154263. lajstromszámú szabadalom • Szabadszívású többhengeres négyütemű belső-égésű motor
154263 Ezzel szemben a találmány értelmében a bevezetőben említett szabadszívású többhengeres négyütemű belső-égésű motornál két-két kipufogó gyűjtőcsövet egy önmagában véve ismert, két ejektorszerűen kiképezett fúvókából és az ezekhez csatlakozó keverőcsőből és diffuzorból álló úgynevezett rezonátor edénybe vezetünk. E rendszabály révén lehetségessé válik, hogy az egyik kipufogócsőben keltett nyomáshullám által a hozzátartozó másik kipufogócsőben olyan szíváshullámot keltsünk, amely utóbbi a henger üres szívását végzi vagy megfelelő szelepösszenyítás esetén a szívócsőben lengést létesít anélkül, hogy az erre a célra eddig szokásos és többletköltséggel járó ráfordítás mozgó alkatrészek vagy hosszú csövek formájában szükséges lenne. Emellett ezáltal lehetségessé válik, hogy a szállítási hatásfokot a fordulatszámtól lényegesen függetlenebbé tegyük és a szíváshullám nagyobb amplitúdójával jobb hatásfokot érjünk el. A rezonátor edények alkalmazása ezideig lényegében kipufogógázturbinás feltöltésű belsőégésű motorokra terjedt ki és célja az volt, hogy a kipufogógázturbina egyenletesebb beömlése legyen elérhető nagy gyújtástávolságú hengerek közös kipufogó csövei esetén, amelyek nélkül e berendezésben a turbina kedvezőtlen gázbeömlése lenne csak elérhető. A rajzok a találmány kiviteli példáit ismertetik, ahol az 1. ábra 6 hengeres belsőégésű motor a találmány szerinti kipufogó- és szívócsövekkel, vázlatosan, a 2. ábra az 1. hengernek megfelelő hullámgörbe, a 3. ábra a nyomás lefolyása a felső és alsó holtpont közötti löket alatt, a 4. ábra a találmány szerinti berendezés különböző helyein mért nyomásértékek. A példaképpen bemutatott 6 hengeres belsőégésű motornál olyan hengerek csatlakoznak egy közös kipufogócsőbe, amelyeknek gyújtástávolsága 240°. Feltételezve a hengerek alábbi gyújtási sorrendjét: 1, 5, 3, 6, 2, 4 az 1, 2, 3 hengerek a 7 vezetékbe, a 4, 5, 6 hengerek pedig a 8 csőbe csatlakoznak. Ahogyan a 9 csatlakozási helyen feltüntettük, a két 7, 8 vezeték ejektorszerűen van csatlakoztatva és a 10 keverőcsőbe torkollik, ez utóbbihoz pedig az a 11 diffúzor csatlakozik, amely viszont a kipufogó-gázokat elvezető 12 csővel van összekapcsolva. A szívóoldalon hasonlóképpen csatlakoznak az 1, 2, 3 hengerek a közös 13 csőhöz, a 4, 5, 6 hengerek pedig a 14 csőhöz, e csövek a közös, levegőszűrővel ellátott 15 kiegyenlítő tartályba (rezonátor edénybe) csatlakoznak. A vázolt kipufogócső-elrendezés révén a két 7, 8 csövet felváltva az a nyomáshullám tölti fel, amelynek hullámgörbéjét a 2. ábrán az 1 hengerre vonatkoztatva tüntettük fel. Ebből látható, hogy az 1 henger által a 7 csőben keltett 1' nyomáshullám az ejektorhatás következtében, amely a 10 keverőcsőben lép fel, a 8 csőben is kelt egy 1" szíváshullámot, míg az 5 henger által a 8 csőben keltett 5' nyomáshullám a 7 csőben az 5" szíváshullámot kelti, s ez a hengerben az 1 henger által keltett 1' nyomáshullámhoz csatlakozik. A rezonátorban keltett szíváshullám egy része visszaáramlik abba a csőbe is, amelyikből a nyo-5 máshullám eredt és ezáltal meggyorsítja a vonatkozó henger kiömlési folyamatát. A hullámnak ezt a hatását az 1' nyomás ábrázolásánál már figyelembe vettük. Az 1 henger nyomáshullámának a szíváshullámhoz képest fellépő t fá-10 ziseltolása a t2 gyújtási távolság az 5 henger nyomáshullámának a tp ejektor-torkolatig terjedő lefutási ideje és a szíváshullámnak az ejektor-torkolattól az 1 hengerig tartó ts lefutási ideje összegéből adódik és ennek megfelelően 15 t = tz + t D + t s . Minthogy a fáziseltolás legnagyobb része a gyújtási távolságból ered, a szíváshullám helyzete a vezérlési időkhöz viszonyítva kevéssé függ a fordulatszámtól, azaz a csővezeték összehan-20 golási hosszai igen rövidek, mert az ismert kivitelekhez képest szükséges csőhosszak legnagyobb részét a gyújtástávolság helyettesíti. E körülmény különösen kis fordulatszámú belsőégésű motoroknál előnyös. 25 A leírt folyamat a többi hengernél értelemszerűen egymást követően ismétlődik úgy, hogy a gyújtás sorrendjében az egyik 7, 8 gyűjtőcsövet a hengerekből eredő nyomáshullám feltölti, a nyomáshullámot követő szíváshullám pedig a 30 gyújtási távolság mértékével eltolt nyomáshullám által a másik gyűjtőcsőben a rezonátor útján keletkezik. Magától értetődő, hogy mind a rezonátor edényt, mind a csőhosszakat úgy méretezzük, hogy a nyomáshullám hatásfoka opti-35 malis legyen. Ha a 13, 14 szívócsövek hosszát és keresztmetszetét, amelynek megállapítása önmagában véve ismert, a találmány szerint kialakított kipufogócsöveknek megfelelően állapítjuk meg, akkor 40 az elérni kívánt hatás még növelhető. Ez a 3. ábrán bemutatott nyomásgörbe lefolyásból következik. Az ábrán a 16 görbe a hengerben levő nyomást, a 17 görbe a kipufogócsőben lévő nyomást, a 18 görbe a szívócsőben levő nyomást, az 45 a távolság pedig a felső holtpontbeli szelep-öszszenyitást ábrázolja. Ha az a szelepösszenyitást úgy választjuk meg, hogy megfelelő öblítési keresztmetszet álljon rendelkezésre, akkor az először egymástól füg-50 getlennek gondolt lengések a kipufogó- és szívócsövekben összekapcsolódnak anélkül, hogy ezeket zavarnák, és a bemutatott nyomásgörbe lefolyása alapjában véve érintetlen marad. E szelepösszenyitás közben a hengert kereszt-55 metszetének és nyomásesésének megfelelően a kipufogógázoktól mentesítjük és friss levegővel öblítjük át. Ezáltal a sűrítés kezdetén a henger friss töltése a kompressziótérnek megfelelő térfogattal megnagyobbodik és nagyobb teljesít-60 meny elérése válik lehetségessé. A friss levegővel való átöblítés egyidejűen az alkatrészek hőmérsékletének csökkenését eredményezi. Emellett a friss töltés beáramlásának kezdetét a hengerbe úgy választjuk meg, hogy a szívó-65 csőben keltett nyomáshullámnak csak azt a ré-2
