Technika / Autó / Gázlengések

Linkajánló

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.

Szerző: Dáloki Gergely (Geree)
Forrás: Ford Klub Magyarország

Előző oldal Előző oldal
© halmaz.hu