Járművek és motorok hő- és áramlástani rendszerei

Átírás

1 Járművek és motorok hő- és áramlástani rendszerei 8. Előadás Keverékképzés Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna

2 Jelölés - Nem törzsanyag Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 2

3 Otto-motor Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 3

4 Keverékképzés A keverékképzés 2 fő feladata: Tüzelőanyag levegő arány képzés Tüzelőanyag és levegő homogén vagy rétegzett keverése A keverékképző rendszer feladata: A motor üzemállapotához szükséges keverési arányú keverék előállítása ahhoz, hogy a motor belső folyamata kedvező legyen (hatásfok, károsanyag képződés, stb.). Homogén: A tüzelőanyagot és a levegőt úgy kell összekeverni, hogy az összes bevitt levegő kifejthesse oxidáló hatását. Rétegzett: A tüzelőanyagot és a levegőt úgy kell összekeverni, hogy az égéstérben megfelelő időben és megfelelő helyen a kívánalmaink szerinti légfelesleg-tényező álljon rendelkezésre A keverék meggyújtásához a keverési aránynak a gyulladási határon belül kell lennie: 0,8 < λ < 1,2 csak a keverék mennyiségének változtatásával lehet a nyomatékot ill. teljesítményt szabályozni fojtás. változtatható szelepvezérlés Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 4

5 Keverékképzés Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 5

6 Keverékképzés Karburátor: Központi Hengercsoport Hengerenként Befecskendező rendszer: Külső: Központi (karburátor helyén) Hengerenkénti Közvetlen (belső): Központi Oldalsó Homogén keverékképzés Homogén vagy rétegzett keverékképzés Közvetlen befecskendezés központi Közvetlen befecskendezés oldalsó Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 6

7 Karburátor Az áramló levegő által létesített depresszió és a környezeti nyomás közti különbség hozza létre a tüzelőanyag áramát. Depresszió: Az úszóház P 0 levegőnyomása és a légtorok legszűkebb keresztmetszetében ébredő P 1 nyomás közti különbség Ezen az ábrán a levegő alulról áramlik be a Venturicsőbe. A legszűkebb keresztmetszetben a legalacsonyabb a légnyomás. A levegő mennyiségét a pillangó-szelep szabályozza. A tüzelőanyag mennyiségét a levegődepresszió és a főfúvóka mindenkori fojtási viszonya határozza meg Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 7

8 Karburátor Keverőkamra: itt kezdődik meg a benzin-levegő keverék előállítása miután a benzin a fúvókacsőből kiömlött. Két része van: - légtorok (konfúzor-diffúzor) Légtorok: - pillangószelep biztosítja azokat a feltételeket amelyek a keverékképzés első fázisához szükségesek biztosítja a levegőáram sebességének lényeges növelését az úszóházból a fúvókacsövön átszívja a benzint szűkítése a levegőáram nyomásenergiáját kinetikai energiává alakítja A légtorokban lévő áramlás: A hengerek számától függően egyenletes vagy pulzáló Turbulens áramlás (R e = ) levegősebesség: m/s Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 8

9 Lamináris és turbulens áramlás Lamináris áramlás Lamináris-turbulens átalakulás határértéke: - kör keresztmetszetű, sima falú csövekben: ~ téglalap keresztmetszetű csatornákban: ~1800 Turbulens áramlás Alacsony sebességnél alakul ki kicsi Reynolds-szám. A folyadékrészek a főáram irányába mozognak. Nincs áramlásra merőleges sebességkomponens. A folyadékrészek rendezetten mozognak. A folyadék rétegei elmozdulnak egymáshoz képest, de a rétegek közt nincs keveredés. c: csőben áramló közeg átlagsebessége d: a cső belső átmérője ν: a közeg kinematikai viszkozitás tényezője Nagy sebességnél örvények alakulnak ki, melyekben a tehetetlenségi erők uralkodnak. A folyadékrészek pörgése magával rántja a szomszédos rétegeket örvényes (turbulens) áramlás. Folyadékrészek nyomvonalai bonyolult örvények. A sebesség iránya és nagysága változik Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 9

10 Áramlás csövekben Lamináris áramlás Kis Reynolds-szám esetén (Re < 2320) az egyenlő sebességű koncentrikus rétegek egymáson keveredés nélkül csúsznak el. A csőben a sebesség eloszlása parabolikus, nincs falra merőleges komponens. A súrlódási tényező értéke: A cső belső falának minősége nem befolyásolja a λ értékét Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 10

11 Áramlás csövekben Turbulens áramlás A műszaki gyakorlatban gyakrabban fordul elő (Re > 2320) Hidraulikailag sima falú csőben sebességeloszlás szempontjából 3 réteget különböztetünk meg: Közvetlenül a fal mellett mindig réteges az áramlás. A lamináris határréteg után de még mindig a fal közelében turbulenssé válik az áramlás. Ebben a rétegben a sebesség csak a faltól mért távolság függvénye, így a cső átmérőjétől független. A cső keresztmetszetének középső részén a közeg áramlás továbbra is turbulens, sebessége a faltól mért távolság és a cső átmérőjének viszonyától függ Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 11

12 Karburátor Az eltérő üzemviszonyok végett további fejlesztésekre volt szükség: Ideális levegő-tüzelőanyag arány fenntartása különböző fordulatszámokon (kiegyenlítő vagy féklevegős fúvóka) Alapjárati fordulatszámon is megbízható üzem Hidegindításkor dúsabb keverék a gyorsításhoz Jó gyorsuláshoz gazdagabb keverék Motorféknél az tüzelőanyag elzárása Az úszóház megfelelő elhelyezése a kedvezőtlen hatások elkerülésére Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 12

13 Befecskendezés Jobb a henger töltése, mert: a levegőáramot nem fojtják a szűkítések (viszonylag csekély a hatása) elmaradhat a keverék előmelegítése a szívócsövet a legjobb töltésnek megfelelően lehet kialakítani A kopogási határ a nagyobb sűrítési arány felé tolódik, mert: minden henger azonos mennyiségű keveréket kap a hengert a párolgó benzin hűti olyan keverékeloszlás valósítható meg, ahol a gyújtógyertyánál dús a keverék, az égéstér többi részében szegényebb (rétegzett keverék) Belső Égésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 13

14 Kisebb a fajlagos tüzelőanyag-fogyasztás, mert: a sűrítési arány növelhető Befecskendezés öblítéskor nincs tüzelőanyag veszteség (csak közvetlen befecskendezés esetén igaz) kényszer-üresjáratban nincs befecskendezés a befecskendezés pozíciójától függően kevesebb vagy szinte elhanyagolható (közvetlen befecskendezés esetén) a falakra lecsapódó üzemanyag. A befecskendezés időbelisége szerint lehet: folyamatos, megszakítás nélküli, amely csak a szívócsőbefecskendező eljárásnál alkalmazható. szakaszos: az egyes hengerek vagy hengercsoportok munkaüteméhez igazítva Belső Égésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 14

15 Központi befecskendezés elágazó szívócsőbe A központi befecskendező a karburátorral azonos helyen található, az elágazó szívócső központi részén. Előnyei a karburátorhoz képest: Helyzet és rezgésfüggetlen működés Elektronikus vezérlés Szabályozott katalizátorral együttműködésre alkalmas Hátránya: Nehézségek az egyenletes hengerenkénti keverék mennyiség és összetétel tekintetében. Falnedvesítés szempontjából nem jobb a karburátornál Belső Égésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 15

16 Szívócső-befecskendezés A befecskendező szelepet a szívócsőben helyezik el. Tranziens üzemállapotokba a keverékképzés reakcióideje javul. Jobb motor dinamika, gyorsítás, lassítás. Jobb töltési fok, mert a szívócsövet áramlástanilag jobban ki lehet használni. A befecskendező szelepek működése a hengerek működéséhez igazítható. A károsanyag összetétele és a tüzelőanyag-fogyasztás csökkenthető Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 16

17 Szívócsatorna befecskendezés A befecskendező szelep általában felülről nyúlik a hengerfejbe vagy a szívócsőbe Többpontos befecskendezés: Szakaszosan, kis nyomáson (~3-6 bar) a szelep nyitáshoz hangolva fecskendez lehetőleg a zárt szívószelepre. Jó töltési fok, de rövid keverési út. Szívócsövek geometriailag egyformák szívócső hangolás lehetséges (gázdinamikai feltöltés) Kevesebb a tüzelőanyag kicsapódás, mert rövidebb a szakasz. Vezérlőegység Befecskendező szelep Tüzelőanyag Levegő Levegő tömegáram-mérő Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 17

18 Közvetlen befecskendezés A tüzelőanyagot közvetlenül a hengerbe fecskendezi be a befecskendező fúvóka A befecskendezési nyomás nagyságától függ a tüzelőanyag cseppek nagysága. ( bar) Cél: a tüzelőanyag fogyasztás és az emisszió csökkentése, teljesítmény növelése A befecskendező fúvóka mechanikai- és főleg hőterhelése magas Belső Égésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 18

19 Rétegzett keverékképzés Fal-vezetéses keverékképzés A szívócsatorna és a dugattyútető kialakítása hozza létre a szükséges szekunder töltetcsere mozgást. A befecskendező fúvóka az áramló levegőbe fecskendez úgy, hogy a bukó áramlás a gyújtógyertya irányába vezesse a gyulladóképes keveréket Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 19

20 Rétegzett keverékképzés Sugárvezetéses keverékképzés A befecskendező fúvóka a gyertya közelében helyezkedik el. A keveréket csak a tüzelőanyag-sugár energiája szállítja a gyertyához biztos gyújtás Biztos rétegzés kitolja a hígkeverékes üzem határait Töltetmozgás külön szabályozása nem szükséges olcsóbb A rendszer érzékeny a sugár szóródásra és a gyertya élettartama is kritikus Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 20

21 Töltetmozgás hatása a keverékképzésre Célja: intenzív turbulencia létrehozása az égéstérben. Turbulencia feladata: Segíti a keverékképzést még az égés megkezdése előtt. Az égő és a még elégetlen keverékrészecskék folytonos, élénk kapcsolatát segíti a mikrotartományban A láng felületének növelését biztosítja a makrotartományban Fajtái: Kiszorító áramlás (Squish/Quetsch) Perdület (Swirl/Drall) Bukó áramlás (Tumble/Tumble) Belső Égésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 21

22 Töltetmozgás hatása a keverékképzésre Szekunder töltetcsere mozgás Előnyei: A hengeren belüli légmozgásnak a motor igényei szerinti kialakítása A keverékképzés és égés feltételeinek javítása, és ezáltal a lángfront felgyorsítása csökken a kopogás, javul a körfolyamat, mert kevesebb időt tölt a keverék a veszélyes állapotban. Alacsonyabb kopogás érzékenység Effektív középnyomás növelése Feltöltött motor esetén emelhető a töltőnyomás Fajlagos tüzelőanyag fogyasztás és a károsanyag emisszió csökkentése Hátránya: A szekunder töltetcsere mozgás előidézése csak a szívócsatorna áramlási ellenállás növelésének árán valósítható meg csökken a motor töltési foka Belső Égésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 22

23 Kiszorító áramlás A kiszorító áramlás hatását kisebb fordulatszámon használják ki. Bukó és perdülő áramlással kombinálható hatása kis fordulatszámon jelentős. Túlságosan nagy kiszorító felületek fokozhatják a kopogási hajlamot és növelhetik a HC emissziót (a kiszorító rés térfogatához képest nagy felületen a keverék lehűl). A turbulenciát a gyújtási FHP közelében létesíti éppen ahol a legszükségesebb. Létrehozása a bukó vagy perdület áramláshoz képest kevesebb energiát igényel. Többszelepes motoroknál: A szelepek nagy felülete miatt csak kisebb kiszorító felületeket lehet kialakítani A kiszorító áramlás hatását kevésbé igénylik Belső Égésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 23

24 Réteges keverékképzés A hengert átlagosan szegény (nem gyulladóképes) keverék tölti ki, de a gyújtógyertya közelében mindig biztosan gyújtható keveréket kell biztosítanunk. Annak érdekében, hogy a gyulladóképes keverék jókor, jó helyen legyen elektronikusan szabályozunk. A gyulladóképes keverékfelhő mozgását légmozgással és az égéstér geometriájának megfelelő kialakításával irányítjuk Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 24

25 Tumble-áramlás Egyszerűen, viszonylag kis veszteséggel valósítható meg. A henger szimmetriatengelyére merőleges tengely körül alakul ki. Bukó áramlás jellegzetessége: A sűrítés végénél a töltet globális forgó mozgása számtalan lokális örvényre bomlik szét és segíti ezáltal a keverékképzést. Hátránya: magas fordulatszámon intenzitása oly mértékben növekedhet, hogy az égésfolyamat túl gyorssá és ezáltal zajossá válik Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 25

26 Tumble-áramlás Keletkezése a szívószelep nyitás függvényében három fázisra bontható: 1. fázis: Kis szelepnyitásnál a hengerbe áramló töltet egyenletesen oszlik meg a szabaddá váló körgyűrű felület mentén a szeleptányér teljes kerületén. 2. fázis: Növekvő szelepnyitásnál torzul az áramlási kép és a töltet egyre nagyobb hányada áramlik a geometriai viszonyokból következően a kisebb áramlási iránytörést és kisebb ellenállást jelentő szeleptányér és szelepülés közötti nyitott körgyűrű felső részén. Két szívószelep esetén a beáramló tömeghányadoktól függően két különböző nagyságú áramlás alakul ki. 3. fázis: Tovább nyíló szelepnél a nyitott körgyűrű alsó részén áramlás leszakadás következhet be a töltet kizárólag a nyitott körgyűrű felső részén lép be a hengerbe stabil, a teljes hengert kitöltő áramlás alakul ki. Az áramlás kialakulása után minél nagyobb a beáramló töltet tömege és sebessége, annál nagyobb lesz a forgási energiája Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 26

27 Tumble és perdület létrehozása üzemállapottól függően Aszimmetrikus szelepnyitás (phasing) változó szelepvezérlést igényel Swirl: 10 mm és 1 mm szeleplöket. Kis fordulatszámon Tumble: 5 mm és 5 mm szeleplöket Nagy fordulatszámon Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 27

28 Rétegzett keverékképzés Hígkeverékes üzemmód Alsó teljesítmény-tartományban alkalmazzák: Alapjárat Kisebb fordulatszámok és középnyomások esetén Előnyei: A motor teljesítménye fojtás nélkül szabályozható A tüzelőanyag a párolgáshőt a hengerben lévő töltettől vonja el belső hűtés növelhető kompresszióviszony hatásfok és teljesítmény növekedés. Alacsonyabb hőmérséklet következtében csökken a falveszteség. Hátrányai: A reakciósebesség - beleértve az égési- ill. lángfront-sebességet - csökken. Inhomogén keverékeloszlás miatt nagyobb hányad maradhat elégetlen. Gyulladóképes keverékfelhő sokszor csak korlátozottan áll rendelkezésre, így túlságosan korai gyújtás válhat szükségessé Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 28

29 Diesel-motor Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 29

30 Befecskendezés Befecskendező rendszerek alapvető igényei: Minden ciklusnál az üzemállapotnak megfelelő pontosan azonos mennyiség (±0,05 0,1 g/ciklus) Minden hengernél pontosan azonos mennyiség Jól változtatható időzítés (előbefecskendezés) Rövid időtartam alatti befecskendezés (ms/cikl) Nagy energia Finom cseppnagyság Kiviteli megoldások: Soros szivattyú: egy szivattyúházban minden hengerhez külön adagolóelem (tehergépkocsik) Elosztó szivattyú: egyetlen adagolóelem szállítása hengerenként elosztva (személygépkocsik) Hengerenként külön adagoló szivattyú Az adagoló szivattyú és a porlasztó egy egységben, hengerenként külön Common Rail Nagy nyomáson jobban teljesíthetők Belső Égésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 30

31 Soros adagoló Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 31

32 Soros adagoló dugattyúfej palástjának hossza beömlő nyílás átmérője = hasznos löket hasznos löket * dugattyú keresztmetszet = befecskendezett adag A valóságos adagnagyság eltér a geometriai szállítástól: nő a sebesség nagyobb szállított mennyiség bizonyos sebességnél: valóságos adag = geometriai adag a valóságban ennél nagyobb a dugattyúsebesség valóságos adag nagyobb Oka: Résveszteség szerepének csökkenése: Nagyobb szerephez jut a beömlőnyílás zárásakor és nyitásakor fellépő fojtás: a nyílás nem egyszerre záródik és nyílik ki teljes keresztmetszetével, hanem fokozatosan, ahogy a dugattyú elhalad. Az adagolóelem természetes karakterisztikája enyhén emelkedik a fordulatszám növekedésével, ami ellentétes a motor kívánságával. (Ha nő a fordulatszám, kevesebb idő jut a tökéletes égéshez.) Fogasléces mechanizmus Fogasléc: - gázpedállal van összeköttetésben - alapjárat szabályzása - maximális fordulatszám behatárolása Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 32

33 Porlasztó Feladata: az adagoló által küldött tüzelőanyag bejuttatása. Működése: a beérkező gázolaj alulról megemeli a porlasztó tűjét, kinyitva ezzel a gázolaj útját. A porlasztófejek kialakítása változatos Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 33

34 Befecskendezés lefolyása mechanikus befecskendező rendszer esetén Klasszikus adagoló rendszer: a motor oldalára szerelt adagolóból hosszú csöveken át jut a gázolaj a porlasztóhoz folyadéklengések. Az adagoló dugattyú által a csőbe nyomott gázolaj-térfogat révén keltett nyomáshullám terjedése. Jobb oldalon a nyomáshullám hatására a porlasztótű megemelése után a hengerbe áramló tüzelőanyag mennyiségi változása az idő függvényébe. A csőbe be- majd kilépő mennyiség időben és jellegben erősen eltér egymástól Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 34

35 Elosztó befecskendező rendszer Adagolószivattyú adagszabályozása fojtásos elven működik. Állandó löketű munkadugattyú szívóhatása kényszeríti át a gázolajat a fojtórésen Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 35

36 Hengerenkénti külön adagoló szivattyú Minden hengernél külön szivattyúban az alul elhelyezett vezérműtengelyről mozgatott adagoló elem mechanikus vagy mágneses szelepes szabályozással működik. Elhelyezésből adódóan rövidebb csővezeték nagyobb nyomás Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 36

37 Adagoló és porlasztó egy egységben Pumpe Düse Folyadéklengések kivédése: adagoló és porlasztó egy egységbe építése. Felső vezérműtengelyről külön bütyökkel mozgatott továbbfejlesztett verzió Az adag nagyságát nem résvezérléssel vezérlik, hanem elektronikus vezérlésű mágnes szeleppel a befecskendezés kezdetének és befejezésének optimális időzítése Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 37

38 Adagoló és porlasztó egy egységben Példa a szerkezeti kialakításra Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 38

39 Common Rail Közös, központi nyomásterű rendszer Egy szivattyúval nagy nyomást állítanak elő, egy megfelelően kialakított (cső alakú) térben, s innen csövek vezetnek az egyes hengerekhez tartozó porlasztókhoz. Az elektronika gondoskodik a porlasztók megfelelő pillanatbeli nyitásáról ill. zárásáról Belső Égésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 39

40 Leegyszerűsített porlasztó Common Rail Elektromágneses befecskendező szelep Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 40

41 Piezo-kristályos befecskendező A Piezo-kristály tulajdonságai: Mechanikai feszültség (összenyomás) hatására elektromos feszültség alakul ki a felületén (mikrofonban). Elektromos feszültség alá helyezzük, térfogatát (vastagságát) változtatja (diesel befecskendezőkben). Egy lapocska csak kis méretváltozásra képes ezért többet helyezünk egymásra, melynek hosszváltozása már elegendő ahhoz, hogy kinyissa azt a keresztmetszetet, ami a befecskendezéshez szükséges Belső Égésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 41

42 Mágneses és Piezo szelep összehasonlítása Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 42

43 Izzítógyertya Az égéstérbe nyúló végét elektromos árammal melegítjük, s így felmelegíti a levegőt. Első pillanatban nagy áramerősséggel izzítják a gyors felmelegedés érdekében, majd az áramot lecsökkentjük arra a szintre, ami az izzást fenntartja. Régen mindig sorba kötve alkalmazták: így vastagabb lehetett az izzószál megnőtt az élettartama, kevésbé tört el Belső Égésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 43

44 Befecskendezési sugár Kamrás égésrendszer: A porlasztott cseppek nagysága nem volt lényeges, mert a keverékképzés lényegét a kamra működésmódja biztosította. Az időbeli megoszlást igyekeztek beállítani: a befecskendezés kezdetén kisebb, majd ezután jusson a fő mennyiség a kamrába. Ezt a porlasztó furatba nyúló fojtócsapos porlasztóval lehet elérni. átfolyási tényező a tűlöket szerint Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 44

45 Befecskendezési sugár Közvetlen befecskendezés: Lényeges szerepe van a porlasztott tüzelőanyag cseppnagyságának finom cseppek és homogén cseppeloszlás több sugaras porlasztók. Porlasztócsúcson lévő furatok 4 10 (10+) db, méretük 0,1 mm A furatok belépő és kilépő élei okozta turbulencia Sugárra ható légellenállás leszakítja a sugárról a részecskéket a tüzelőanyag apró cseppekre bomlik szét A befecskendezési nyomás növelésével, a porlasztó furat átmérőjének, és a tüzelőanyag viszkozitásának csökkenésével jelentősen csökken a cseppnagyság és javul a homogenitás Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 45

46 Perdítés A hengerbe beáramló töltet hengerfuratra tangenciális komponensei a hengerfalon elfordulnak és a tangenciális és axiális sebességkomponensek eredőjeként egy csavar alakú, lefelé mozgó áramlás alakul ki. Az örvénylő mozgás középpontja gyakran excentrikusan helyezkedik el a henger szimmetriatengelyéhez képest és akörül mozog. A szívásnál kialakult áramlási kép az égés során meghatározza a töltetmozgást és a turbulencia intenzitást. A perdület kialakítása különböző a két- ill. négyszelepes motoroknál Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 46

47 Közvetlen befecskendezés - hártyás keverékképzés Egy vagy két tömör tüzelőanyag sugarat a dugattyúkamra falára fecskendeznek párologni kezd gyors perdületű levegő folyamatosan magával sodorja. Gyulladás után a perdület szétválasztja a sűrűbb (levegőben dús) résztömeget a fal felé, míg a ritkább (égő) hányadot a dugattyúkamra közepe felé irányítja ahol az égés teljesen befejeződik Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 47

48 Közvetlen befecskendezés Többsugaras befecskendezésű rendszerek (kivéve hártyás keverékképzés) A keverékmozgást létrehozó levegőmozgás mindig perdületes Fontos a perdület erőssége, a c u /c a viszony és a hozzá illeszkedő tüzelőanyag: sugarak száma és irányítása behatolási mélysége átlagos cseppnagysága A perdület a sűrítési ütemben keveset gyengül, FHP közelében a dugattyúkamrába szorul. A szelepek száma befolyásolja az égéstér kialakítását. Örvényképzés szükségessége Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 48

49 Perdítés kétszelepes motornál A hengerfej és az égéstér geometriája miatt bizonyos mértékig minden kétszelepes motornál kialakul a perdület. Ennek fokozására a következő eljárások léteznek: Tangenciális szívócsatorna Spirális örvénycsatorna vagy perdületcsatorna Égéstérmaszk Az eljárások ellenére a gyújtás pillanatáig eltelt idő alatt a perdület és a turbulencia jelentősen elapad. Megfelelően intenzív perdület nagy energiát igényel, amit a töltési fok csökkenéséhez vezet csökken a teljesítmény Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 49

50 Tangenciális szívócsatorna A szelepüléshez képest a hengerpalást felé oldalirányban eltolva, excentrikusan vezetik a hengerfejbe eltolódik az áramkép: a legnagyobb kilépési sebesség a szívócsatorna egyenes meghosszabbításában fekvő fő kiáramlási tartományban keletkezik. Döntő jelentőségű a hengerbe áramló töltet impulzusának a henger szimmetria tengelyére kifejtett nyomatéka A beáramló töltet a hengerfalon megvezetve elfordul és kialakul a perdület. Hátránya: kis szelepnyitásoknál a szűk áramlási keresztmetszet miatt nem lehet megfelelő perdületet létrehozni Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 50

51 Spirális örvénycsatorna Ezt a kialakítást alkalmazzák leggyakrabban. A töltet már a hengerbe való belépés előtt perdített, mivel a csatorna excentrikusan lép be a szelepülés felett elhelyezkedő örvénykupolába. A töltet tangenciális összetevője az örvénykupola és a henger együttes hatásának eredője. Tangenciális perdítéshez képest erősebb perdítést tesz lehetővé. A kialakuló perdületet befolyásolja a perdület-csatorna elhelyezése: Legnagyobb perdület az 1., legkisebb a 3. ábrán látható Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 51

52 Intenzív töltetmozgás: perdítés négyszelepes motornál Továbbá aszimmetrikus szelepnyitással is létrehozató perdület Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 52

53 Intenzív töltetmozgás: perdítés négyszelepes motornál A perdület függése a csatorna alakjától (4-szelepes DI Diesel) Belsőégésű Motorok Tanszék - Dr. Hanula Barna 53