent frem-gangsmåter for forbedring av virkningsgraden i firetakts forbrenningsmotorer, særlig dieselmotorer som er overladet under et konstant trykk, og f.eks. fra norsk patent nr. 152620 er kjent en fremgangsmåte for en dieselmotor med et registerdiagram som omfatter en overlappingsperiode mellom løftingen av minst én innløpsventil og minst én ut-løpsventil, hvor utløpsventilen lukkes på et tidspunkt etter det fastlagte lukketidspunkt for innløpsventilen, hvilket er uavhengig av motorens turtall og belastning, og hvor man an-vender det herskende overladningslufttrykk og trykket ved utløpet fra sylinderen til automatisk å redusere den mengde gass eller frisk luft som føres tilbake til sylinderen fra avgassystemet. Det anvendes da en fremgangsmåte som er ut-viklet for gassmotorer og som er kjent som Miller-syklusen, hvorved det oppnås en trykkbegrensning ved slutten av kompresjonstakten ved at det tilveiebringes et variabelt effektivt kompresjonsforhold som er størst under oppstart-ing og minst ved store belastninger.

Ifølge den kjente teknikk er det videre i samsvar med dette norske patentskrift skaffet tilveie en motortype hvor den omtalte fremgangsmåte anvendes og hvor det finnes en styrekam for løfting av innsugningsventiler og en styrekam for løfting av eksosventiler, hvorved styrekammen omfatter en hovedknast og en hjelpeknast som lukker eksosventilen ut over det øyeblikk innsugningsventilen lukkes. Fyllingsfaktoren for hver arbeidssylinder økes ved at eksostrykket økes slik at dette overstiger motorens lufttrykk, og dette oppnås ved hjelp av en ventil i forbiføringskanalen som forbinder røret for tilførsel av trykkluft fra kompressoren, hvor åpningen i det minste delvis styres ved lavt og midlere motorturtall og/eller svak og midlere motorbelastning.

Denne kjente teknikk lider særlig av følgende ulemper: Den søkte forbedrede fyllingsfaktor for motoren, spesielt ved svak og midlere motorytelse ifølge de såkalte propell-kurver eller propelloven, viser seg å være utilstrekkelig da denne forbedring avhenger av forholdet mellom de respektive trykk ved luftinntaket og eksosavløpet. Dette forhold er faktisk maksimalt i dette området, men det kan her kun fremskaffes et utilstrekkelig forbedret luftoverskudd i for-brenningskammeret og en tilsvarende utilstrekkelig reduksjon i den termiske belastning (spesielt i forbindelse med hver av eksosventilenes temperatur).

I samsvar med dette ser oppfinnelsen som sin oppgave å skaffe til veie en fremgangsmåte for forbedring av driftsparametrene for en firetakts forbrenningsmotor av den type som fremgår av den innledende del av det etterfølgende krav 1, og fremgangsmåten er kjennetegnet ved at det for å forbedre fyllingsfaktoren for hver av motorens sylindre ved en økning av eksostrykket så dette overstiger motorens lufttrykk ved svak og midlere motorytelse, foretas en delvis lukking av eksosventilen under størstedelen av innsugningsfasen samt at det selektivt, i avhengighet av motorens turtall og/eller aktuelle belastning, tas ut en del av den overladede trykkluft for tilførsel til avgassene før disse avgir anvendbar ekspansjonsenergi.

Det vil være på plass å repetere følgende defini-sjoner: Fyllingsfaktoren er forholdet mellom den luftmengde som rommes i arbeidssylinderen etter lukking av innløps-ventilen og den luftmengde som rommes i en volumenhet ved de temperatur- og trykkforhold som foreligger i sylinderinn-løpet (dvs. massetettheten av den overladende trykkluft ved innløpet) ;

forbrenningsluftoverskuddet er forholdet mellom luftmengden i arbeidssylinderen og den luftmengde som støkiometrisk er nødvendig for forbrenning av den brenselmengde som føres inn i sylinderen.

Grunntanken bak oppfinnelsen ligger således spesielt i den nye kombinasjon av den delvise lukking av eksosventilen under størstedel av innsugningsfasen og den selektive løfting som tar ut en del av den overladede trykkluft for tilførsel til avgassene.

Ifølge et karakteristisk trekk ved oppfinnelsen på-virkes motorens fyllingsfaktor for ren luft under den startperiode som ligger foran den første tenning ved å øke forholdet mellom eksosgasstrykk og innsugningslufttrykk. For dette formål er det særlig fordelaktig å anordne et innstil-lbart mottrykk eller trykktap i innløpet og/eller utløpet, særlig under denne startperiode.

Det er således virkelig oppnådd, spesielt ved en trykkøkningsvirkning, en større opptatt luftmengde i arbeidssylinderen ved kompresjons- og forbrenningstidspunktet, og følgelig er det oppnådd et større forbrenningsluftoverskudd og en større trykkluft—strømningshastighet såvel som et høyere overladningstrykk, hvilket gir følgende fordeler eller forbedrede motorparametre ved et arbeidspunkt som særlig ligger ved lavere eller middels lave motorturtall: - Forbedring av motorens kaldstartegenskaper; - en mer effektiv forbrenning og følgelig brennstoff reduksjon og som en følge av dette en momentan økning av luftoverskuddet; - reduksjon av tenningsforsinkelse og trykkøknings-gradienten, hvorved motoren kan benytte brennstoff med lavere oktantall, - reduksjon av avgitte røkgasser og særlig synlig, sort eksos, - senkning av grensen for benyttelsen av overlad-ningskompressoren (av luftsentrifugetypen) mot lavere motorturtall, - en vesentlig reduksjon av motorens støy eller lyd-nivå, særlig ved tomgang og lavere belastninger, grunnet effektivere kontroll med restgassforholdet, hvorved det oppnås en betydelig reduksjon av nitrogenoksyder i avgassen (hvilket bidrar gunstig til reduksjon av luftforurensningene).

En slik fordeling eller tidsstyring av en forbiført trykkluftstrømning muliggjør en økning av det midlere effektive trykk og derved motorens dreiemoment med bidrag fra hver arbeidssylinder ved et gitt lavere eller midlere motorturtall. Det effektive arbeidsområde for motoren er således utvidet mot høyere momenter og mot lavere turtall.

Innenfor teknikkens stand er allerede kjent forbi-ført trykkluftstrømning ved å holde et bestemt overtrykk eller trykkfall mellom innsugnings- og eksosenden på en motor for å la den overladende turbokompressor (særlig en sentri-fugalkompressor) arbeide som en gassturbin nær pumpegrensen og derfor med høy virkningsgrad.

Utnyttelsen av den forbiførte trykkluftstrømning innenfor det motorarbeidsområde hvor forbiføringen er effektiv, ville føre til en større økning av eksosgasstrykket enn av lufttrykket uten at dette eksosgasstrykk likevel ville nå lufttrykkets nivå.

Som følge av kombinasjonen i samsvar med oppfinnels-ens grunntanke er det mulig å oppnå en økning av den luftmengde som stenges inne i sylinderen, og en slik økning ville ikke være mulig med den fordeling eller tidsstyring som be-nyttes ved tradisjonelle ventiler og tilhørende tilførsel av ladetrykkluft. Oppfinnelsen utnytter således et fysikalsk fenomen (minsking av differensialtrykket mellom innsugningsluft og eksosgasser), og dette fenomen betraktes vanligvis som ugunstig på grunn av at det er eksosgasstrykket som eventuelt bestemmer sylinderens fyllingsfaktor.

Ifølge nok et karakteristisk trekk ved oppfinnelsen vil den delvise lukking av hver eksosventil tilsvare en rest-løfting som høyst er tilnærmet lik arbeidsklaringen for nevnte ventil. Ved dette oppnås den fordel at et tilleggsstøt av eksosventilen mot sitt ventilsete (og derav følgende ytterligere slitasje) unngås, noe som ellers ville finne sted ved total lukking av ventilen før den delvise gjenåpning. Dessuten ville denne gjenværende økning forbedre kjølingen

av eksosventilen (i samsvar særlig med den tidligere norske patentansøkning 790616). En større foranderlig gjenværende økning uten ny åpning (som vist ved kurven & 2fc på fig. 2 i det tidligere nevnte norske patentskrift 152620) kan man ikke vente, fordi omkring det nedre dødpunkt av stemplet er det frie effektive tverrsnitt av strømningskanalen utilstrekkelig til helt ut å oppnå den ønskede effekt og dessuten

ville en større gjenværende økning føre til ulemper (for sterk inntrekning av gasser under arbeidsforhold såsom tomgang eller under overgangsfaser hvor eksosgasstrykket er høyere enn lufttrykket).

Oppfinnelsen er også rettet på en forbrenningsmotor av den ovennevnte art, innrettet for utførelse av fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen.

Oppfinnelsen vil bedre forstås og ytterligere formål, karakteristiske trekk, detaljer og fordeler ved denne vil fremgå klarere av følgende beskrivelse under henvisning til de skjematiske tegnigner som viser eksempler på en for tiden foretrukket spesiell utførelse av oppfinnelsen, og hvor fig. 1 er et forbedret registerdiagram for innsugnings-og eksosventilen i samsvar med oppfinnelsen og viser varia-sjonen i relativ ventilåpning H (i forhold til den maksimale åpning) som ordinat i forhold til den relative vinkelstilling av motorens veivaksel langs abscissen, fig. 2 er et enkelt riss av eksosventilens drivkam med en virksom profil eller kontur i samsvar med oppfinnelsen, fig. 3 er et samlet arbeidsblokksjerna for en dieselmotor innrettet i samsvar med oppfinnelsen, fig. 4 er et diagram som grafisk viser i avhengighet av den relative verdi av det momentane turtall N for motoren (uttrykt i forhold til dens nominelle turtall)

som abscisse, den relative størrelse av det momentane effektive midlere trykk pmg (uttrykt i forhold til det effektive midlere trykk) som ordinat for forskjellige relative verdier av motorens momentane ytelse (uttrykt i verdier av dens nominelle ytelse) vist som en parameterkurveskare såvel som en kurve i samsvar med den såkalte skruelinjelov eller propellov (Propellengesetz, la loi dite d'helice) for varia-sjonen av det midlere effektive trykk i avhenghet av motorens turtall, og fig. 5 viser skjematisk forskjellige karakteristiske kurver for motorens driftsparametre når den arbeider i samsvar med propelloven, idet dette diagram særlig viser,

i forhold til motorens momentane relative belastning eller ytelse og det momentane relative midlere effektive trykk (abscisse), de respektive variasjoner i den relative størrelse av forbiført strømning av trykkluft (uttrykt i forhold til den maksimale strømningshastighet), for de absolutte trykk

av innsugningsluft p^ og av eksosgass p4 (uttrykt i bar) for luftoverskuddet ac,for fyllingsforholdet rfc, og for eksos-ventiltemperaturen t (uttrykt i C).

Med henvisning til den som eksempel viste utførelse på fig. 1 som viser eksosventilens løftekurve E og innsug-ningsventilens løftekurve A under en firetakts arbeidssyklus for motoren, viser den rette horisontale stiplede linje B noe over abscisseaksen den kompenserte ventilklaring for ventilene slik at det er denne referanselinje B som symbo-liserer den virkelige stilling for null løft, dvs. hel stengning av ventilene. Ved bevegelse fra venstre mot høyre i dette diagram beveges ventilene som følger: - Kurven E for eksosventilen omfatter begynnelsen eller starten av åpningen av eksosventilen ved EQ med en fremføring f.eks. på omkring 55° i forhold til det nedre dødpunkt PMB for stemplet, en gradvis åpning inntil full åpning finner sted ved E^ ved omkring 50° etter nedre død-punkt PMB og bibeholdt opp til E£ over ca. 100 , idet den gradvise stengning begynner ved E2 ved omkring 30 før det øvre dødpunkt PMH for stemplet og skrider frem deretter inntil en delvis stengning eller reståpning er nådd ved E^ ved omkring 60°etter øvre dødpunkt PMH og bibeholdes opp til E^ over ca. 60°, idet reståpningen av eksosventilen tilnærmet er lik denne ventils ventilklaring.

Deretter åpnes på ny ved E^ ved omkring 60° før nedre dødpunkt PMB for gradvis økende åpning over ca. 40 opp til en maksimal verdi E,. på f.eks. ca. 20% av full åpning, og som befinner seg ved ca. 20 fra nedre dødpunkt PMB, og til slutt lukkes gradvis fra denne maksimale verdi ved E^ til helt lukket ventil ved E^ ved omkring 25° etter nedre dødpunkt

PMB.

Kurven A for løfting av innsugningsventilen omfatter begynnelsen eller starten av åpningen ved AQ ved omkring 40 før øvre dødpunkt PMH, deretter gradvis løfting inntil full åpning er nådd ved A^ ved omkring 65° etter øvre død-punkt PMH, og deretter gradvis stengningsbevegelse fra maksimal åpning A^ til full stengning ved A2 som finner sted ved ca. 5° før nedre dødpunkt PMB.

Det vil således fremgå at både eksos- og innsugningsventiler respektive utfører en tidlig åpning. Innsugningsventilen gjennomgår en tidlig stengning, mens eksosventilen har en stengningsforsinkelse. Det skal fremheves at de nevnte vinkelverdier her er gitt bare som eksempelvis illustrasjon og kan variere alt etter typen av motoren.

Kurvene for både eksos- og innsugningsventilene E hhv. A, skjærer hverandre i punkter D^ og C2 og bestemmer derved en delvis overlapping av deres respektive åpnings-tider som er vist på fig. 1 med det skraverte område avgrenset mellom den horisontale rette linje B på den ene side og linjene A E,E0 C0A„ på den annen side. Området A C,E_ 3 J o 1 3 2 2 ^ ol3 tilsvarer trinnet med spyling av eksosgassene fra arbeidssylinderen, men det kan utelates eller minskes til fordel for overlappingen E4E2A2 f.eks., idet en vesentlig delvis overlapping av åpningene for eksos- og innsugningsventilene omkring det øvre dødpunkt ikke er mulig på grunn av forbren-ningskamrene. Punktet C1 er f.eks. omkring 15% etter det øvre dødpunkt PMH og tilsvarer en løfting på omkring 58% f.eks., mens punktet C2 er f.eks. ved omkring 3 8° før nedre dødpunkt PMB og tilsvarer en løfting på omkring 15%.

I diagrammet på fig. 1 tilsvarer verdien av ventil-klaringen, vist som høyden av den horisontale rette linje B, f. eks. omkring 2,5% av hel løfting H, slik at restløftingen ved E^E4 for eksosventilen f.eks. er omkring 1,5% av hel løfting H. Denne restløfting kan forøvrig fjernes i samsvar med det tidligere nevnte norske patentskrift 152620, hvor fig. 2 med kurven A„ Z. cl viser en full stengning av eksosventilen før dens ovennevnte delvise nye åpning i nærheten av stengemomentet A2 for innsugningsventilen.

Denne delvise nye åpning vist med delen E4~E,--Eg

av kurven E tilsvarer en ytterligere fyllingsfase som automatisk styrer forbindelsen mellom eksosgrenrøret og arbeidssylinderen ved hjelp av eksosventilen som da ville stenge igjen umiddelbart etter nedre dødpunkt PMB for stemplet, men etter stengningsøyeblikket for innsugningsventilen.

Fig. 2 viser en utførelse av eksosventilens styring eller drivkam 1 som gjør det mulig å foreta en eksosventil-løfting i samsvar med kurven E vist på fig. 1. Denne kam 1 som alltid samvirker med følgerrullen 2 på ventilvippearmen, ventilløfteren eller støtestangen, omfatter som et radialt utover ragende fremspring i forhold til sin nedre sirkel 3: - Den vanlige hovedknast 4 som sørger for full åpning eller løfting H av eksosventilen langs delen EQ-E^-E2-

E 3 av kurven E,

- en mindre knast 5 som befinner seg etter hovedknasten 4 i dreieretningen (mot urviseren på fig. 2) for kammen og går jevnt over i eller er forbundet med hovedknasten, idet denne mindre knast 5 sørger for å holde den gjenværende løfting H1 av eksosventilen langs delen E^-E^ av kurven E og er konsentrisk med fotsirkelen 3 for å utføre konstant løfting, og - tilleggsknasten 6 som følger etter den mindre knast 5 i nevnte dreieretning av kammen og går jevnt over i eller er forbundet med den mindre knast, idet denne tilleggs-knast 6 med en spiss topp sørger for den delvise nye åpning som tilsvarer en løfting h2 = 20% av hel løfting H f.eks.

(under antagelse av at der ikke er noen ventilklaring)langs delen E^-E^-Eg av kurven E for eksosventilen og er forbundet ved sin bakre ende med fotsirkelen 3 på kammen som svarer til hel stengningstid for eksosventilen.

Fig. 3 viser en praktisk utførelse av oppfinnelsen anvendt på en forbrenningsmotor med frem- og tilbakeløpende stempler såsom en dieselmotor 7 med minst én rekke arbeidssylindre 8 anordnet på linje i et antall f.eks. av seks. Motoren kunne selvsagt inkludere flere rekker arbeidssylindre, f.eks. to rekker i V-form, i hvilket tilfelle en overladnings-kompressor med. fordel måtte være anordnet for hver rekke arbeidssylindre. Rekken eller rekkene av arbeidssylindre i denne motor omfatter et luftinntaksgrenrør 9 og minst ett eksosgrenrør 10 for de forbrente gasser som i tilfelle av en rekke på fire til ti arbeidssylindre med fordel kan være et enkelt grenrør for hver rekke og av den såkalte pulsomformer-typen som er i og for seg kjent. De:nne motor gir en nytte-effekt på en aksel 11 egnet for å drive en kraftinngang eller et bruksapparat 12 som danner motorbelastningen.

Motoren 7 er overladet ved hjelp av minst én ett-trinns eller flertrinns turbokompressor 13 som omfatter særlig en sentrifugalluftkompressor 14 direkte mekanisk koblet over en mellomaksel 15 til en drivturbin 16 fortrinnsvis av aksialstrømningstypen drevet av motorens eksosgasser. Kompressorens avløpsåpning er forbundet gjennom en trykkluft-kanal 17 med inntaksgrenrøret 9 på motoren 7 gjennom en varmeveksler 18 som danner en avsluttende luftkjøler for kjøling av motorens overladningstrykkluft, idet kanalen for det varme fluidum som skal kjøles ved hjelp av denne varmeveksler, er koblet i serie med trykkluftkanalenl7, mens dens kanal for det kalde fluidum er forbundet med et kjølekretsløp. Gassinn-taksåpningen for turbinen 16 er koblet gjennom en kanal eller rørledning 19 til utløpsåpningen for eksosgrenrøret 10 på motoren.

I samsvar med et vesentlig karakteristisk trekk

ved oppfinnelsen blir den forbiførte strømning av trykkluft tatt ut eventuelt foran trykkluftkjøleren ved hjelp av en trykkluft-forbiføringskanal 20 forbundet på sin oppstrøms-side med trykkluftkanalen 17 foran trykkluftkjøleren 18 og med sin nedstrømsende i et punkt på minst ett eller hvert eksosgrenrør på motoren, dvs. i den utførelse som er vist, f.eks. til oppstrømsenden av eksosgrenrøret 10, slik at særlig den forbiførte strømning av trykkluft blir matet inn i dette grenrør i det punkt som har det laveste momentane trykk av eksosgassene i samme. Dette sted for trykkluft-resirkulering ved oppstrømsenden av eksosgrenrøret er fordelaktig fordi den første arbeidssylinder på motoren eventuelt kan trekke inn fluidum.

Den forbiførte strømning av overladet trykkluft er fordelaktigst innstillbar og må kunne stenges av eller stop-pes særlig når motoren arbeider ved et tilstrekkelig høyt effektnivå til at turbokompressorens ytelse er god. For dette formål er forbiføringskanalen 20 utstyrt med en lukker, et struper- og justeringselement for justering ved selektiv forandring av det frie tverrsnitt av strømningsgjennomgangen i kanalen, såsom en styrt ventil eller lignende 21 som kan være enten av typen "av eller på" eller som er i stand til gradvis lukking og åpning (for en bedre økning av den forbi-førte strømning av trykkluft ved en avtagende dreiehastighet på motoren 7). Betjeningen av denne ventil kan være automatisk

ved hjelp av en egnet servostyring.

For å unngå eventuell reversering av retningen før strømningen av forbiført trykkluftstrøm inne i forbiførings-kanalen 20 er det nødvendig at eksosgasstrykket inne i eksosgrenrøret 10 er lavere enn trykklufttrykket inne i forbi-føringskanalen 20,og for automatisk å hindre slik reversering av gasstrømmen er en tilbakeslagsventil 22 fordelaktigst montert i forbiføringskanalen 20 fortrinnsvis foran ventilen 21.

Dessuten og som i og for seg kjent er det fordelaktig å anordne et justeringselement som fortrinnsvis ut-fører en selektivt betjent gradvis variasjon av tverrsnittet av den fri strømningskanal, såsom en struper, et spjeld, en klaffeventil eller lignende ved 23 mot inntaket for hvert innsugningsgrenrør 9 på motoren og/eller ved 24 mot avløpet for hvert eksosgrenrør resp. struperen eller spjeldet, klaffeventilen eller struperventilen 24 kan spesielt fordelaktig være montert i avløpskanalen 25 for eksosgasser fra turbinen 16. Slike spjeld eller struperventiler 23, 24 er valgfri.

Fig. 4 viser i et diagram det foretrukne nyttige område for oppfinnelsen. På denne figur er tegnet inn de følgende kurver og tilknyttede verdier: - Som abscisse: Forholdet — Nmellom det momentane

.Nn

turtall N av motoren og dens nominelle turtall N ;

- som ordinat: Forholdet P me mellom det midlere Pmen

effektive syklustrykk pmg og det nominelle midlere effektive syklustrykk p ;

men

- kurven L, til venstre og kurven 1^ ved toppen og den rette vertikale linje L 3 til høyre som suksessivtskjærer hverandre ved toppen og omfatter skrå eller hellende skra-veringer på deres yttersider: disse tre kurver viser motorens normale arbeidsgrenser innenfor det indre område avgrenset av disse kurver; - fem isoeffekt- eller ekvipotensialkurver W^, V?2, W3, W4, Wj. som svarer til konstant spesifikk effekt for hver sylinder på 20%, 40%, 60%, 80% og 100% respektive, fra bunnen til toppen av den nominelle effekt, - kurven K med brutte linjer som viser variasjon-nene av det midlere effektive trykk over dreiehastigheten for motoren i samsvar med propelloven (i samsvar med hvilken det midlere effektive trykk teoretisk er proporsjonalt med kvadratet av motorturtallet, mens motoreffekten ut er pro-porsjonal med tredje potens av turtallet). - et vertikalt skravert område avgrenset av linjene a b c d e a og som avgrenser det område hvor de angitte for-bedringer kan oppnås med foreliggende oppfinnelse.

Det vil således ses at dette område befinner seg tilnærmet mellom 10% og 80% av den nominelle effekt ut av motoren, og den forbedring som er fremskaffet ved hjelp av oppfinnelsen øker fra høyre mot venstre i pilens retning, dvs. i hovedsakelig parallelt forhold til eventuell isoeffekt eller ekvipotensialkurve når motorens dreiehastighet minskes.

Fig. 5 viser tydelig de fordelaktige tekniske virkninger som oppnås med oppfinnelsen under arbeidsbeting-elser i samsvar med propelloven. På denne figur er tegnet inn de følgende kurver og verdier:

- Som abscisse: den relative ytelse som er forholdet —p

Fn mellom den momentane kraftutgang P f ra motoren i forhold til dens kraftuttak P , vist i ikke lineær skala, og det relative midlere effektive n trykk som er forholder —P^ mellom det

Pmen

momentane midlere effektive syklustrykk pme og det nominelle midlere effektive syklustrykk pme , vist i lineær skala, - som ordinat: til venstre de absolutte trykk av innsugningsluften p^ og av eksosgassene p^ resp., målt i bar såvel som forbrenningsluftoverskuddet ac ved bunnen og fyl-lingsf orholdet eller faktoren rfc ved toppen, til høyre graden av relativ åpning som er forholdet mellom den momentane grad av åpning for ventilen 21 i forbiføringskanalen 20 og dens maksimale åpning dQ ved bunnen og temperaturen T målt i °C, av eksosventilen, nærmere bestemt temperaturen av ventilens seteflate, med hvilken den har kontakt ved toppen.

På dette diagram viser de heltrukne kurver betegnet P, P^, P4' ac' rt» ^ hhv. T, den effekt som oppnås uten noen forbiført strømning av overladet trykkluft (dvs. uten noen forbiføringskanal 20) med anvendelsen av ventilstyringen i samsvar med søkernes tidligere

franske patent nr. 7902877 med for hver enkelt arbeids-

sylinder i motoren en stengning av innsugningsventilen før nedre dødpunkt på stemplet og delvis gjenoppåpning av eksosventilen, mens de kurver som er trukket i avbrutte eller brutte linjer og betegnet med P', P'3f p<4' a'c' r't' ^''

hhv. 1" viser effekten eller forbedringen fremskaffet ved den nye kombinasjon i samsvar med oppfinnelsen av nevnte ventilstyring eller tidsstyresystem med den ledsagende an-vendelse av en forbiført strømning av overladet trykkluft gjennom anvendelsen av en forbiførings kanal 20 hvis grad av åpning er vist med kurven d'.

Følgende kurve finnes når man går frem nedenfra

og oppover:

- kurvene d og d' som viser graden av relativ åp-

ning (uttrykt i verdier av den maksimale åpning dQ), idet den horisontale rette linje faller sammen med abscissen,

- kurvene P^, P'^ som viser forløpet eller varia-

sjonene av trykket av eksosgassene,

- kurvene P^, P 1 ^ som viser forløpet eller varia-

sjonen av trykket i innsugningsluften,

- kurvene ac og a'c som viser forløpet eller varia-sjonen av overskuddet av forbrenningsluft, - kurvene r^ og r" som viser forløpet eller varia-sjonen av sylinderens fyllingsfaktor, og - kurvene t' og T som viser temperaturen på eksosventilen .

Betraktning av disse kurver fører til følgende konklusjoner:

- Med anvendelsen av en forbiført strømning av

overladet trykkluft, dvs. når ventilen 21 er i det minste delvis åpen og forbiføringskanalen 20 i funksjon, vil økningen av trykket p^ for eksosgassene stige mer enn øknin-

gen av trykket p^ for innsugningsluften og fører således til følgende konsekvenser:

- økning av sylinderens fyllingsfaktor

rt til r't og derfor

- økning av overskuddet av forbrenningsluft fra

a til a' med

c c

- vesentlig senkning av temperaturen fra T til T"

på eksosventilen, hvilken temperatur er representativ for motorens termiske tilstand.

Således kan konstateres en gunstig innflydelse under ytelsesreduksjon som også ledsages av en reduksjon i temperaturen, mens uten organene ifølge foreliggende oppfinnelse ville temperaturen øke med en avtagende belastning eller ytelse (hvilket er et skadelig fenomen, særlig ved høyt overladede marindieselmotorer som driver en skruepropeller med fast stigning).

Claims

1. Fremgangsmåte for forbedring av driftsparametrene for en firetakts, overladet forbrenningsmotor med en forhånds-fastlagt innsugningslukking og en delvis overlapping av åpningsperiodene for eksosventil hhv. innsugningsventil i samme arbeidssylinder og med delvis gjenåpning av eksosventilen og lukking av samme i nærheten av nedre dødpunkt etter lukking av innsugningsventilen, bestående av forandring av sylinderens fyllingsfaktor i samsvar med dé momentane trykk ved insugnings- hhv. eksosenden for hver arbeidssylinder i motoren karakterisert ved at det for å forbedre fyllingsfaktoren for hver av motorens sylindre ved en økning av eksostrykket så dette overstiger motorens lufttrykk ved svak og midlere motorytelse, foretas en delvis lukking av eksosventilen under størstedelen av innsugningsfasen samt at det selektivt, i avhengighet av motorens turtall og/eller aktuelle belastning, tas ut en del av den overladete trykkluft for tilførsel til avgassene før disse avgir anvendbar ekspansjonsenergi.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved påvirkning av sylinderens fyllingsfaktor for ren luft under motorens startperiode før første tenning ved å øke forholdet mellom eksosgasstrykk og innsugningslufttrykk.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den delvise lukking av hver eksosventil tilsvarer en restløfting som høyst er tilnærmet lik arbeidsklaringen for nevnte ventil.

4. Overlad et firetakts forbrenningsmotor anordnet for utførelse av fremgangsmåten ifølge ett av kravene 1-3, hvor hver kam (1) for styring av eksosventilene omfatter en hovedknast (4) for normal ventilåpning, en hjelpeknast (6) for delvis gjenåpning anordnet vinkelmessig sett i en avstand fra hovedknasten (4) og beliggende bak denne når det betraktes i kammens dreieretning og hvor det finnes en forbiførings-kanal (20) mellom trykkluftkanalen (17) fra kompressoren (14) og ét punkt på minst ett eller på hvert av motorens eksos-grenrør, karakterisert ved at kammen (1) for styring av eksosventilen omfatter en mellomliggende knast (5) for restløfting av eksosventilen og som danner en sammen-hengende forbindelse mellom hovedknasten (4) og hjelpeknasten (6) , og at forbiføringskanalen (20) har en ventil (21) som styres slik at den i det minste delvis åpnes ved lavt og midlere motorturtall og/eller svak og midlere motorbelastning.

5. Motor ifølge krav 4, karakterisert ved at det er anordnet et kjøleorgan (18) for luft i motorens luftinnsugningsrør.