Karburátorok kiegészítő berendezései: Alapjárati fúvóka: - üresjáratban, zárt pillangószelep helyzetben állítja elő a megfelelő keveréket ~10:1 keverékarányban. Indítófúvóka:
- hidegindításkor dús keverék szükséges ~3:1 keverékarányban.
Gyorsító szivattyú:- gyors fordulatszám növelés dús keverékkel történhet, hirtelen gázadáskor benzint fecskendez a szívótorokba, ~8:1 keverékarányban. Benzinbefecskebdezés – injektoros OTTÓ motor A szennyezőanyag emisszió csökkentése, a katalizátorok alkalmazása a keverékösszetétel nagyon pontos összeállítását teszi szükségessé, amit benzinbefecskendezők alkalmazásával teljesíthetünk. Elektronikus vezérlésű benzinbefecskendezés: Finomszűrő
Vezérlő egység
Tápszivattyú Tüzelőanyag tartály
Befecskendező szelep
Levegő mennyiség mérő Hidegindító
Fojtószelep kapcsolóval
Akkumulátor
Hőkapcsoló Hőmérő Gyújtáskapcsoló
Vezérlő egység: Az alábbi jelek futnak be; levegőmennyiség, motorhőmérséklet, pillangószelep állás, fordulatszám, lambdaszonda jele. A beérkező jelek kiértékelése után meghatározza a befecskendezés időpontját és időtartamát. Tápszivattyú: villamos motorral működtetett görgőcellás szivattyú, 2,5-3,0 bar nyomást biztosít a tüzelőanyag elosztó csőben. Befecskendező szelep: minden hengerhez egy elektromágneses elven működő befecskendező szelep tartozik, melyet a vezérlőkészülék elektromos impulzusai nyitnak-zárnak. A befecskendezés a szívótorokba történik. Az árammentes fúvókatűt csavarrugó nyomja a záróülésbe.
23
11.2 DIESEL motorok tüzelőanyagellátó rendszere Diesel motorok tüzelőanyaga: gázolaj A belső keverékképzés miatt nagy nyomású befecskendezés /porlasztás/ szükséges. Tüzelőanyagellátó rendszer elemei: Porlasztók Visszafolyó vezeték Előszűrő
Nyomócső
Finom szűrő
Adagoló
Tartály Csap
Fordulatszám szabályzó
Tápszivattyú
Tartály, szűrők: az ottó motorokhoz hasonló kialakításúak. Tápszivattyú: - membrános (ritkán alkalmazott) - dugattyús (leggyakrabban alkalmazott) - forgólapátos - fogaskerekes Bosch-rendszerű dugattyús tápszivattyú: Forgólapátos adagolószivattyú: Nyomószelep
Kézi tápszivattyú (légtelenítés) Szívószelep
Szívótér
Lapát
Nyomórugó Dugattyú Forgórész Nyomórúd Szivattyúház
A tápszivattyú nyomása: 2....3 bar. Kézi tápszivattyú: a tüzelőanyag rendszer feltöltésére - légtelenítésre alkalmazzuk, a motor álló helyzetében. 24
Nyomótér
Adagolóhoz
A tápnyomás nagyságát a szabályzószelep ill. a rugó befolyásolja – a többlet üzemanyag visszaáramlik.
Adagolószivattyú: A tüzelőanyag adagolását és a hengertérbe juttatását végzi nagy nyomáson. Általában az állandó löketű, ferde vezérlőéllel ellátott dugattyús szivattyú rendszert /BOSCH/ alkalmazzák.
S1
q1
S2
S3
S4
q2 q3
q4
A löket állandó S = 10 mm, de a szállítás különböző /változtatható/ lökethossz mentén történik /S1, S2,...stb. A szállított mennyiség /q/ a dugattyú helyzetétől függ – elfordítással változtatható.
S = állandó
Az adagolóelem szabályozása: fogasív-fogasléc kapcsolat – fogasléc a gázkarral van összeköttetésben. A tüzelőanyag a fejszelepen keresztül történik. Fejszelep: Feladata: a nyomás hirtelen megszüntetése és a nyomócsövek tehermentesítése. Rugó
Tányér Gallér
Fejszelep
Adagolóelemtől
Nyomócső: Nagy falvastagságú, nagy szilárdságú cső. Belső átmérője d=1...1,5 mm. Többhengeres motoroknál azonos hosszúságúra készítik az egyenletes adagmennyiség miatt /nagy nyomás → tágulás/. Porlasztó: Feladata: a tüzelőanyag befecskendezése az égéstérbe finom cseppekben és a keverékképzési eljárásnak megfelelően időben elosztva. A porlasztó nyitónyomását a nyomórugó előfeszítése határozza meg. Ha a tüzelőanyagnyomás nagyobb, a fúvókatű az ülékéből felemelkedik.
25
Porlasztó szerkezete:
Állítócsavar Rögzítő anya
Rugó
Fúvókák: /Porlasztócsúcsok/ Fajtái:- csapos hengeres kúpos - csap nélküli kúpos ülékű lapos ülékű ezen belül - egylyukú /kamrás mot./ - többlyukú /közv. befecsk./
Porlasztó ház
Hengeres csapos
Kúpos csapos
Porlasztótű Porlasztócsúcs
Csap nélküli kúpos
Csap nélküli többlyukú
A csapos fúvókák végén lévő csap alakja meghatározza a befecskendezési sugár formáját. Nyitónyomás: 110...135 bar
A befecskendező lyukak méretét és számát, a sugár irányát az égéstér kialakítása, a tüzelőanyag menynyisége határozza meg. Nyitónyomás: 150...250 bar A porlasztó helyes beállítása a gazdaságos motorüzem alapfeltétele. Fordulatszám szabályzók: A fordulatszám szabályzás célja: A diesel motorok állandó légfelesleggel dolgoznak → Következmény: terhelés csökkenésekor hajlamosak a megszaladásra. Szabályozás szükséges: - a max. fordulatszám behatárolására - alapjárat szabályozására Erőgépeknél: minden beállított fordulatszám tartására Szabályzók csoportosítása: - maximum ford. szabályzók /1 fordulat/ - maximum – minimum szabályzók /2 fordulat/ - mindenüzemű ford. szám szabályzó / a teljes üzemi tartományban/ 26
Röpsúlyos /mechanikus/ fordulatszám szabályzó működése: Rugó Fc
Fogasléc
Korrektor Alapjárati rugó
Gázkar
x
Max.ford.szab.
Excenter Fc=m • r • ω2
Adagolótengely
Fc=f (n)
Szögemelő
Fc
Röpsúly
Az üresjárati fordulatszámot a külső gyengébb rugók szabályozzák. A maximális fordulatot a külső-belső rugó együttesen és a fogaslécen lévő rugó előfeszítéséből származó visszaható rugóerő szabályozza. A gázpedál állásától, tehát az előfeszítéstől függően a min.-max. fordulat között bármely fordulatszámra beállítható. Kipufogóberendezés: → Hangtompítás, kipufogógázok tisztítása. Hangtompító egység: Feladata: hangenergia elnyelése, turbulens áramlás csökkentése, kipufogógáz szabadba vezetése. - Hangcsillapítás: hangterjedés, reflexió megakadályozása az előrehaladó és visszaverődő hullámok átfedésével – interferenciával. - Hangtompítás: hangenergia hangelnyelő anyagba súrlódással hővé alakul.
Reflexiós hangtompító /mélyhangok tompítása/
Adszorbciós hangtompító /magas hangok csillapítása/
Kombinált hangtompító
A motorhoz gondosan illesztett hangtompítórendszert alkalmaznak – a jobb töltés és a nagyobb teljesítmény érdekében. A hangtompító károsodását főleg a belső korrózió okozza. A tüzelőanyag elégetésekor vízgőz keletkezik és a kéntartalommal kénessavat alkotva alacsony hőmérsékleten kicsapódik. Anyaga: jó minőségű hőálló acél, amit galvanizálnak vagy Al-réteggel vonnak be.
27
Kipufogógáztisztító- berendezések A keverési arány változása lehetetlenné teszi a CO, NOx és CH kipufogógáz komponensek együttes minimum értéken tartását. λ < 1 → magas CO és CH értékek alacsony nitrogén-oxid arány
CO
λ > 1 → alacsony CO és CH értékek magas nitrogén-oxid arány
CH
2CO+O2 2C2H6+7O2 2NO+2CO NOx
katalizátor
2CO2 4CO2+6H2O N2+2CO2
A szénmonoxid és az el nem égett szénhidrogének égetéssel, oxidációval nem mérgező széndioxiddá és vízzé alakíthatók át → katalizátor. A nitrogénoxid redukcióval nitrogénre és oxigénre semlegesíthető → katalizátor.
0,90 1,00 1,10 légviszonytényező λ
Kipufogógáz katalizátor: Katalizátorok olyan anyagok, amelyek a kémiai reakciót gyorsítják anélkül, hogy részt vennének a kémiai folyamatban. A katalizátor hőmérsékletálló magnézium – alumínium - szilikát anyagból készített kör vagy ovális keresztmetszetű henger, kb. 1mm2 keresztmetszetű csatornákkal. Az alaptestre nemesfém bevonatot – platina, rodium, palládium – kerül. A katalizátort a kipufogórendszerbe építik.
Beágyazó betét
Hőszigetelé Kerámia monolit
Egyágyas-oxidációs katalizátor
Levegő
Friss levegő bevezetésével a szénmonoxid és a szénhidrogén komponensek oxidálódnak. A nitrogénoxid tartalmat nem befolyásolja.
CH, CO
28
Levegő
Három komponensre ható kétágyas katalizátor NOx
CH, CO
Első katalizátor levegőhiányban a NOx redukálja, majd a friss levegővel keveredve a második katalizátor a CH és CO komponenseket oxidálja.
Egyágyas három komponensre ható katalizátor
AC
Oxigénszonda- lambda szonda szabályozás, a motorban állandó λ=1 értéken tartja a levegő tüzelőanyag arányát. A szabályozó egységnek folyamatosan jelzi a kipufogógáz oxigéntartalmát. NOx, CH, CO Mindhárom komponensre egyszerre hat. Ez az un. szabályzott katalizátor.
Lambda – szonda: Kipufogócső Lyukacsos platina-elektróda (+) külső levegővel érintkező oldalon
A szonda feszültsége attól függ, hogy a két elektróda mennyi oxigént érzékel. A szonda a kipufogógáz oxigén(+) tartalmát méri. A két lyukacsos platina elektróda között kerámiaÉrintkezőrugó elektrolit – cirkonoxid van.
Lyukacsos platina-elektróda (-) kipufogógázzal érintkezve
Dieselmotor károsanyag-kibocsátásának csökkentése: Dieselmotor az égés során légfelesleggel /λ=1,4 teljes terhelésnél, λ=10 üresjáratban/ dolgozik. Ez eltérő károsanyag tartalmat okoz. Káros összetevők: - Kéndioxid /SO2/: vízzel kénessavat alkot, max 0,2 súly % megengedett. - Részecskék: korom 10-95%, nagysága 0,1-1µm; pernye; fémrészecskék; stb. - Nitrogén-oxidok: katalitikus redukcióra nincs lehetőség – légfelesleg! - Szénhidrogének: korom formájában van jelen, oxigén katalizátorral csökkenthető. Csökkentés → szerkezeti megoldással: - égéstér kialakítás; tüzelőanyag befecskendezés; porlasztás; levegő hűtése; kipufogógáz visszavezetés. Csökkentés → kipufogógáz utókezeléssel: - dieselkatalizátor; oxidációs katalizátor CH és CO részecskék oxidálása, - részecskeszűrő; koromtartalom csökkentése keramikus szűrővel – regenerálás! 29
12. Motorok kenése
Egymáson elcsúszó alkatrészek között súrlódás lép fel → melegedés, kopás. Kenés célja: - súrlódás csökkentése - a keletkező hő elvezetése - égés során a visszamaradt szennyeződések, kopadékok eltávolítása - dugattyúgyűrűknél a tömítés javítása - szerkezeti anyagok korrózió elleni védelme Lényege: az alkatrészek közé kenőanyagot viszünk → súrlódás csökken Olaj
Száraz súrlódás
Tiszta folyadék súrlódás Forgó alkatrész kenése
Lehetőleg tiszta folyadéksúrlódás legyen:
Olajnyomás
- legkisebb a kopás - kicsi a melegedés
Olajozási rendszerek: - merítő olajozás → a forgó alkatrész szórja fel az olajat a kenendő helyekre - kombinált olajozás → szóró- és a főcsapágyak nyomó olajozása - nyomó olajozás → a jelenleg használatos motorokon alkalmazzák - központi olajozás → nyomó olajozás, minden kenendő helyre külön vezeték - keverék olajozás → benzinbe kevert kenőolaj, kétütemű ottó motornál. 12.1 Nyomó- /kényszer-/ olajozás Lényege: olaj cirkulál az olajteknő és a kenőhelyek között – a szállítást szivattyú végzi nagy nyomáson (psz= 4...6 bar). Jó kenést és hűtést biztosít. Olajhőmérséklet és nyomás ellenőrzése szükséges, olajgőzök miatt a forgattyúsház szellőzését biztosítani kell. ~ vázlata: Szelepvezérlés Nyomásmérő Főáramkörű szűrő Biztonsági szelep
Megkerülő szelep
Forgattyús mechanizmus
Sz
Szűrőkosár
Olajleeresztő
Szivattyú
30
Az ellenőrzéshez két olajnyomás kapcsolót használnak, az egyik alapjáraton gyullad ki ha a nyomás 0,3 bar alá esik, a másik kb. 2000 f/min fordulatszámnál, ha a nyomás 1,8 bar alá süllyed, gyakran hangjelzést is alkalmaznak. Fésűs résszűrő: /Durvaszűrő/ Fogaskerék szivattyú:
Biztonsági szelep
Fésű Szűrőlemezek Szűrőbetét távolsága ~0,1 mm
Fésű
A szennyezőanyagok a A fogaskerekek a ház falával szűrőlemezek között akadnak képzett kamrákban szállítják az fenn. A fésű a rést biztosítja és olajat. Önfelszívó szivattyú, a folyamatos tisztítást végez. legmélyebb pontra építik. Szitaszűrő: ~ foszforbronzból, króm-nikkel acélból vagy műanyagból készítik, a betétek henger, tárcsa vagy csillag formájúak. Kivehetők és tisztíthatók, főáramkörű szűrőkén használják, szűrőfinomság ~ 0.03 mm. Finom papírszűrő: Speciálisan impregnált papírbetét, a felület növelése céljából csillagformára hajtogatják. A szennyezett betétet cserélni kell, mellékáramkörű szűrőként alkalmazzák, szűrési küszöb: 0.005 mm. Centrifugál olajszűrő: Szűrőház Forgó dob Perforált csőtengely Szennyező anyagok Fúvóka
A beáramló olaj a csapágyazott rotor üreges tengelyén keresztül jut a forgó dobba. A fúvókákon kiáramló olaj a dobot a seegner elven forgásba hozza. A centrifugális erő hatására a dob belsejében a szennyező anyagok kiválnak. Mellékáramkörű szűrő.
Olajhűtők: Nagy teljesítményű motoroknál a kenőanyag kenőképességének megtartásához szükség lehet hűtésre. Vízhűtőkhöz hasonló elven működik. 12.2 Keverék olajozás: Kétütemű, forgattyúház öblítésű ottó motoroknál alkalmazzák. Lényege: a tüzelőanyaghoz adott arányban /1:33; 1:40; 1:50/ keverik a kenőolajat. A keverékkel együtt képződő olajköd keni az alkatrészeket. Hátránya: olajfogyasztás, rossz kenés, kormozó égés. 31
