175683. lajstromszámú szabadalom • Újrendszerű rétegtöltésű kétütemű motorok
3 175683 4 Ottó rendszerben — az ideális rétegtöltést is megoldja, mégpedig a gáz relatív sűrűsége szerint kétféle alapelrendezésnek megfelelően: az egyik esetben, amikor az alkalmazott gáznemű anyag sűrűsége kisebb a levegőénél, a gyújtógyertya a hengerfej tengelyébe kerül és ezt veszi körbe koncentrikusan a gyűrűhéj alakú szelep (szelepek); a másik esetben, amikor a gáznemű anyag sűrűsége nagyobb a levegőénél, a gyújtógyertya a hengerfej kerületére kerül (átellenesen 2 db gyertya), a koncentrikus szelep (szelepek) megvezetésc pedig a hengerfej tengelyébe, a gyertya helyére. — A kipufogógázok távozása minden esetben a dugattyú alsó holtpontjában a hengeren körben elhelyezett ugyancsak tangenciális kipufogónyílásokon át történik, elősegítve ezzel a levegő-füstgáz perdületének a megtartását. Mivel a kipufogónyílások kiképzésére az egész kerület rendelkezésre áll, a kipufogónyílások nagy keresztmetszetük ellenére is igen alacsonyak lehetnek, ami egymaga is többoldalú hatásfok-javulás forrása. Tekintve a vázolt variációs megoldásokat, egyértelmű, hogy az alapelv megtartása mellett eltérő szerkezetek hozhatók létre. A következőkben ezek közül két kiviteli alak szerkezetét és működését ismertetjük. Az 1., 2., 3., 4. és 5. ábrák egy olyan kétütemű rétegtöltésű motor elvi szerkezetét, ill. üzemmenetét ábrázolják, amelynél a motorba kerülő gáz vagy elgázosított folyadék sűrűsége kisebb a levegő sűrűségénél. A nyomólevegő előállításával itt most nem foglalkozunk, feltételezzük, hogy rendelkezésünkre áll. Az 1. ábra a motor (henger- és hengerfej) tengelymetszetét, a 2. ábra pedig a hengerfej x—x metszetét ábrázolja a dugattyú felső holtpontjában (F. H.) A 3. ábra szintén a tengelymetszetet, a 4. ábra pedig a henger y—y keresztmetszetét szemlélteti, de a dugattyú alsó holtpontjában (A. H.). Az 5. ábra az ún. p—V diagramot mutatja. Az 1 hengerben mozog a 2 dugattyú. A hengerhez csatlakozó 3 hengerfejben ki van alakítva a 4 belső és 5 külső körgyűrű alakú szcleptér, amelyekben a kis nyitása ellenére is nagy „időkeresztmetszetet” adó, speciális, vezetőtoldattal és peremmel ellátott, rugalmas falú 6 gyűrűhéjszelep mozog és választja el a szeleptereket az 1 henger 7 kompresszióterétől. A 6 szelep csőtoldata 8 áteresztőnyílásokkal rendelkezik, amelyek a 4 és 6 szeleptereket összekötik egymással. A 6 szelepet a saját felső pereme és a hengerfejbe erősített 9 tartólemezkék közé betett 10 spirálrugó tartja alaphelyzetben zárva. A 3 hengerfej el van látva all tangenciális kiképzésű bevezetőnyílásokkal, amelyekhez a változtatható nyomású levegő csatlakozik. A 11 levegőbevezető-nyílások közül néhányba (itt minden másodikba) egy-egy 15 gázfúvóka kerül, amelyekbe a levegőnyomásnál (p() kisebb nyomású (pg) olyan elgázosított üzemanyagot vezetünk, amelynek sűrűsége kisebb a levegő sűrűségénél. Ebben az esetben a 14 gyújtógyertya a 3 hengerfej szimmetriatengelyébe kerül. A motor működése az alábbiak szerint megy végbe: Az 1. ábra az előző ütemből a 7 kompressziótérbe sűrített gáz—levegő keverék gyújtás utáni pillanatát, azaz az expanzió kezdeti állapotát szemlélteti. A már egyébként is zárt 6 gyűrűhéjszelep az expanziós nyomás hatására nagy erővel nyomódik a szelepülékhez, és a kismértékű deformációs lehetőséggel készült rugalmas falú szelep biztos szelepzárást tesz lehetővé. A hengerben a munkát végző gázok nyomására a 2 dugattyú — miközben munkáját leadja — az „A” pontig elmozdul, a gáznyomás pedig az ismert törvény szerint leesik. Amikor a dugattyú nyitja a 13 kipufogónyílásokat, a hengerben a nyomás hirtelen esni kezd, majd a 11 beömlőnyílásokra kötött levegő pj nyomása nagyobb lesz a hengerben uralkodó nyomásnál és a 6 gyűrűhéjszelep 10 rugójának együttes nyomásánál. A fellépő nyomáskülönbségre a szelep hirtelen kinyit és a levegő, majd egy kis késéssel a gáz—levegő keverék nagy sebességgel és perdülettel beáramlik a hengerbe és perdületét megtartva kiszorítja a füstgázokat a hengerfejből. (Ezt a pillanatot ábrázolja a 3. és 4. ábra.) Ezt követően a dugattyú felfelé haladva zárja a kipufogónyílásokat és — a dinamikus állapotokat is figyelembe véve — a hengerben a nyomás felugrik a Pj szintjére. Amikor a hengerben a nyomás és a szelep rugónyomása együttesen meghaladja a p, nyomást, a szelep hirtelen lezár és megkezdődik a sűrítés, ami a p( nyomástól is függő kompresszió-végnyomást eredményezi (pk). Lehetséges bizonyos fokú feltöltést is elérni. A sűrítés alatt a gáz—levegő keverék végig megtartja perdületét, aminek — a következőkben leírtak miatt — nagy szerepe van. A henger tengelye körül perdületben levő, forgó keverékből ugyanis a gáznál sűrűbb levegőrészecskék a centrifugális erő hatására a hengerfalak irányában helyezkednek el, míg a levegőnél kisebb sűrűségű gázrészecskék logaritmikus görbe mentén spirális mozgással igyekeznek a henger közepe felé. Ezáltal a sűrítés végére a tengelyben elhelyezett gyújtógyertya alá kerül a leggazdagabb keverék, amit a gyertya meggyújt, majd az így keletkezett „fáklya” már a szegényebb rétegeket is meg tudja gyújtani. Az egyszerű szerkezet révén tehát egyúttal az Ottó motorokkal szemben újabban támasztott rétegtöltés ténye is megvalósul, mégpedig a legideálisabb formában, amikor is a henger tengelyében a legdúsabb a keverék és onnét folyamatosan szegényedik a hengerfalig. Ki kell azonban hangsúlyozni, hogy a leírt folyamat csak abban az esetben igaz, ha az elgázosított üzemanyag sűrűsége kisebb a levegőénél. Ki kell emelni továbbá, hogy a leírtak miatt ez a szerkezet kiválóan alkalmas a henger gazdaságos kenésére is; a perdületben levő levegőbe, ill. keverékbe bevitt olaj ugyanis olajköd alakjában válik ki a kenendő hengerfalon. Amennyiben tovább akarjuk növelni az „időkeresztmetszetet”, az egy szelep helyett két vagy akár három koncentrikus gyűrűhéjszelepet is alkalmazhatunk, a méretektől függően. A 6., 7., 8. ábrák kapcsán egy olyan kiviteli alakot mutatunk be, amelynél egyrészt az üzemanyag sűrűsége nagyobb a levegőénél, másrészt a szükséges nyomólevegőt maga a szerkezet hozza létre. A gyújtógyertyák itt a kerületre kerülnek, a hengerfej tengelyében pedig az ide kialakítható koncentrikus szelepek vannak elhelyezve. Miként az általános ismertetőben utaltunk rá, ezeket a szelepeket nem kell ellátni alaphelyzetet biztosító rugóval. A 6 ábra a motor hosszmetszetét ábrázolja akkor, amikor a dugattyú a felső holtpontban van. (F. H.) A 7. ábra az előzőhöz képest 90°-kal elfordított hosszmetszetet ábrázol, de abban a pillanatban, amikor a dugattyú 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
