|Regisztráció
» felhasználói szabályzat

|Bejelentkezés
Felhasználónév:
»
Jelszó:
»
Automatikus belépés:
»

|Fórumban legfrissebb
» Bemutatkozás - STEVE -
» videózzunk!
» Do_di bemutatkozása
» sierra cosworth difi
» 1,8 td önindítót keresek
» Sierra-Scorpio futómű hasonlóság-eltérés
» Közvélemény kutatás! - Mi a véleményed az oldalról ?
» ÚJ SZÁMLASZÁM!
» Keresek coupéhoz papíros roncsot, vagy papír.
» Keresek xr4-hez (mk1) kábelköteget

|Naptár
  2019. november  
H K Sze Cs P Szo V
        1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30  


Home Tagok Fórum Rólunk Linkek
History Tech' Tuning Média
| Fórum

Időzóna: UTC + 1 óra [ nyi ]




Lezárt fórum A témát lezárták, nem szerkesztheted a hozzászólásaid, és nem küldhetsz új hozzászólást.  [ 1 hozzászólás ] 
Szerző Üzenet
 Hozzászólás témája: Geree technikai cikksorozata - 7. Gázlengések
HozzászólásElküldve: 2013. jan. 13., vas. 12:34 
Offline
Site Admin
Avatar

Csatlakozott: 2008. jan. 19., szomb. 16:39
Hozzászólások: 49
7. Gázlengések


Írta: Dáloki Gergely (Geree)

A gázlengések fejezeten belül első sorban a szívócsőben kialakuló állapotokról kívánok írni, de hozzá tartozik a témához, hogy lengés minden légnemű és folyékony halmazállapotú anyaggal létrejöhet, így ugyanúgy a motor olaj-, és vízkörében is, mint ahogy a szívócsőben és a kipufogócsőben is. Egyetlen feltétele a periodikus gerjesztés. Periodikus gerjesztés alatt olyan fogalmat értünk, amely egy adott ideig hatást gyakorol a közegre, majd azt követően szintén egy adott ideig nem. Két gerjesztő fázis között a közeg annak függvényében, hogy milyen az adott hely konstrukciója, megpróbál az eredeti állapotába visszaállni, és ez a két ellentétes hatás lengést hoz létre. Szilárd halmazállapotú anyagok esetén is definiálható hasonló, habár azt rezgésnek nevezzük, az egy kicsit más történet.

Itt elsősorban a szívó motorok folyamatait részletezem, habár a feltöltött motorok nyomás alatt lévő szívócsövében is kialakul gázlengés, de ennek az esetleges negatív hatása a töltőnyomás kis mértékű emelésével már kompenzálható is, így feltöltött motorok esetében akkor jelentőséget nem szoktak tulajdonítani neki.

A gázlengés, mint a motor szívócsövében lezajló folyamat, a következőképpen jön létre: a kipufogási ütem végén, ahogy a dugattyú a felső holtpontot elérte, nyit a szívószelep, és a dugattyú lefelé haladó mozgása vákuumot kelt a hengertérben. Emiatt a szívócsőben lévő keverék megindul a hengertér felé. Természetesen, mint minden anyagnak, a gázoknak is van tömegük, így tehetetlenségük is. És ha van sebességük, akkor van mozgási energiájuk is. Mindezekből következik, hogy dugattyú által létrehozott vákuum először felgyorsítja a szívócsőben lévő keveréket, és stabil áramlást hoz létre. Majd a dugattyú az alsó holtponton túlhaladva már felfelé mozog, így a létrehozott vákuumot tovább nem képes biztosítani, tehát a szívószelep lezár. Emiatt a szívócsőben adott sebességgel áramló keverék hirtelen "falba" ütközik, mintegy visszapattan róla. S mivel a gázok összenyomhatóak, így a szívócsőben lévő gázoszlop tehetetlenségénél fogva még az addigi sebességével mozogna tovább, de mivel a gázoszlop elején lévő részecskék már nem tudnak, így a mögöttük lévőek összenyomják őket, helyi nyomáscsúcs alakul ki. Ez a helyi nyomáscsúcs igyekszik homogén nyomáseloszlásba átmenni, s mivel az addig mozgó gázoszlop végén pedig kisebb a nyomás, mint a szelep közelében, így elindul a kisebb nyomású tér felé, tehát visszafelé. Halad mindaddig visszafelé, amíg ugyanez a nyomáscsúcs a "másik" oldalon újból ki nem alakul, de addigra már a szelepnél újból kisebb lesz a nyomás, tehát megindul újból előre. Ez a ciklus rövid időn belül kioltaná magát, de mivel a szívószelep megint nyit, így egy újabb gerjesztés lép fel.

Könnyen belátható, hogy ha pont abban a pillanatban van a szívószelep mögött nyomáscsúcs, amikor a szelep nyit, akkor a sokkal kisebb energia veszik el a motorban azáltal, hogy a dugattyúnak olyan vákuumot kell keltenie, ami beszívja a friss keveréket. Tehát adott a feladat, olyan lengőrendszer kialakítása, ami minden körülmények között a legoptimálisabb gázlengést hozza létre a szívócsőben, ezáltal is növelve a motor teljesítményét. Mi befolyásolja ezt, avagy mit kell változtatnunk ahhoz, hogy ezt mesterségesen létre tudjuk hozni? Természetesen a legnyilvánvalóbb a szívócső hossza és átmérője. De akkor még ott van a fordulatszám is, mint paraméter, hiszen egy modern motor fordulatszám-tartománya már meglehetősen széles skálán mozog. És hiába van egy kiválóan bevált, hangolt szívócsövünk, ha ezt egy más lökettérfogatú motorra tesszük, rögtön felborul minden.

A szívócső kialakításánál többféle szempontot figyelembe véve lehet a végső konstrukciót kitalálni. Az első megoldás szerint nem töltünk időt a szívócső áramlástani kialakításával, konstrukciósan illeszkedjen a hengerfejre, rá lehessen csavarozni a karburátort, injektort, bowdeneket, jeladókat, stb., és már készen is van. A központi injektoros és karburátoros motoroknál adott egy pont a szívócsövön és ehhez képest a két középső henger rövidebb úton, míg a két szélső henger hosszabb úton kapja a friss keveréket. Előnye az egyszerűség és más nincs. A különböző hosszúságú szívócsövek miatt könnyen belátható, hogy a más fordulatszámon fog kedvező lengés kialakulni a szélső és a középső ágakban. Ennek az lesz a hatása, hogy más lesz a hengerek töltöttsége, más lesz a hengerekben lévő effektív középnyomás, ez pedig kellemetlen motorrezgések formájában fog megjelenni.

A másik lehetőség, hogy a motorhoz illesztett szívócsövet próbálunk létrehozni, de kérdés, hogy ismerve a motor nyomaték és teljesítménygörbéjét, hova akarjuk "elhelyezni" a rezonanciát? A nyomatékmaximumra, ezzel tovább növelve a nyomatékát? Vagy lejjebb, 2000-3000 közé, ahol a legtöbb motor üzemel? Így ugyan valóban csökkenhet a fogyasztás, de a magasabb tartományokban "kifullad". Egy másik lehetőség, hogy a teljesítménycsúcs közelébe próbáljuk hangolni, ami valóban plusz teljesítményt jelent, de akkor az autózhatóságot áldozzuk fel a nyomatékkal és a fogyasztással. Hiszen ha belegondolunk, ahogy kedvezhet nekünk a gázlengés, ugyanúgy lehet pont ellenkező fázisban is, tehát pont akkor áramlik gőzerővel visszafelé a szívócsőben, amikor nyit a szívószelep, tehát jóval nagyobb munkát vesz el a motortól a szívás üteme.

Egy célszerű megoldás a nyomatékcsúcs közelébe hangolt szívócső, hiszen itt a maximális nyomatékot növeljük, és mivel a fordulatszám-tartomány közepén helyezkedünk el, így talán elkerülhetjük azt, hogy a magas tartományokban túlzottan kedvezőtlen lengések alakuljanak ki. Vagyis az ideális gázlengés fordulatszámától felfelé és lefelé is eltérve még legkedvezőtlenebb esetben is kisebb az esélye olyan gázlengés kialakulásának, ami többet ront, mintha nem is lenne gázlengés. Habár alacsonyabb fordulatszám-tartományok felé haladva, egyre kevésbé tud lengés kialakulni, mivel túl kicsi a gáz tömege és sebessége hozzá.

Van mostanság egy egyre népszerűbb konstrukció, amit változó hosszúságú szívócsőnek neveznek. Ennek az elve, hogy a szívócső belépő és kilépő élei között két, különböző hosszúságú csőszakaszon tud a gáz áramlani, köztük pedig egy pillangószelep határozza meg az arányt, mennyi gáz menjen melyik ágon. Így a két különböző hosszúságú ágban áramló gáz mennyiségi aránya által keletkezik egy lineárisan változtatható hosszúságú szívócső. Persze ennek az analóg vezérlése nagyon megbonyolítja a tervezést ugyanúgy, mint annak a vezérlését, csak drága autók motorjaiban használatos. Köztes megoldásként használható ugyanez, de digitális vezérléssel. Vagyis a pillangószelep kétállású, vagy a rövid, vagy a hosszú ágon áramoltatja a levegőt. Azt pedig akár tapasztalati úton, akár kísérleti módszerekkel meg lehet határozni, hogy milyen hosszúságú szívócső a legkedvezőbb alacsony és magas fordulaton, valamint melyik az a fordulatszám, ahol az átkapcsolással már többlet nyerhető a másik ággal. Az a tapasztalat, hogy a lineáris vezérlés nem hozza be azt a ráfordított munkát, ami teljesítményben várható lenne. És sokkal bonyolultabb a kétállású változatnál.

És akkor kicsit konkrétabban: ahhoz, hogy olyan lengés alakulhasson ki, ami hatással tud lenni a motor jellemzőire, a következők szükségesek. Tömeg és/vagy sebesség. Tehát mivel a gázok tömege nagyon csekély, ezért megfelelő sebességet kell produkálni. A szívócsőben kialakuló áramlási ebesség pedig erősen függ a fordulatszámtól. Vagyis alacsony fordulaton relatív hosszú csőre van szükség, ami annyit jelent, hogy a cső hosszának és átmérőjének a hányadosa nagy. Így már egészen kis fordulaton is kialakulhat kedvező gázlengés, eltolhatja a nyomatékgörbét alacsonyabb tartományok felé, viszont megvan az a hátránya, hogy a fordulatszám növekedésével egyre inkább átfordítja a lengéseket kedvezőtlen irányba, és többet ront, mintha nem is lenne, hiszen nagy fordulatokon annyira gyorsan következik egymás után a két szívási ütem, hogy a gáztöltetnek nincs ideje "elmenni" a cső másik végéig, majd onnan vissza. Tehát szinte kijelenthető, hogy az "aljára" hangolt cső alkalmatlan magas fordulatokon történő üzemállapotokhoz. Ez a fajta szívócső egyébként kiválóan alkalmas automataváltós, autókhoz, főleg a nagy lökettérfogatúakhoz, hiszen azok egész életciklusukban is alig lépik át a 3000-es percenkénti fordulatot, de jelentős életüket 2000-es fordulaton és alatta töltik.

Más a helyzet a magas fordulatra hangolt szívócsövekkel. Magas fordulaton mindentől függetlenül is elég nagy már a szívócsőben kialakuló sebesség, így az erre a tartományra hangolt szívócsövek rövidek és nagy átmérőjűek kell, hogy legyenek. Igaz, hogy a cső rövidsége miatt nem sok gáz fér el bennük, így a lengés sem tud olyan hatásfokú lenni, mint egy nagyobb tömegű gázoszlop hatása, de legalább kedvezőtlen lengések sem jönnek létre.

Ezekből következik, hogy a változó hosszúságú szívócsöveknél a hosszú csövet valahova az alsó-közép tartományba célszerű méretezni, így kis fordulatú, városi haladásnál is van már hatása, a nyomatékcsúcs környékén is bőven hoz még, s ha pedig nagy teljesítményre van szükség, akkor át lehet kapcsolni egy meglehetősen rövid szívócsőre, ezzel növelve a hosszú szívócső által létrehozott, már hanyatló nyomatékgörbét.

Gázlengés kialakulhat a kipufogóoldalon is, ennek a tervezését pont fordítva kell végrehajtani, mint a szívóoldalon. Amíg a szívóoldalon arra van szükség, hogy minél több gáz kerüljön a hengertérbe, addig itt arra, hogy minél nagyobb legyen a vákuum a szívószelep után annak a nyitásakor, hiszen, akkor nem a dugattyúnak kell az adott esetben több bar-os nyomás alatt lévő gázokat a hengertérből kipréselni, hanem a kipufogócsőben lévő relatív kisebb nyomás miatt egy kevesebb munkát vesz el a motortól, ami megjelenik a motor nyomatékában és teljesítményében is.

Más terület a folyadékok lengésének a vizsgálata. A gerjesztés és az elv ugyanez, egyetlen apró, de nagyon jelentős különbség van a gázok lengése között, mégpedig a folyadékok összenyomhatatlansága. Ez egyetlen, de nem elhanyagolható problémát vet fel, a nyomáscsúcsok kialakulásánál annak az értéke. Hogy egy konkrét példát mondjak, vegyünk egy kerti csapot, 1"-os csővezetékkel, aminek a végén egy 90°-ban elforgatható zárószelep van. Tegyük fel, hogy locsolunk, majd hirtelen elzárjuk. A víz áramlik akkora sebességgel, amit a cső keresztmetszete és az őt tápláló kb. 5bar-os nyomás létrehoz. Majd egy határozott és gyors mozdulattal elzárjuk a szelepet. Ekkor az akár többször 10m hosszúságú csőben akár 30-40km/h sebességgel áramló vízoszlopnak egy pillanat alatt kell megállnia. Ez akkora nyomáscsúcsot hoz létre, hogy a több mm-es falvastagságú acélcső is képes úgy szétnyílni, mint egy rózsa. Ilyenkor szélső esetben akár többezer(!) bar-os nyomáscsúcs is képes kialakulni, amit egy hangos fémes csattanással jelez - ha épp a cső kibírta.

Természetesen ugyanez a veszély fennáll az elektronikusan vezérelt hengerenkénti befecskendezésnél is, habár ott azért a befecskendezés keresztmetszete jóval kisebb a szállítócső keresztmetszeténél, így a kritikus vezetékben nem tud akkora sebesség kialakulni, ami jelentőssé tenné a problémát. Egyébként a vízkörben is és az olajkörben is kialakulhat ilyen lengés, de az egyetlen dolog, amivel ezt gerjeszteni lehet, az a fordulatszám-változás. És a fordulatszám hirtelen, periodikus és tartós változása nem jellemző egy motor életében. Ahhoz túl gyorsan kellene a fordulatszámnak fel-le ingadoznia, hogy legyen hatása, de már csak a tehetetlen tömegek miatt is bőven másodperces nagyságrendű periódusidőről beszélhetünk, ami már nagy részben kizárja ennek a kialakulását. Így a motorok működése közben gyakorlatilag elegendő, ha csak a gázok áramlása folyamán létrejövő lengésekkel kalkulálunk, a folyadékok hatását el lehet hanyagolni.

Forrás: www.ford-klub.hu


Vissza a tetejére
 Profil  
Hozzászólás az előzmény idézésével  
Hozzászólások megjelenítése:  Rendezés  
Lezárt fórum A témát lezárták, nem szerkesztheted a hozzászólásaid, és nem küldhetsz új hozzászólást.  [ 1 hozzászólás ] 

Időzóna: UTC + 1 óra [ nyi ]


Ki van itt

Jelenlévő fórumozók: nincs regisztrált felhasználó valamint 0 vendég


Nem nyithatsz témákat ebben a fórumban.
Nem válaszolhatsz egy témára ebben a fórumban.
Nem szerkesztheted a hozzászólásaidat ebben a fórumban.
Nem törölheted a hozzászólásaidat ebben a fórumban.
Nem küldhetsz csatolmányokat ebben a fórumban.

Keresés:
Ugrás:  
cron
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Magyar fordítás © Magyar phpBB Közösség