157118. lajstromszámú szabadalom • Szívóvezeték 4-ütemű dugattyús motorok hengeréhez
3 157113 4 vócső, ill. szívócsövek együttesének a szívószeleptől, ill, a szívószelepektől a másik henger, vagy hengerek szívóvezetékeivel való, bármilyen módon kialakított összekapcsolási keresztmetszetéig terjedő szakaszát értjük. Mint már említettük, a motor üzemének fenntartásához szükséges friss levegő, vagy tüzelőanyag-levegő keverék a szívószelep által szabaddá tett nyíláson, tehát a szívóvezetéken átáramolva jut a motor hengerébe. Ezért a motor működésének szempontjából a szívóvezeték elsődleges feliadata az, hogy a lehető legkisebb veszteségek árán "mennél'több levegőt,, vagy tüzelőanyag-levegő keveréket juttasson a motor hengerébe. E feladat megoldásának sikeressége természetesen nagymértékben a szívóvezeték kialakításától függ. Ismeretes, hogy olyan esetekben, mikor a többhengeres motor egyes szívóvezetékei egyáltalán nincsenek, vagy csak gyűjtőcsövön, ül. gyűjtőtartályon keresztül vannak összekapcsolva, a szívóvezeték hatásossága jelentősen megjavul. Az ilyen és a motor hengerének jobb feltöltését célzó eljárásokat „dinamikus", vagy „akusztikus" feltöltésnek nevezik. A dinamikus feltöltés effektusa, amely a henger szívóvezetékében szakaszosan áramló levegőoszlop tehetetlenségét ill. kinetikai energiáját használja fel a henger töltésének növelésére, megkívánja, hogy a henger a szívószelep nyitvatartásának kedvező szakaszában töltődjék fel. Ugyancsak fontos követelmény a folyamatot előidéző kinetikai energia megfelelő nagysága. Ha ez túl kicsi, akkor a feltöltő hatás elégtelen, ha pedig az optimum fölött van értéke, akkor az áramlási veszteségek lesznek. aránytalanul nagyok. Az eddig ismert megoldások azonban azzal az általános hiányossággal rendelkeznek, hogy a szívóvezeték kialakításával nem lehetett biztosítani az optimális dinamikus feltöltést kielégítő feltételeket. A találmány célja az említett hátrány kiküszöbölése és az optimális hengerfeltöltés biztosítása bármilyen mechanikus-, vagy turbófeltöltő alkalmazása nélkül. A találmány tehát szívóvezeték 4-ütemű belsőégésű dugattyús motorok hengeréhez, ahol a szívóvezeték a henger szívószelepével, vagy szívószelepeivel érintkező szívócsatorna, ill. szívócsatornák, valamint a szívócsatornához, ill. szívócsatornákhoz csatlakoztatott szívócső, ill. szívócsövek azon együttes, L átlagos hosszúsága és f átlagos keresztmetszetű szakasza, amely a szívószeleptől, ill. szívószelepektől a környező atmoszféráig, vagy a henger levegőszűrőjéig, vagy pedig — összekapcsolt szívóvezetékkel ellátott hengerek esetén — a henger szívószelepétől, ill. szívószelepeitől a másik henger, vagy hengerek szívóvezetékével való, bármilyen módon kialakított, összekapcsolási keresztmetszetéig terjedően van kialakítva. A találmány abban van, hogy a szívóvezeték L hossza: keresztmetszete pedig: f = 1,82 'flö ft ± 25%, ahol: n„évi [l/min] — a motor névleges üzemi fordulatszáma, f; — a szívó-szeleptorok geometriai keresztmetszete, . /U0 — a szívócsatorna és a szívószelep tényleges és a szívólöketre vonatkoztatott átlagos levegő-átbocsájtási tényezője, 3050 és 1,82 — kísérletileg meghatározott állandók. .. . • 15 A fia tényezőt az alábbiak szerint értelmez-. zük: „0 Az f Í torokik'eresztteeltszeten keresztül ideális és veszteségmentes áramlásnál adott nyomásesés hatására, st&tionárius viszonyok között Ge i m [kg/sec] levegőmennyiség haladna keresztül. Valóságban az áramlásra rendelkezésre álló keresztmetszet ennél kisebb, hiszen a szívószelep — a főtengely helyzetétől függően — bizonyos mértékig elzárja a torok keresztmetszetet. Ezt fS2 veszi figyelembe a o = —-—viszonyszám (ahol f í -0 fs2 — a szelep által szabaddá tett pillanaibnyi geometriai keresztmetszet). A valóságban mindig fellépnek a szerkezet tényleges kialakításától függő áramlási veszteségek, amelyeiket az /x „átfolyási" számmal vehetünk figyelembe. Ezért a valóságos esetekben az elméletileg lehetséges mennyiségnél mindig kevesebb áramlik át, mégpedig G [kp/sec], a két mennyiség kapcsolata pedig: G = /xö Ge l m 40 G A |U.ö viszonyszám természetesen még egy 45 adott szívórendszernél is változik a szelepemelkedéstől függően. Tényleges értékeit különböző szelepemelkedéseknél kísérletileg lehet meghatározni, ha stacionárius körülmények között mérjük a szívócsatornán keresztül, adott szelep-50 nyitásnál, ismert nyomásesés hatására átáramló G levegőmennyiséget, majd pedig azt viszonyba állítjuk az azonos körülmények között, de veszteségmentes áramlásnál, az f. torokkeresztmet'Szeten átáramló, számított Ge i m mennyiséggel. 55 Ezzel meghatározhatjuk a /xo = f(h) összefüggést (h — a szelepemelkedés). Ha még ismerjük a szívószelep emelkedésének törvényszerűségét a motorfőtengely elfordulási szögének függvényében, vagyis a h=íf:(<í?) összefüggést (<P° — fó-60 tengely elfordulási szög), már megszerkeszthetjük a fia értékek tényleges és a motor működése során előálló változását. A szívócsatorna és a szívótelep tényleges és a szívólöketre vonatkoztatott átlagos levegőátbocsájtási tényezője 65 pedig 2
