Bejárat > Ínyencségek > A pulzációs ablakról

A pulzációs ablakról

2021. január 6.

Egy lyuk valahol a blokkban, ami ránézésre nem csinál semmit. Nem csak funkcionálisan, de még technológiai furatnak sem értelmezhető. Mégis ott van számos blokkban. Mit csinál ez tulajdonképpen? Mi történik ott valójában?

Pulzációs ablak

Pulzációs ablak

Megkeresett valaki egy szakmai kérdéssel, amely a pulzációs ablakra irányult. Elég mélyre ástuk benne magunkat. És érdekesek a konklúziók. Hát írok róla pár sort.

Szóval manapság egy benzines autó, amely nem forog 6000-ig, már értelmezhetetlen. De számos izgalmasabb utca autó motorja forog akár 8000 fölé is. De az egyszerűbb számok érdekében induljunk ki 6000-es fordulatból. Ez ugyebár 100 fordulat másodpercenként. Százszor megy le a dugattyú és százszor fel. A dugattyú feletti kérdésekről beszél mindenki. Hogy hogy lehet több levegőt bejuttatni, jobban elégetni, jobb töltetcserét megvalósítani, stb. De mi történik a dugattyú alatt? Erről nem nagyon hallani diskurzust semmilyen körökben.

Szóval ott tartottunk, hogy 6000-nél egy másodperc alatt 100-szor fordul körbe a motor. Másképp: egy fordulat időigénye 0.01 mp. És amíg a dugattyú az egyik holtpontból eljut a másikba, az 0.005 mp. Itt már látszik, hogy a sima 6000 is érdekes számokat vetít előre. És még nem magasfordulatú motorról beszélünk! Szóval egy valamirevaló, átlagos klasszikus motor hengertérfogata 500 cm³. És amikor a dugattyú jön lefelé, akkor a forgattyústérben lévő kartergázt ki kell tolja maga alól. De hova?

Betekintés a blokkba

Betekintés a blokkba

Az, hogy hova, rögtön kínálkozik. A mellette lévő, épp ellenirányban mozgó dugattyú alá. No de hogy jut el oda? A forgattyústér amúgy sincsen bőségesre szabva, tehát mindennek annyi helyet hagynak, amennyi kell neki. Tehát szűkek a keresztmetszetek a forgattyústérben, ahol a gáz áramlani tud. És a kartergáznak le kell jönnie a hajtókar és a sonkák megkerülésével a főcsapágyak alá. És a sonkák még a főcsapágy-fedelek alá is benyúlnak. És azokat megkerülve tudnak az éppen felfelé haladó dugattyú által keltett vákuumtér felé áramlani. No de mennyi is a távolság a két dugattyú alja között, megkerülve a főcsapágyat, sonkákat? Úgy nagyjából? 40cm biztosan. Ugye még rémlik az 5 ezred másodperc…? ;-)

Természetesen óriási előny, hogy a kartergáz összenyomható, így ez nagyon sokat segít. Hisz nem mindegy, hogy a Balatonban, mellig érő vízben próbálunk futni, vagy a parton. No de tettétek már ki a tenyereteket autópályatempónál az ablakon, szembefordítva a széllel? Szóval hiába összenyomható a kartergáz, azért a közegellenállás az áramlási sebességgel négyzetes arányban áll. ;-)

De lássunk egy kicsit konkrét számokat is. Ha a főcsapágy felett megnyitjuk a hengerfalat a két henger között, és az egyszerűbb számítás érdekében feltételezzük, hogy a főcsapágy alatt nem áramlik semmilyen gáz semerre, és szintén az egyszerűség kedvéért nem összenyomható közeget feltételezünk, amely a pulzációs ablakon keresztül áramlik, akkor legalább látjuk a nagyságrendet.

Tehát vegyünk egy elég szép méretű, 3 cm átmérőjű furatot. Az 500 cm³-es térfogatot kell a dugattyúnak kitolnia maga alól, áttolnia a mellette lévő hengerbe, amin a másik dugattyú által keltett vákuum is segít. A 3 cm átmérőjűfuratnak a keresztmetszete 7 cm². Ha az 500 cm³-nyi közeget szeretnénk egy 7 cm²-es alapterületű hengerbe elhelyezni, akkor 71.5 cm magas oszlop jönne ki. És ennek a 71.5 cm magas oszlopnak kell 0.005 mp alatt átmennie azon a 3 cm átmérőjű furaton. Ez egy nagyon egyszerű képlettel, 0.715m / 0.005s => 143 km/h sebességet ad. De ez ugye ÁTLAGSEBESSÉG. Tehát az öt ezred mp alatt elindulni is el kell a kartergáznak, meg meg is kell állnia. És a sebességfüggvény közelíti a színuszos jelleget. Így a maximális sebesség nagyságrendjére jó közelítés a dupla érték.  Tehát 290 km/h értékről beszélünk. Ugye azt mindenki érzi, hogy 300-nál nem szeretné kitenni a tenyerét az ablakon, szembefordítva a széllel. ;-)

Természetesen a korábban is hangsúlyozott tény, miszerint a kartergáz egyrészt összenyomható, másrészt pedig nem csak azon a pulzációs furaton áramlik a gáz ide-oda, nagyon sokat módosít a fenti gondolatmeneten! De itt említendő meg az a tény is, hogy a kartergázzal szemben lefelé jövő dugattyú számára a kartergáz ellenállást képvisel. Mint ahogy az is megemlítendő, hogy a felfelé haladó dugattyú mögötti vákuum pedig visszahúzza azt. És a pulzáció a dugattyú alatt, vagyis az egymás mellett lévő hengerek között egy létező jelenség, ami veszteségként jelentkezik. Ezt hivatott csökkenteni ez a módszer, amivel a főcsapágyak felett nyitják meg a két hengerteret egymás felé, így csökkentve mind a lefelé haladó dugattyúval szembeni torlónyomást, mind pedig a felfelé haladó dugattyút visszatartó vákuumot. Van még más módszer is a forgyttyústérben keletkező veszteségek csökkentésére, a szárazkarteres olajozás, de ez a másik cikk témája lesz.

– Geree –

Gergely Ínyencségek ,

Hozzászólások lezárva