188702. lajstromszámú szabadalom • Belsőégésű dugattyús motor,frissgázellátást javító rezonancia frissgázrendszerrel
1 188 702 2 A találmány belsőégésű dugattyús motor frissgázellátást javító rezonancia-frissgázrendszerrel, melynél a hengerek töltésének fokozása érdekében, a hengerek meghatározott csoportja egyenként rezonanciatartályra van kapcsolva rövid frissgázvezetékkel, és a rezonanciatartályra rezonanciacső van kapcsolva. Ismertek olyan belsőégésű dugattyús motorok, melyek frissgáz-ellátó rendszere a henger kitöltésének fokozására a motorhengerek szakaszos szívása által gerjesztett gázlengések energiáját hasznosítja. Egyik szokásos megoldást az ún. szívócsőfeltöltés képezi, ahol minden motprhenger szívónyílásához meghatározott keresztmetszetű és hosszúságú szívócső (rezonanciacső) v^^» kapcsolva, ahogy azt pl. D. Broome: „Szívócső fel töltés” (Induction Ram) c. folyóirat cikke ismerteti az Automobile Engineer (London) 1969. évi 4 — 6. számában. Ilyen frissgázsllátó rendszereknél a motorhenger szívása által keltett depresszióhuUám — mint ismeretes — közel hangsebességgel halad végig a cső hossza mentén és annak nyitott végéről mint nyomáshuilám verődik vissza. Visszaverődés jön létre természetesen a csőnek a henger szívónyílásával érintkező végén is, a visszaverődött hullám amplitúdója azonban függ a szívónyílás pillanatnyi átbocsátóképességétől. Amennyiben a hullám oda- és visszafutási idejét, vagyis a gázoszlop önlengésszámát a motor dugattyújának elmozdulásával kedvezően hangolják össze, nyomáshullám éri el a szívási ütem végén a hengert, s ezzel nagyobb nyomáson, többletlevegőt képes abba juttatni. A hullámfutási időt (önlengésszámot) a terjedési sebességen (közel hangsebesség) túl az oda- és visszafutáshoz szükséges távolság, vagyis a cső hossza határozza meg, így a csőhossz a frissgázellátás javítására való hangolás egyik legjelentősebb eszköze. A cső keresztmetszete elsősorban a kialakuló sebességre, így az instacionárius lengési folyamat során a csőben létesített kinetikai energia szintjére van hatással, melynek az adott feladattól függően ugyancsak meghatározott optimuma van. A folyamat kedvező lefutásához természetesen lényegében állandó csőkeresztmetszetre van szükség, hiszen a nyomáshullámok nemcsak a cső nyitott, vagy a henger szívónyílásával kapcsolódó, ún. zárt, vagy részben zárt végéről verődnek vissza, de visszaverődés jön létre minden olyan helyen, ahol a cső keresztmetszete változik: bővül, vagy szűkül. Erre a jelenségre utal pl. Dç. Ing. H. Seifert: „Instacionárius áramlási folyamatok belsőégésű erőgépek csővezetékeiben” (Instationare Strömungsvorgange in Rohrleitungen an Verbrennungskraftmaschinen) című könyve (Springer Verlag, 1962) 41. oldalán. A kedvező működés követelményei által meghatározott csőhossz tehát állandó csőkeresztmetszet mellett biztosítandó. A lengési folyamat egyes szakaszaiban a szívócsőben (rezonanciaesőben) áramló közeg sebessége irányt vált és a közeg a cső nyitott végén kiáramlik. Ezzel a kiáramló levegősugár kinetikai energiája elvész. A gyakorlatban eddig nem volt mód e veszteségek csökkentésére. Az állandó keresztmetszetű szívócsőszakaszhoz - annak meghosszabbításaként — elméletileg kapcsolható ugyan olyan, a nyitott csővég felé bővülő csőszakasz — diffuzor —, mely lehetővé tenné a veszendőbe menő kinetikai energia egy részének visjfzanyerését, de ennek hossza tovább növelné a szívócső egyébként is kellemetlenül nagy hosszát. A bővülő csőszakasz által okozott hossznövekedés lehetetlenné tenné a szívócsövek, ill. a teljes frissgáz-ellátó rendszer konstruktív elhelyezését a motor mellett rendelkezésre álló térben. A gyakorlatban ezért ilyen megoldások nem kerültek alkalmazóra. Ismertek továbbá olyan belsőégésű dugattyús motorok is, melyeknél a frissgáz ellátást javító frissgázrendszer úgy van kialakítva, hogy a hengerek meghatározott csoportjának szívónyílása és a rezonanciacső közé meghatározott térfogatú tartály — rezonátortartály — van beépítve, pl. 161 323 sz. magyar, 1 935 155 sz. NSZK szabadalmi leírások szerinti megoldásoknál. Az ilyen frissgázrendszert rezonanciarendszernek, magát a feltöltési eljárást pedig rezonanciafeltöltésnek nevezik. A rezonanciafeltöltés nemcsak szívásos motorokon alkalmazható előnyösen, mivel a rezonancia-frissgázrendszfr megfelelő feltöltő berendezés és a motor közé építve is hatásos. Ez utóbbi feltöltési megoldás, kombinált feltöltés elnevezés alatt vált ismertté. A rezonanciarendszerben áramló közeget a rezonátortartályhoz kapcsolt azon motorhengerek csoportjának szakaszos szívása gerjeszti, melyek szívási ütemei egymást jelentősen nem fedik át. Amenynyiben a gerjesztés frekvenciája megegyezik a rezonanciarendszer önlengésszámával, a frissgázrendszerben rezonancia alakul ki, s a felfokozott gázlen gések jelentős mértékben feltöltik a motor hengereit. A rezonanciarendszer egyes elemeinek meghatározott méretarányai mellett a gáziengések nemcsak annál a motorfordulatszámnál fokozzák a hengerek feltöltését, ahol a rezonancia kialakul, hanem széles motorfordulatszám-tartományban hatásosak, pl. 330 506 sz. osztrák, 1 400 059 sz. angol szabadalmi leírások szerinti megoldásoknál, bár a legnagyobb feltöltési hatás a rezonanciánál alakul ki. A rendszer előnyös tulajdonsága, hogy a rezonancia nemcsak nagy motorfordulatszámra állítható be, hanem a rezonanciarendszer önlengészszámának megfelelő megválasztásával egészen alacsony motorfordulatoknál is javítható a frissgázellátás anélkül, hogy a rendszer a motor működését rçagy fordulatoknál károsan befolyásolná: A rezonanciaréndszerben áramló közeg önlengésszáma — a szívócső feltöltéstől eltérően — ryemcsak az állandó keresztmetszetű rezonanciacső hosszától, hanem annak keresztmetszetétől és a rezonáió tér térfogatától is függ, mint azt F. Anisits és F. Spinnler: „A kombinált feltöltés fejlesztése az új D4KT típusú Saurer jármű diesel motoron” (Entwicklung der Kombinierten Aufladung am neuen Saurer-Fahrzeugdieselmotor D 4KT) című, az MTZ folyóirat 1978. évi 10. számában közölt cikkében kifejti. A kívánt önlengésszám megvalósí-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
