Opis patentowy opublikowano: 31.12.1982 115975 Int. Cl.3 F02D 23/02 F02C 6/12 F02B 37/04 CZYTELNIA Urzedu Pofenlo^ M%i-ihl**i'in»ei„. •wego Twórcy wynalazku: Jean Melchior, Thierry Amdire Uprawniony z patentu: Etat Francais Represente par le Dcieguc Mini- stcriel pour TArmement, Paris Armees (Fran¬ cja) Urzadzenie do regulacji doplywu paliwa do doladowywanego silnika z zaplonem samoczynnym iFtazedanioftettn wynalaizfcu jest urzadzenie do re¬ gulacji doplywu1 paliwa do doladowywanego sil¬ nika z zaplonom samoczynnym zawierajace sil¬ nik, zespól lturbinowo»-sprezarkowy, utwcrzcny przez sprezarke i turbine napedzajaca sprezarke, przewód bocznikowy umnoizfliiiwtiajacy sitaSy przeplyw w kierunku turbiny strumienia powietrza ze spre¬ zarki nie jziuzyitego w silniku?, oraz pomocnicza komore spalania oiimdielszczoina przed turbina i otrzymujaca powieltrze z przewodu boczmJifco- wego.Znane sa silniki typu okrepllonego powyzej i opi¬ sane we francuskich opisach1 patentowych, a zwla¬ szcza w pofls/kim oposie paitemltowyrn nr 85 207.Przewód opisany we wspomnianym zgloszeniu moze- byc calkowicie otwarty w przypadkach mce- skomplikowanych i jest wyposazony w urzadze¬ nia dlawiace o przekroju, przeplywu zmienianym w sposóib ciagly, sterowane zasadniczo przez cis¬ nienie panujace przed i za urzadzeniem dlawia¬ cym. Wzrost cisnienia panujacego za urzadzeniem dlawiacym, zmniejsza przekrój przeplywu istnie¬ jacego w urzadzeniu dlawiacym, a wzrost cis¬ nienia panujacego przed urzajdzenietm dlawiacym zwieksza przekrój tak, ze róznica cisnien wywo¬ lana urzadizeniami dlawiacymi zmienlia sie pro¬ porcjonalnie do cisnienia panujacego w przewo¬ dzie bocznikowym przed urzajdzendemi dlawiacym.Rozwiazanie tajkie jest w istocie na ogól najko- rzysitniegsize.Tego typu znane ro^zwiazaniie dotyczy silników, w których - zaplon paliwa wtrysnietego do kazdego cylindra nastepuje wylacznie pod wplywem tem¬ peratury i cisnienia panujacego w cylindrze w 5 chwili wtrysku, a zwlaszcza silników o wysokim stopniu doladowania,, który moze byc wyzszy od 5 i stosunkowo niskim stopniu sprezania, który moze byc mniejszy od 8. Silniki tego rodzaju, silnie doladowane moga spalic na jeden cykl 10 cztery do pieciu razy wiecej, paliwa niz taki sam silnik niedoladowany. Pompa wrtryskowa silnika, powinna oczywiscie byc odpowiednio wieksza. Jed¬ nakze, aby nie podnosic nadmiernie temperatury gazów, a zwlaszcza gazów wydechowych^ co mio- J5 globy szyibko zniszczyc elementy silnika, jest ko¬ nieczne dostarczenie siflmJkowii nie tylko powie¬ trza niezbednego do spalania wtrysnietego pali¬ wa, lecz równiez nadimiaru powietrza, który mioze osiagnac 150% ilosci poprzedniej, przeznaczonego N do utrzymania tentperatutty gazów w cylindrach silnika na poziomie dopuszczalnym. Inaczej mó¬ wiac, jest koniedzne uniemozliwienie wzbogacenia mieszanki to jest stosunku wtrysnietego pafljiwa do powieftrza wprowadzonego do silnika i ptrze- 35 kroczenie wartosci granicznej1.Znane jesit równiez z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 096 615 zabezpiecze¬ nie silnika doladowanego przez ograniczenie do¬ plywu paliwa wtrysnietego na jeden- cykl w za¬ leznosci od ilosci powdetrza dostarczonego przez 30 115 9753 115 975 4 sprezarke, to znaczy praktycznie w zaleznosci od cisnienia doladowania. W tym celu, urza¬ dzenie zasilajace w paliwo, jest wyposazone w; srodki ograniczaj aice naitezanie (przeplywu, utworzona zazwyczaj, w . przypadkiu mechanicz- 5 nej pompy zasilajacej, przez element regulujacy polozenie zderzaka zejbaitki, czuly na cisnienie do¬ ladowania.Wspomniane urzadzenlie, które mozna zaliczyc do biernych, poniewaz wyikonuje tylko czynnosc ^ ograniczajaca, zabezpiecza, skutecznie silnik zapo¬ biegajac wizirostowi wydatku wtryskiwanego pa¬ liwa ponad wielkosc, kltóra bez ujemnych sktut- ków silnik moze wchlonac, w zaleznosci od cis¬ nienia na wlocie, nad którylm sie nie panuje w 15 przypadku klasycznego silnika, doladowywanego, to znaczy bez podgrzewania gazów wydechowych przed ich wejscietmi do- turbiny. W przypadku sil¬ nika wyposazoneigo w pomocnicza komore spad¬ lania typu okreslonego we wspomnianym opisie 20 patentowym Stanów Zjednoczonych, mozna roz¬ wiazac to zagadnienie tylko przez dobranie war¬ tosci stalej, na której jest utrzymane cisnienie doladowania, na poziomie odpowiadajacym naj¬ korzystniejszym warunkom pracy silnika, to zna- 25 czy przekraczajacym wiekszosc stanów pracy sil¬ nika, z niedogodnoscia nadimiernego zuzycia pa¬ liwa1 w pomocniczeji komorze spalania.Ograniczenie to stanowi powazna wade w kaz¬ dym silniku doladowywanymi nie posiada-acym 30 stale otwartego przewodu bocznikowego i ma bardzo niekorzystny wpftyw na. /zdolnosc przyspie¬ szania obrotów silnika, poniewaz zwiekszenie wy¬ datku paliwa wtryskiwanego do silnika, niezbed¬ nego do spowodowania przyspieszenia;, jtest opóz- ^ nione przez srodki ograniczajace tak dlugo, do¬ póki cisnienie doladowania nie wzrosnie do war¬ tosci wiekszej*, powodujacej cofniecie zderzaka zejbatkd pompy wtryskowej paljiwa. Inaczej mó¬ wiac, silnik reaguje powoli na zabiegi majace ^ na celu zwiekszenie obciazenia lu(b predkosci.Wada ta jest tym grozniejsza:, kn stopien dola¬ dowania pod pelnym obciajzenietm jest wyzszy i jest praktycznie nie do przyjecia dla silników, kitóre powinny natycfomdaisit zareagowac na za- 45 danie duzego momentu oibroltowego, i posiadaja¬ cych stopien doladowania wyzszy od stopni sto¬ sowanych dotychczas, kitóre nie sa wyzsze od 4.Celem- wynalazku jiest wykonanie urzadzeniai do regulacji doplywu paliwa do doladowywanego sil- 50 nika z zaplonem samoczynnym typu opisanego po¬ wyzej, odipowiadajacego lejrjdej wymaganiom- prak¬ tyki, a zwlaszcza takiego, w którym niedogod¬ nosci omówione powyzej zostalyby usuniete co najmniej; w znacznym stopniu. 55 Cel ten osiagnieto przez wykonanie urzadze¬ nia do regulacji doplywu paliwa do doladowywa¬ nego silnika z zaplonem samoczynnym, zwlaszcza o wysokim stopniu doladowania i o niskim stop¬ niu sprezania, zawierajacego urzadzenie do do- 60 zowania paliwa wtryskiwanego na jeden cykl roboczy, zaopatrzone w organ do regulacji wy¬ datku paliwa wtryskiwanego do pomocniczej ko- ^ mory spalania polaczonej' z wlotem * toibosprezajr- ki z kolektorem wylotowym, oraz ze zbiornikiem. 45 Istota wynalazku polega na tym, ze organ do re¬ gulacji1 wydatku paliwa jest polaczony z urza¬ dzeniem do dozowania paliwa, wtryskiwanego na jeden cykl, w celu dokladnej regulacji.Korzystnie, polaczenie miedzy organem do re¬ gulacji i urzadzenieni do dozowania jest doko¬ nane za pomoca ukladu pcdiporzadkowujacego., który ponadto jest polaczony ze" zbiornikietm.Organ do regulacji zawiera organ dlawiacy umieszczony na przewodzie paliwowym, przy czym uklad podporzadkowujacy i organ do regulacji sa utworzone przez tlok, który oddziela; komory, z których jedna jest polaczona ze zródlem cis- nieinia a druga, ze zbiornikiem.Zródlo cisnienia ma zbiornik polaczony z atmo¬ sfera przez regulowana dyis-ze, której ruchoma iglica jeist polaczona kinematycznie z urzadzeniem do dozowania ilosci paliwa wbry&kiwarnego na jeden cykl, a ponadto ze zbiornikiem za posred¬ nictwem dyszy o stalym przekrojiu wylotu.Ponadto organ do re(gulacjii wydatku, paliwa wtryskiwanego do pomocniczej komory spalania zawiera pompe napedzana silnikiem elektrycznym, a ukla.d podporzadkowujacy zawiera przetwor¬ nik polozenia organu dozowniczego ilosci pali¬ wa wtryskiwanego na jeden cykl oraz przetwor¬ nik wielkosci cisnienia doladowania, które wy¬ twarzaja sygnaly zmiany strumienia w obiegu zasilania.Tlok organu do regulacji jest polaczony z igli¬ ca, przy czym o jedna powierzchnie tloka opairta jest sprezyna powrotna, a przestrzen ultworzona z drugiej strony tloka jest polaczona z przewo¬ dem) bocznikowym za posrednictwem dyszy oraz z zaworem utworzonym przez otwór i umiesz¬ czona w nim iglice polaczona' z zejbatka, W innym przykladzie wykonania organ do re¬ gulacji wydatku paliwa jest polaczony z obwo¬ dem sterowania automatycznego, którego wejscia sa polaczone z dwoma czujnikami, z których je¬ den jest polaczony z zebatka, pompy, a drugi ze zródlem cisnienia doladowania; silnika.Srodki przeznaczone do uniemozliwienia obnize¬ nia cisnienia doladowania ponizej wartosci na¬ stawionej, zawieraja urzadzenie dawkujace pali¬ wo wtryskiwane w ilosci poftrzebnej na jeden cykl pracy silnika w taki sposób, aby kazdeji war¬ tosci wspomnianej ilosci paliwa odpowiadala, jed¬ na wartosc nastawiona na przyklad cisnienia do- lajdowywania.W istocie, stale uniemozliwia sie stosunkowi masowemu powierza — paliwo zejscie ponizej wartosci, dla której maksymalna temperatura osiagnieta przez fazy w cylindrze staje sie dla sil¬ nika niedopuszczalna. Nalezy zaznaczyc, ze kazdy silnik posiada wspólczynnik ograniczajacy, spe¬ cyficzny dla danego silnika, którym jest, w za¬ leznosci od silnika, temperatura zaworów wyde¬ chowych, glowicy cylindra, tloka i innych. Ma¬ ksymalne obciazenie cieplne, kitóre nalezy rozpa- trjwac jest wlasnie to, które odpowiada temu wspólczynnikowi.Przedmiot wynalazku jtest uwidoczniony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na; którym fig. 1 przedstawia wykres obrazujacy dzialanie silnika115 975 5 6 doladowywanego spalinowego, z zaplonem samo¬ czynnym, fig. 2 — silnik doladowywany, wypo¬ sazony w urzadzenie do zasilania w paliwo z pom¬ pa mechaniczna i pneumatycznym- ukladem ste¬ rowania wartosci nastawionej, schemtaycznie, fig. 3 — krzywa obrazujaca zmiane cisnienia, nastawionego- w funkcji ilosci paliwa wtrysnie¬ tego na jeden cyikl do silnika, fig. 4 — inny przy/klad wykonania u/kladu sterowania z fig. 2, w przekroju podluznym, fig, 5 — przyklad wy¬ konania urzadzenia do regulacji spadku cisnienia w przewodzie bocznikowym do wielkosci niena¬ leznej od natezenia przeplywu w tym przewo¬ dzie, fig. 6 — inny przylklad wyikonania elektro¬ nicznego ukladu sterowania, schematycznie.Silnik spalinowy z zaplonem samoczynnym o sto¬ sunkowo malym stopniu sprezania mniejszym od 8, jest wyposazony w turbosprezarke o wysokim stopniu doladowywania w stosuniku do wartosci stosowanych dotychczas, i zawiera przewód bocz¬ nikowy wyposazony w komore spalania umozli¬ wiajaca przejscie do turbiny calego wydatku po¬ wietrza ze sprezarki, nie zuzytego w silniku. Ze¬ spól silnikowy jest uwidoczniony schematycznie na fig. 2 i zawiera silnik spalinowy 10 wyposa¬ zony w kolektory ssacy ^1 i wydechowy, 12, tur¬ bosprezarke utworzona przez sprezarke 13 i tur¬ bine 14, oraz przewód bocznikowy 15, na, którym umieszczono pomocnicza komoTe spalania 16. Pom¬ pa mechaniczna 17 sterowana krzywika napedzana przez silnik, wtryskuje na jeden cykl silnika, do kazdego cylindra, mase paliwa okreslona przez polozenie zebatki 18, przy czyim przemiesz¬ czenie zebatki w prawo odpowiada zwiekszeniu masy wtrysnietego paliwa. Zespól silnikowy za¬ wiera, wewnatrz przewodu bocznikowego 15, srold- ki dlawiace 19 regulujace spadek cisnienia do wairtosci niezaleznej od wydatku przeplywajacego przewodem 15. Ten spadek cisnienia jest fun¬ kcja wzrastajaca korzystnie liniowo, cisnienia do¬ ladowywania.Wykres dzialania ta/kiego zespolu jest uwidocz¬ niony schematycznie na fig. 1, gdzie moc W na wale silnika jest naniesiona na osi rzednych, a predkosc obrotowa silnika 10 na osi odcietych.W wyniku czego krzywe pracy z predkoscia stala, to znaczy z okreslonym nastawieniem regulatora w przypadku klasycznego silnika z wtryskiem sa prostymi równoleglymi do osi rzednych, a krzy¬ we pracy ze stalym momentem obrotowym sa prostymi przechodzacymi przez poczaltek ukladu.Zakres mozliwej pracy takiego silnika jest ograniczony z jednej strony przez wspólczynniki zachowania sie mechanicznego lub cieplnego, a z drugiej strony przez warunki pracy skutecznej, to znaczy zaplonu przez sprezanie. Odpowiednie granice sa przedstawione na fig. 1 za pomoca krzywych, wykreslonych liniami ciaglymi, oddzie¬ lajacych rózne zakresy dzialania rozwiazania we¬ dlug wynalazku.Maksymalny moment obrotowy, który moze dac silnik jest ograniczony przez najwyzsze cisnienie dopuszczalne w cylindrach. Jezeli zalozyc, ze w przyblizeniu moment obrotowy jest niezalezny od predkosci, to odpowiadajaca temu granica jest przedstawiona za pomoca prostej 6 przechodzacej przez poczatek ukladu. Jednakze, j^k to zostanie omówione dalej, jezeli- wydajnosc turbosprezarki jest dostatecznie duzai, jest mozfliwe wypuszczenie 5 do atmosfery czesci gazów wydechowych co przedstawia zakres III, i bedzie mozna jeszcze zwiekszyc moment obrotowy pozostajac w dalszym ciagu w granicach cisnienia dopuszczalnego.Obciazenie cieplne w punkcie krytycznym sil¬ nika takie jak temperatura ukladu wydechowego, glowicy cylindra luib tloka, nie powinna osiagnac wartosci odpowiadajacej szybkiemu zniszczeniu.Odpowiednia granica zostala uwidoczniona pod postacia krzywej1 7, w przyblizeniu prostej, przed¬ stawiajacej temperature wylotu równa 600°C, któ¬ ra mozna uznac za odpowiednia dla silników pro¬ dukowanych obecnie.Jezeli zalozyc, ze predkosc obrotowa silnika jest ograniczona i jest niezalezna od momentu obro¬ towego, to jest ona uwidoczniona jaiko prosta1. 8 równolegla do osi rzednych, na przyklad dla 2500 obrotów na minute.Samozaplon powinien nastepowac, gdy pomoc¬ nicza komora spalania jest wylaczona. Warunek ten odpowiada krzywej granicznej 9.Na figurze 1 oznaczono liniami przerywanymi, tytulem wskazania, krzywe odpowiadajace róz¬ nym temperaturom wylotu wynoszacym np. 400 °C i 500°C i róznym cisnieniom doladowywania.Krzywa 8 przedstawia bezwzgledna, granice pra* cy. Zakres ABUF lub .zaikres I ograniczony krzy¬ wymi 6, 7, 8 i 9 odpowiada pracy bez istotnego wplywu komory spalania, która jest badz wyga¬ szona., badz pracuje majac zapalony plomyk ini¬ cjujacy. Zakres ODFG lub zakres H odjpowU&ida interwencji srodków podgrzewania w celu unie¬ mozliwienia, w znany sposób, obnizenia cisnie¬ nia doladowania Ps ponizej pewnej wartosci gra,- nicznej co powoduje, ze wspomniane srodki zwie- .kszaja wydatek zasilajacy komore 16 jezeli moc silnika 10 maleje. Do pracy w zakresie ABC lub w zakresie IV nalezy wypuscic do atmosfery czesc gazów kierujacych sie w strone turbiny, aby ograniczyc cisnienie doladowania na takim poziomie, aby maksymalne cisnienie spalania w cylindrach bylo dopuszczalne.W zakresie OBD lub w zakresie III praca sil¬ nika jest mozliwa wylacznie przez zastosowanie niniejszego wynalazku, bowiem w tymi zakresie jest konieczne zabezpieczenie, aby temperatura wydechu nie przekroczyla dopuszczalne} wartosci maksymalnej przez podniesienie wartosci nasta¬ wionej i aby granica wzbogacenia mieszanki w cylindrach byla przestrzegana. Wartosc nastawio¬ na powinna byc taka;, aby cisnienie doladowa¬ nia, a wiec i natezenie przeplywu powietrza zu¬ zytego przeiz silnik spalinowy, mialo poziom wy¬ starczajacy celem doprowadzenia temperatury wy¬ dechu do wartosci dopuszczalnej, odpowiadajacej linii DB na fig. 1, Jezeli sie zalozy, ze praca przy stalym momen¬ cie obrotowym odpowiada stalej ilosci paliwa wtryskiwanego na cykl co jest prawdziwe tylko w pierwszym przyfbfliizeniu, poniewaz predkosc sil¬ nika ma tez na to wplyw, to ptfaca przy sta- 15 20 25 30 35 4t 45 II S5115 975 lym momencie obrotowym, talkiim jak to przed¬ stawiono na fig. 1 za pomoca przerywanej linii OH, odpowiada stalej ilosci paliwa wtrysnietego do silnika na cykl. Jezeli przy stalym momencie obrotowym, predkosc silnika maleje poczawszy od maksymalnej predkosci odpowiadajacej' punktowi H, to cisnienie na wylocie sprezarki, które wów- czals zalezy jedynie lufo prawie wylacznie, od energii gazów wylotowych silnika maleje równiez, podczas gdy temperatura wydechu wzrasta, jak to uwidacznia umiejscowienie linii OH w sto¬ sunku do krzywych stalej temperatury wydechu.Wspomniana zmiennosc moze byc wytlumaczona faktem, ze stosunek masy powietrza i paliwa w mieszance spalanej w cylindrach wzrasta, przy czym ilosc paliwa wtrysnietego pozostaje stala, podczas gdy ilosc powietrza maleje wraz z cis¬ nieniem doladowania/ Ps. Zgodnie z wynalazkiem uruchamia sie pomocnicza komore spalania. 16, dotychczas wygaszona lub pracujaca z zapalonym plomykiem inicjujacym natychmiast, gdy zosta¬ nie osiagniety punkt J odpowiadajacy maksymal¬ nej dopuszczalnej temperaturze wydechu, aby za¬ pobiec dalszemu obnizeniu cisnienia doladowania oraz, aby zapobiec przekroczeniu temperatury po¬ nad poziom osiagniety w tan sposób.Innymi slowy, urzadzenie wedlug wynalazku kompensuje postepujace zmniejiszanie sie energii dostarczonej przez gazy wydechowe silnika do turbiny, przez zwiekszenie, lecz tylko w sposób ledwie dostateczny, a za-.tem najbardziej ekono¬ miczny, ciepla dostarczonego przez pomocnicza komore spalania 16.Okreslenie „wartosc nastawiona" oznacza wiec wartosc oznaczona, przy której interwencja re¬ gulatora utrzymuje cisnienie doladowania w za¬ kresie III. Poza tym zakresem, a zwlaszcza w za¬ kresie I gdzie cisnienie doladowania jest wyzsze od wartosci oznaczonej, podczas gdy natezenie przeplywu paliwa do komory spadania dodatko¬ wego juz jest minimalne poniewaz komora Jest wygaszona lub pracuje majac zapalony plomyk inicjujacy, regulator nie dziala.Jezeli zalozyc, ze ilosc paliwa wtrysnietego na cykl reprezentuje moment obrotowy to- widac, ze interwencja komory spalania i jej zasilanie od¬ powiednim wydatkiem sa latwe do wykonania przez uzaleznienie wartosci nastawionej cisnienia, doladowania od polozenia elementu, który okresla ilosc paliwa wtryskiwanego na cykl.Rozwiazanie wedlug wynalazku nie ma wply¬ wu na prace komory spalania w przypadku, gdy przy pracy silnika ze stalym momentem obro¬ towym, odpowiadajacej linii OK, zachodzi przej¬ scie z zakresu pracy I do zakresu II. Pomoc¬ nicza komora spalania powinna wówczas praco¬ wac w celu utrzymania cisnienia doladowania na wartosci progowej kub wartosci najnizszej, która tym razem Jest okreslona w ten sposób, aby za¬ plon nastapil przez sprezanie.Urzadzenie wedlug wynalazku ma zatsm za za¬ danie zmiane wartosci nastawionej Psm cisnienia doladowania w zaleznosci od ilosci masy paliwa Qm wtrysnietego na cykl wedlug zaleznosci uwi¬ docznionej na fig. 3. Jak widac wspomniana krzy¬ wo 20 .23 30 35 40 45 #0 ,JS5 60 wa posiada, kilka odcinków wyraznie rózniacych sie miedzy soba.Odcinek LM przedstawia prace zespolu dolado¬ wanego w zakresie II (fig. 1), komora spalania jest wówczas zasilana tak, aby utrzymac cisnienie Ps na poziomie stalym, który gwarantuje prace silnika spalinowego jaka silnika z zaplonem sa¬ moczynnym w najkorzystniejszych dla* niego wa~ runkach.Ocinek MP przedstawia prace w zakresie I i III.Minimalne cisnienie doladowania, to znaczy jego wartosc nastawiona, powinno w tych zakresach reigulajrnie wzrastac, w zaleznosci od wzrostu Qm.Przy danej wartosci Qm, punkt pracy moze sie znajdowac w strefie pomiedzy J i H (fig. 1), w którym to przypadku gazy wylotowe silnika wy- stracza do spelnienia tego warunku. Moze jed¬ nak równiez znajdowac sie w zakresie III po¬ miedzy O i J (fig. 1), w którym to przypadku nastepuje wzrost wydatku paliwa wyzszy od wy¬ datku dla pracy komory z zapalonym plomykiem inicjujaicym, w celu uzupelnienia energii dostar¬ czonej przez silnik, tym wyzszy, im dalej od zakresu I.Odcinek PR odpowiada zakresowi IV, w któ¬ rym wydajnosc turbosprezarki jest zmniejszona, poniewaz ze wzgledu na upuszczanie do atmo^ sfery, cisnienie doladowania zostaje utrzymane ponizej *wartosci, która mialby normalnie. Jed¬ nakze dzieki temu mozna poszerzyc strefe dzia¬ lania silnika bez uruchamiania komory dodatko¬ wej'.Na figurach 2, 4, 5 i 6 uwidoczniono rózne przyklady wykonania wynalazku wedlug powyz¬ szego opisu.Zespól przedstawiony schema/tyciznie na fig. 2 zawiera pneumatyczne srodki regulacyjne. Ten przyklad wykonania ma te zalefte, ze jest szcze¬ gólnie prosty, a urzadzenie wedlug wynalazku moze byc laltwo wlaczone w zespól, którego sil¬ nik spalinowy jest zasilany pomipa mechaniczna dostarczajaca na cykl maise paliwa regulowana przez przemieszczanie elementu ruchowego, utwo¬ rzonego przez zebatke 18 w przypadku uwidocz¬ nionym na rysunku, która ponadto moze byc sto¬ sowana bez koniecznosci uzycia duzych sil ste¬ rujacych. Wspomniane sroclki regulacyjne zawie¬ raja, na przewodzie 20, zasilajacym komore 16 w paliwTo pod cisnieniem za pomoca pompy 21, otwór 22 o przekroju regulowanym przez przemieszcza¬ nie iglicy 23, Iglica 23 jest polaczona z tlokiem 24 oddzielajacym dwie komory w cylindrze 25, w którym przesuwa sie tlok. Pierwsza komora] 26 jest poddana cisnieniu doladowania doprowa¬ dzonym przez przewód 27. W drugiej komorze 28 panuje cisnienie bedace funkcja polozejnia zebatki 18. Przykladowo, wspomniane cisnienie jest usta¬ lone przez stosunek pomiedzy spadkami cisnienia, wytworzonymi przez dysze powietrza 29 i przez otwór 30, którego przekrój jest regulowany przez iglice 31 o odpowiednim zarysie, napedzana przez zebatke. Dysza powietrzna 29 i otwór 30 sa umie¬ szczone w przewodzie polaczonym z atmosfera, polaczonym z przewodem 27, a cisnienie ustala¬ jace sie miedzy nimi, jest przekazywane do ko-115 975 10 nrry 28 przez przewód 32. Sprezyna powrotna 33 umozliwia dostosowanie zmiany wydatku dolado¬ wana w zaleznosci od polozenia zebatki, a w szczególnosci mozna przewidziec skok, ksztalt igli¬ cy 23 i 31 oraz sztywnosc sprezyny 33 w ten sposób, aby otrzymac zaleznosc przedstawiona na fig 3.Iglica 31 pilotuje swoimi 'ruchami iglice 23 i ste- Tuje wydatkiem przeplywajacym do pomocniczej komory spalania 16 bez wymagania duzej ,sily na¬ pedowej. Wspomniana charakterystyka^, wspólna przetwornik dajacy zmienny spadek cisnienia w zaleznosci cd polozenia jakiegos elementu, jest szczególnie wazna w omawianym przypadku, po- Jiewaz zebatki nie moga byc poddawane duzym obciazeniom, przynajmniej w silnikach o malej lub sredniej mocy.Dzialanie urzadzenia uwidocznianego na fig. 2, wynika z powyzszego opisu, dlatego tez nie jest koniecznym omawianie go w sposób szczególowy.Jednakze moze byc przydatne okreslenie pokrótce sposobu, w jaki srodki wedlug wynalazku dzia,- laja w przypadku gwaltownego przyspieszenia.Przypuscmy, ze silnik pracuje najpierw przy ma¬ lym obciazeniu i z mala predkoscia. W tym przypadku regulator predkosci sterowany przez kierowce utrzymuje zderzak zebatki nie pokaza¬ ny, w polozeniu, w którym wydatek paliwa wtry¬ skiwanego na cykl jest daleki od maksymalnego.Jezeli kierowca pra-gnie zwiekszyc predkosc, to przemieszcza regulator w kierunku na prawo na, fig. 2, a ten przesuwa zebatke do zderzaka zwie¬ kszajac wydatek. Wówczas zejba prawo iglice 31 pokonujac opór sprezyny powrot¬ nej 34. Cisnienie wzrasta w komorze 26, a iglica 23 podnosi sie i zwieksza przekrój doplywu pa¬ liwa do komory 16 i jeigo wydatek. Wówczas turbosprezarka bardzo szybko zwieksza obroty i po¬ wieksza cisnienie dfoladowainiai, az do wartosci zapobiegajacej przegrzaniu silnika. W przypadku, gdy przewidziany jest zderzak sterowany pneu¬ matycznie, wzrost cisnienia doladowania umozli¬ wia cdepchniecie wspomnianego zderzaka. W mia¬ re jak cisnienie doladowania wzrasta, cisnienie róznicowe dzialajace na tlolk 24 równiez wzrasta i stara sie ograniczyc przeiplyw paliwa.Gdy predkosc oznaczona zostanie osiagnieta, ze¬ batka powraca do polozenia odpowiadajacego no¬ wej wartosci nastawionej cisnienia* doladlow&nia, a wydatek paliwa zasilajacego palniik kom/ory 16 maleje automatycznie, az do chwili, gdy cisnienie doladowania powróci do swojej wairtosci nasta¬ wionej'.Nalezy zaznaczyc, ze turbosprezarki o malej bez¬ wladnosci bardzo szybko osiagaja zwiekszona prejdkosc obrotowa taik, ze silnik pracuje najwy¬ zej, w ciagu kilku cykli przy wydatku paliwa wtryskiwanego, wyzszym od wydatku, który jest odpowiedni dla istniejacego cisnienia doladowa¬ nia. Ponadto, ewentualne niespalone gazy prze¬ chodza z kolektorem wydechowego 12 do komory spalania, gdzie ich spalanie dodatikowo przyspie¬ sza wzrost predkosci obrotowej sprezarki 14.Wówczas, gdy jest konieczne, aby. potrzebne cis¬ nienie doladowania bylo ustalone przed zwieksze¬ niem ilosci paliwa wtryskiwanego na cykl do sil¬ nika, wystarczy sterowac iglica 31 nie za pomoca zebatki, lecz za pomoca elementu sterujacego ta 5 ostatnia, umieszczajac tlumrik tlokowy pomiedzy tym elementem a zeba.ka.Zamiast stosowania ukladu uwidocznionego na fig. 2, mozna oczywiscie stosowac uklad odwrot¬ ny pokazany na fig. 4. W przyklatdlzie wykonania 10 uwidocznionym na fig. 4, bezposrednio zmieniane jest przeciwcisnienie, podczas gdy druga strona tloka 24a jest poddawana dzialaniu sprezyny po¬ wrotnej 33a oraz malego cisnienia stalego na przyklad cisnienia atmosferycznego.K Zamiast stosowania tloków mozna oczywiscie stosowac inne elementy ruchome lub cdksztal- calne, takie jak przepony; Mozna równiez dodac srodki regulacji dodatkowej w zaleznosci od in¬ nych parametrów, na, przyklad pod postacia otwo- 2q rów regulowanych równolegle z przeplywem, przez otwór 30 w przypadku fig. 2. Przykladowo moz¬ na zastosowac regulacje kinematyczna. Poza. tym, iglicom mozna nadac taki ksztalt, ze czesc MP krzywej na fig. 3 nie bedzie linia prosta. 25 Silnik uwidoczniony na fig. 2 ma na przewo¬ dzi bocznikowym 15, srodki dlawiace, sterowane przEz uklad, nie pokazany, poddany dzialaniu róz¬ nicy ciesnien, przy czym wzrost cisnienia panu¬ jacego za miejscem dlawienia zmniejsza przekrój 3Q w miejscu dlawienia a wzrost cisnienia, przed miejscem dlawienia powieksza ten przekrój, tak, ze róznica wytworzonych cisnien zmienia sie pro¬ porcjonalnie dio cisnienia panujacego w przewo¬ dzie 15 przed miejscem dlawienia. Obecnosc dla- 35 wienia powoduje spadek cisnienia, niezalezny od wydatku powietrza przeplywajaicego, a tym sa¬ mym uniezaleznia spadek cisnienia pomiedzy spre¬ zarka a turbina od predkosci ofarotowej silnika, która okresla stosunek pomiedzy wydajnoscia 40 sprezarki a wydatkiem powietrza przeplywaja¬ cego- przez przewód bocznikowy, umozliwiajac zwlaszcza unikniecie niestateeznosci pracy turbo¬ sprezarki, realizujac w kazdej chwili wystarcza¬ jace dostosowanie sie cisnienia do wydatku. W 45 ten sposób niebezpieczenstwo niestatecznosci pracy sprezarki jest usuniete, nawet w przypadku szyb¬ kiej zmiany pracy silnika umozliwionej przez "niniejszy wynalazek.W przykladzie wykonania przedstawionym na 50 fig. 5, srodki dlawiace o zmiennym przekroju przeplywu maja znana konstrukcje.Srodki dlawiace 121, 125 i 126 sa wlaczone we wtórny obieg powietrza pomocniczej komory spa¬ lania 16b zasilanej powietrzem przez przewód cg baaznlikowy 15a li oddzielaja ptierwotbny obieg powietrza od wtórnego obiegu powietrza. Wyda¬ tek powietrza pierwotnego jest sterowany równo¬ czesnie z wydatkiem paliwa dostarczanego do komory 16b nie przez cisnienie doladowania i sta- 60 le przeciwcisnienie, lecz przez wyzej okreslone srodki regulacyjne.W rozwiazaniu przedstawionym na fig. 5 inie- ktor komory 16b jest typu zwrotnego, a srodki regulacyjne oddzialywuja nie na wydatek prze¬ sz plywajacy do iniektcra przez pompe 21b, lecz na11 115 975 12 wydatek przeplywajacy do zbiornika paliwa. Na¬ lezy jeszcze zaznaczyc, ze przeciwcisnienie jest regulowane poczawszy od cisnienia doladowania pobranego za chlodnica powietrza 40b. W ten sposób zapobiega sie poddajwaniu czesci sklado¬ wych srodków regulacyjnych dzialaniu wysokiej temperatury powietrza wyplywajacego ze spre¬ zarki 13b. Spadek cisnienia przy przejsciu przez chlodnice 40b jest baardzo maly wynoszac zwy¬ kle 1 do 2% i dzieki temu w niczymi nie zmienia zasady regulacji.Srodki regulacyjne uwidocznione schematycznie na fig. 6 sa natury elektrycznej. Ze wzgledu na jednorodnosc, korzystnym jest stosowanie tego rozwiazania wówczas, gdy urzadzenia do zasila¬ nia w paliwo silnika i/lub komory dodatkowej sa sterowane w sposób elektroniczny. Elektryczne srodki regulacyjne umozliwiaja równiez wprowa,- dzenie w latwy sposób paraimetru dodatkowego, takiego jak predkosc obrotowa silnika, to- znaczy dysponuje sie nie tylko jedna krzywa rodzaju uwidocznionego na fig. 3, lecz takze krzywa, któ¬ ra sie przesuwa lub odksztalca w funkcji pred¬ kosci silnika.Srodki regulacyjne uwidocznione w sposób bar¬ dzo uproszczony na fig. 6 dotycza przypadku za¬ silania silnika pompa z zebatka. Srodki te za¬ wieraja siec wykrywajaca utworzona przez mo¬ stek Wheatetone^, którego jedna odnoga zawiera opornik 41 czuly na cisnienie doladowania Ps, a którego odnoga przylegajaca zawiera opornik 42 reprezentujacy nastawione cisnienie doladowa¬ nia. Jezeli zalozyc, ze wspomniana wartosc na¬ stawiona ma byc proporcjonalna do masy paliwa wtryskiwanego na cykl przez pompe, to wystar¬ czy polaczyc suwak opornika 42 z zebatka pompy bezposrednio lub za posrednictwem krzywki.Konce przekatnej mostka sa polaczone za po¬ moca- oporników 43 i 44 z wejsciami wzmacnia¬ cza róznicowego 45, który daje napiecie wyjscio¬ we proporcjonalne do napiecia nierównomierno- sci obciazenia mostka, to znaczy do róznicy po¬ miedzy wartoscia oznaczona odpowiadajaca war¬ tosci opornosci 42 a rzeczywista wartoscia cisnie¬ nia dtaladiowiantiai, odpowiiiaidiatfaca wajnttósicd1 oporno¬ sci 41.Wyjscie wzmacniacza róznicowego 45 reprezen¬ tujace sygnal bledu, jest polaczone z generato¬ rem napiecia 46 posiadajacym wystarczajaca dy¬ namike. Wyjscie 47 ma wplyw na przetwornik napiecie—czestotliwosc 48 dajacy do silnika 49 pompy 50 prad elektryczny o stalym napieciu i czestotliwosci N zmieniajacej sie wedlug wzoru: N = N0 + aV gdzie V oznacza napiecie a N — czestotliwosc.Pompa ma wydajnosc prope^jictoailna do czesto¬ tliwosci, zmieniajaca sie pomiejdzy wartoscia mi¬ nimalna odpowiadajaca pracy komory z zapalo¬ nym plomykiem dyzurnym, gdy czestotliwosc jest równa NQ, a; wantosofia maksymalna odpowiadajaca warunkom najniekorzystniejszym.Dzialanie tego urzadzenia jest nastepujace: Je¬ zeli zebatka ponupy znajduje sie w powozeniu, przy którym cisnienie' doladowania jest niedo¬ stateczne, wówczas napiecie bledu przekazane do- generatora, 46 zwieksza napiecie wyjsciowe tego ostatniego, a wiec powoduje wzrost wydajnosci' pompy 50 az do chwili, gdy cisnienie doladowa¬ nia osiagnie wartosc nastawiona i ponownie zrów¬ nowazy mostek. Odwrotnie, gdy cisnienie dola¬ dowania staje sie wieksze od wartosci nastawio¬ nej, generator napiecia otrzymuje sygnaly bledu o kierunku przeciwnym, az do chwili gdy jego* napiecie wyjsciowe powróci do wartosci, dla któ¬ rej wydajnosc pompy jest ledswie wystarczajaca do tego,' aby cisnienie doladowania stalo sie równe wartosci nastawionej za wyjatkiem, gdy dodatkowa komora spalania' pracuje z zapalonym plomykiem inicjujacym, to wówczas cisnienie do¬ ladowania jest jeszcze wyzsze od wartosci na¬ stawionej.Niezaleznie od przyjetego przykladu wykonania, widac ze jego konstrukcja i jego rola bardzo sie róznia od znanych ukladów zabezpieczania do¬ ladowywanych silników z zaplonem samoczynnym i posiadajacym pomocnicza komore spalania. Ele¬ mentem zasadniczym tego przyjetego przykladu wykonania nie jest juz zderzak ograniczajacy ma¬ se paliwa dostarczanego do silnika na- cykl w zaleznosci od cisnienia doladowania bedacego do dyspozycji. Natomiast rozwiazanie wedlug wyna¬ lazku moze byc rozpatrywane jako uklad wymu¬ szonego powiekszenia doladowania przez urucho¬ mienie komory dodatkowej w przypadku zwie¬ kszenia ilosci paliwa dostarczonego do silnika na jeden cykl, reprezentujacej zadany mioment obro¬ towy silnika. Ten uklad dziala tylko w razie ko¬ niecznosci i jedynie w miare potrzeby. W ten sposób unika sie calkowicie dawniejszej alterna¬ tywy, która zmuszala; badz do przyjecia dolnej wartosci cisnienia doladowania, co zmuszalo do zrezygnowania z czesci zakresu dzialania dopusz¬ czalnego przez rozwiazanie wedlu\g-wynalazku od¬ powiadajacego strefie III z fig. 1, badz do przy¬ jecia wysokiej wartosci dolnej, co prowadzilo do nadmiernego zuzycia pomocniczej < komory oraz znacznego zmniejszenia sprawnosci silnika. PL