188551. lajstromszámú szabadalom • Csillapító rezonátorok, üzemanyag-levegő keveréket szívó belsőégésű motorok tüzelőanyag fogyasztásának csökkentéséhez
1 188 551 2 A találmány az üzemanyag—levegő keveréket szívó belsőégésű motorok porlasztójának működését zavaró gerjesztések csillapítására alkalmas, és ezzel a tüzelőanyag fogyasztást előnyösen befolyásolja. A találmány elsősorban a benzinnel üzemeltetett motorokat érinti, egyéb tüzelőanyaggal, például alkohollal üzemeltetett motorokat alig építenek. A szerkezetileg hibátlan motor teljes működési tartományon belüli hatásfoka három alapvető feltételtől függ, mégpedig: 1. A motor konstrukciós jellemzőitől (sűrítési viszony, égéstér kialakítása, vezérlés stb.), 2. A gyújtórendszer beszabályozásától, 3. A konstrukciós jellemzők alapján lehetséges legkedvezőbb hatásfok eléréséhez szükséges keverékellátás (keverékképzés) megvalósításától. A fentiekkel összefüggésben változik a motorok CO és CH emissziója is. Az első feltétel a hagyományos kialakítás finomításával, a második a rendelkezésre álló műszerekkel egyszerűen megvalósítható. A harmadik feltétel sem a konstrukció finomításával sem szabályozással nem teljesíthető maradéktalanul. A motor keverékképzése — mint ismeretes — a szívó ütemben a levegő porlasztón történő átszívásával megy végbe. A szakaszosan megvalósított töltés következtében a motor szivórendszerében nyomáshullámok alakulnak ki. A szívórendszer geometriai kialakításától és méreteitől függően a periodikus szívások által meghatározott gerjesztőfüggvény változásaira rezonátorként reagál. Ezek a jelenségek a motor égésterének levegővel feltölíó'dését is befolyásolják, sokkal jelentősebb azonban a hatásuk a porlasztó működésére, azaz a tüzelőanyag szállításra. Az 1. ábrán egy motor állandó terhelés melletti r keverési arány változása látható az n fordulatszám függvényében és az rj öhatásfok függvényében. Mint a diagramból leolvasható, a járulékos gerjesztés a motor II. és IV. működési tartományában növeli, az I. és III. működési tartományában pedig csökkenti a motorba jutó tüzelőanyag-levegő keverék keverési arányát. Amennyiben az nj fordulatszámnál például a porlasztó fúvókaméretek módosításával a keverési arányt a legnagyobb hatásfokot adó ropt-ra csökkentjük, a gerjesztés miatt periodikusan változó keverési arány ezen a ponton kívül csak az n2 és ríj forduiatszámoknái eredményez rop! értéket. A vízszintesen vonalkázott tartományokban a motor élettartamára káros kis keverési arányok, a függőleges vonalkázásúban pedig r0p(-ná! nagyobb keverési arányok alakulnak ki. Az rop[-nál nagyobb vagy kisebb keverési arányok az eltérés mértékétől függően rontják a motor r\ ö hatásfokát. Mivel a periodikusan változó keverési arány jellegét a porlasztó módosított beszabályozásával nem lehet megváltoztatni, a motor élettartamát veszélyeztető, r0pt-nái kisebb keverési arányok érdekében csak az I jelleggörbe szerinti beszabályozást lehet alkalmazni, ez azonban jelentősen rontja a motor hatásfokát és különösen megnöveli a gépjármű városi forgalmi körülmények közötti tüzelőanyag fogyasztását. Nyilvánvaló tehát, hogy konstrukciós finomítással, vagy beszabályozással a probléma nem oldható meg. A megoldás a gerjesztés megszüntetése. Ez a szívórendszer kiegészítésével és pontos hangolásával oldható meg. A találmány tehát csillapító rezonátorokra vonatkozik üzemanyag-levegő keveréket szívó belsőégésű motorok keverési arány növekedést okozó, porlasztón belüli járulékos gerjesztésének csillapítására a porlasztó előtt sorosan és|vagy párhuzamosan elrendezve úgy, hogy a soros elrendezésű rezonátor Aj beömlő keresztmetszeté- 5 nek és a porlasztó keverőtér A2 keresztmetszetének viszonya A2<Aj<1,3 A2, a rezonátor Aj beömlő keresztmetszetének és a motor felőli A0 átömlő keresztmetszetének a viszonya Aj<A0<l,4 Aj, továbbá a párhuzamos elrendezésű rezonátor egy önmagában isit) mert lég üst. A találmány szerinti rezonátorok előnyös kiviteli alakjánál a soros elrendezésű rezonátor a motor légszűrője elé van építve, előnyösen magának a légszűrőnek megfelelő geometriáid szívótorka, míg a práhuzamos 15 építésű rezonátor, ugyancsak a légszűrő előtt csatlakozik a motor szívórendszerére, előnyösen a légszűrőházra van építve. " A találmány vonatkozik továbbá a rezonátorok fő geometriai jellemzőinek meghatározására alkalmas eijá- 20 rásra, amelynek során a motort próbapadon egyrészt teljes terheléssel álló helyzetből legfeljebb 25 sec alatt maximális fordulatszámra gyorsítjuk, másrészt állandó fordulatszámon üzemállapotokban járatjuk, ezalatt a pillanatnyi keverési arány nagyobb az optimumsál és mind- 25 ezek közben a motor CO emisszióját mérjük. A találmány szerinti megoldással kettős eredmény érhető el:- megszűnnek a pozitív és negatív irányú keverési arány változások és az ezzel együttjáró hatásfok rom-30 íások,- a porlasztó szállítása beszabályozható ropj-ra. A találmányt részletesebben a mellékelt rajz 2- ábrája alapján ismertetjük részletesebben, amelyen a motor légszűrőjéhez épített rezonátorok láthatók. 35 A 2 motor 3 hengerterének 4 szívócsonkjához csatlakozik a motor szívórendszere, mindenek előtt az 5 porlasztó, majd a 6 légszűrő. A 6 légszűrő szívótorkához van építve a soros elrendezésű 7 rezonátor. A 7 rezonátor Aj belépési keresztmetszetét úgy kell kialakítani, hogy az 40 5 porlasztó 4 keverőterének A2 keresztmetszetéhez a viszonya A2<Aj< 1,3A2 legyen. A 7 rezonátor 6 légszűrő felőli A0 átömlési keresztmetszetének és az Aj belépési keresztmetszetének a viszonya Aj<Ac< < 1.4A). Ezeket a keresztmetszeteket kísérleti úton kell 45 pontosan meghatározni csakúgy mint a rezonátor lj hosszát és ezzel összefüggően a Vj térfogatát. A 6 légszűrő házához csatlakozik a párhuzamos elrendezésű 8 rezonátor, amely a járulékos gerjesztés felharmonikusainak csillapítására alkalmas, A 8 rezonátor 50 lényegében egy légüst, amelynek csak egy nyílása van, ez csatlakozik a 9 csatornán át a 6 légszűrőházra. A 9 csatorna A} keresztmetszetét és 12 hosszát, valamint a V2 térfogatát ugyancsak kísérleti úton kell meghatározni. A rezonátorok térfogata a következő kísértet útján 55 határozható meg. A motort próbapadra fogjuk fel. A motort először teljes terhelés mellett úgy, hogy álló helyzetből 25 sec alatt érje el a maximális fordulatszámot, majd különböző állandó fordula.ls.zámokon járatjuk, közben a terhelést 60 változtatjuk a terheletlen állapottól teljes terhelésig. A motor járatása közben folyamatosan regisztráljuk a motor CO emisszióját. A CO emisszió jellegével a járulékos gerjesztés keverési arányt módosító hatása, tartománya és jellemző frekvenciái meghatározhatók. Hasonló 65 módon végezhető el a rezonátorok hangolása is. 2
