GR1009380B

GR1009380B - Μηχανη εσωτερικης καυσης εμβολοφορα παλινδρομικη, με τροποποιηση της υλοποιησης της εξαγωγης

Info

Publication number: GR1009380B
Application number: GR20170100307A
Authority: GR
Inventors: Αποστολος Θωμα Τσερκης
Original assignee: Αποστολος Θωμα Τσερκης
Priority date: 2017-07-04
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2018-10-12
Also published as: WO2019008399A1

Abstract

Μηχανή εσωτερικής καύσης εκτέλεσης θεμελιώδους κύκλου τεσσάρων χρόνων είτε Όττο είτε Ντήζελ τοπολογίας δύο βαλβίδων εισαγωγής και δύο εξαγωγής ανά κύλινδρο με τροποποίηση στην λειτουργία της εξαγωγής, που διαχωρίζεται η όδευση της εξαγωγής από τον θάλαμο σε έναν αυλό ανά βαλβίδα εξαγωγής (Σχ.1). Ο χρόνος της εξαγωγής υλοποιείται με την διαδοχική ενεργοποίηση των βαλβίδων εξαγωγής (Σχ.3). Το πρώτο χρονικά τμήμα της εξαγωγής υλοποιείται με την έναρξη του χρόνου εξαγωγής μέσω της πρώτης βαλβίδας (Σχ.1.4) προς την όδευση (Σχ.1.22) κατευθύνοντας τα καυσαέρια προς την διάταξη ενεργειακής εκμετάλλευσης και το δεύτερο υλοποιείται περί το μέσο του χρόνου εξαγωγής κατά το κλείσιμο της πρώτης βαλβίδας, με την ενεργοποίηση της δεύτερης βαλβίδας (Σχ.13) προς την όδευση (Σχ.1.23) κατευθύνοντας τα καυσαέρια στην ελεύθερη έξοδο. Έτσι επιτυγχάνονται ταυτόχρονα και η βέλτιστη ενεργειακή εκμετάλλευση των καυσαερίων της πρώτης εξαγωγής και την απρόσκοπτη αποβολή των υπολοίπων από τον θάλαμο μέσω της δεύτερης εξαγωγής, καθώς φράζονται οι ανακρούσεις πίεσης της πρώτης εξαγωγής προς τον θάλαμο.

Description

ΜΗΧΑΝΗ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ ΕΜΒΟΛΟΦΟΡΑ

ΠΑΛΙΝΔΡΟΜΙΚΗ, ΜΕ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ

ΤΗΣ ΕΞΑΓΩΓΗΣ

Περιγραφή

Η εφεύρεση αφορά τις μηχανές εσωτερικής καύσης παλινδρομικές κύκλου Oto (βιομηχανικό πρότυπο βάση ευρεσιτεχνίας US 194047 του 1876), κύκλου Diesel τεσσάρων χρόνων (βιομηχανικό πρότυπο βάση ευρεσιτεχνίας DE 67207 του 1892) και δύο χρόνων (ευρεσιτεχνία του Clerk, British Patent 3045 του 1878) όπου εισαγάγει νέα λειτουργία, χρονισμό, διαχείριση και υλοποίηση στην λειτουργία της εξαγωγής των καυσαερίων από τον θάλαμο, με σκοπό στη βέλτιστη αξιοποίηση της ενέργειας των καυσαερίων σε μηχανικό έργο, και ταυτόχρονα την βελτιστοποίηση της αναπνοής του κινητήρα, δηλαδή της βέλτιστης αποβολής των καυσαερίων στο πέρας του χρόνου εξαγωγής, όπως και στη βέλτιστη πλήρωση με νέο αέρα της ακόλουθης φάσης εισαγωγής.

Παράλληλα επιφέρει δυνατότητα καλύτερης απομάκρυνσης της θερμότητας από κρίσιμα σημεία στον θάλαμο όπως και καλύτερη ομογενοποίηση του καυσίμου με τον αέρα στον θάλαμο, με έμφαση στην αξιοποίηση μικτών καύσιμων, υγρών και αερίων ταυτόχρονα, προσφέροντας καλύτερες συνθήκες καύσης και αξιοποίησης του καυσίμου, και έτσι αύξηση του μηχανικού έργου του κινητήρα και μείωση ρύπων.

Ως αναφορά το καύσιμο και τρόπο έναυσης, το πεδίο εφαρμογής της εφεύρεσης καλύπτει και τις μηχανές καύσης μίγματος με έναυση σπινθήρα (κύκλος Oto) καθώς και αυτές έναυσης αυτανάφλεξης (κύκλος Diesel), μονού και συνδυασμού καυσίμων, και ως αναφορά την αναπνοή και φυσικής αναπνοής και υπερτροφοδοτούμενους.

Η υφιστάμενη τεχνική υλοποίησης της εξαγωγής, ως αναφορά τις μηχανές χωρίς δευτερογενή εκμετάλλευση της ενέργειας των καυσαερίων, αξιοποιεί ένα πολύ μικρό μέρος της ενέργειας που έχουν τα καυσαέρια κατά την έξοδό τους από τον θάλαμο καύσης. Το μικρό κλάσμα αυτό της ενέργειας που αξιοποιείται, προσδίδει την ταχύτητα εξόδου στα καυσαέρια η οποία προκαλεί το φαινόμενο Kadenacy δηλαδή την υποπίεση πίσω από την κλείνουσα βαλβίδα εξαγωγής. Η υποπίεση αυτή στον θάλαμο αξιοποιείται μέσω και του ανοίγματος της βαλβίδας εισαγωγής, που ανοίγει πριν το κλείσιμο της εξαγωγής στην ζώνη του ΑΝΣ (Άνω Νεκρό Σημείο) του εμβόλου στο μεσοδιάστημα τέλους κύκλου εξαγωγής κι έναρξης κύκλου εισαγωγής, όπου προκαλεί την έλξη του αέρα εισαγωγής του επόμενου κύκλου επιτυγχάνοντας και πληρέστερη αποβολή καυσαερίων, και καλύτερη πλήρωση του θαλάμου με νέο αέρα για την εκτέλεση του επόμενου παραγωγικού κύκλου.

Ως αναφορά την υλοποίηση με δευτερογενή εκμετάλλευση της ενέργειας των καυσαερίων, αυτά μετά την έξοδο τους από τον θάλαμο οδηγούνται κυρίως σε στρόβιλο οδήγησης συμπιεστή υπερπλήρωσης, αξιοποιώντας όμως μερικό τμήμα της ενέργειας που περιέχουν. Ο κύριος λόγος είναι η απαίτηση να αξιοποιηθεί τόση ενέργεια από τον στρόβιλο ώστε να επιτυγχάνεται η επιθυμητή πίεση στην εισαγωγή στο μεγαλύτερο δυνατό εύρος στροφών καθώς και την ανάγκη άμεσης προσαρμογής ταυ για την μείωση του χρόνου απόκρισης του και την αποφυγή του φαινομένου της υστέρησης.

Η θεμελιακή αρχή της εφεύρεσης για την επίτευξη της βέλτιστης αξιοποίησης της ενέργειας των καυσαερίων σε μηχανικό έργο αλλά ταυτόχρονα και της πληρέστερης αποβολής καυσαερίων και πλήρωσης αέρα επόμενου κύκλου, έχοντας ως βασικό τύπο κινητήρα αναφοράς τον τετράχρονο κινητήρα κύκλου Otto είτε Diesel με δύο βαλβίδες εξαγωγής και δύο εισαγωγής, (Σχ1), (Σχ2) είναι η διάσπαση και του χρόνου και της όδευσης των καυσαερίων από τον κύλινδρο στην φάση της εξαγωγής σε δύο διακριτά διαδοχικά χρονικά διαστήματα και αντίστοιχες οδεύσεις, όπου και τα δύο αθροιστικά καλύπτουν τον χρόνο εξαγωγής όπως αυτός υλοποιείται σε υφιστάμενης σχεδίασης κινητήρα ενιαίου χρόνου εξαγωγής, με ελάχιστη παρέκκλιση. Οι υπόλοιποι χρόνοι και λειτουργίες δεν μεταβάλλονται.

Ο πρώτος και κύριος όγκος καυσαερίων με το μεγαλύτερο ενεργειακό περιεχόμενο λόγω θερμοκρασίας και πίεσης οδηγείτε προς την δευτερογενή ενεργειακή εκμετάλλευση από την αντίστοιχη πρώτης ενεργοποίησης βαλβίδας εξαγωγής και αντίστοιχης όδευσης αυλό από τον θάλαμο, και ο δεύτερος όγκος από την ακόλουθη έτερη βαλβίδα και όδευσης αυλό προς την ελεύθερη έξοδο υλοποιώντας ανεπηρέαστα την πληρέστερη αποβολή και υποβοήθηση της επόμενης εισαγωγής. Η χρονική και οδική διάσπαση βελτιστοποιεί την δυνατότητα αξιοποίησης κάβε όγκου απομονώνοντας τις μεταξύ τους περιοριστικές αλληλεπιδράσεις.

Η υλοποίηση έχει ως βάση τον πιο διαδεδομένο τύπο κινητήρα οχημάτων, τον τετράχρονο κινητήρα με δύο επικεφαλείς σταθερής θέσης και σχέσης χρονισμού με τον στροφαλοφόρο εκκεντροφόρους και τέσσερις βαλβίδες, δύο εξαγωγής και δύο εισαγωγής (Σχ1) και (Σχ2) και απαιτεί ελάχιστες τροποποιήσεις και κοστολογική επιβάρυνση για την μετατροπή και λειτουργία του στην νέα λειτουργία. Μηχανισμοί μεταβλητού χρονισμού βαλβίδων είναι συμβατοί με την εφεύρεση.

Προσοχή, στα σχέδια (Σχ1, Σχ2) αποτυπώνεται το περίγραμμα της κεφαλής του θαλάμου καύσης, και των κοιλοτήτων των οδεύσεων για την διευκόλυνση της αποτύπωσης των κρίσιμων τμημάτων της εφεύρεσης. Οι πραγματικές κυλινδροκεφαλές περιέχουν τις οδεύσεις ψύξης, λίπανσης και καυσίμου που η αναλυτική τους αποτύπωση θα δυσχέραινε την ευκρίνεια των κρίσιμων για την εφεύρεση σημείων. Πρόσθετα, για τον ίδιο λόγο, μόνο στο (Σχ1) αποδίδεται τμήμα των εκκεντροφόρων σε κάθε ομάδα βαλβίδων χωρίς την απόδοση της οδήγησης, χωρίς αποτύπωση της έδρασης των βαλβίδων, και χωρίς τα έκκεντρα να αποδίδουν τον χρονισμό δράσης.

Στα (ΣΧ1) και (Σχ2) αποδίδεται η τετραβάλβιδη με δύο εκκεντροφόρους επικεφαλής κυλινδροκεφαλή με τις θέσεις των βαλβίδων κλειστές, καθώς και οι απολήξεις των οδεύσεων εισαγωγής αέρα (μία) και καυσαερίων (δύο). Στο (Σχ1 ) αποδίδεται η κεφαλή από την θέση της εσωτερικής κεφαλής του θαλάμου με απόδοση και τμήματος των κεναροφόρων (Σχ1.11) και (Σχ1.12). Η οπή του στοιχείου έγχυσης καυσίμου και ανάφλεξης, στο κέντρο της κεφαλής του θαλάμου, αποδίδεται στο (Σχ1 .10). Στο (Σχ2) αποδίδεται η κυλινδροκεφαλή από την θέση άνωθεν των βαλβίδων, αποδίδοντας την εφαρμογή και θέση των βαλβίδων στην κεφαλή και κατ αντιστοιχία τις οδεύσεις των αυλών τους.

Οι βαλβίδες που αποτυπώνονται στο (Σχ1 ) και (Σχ2) είναι:

Η πρώτη εξαγωγής (Σχ1.4) και (Σχ2.4) που καταλήγει στον αυλό όδευσης (Σχ1 .22) και (Σχ2.22).

Η δεύτερη εξαγωγής (Σχ1.3) και (Σχ2.3) που καταλήγει στον αυλό όδευσης (Σχ1.23) και(Σχ2.23).

Οι εισαγωγής (Σχ1.1), (Σχ1.2)και (Σχ2.1), (Σχ2.2) που καταλήγουν στον κοινό αυλό όδευσης (Σχ1.21) και (Σχ2.21).

Εισάγεται ως ορολογία τεχνικής απόδοσης η ονοματοδοσία της πρώτης βαλβίδας εξαγωγής που οδεύει τα καυσαέρια προς την εκμετάλλευση ως «κύριας εξαγωγής» και η δεύτερη που οδεύει τα καυσαέρια προς την ελεύθερη έξοδο ως «απορροής».

Το σχέδιο 3 (Σχ3) είναι το διάγραμμα χρονισμού των βαλβίδων με αναφορά την στέψη του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου όπου αποδίδονται οι διάρκειες ενεργοποίησης των βαλβίδων και οι χρόνοι της μηχανής με την κυλινδροκεφαλή όπως αποτυπώνεται στα (Σχ1), (Σχ2) . Η ανάγκη απόδοσης δυο περιστροφών στροφάλου για τον τετράχρονο κύκλο μας οδηγεί να κάνουμε το κυκλικό διάγραμμα σπειροειδές. Η ανάγνωση της χρονικής διαδοχής των δράσεων είναι δεξιόστροφη ξεκινώντας από την εσωτερική περιφέρεια προς την εξωτερική. Το διάγραμμα έχει ως σημείο αναφοράς εκκίνησης την θέση του εμβόλου στο ΑΝΣ (Άνω Νεκρό Σημείο) (Σχ3.0) με την έναρξη του κύκλου της εκτόνωσης. Οι ζώνες ενεργοποίησης των βαλβίδων, στο διάγραμμα, έχουν τον ίδιο αριθμό με τις αποτυπώσεις των βαλβίδων στα σχέδια. Οπότε στο διάγραμμα (Σχ3) η βαλβίδα ‘κύριας εξαγωγής’ (Σχ1.4) και (Σχ2.4) αποδίδεται στο (Σχ3.4). Η ‘απορροής’ (Σχ1.3) και (Σχ2.3) αποδίδεται στο (Σχ3.3). Οι δύο εισαγωγής (Σχ1.1) και (Σχ2.1) αποδίδεται στο (Σχ3.1) και η έτερη στο (Σχ1.2) και (Σχ2.2) αποδίδεται στο (Σχ3.2). Το διάστημα των μη ενεργοποιημένων βαλβίδων αποδίδεται σε συνεχές τόξο αποτελούμενο από τους χρόνους συμπίεσης (Σχ3.6), ανάφλεξης (Σχ3.7), και εκτόνωσης (Σχ3.8). Το σημείο (Σχ3.9) αποδίδει το τέλος της ανάπτυξης της σπείρας και επαναφοράς στο εσωτερικό σημείο συνέχειας του χρόνου.

Το σχέδιο 4 (Σχ4) είναι το διάγραμμα χρονισμού των βαλβίδων με την απόδοση της στέψης του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου της υλοποίησης της κυλτνδροκεφαλής σύμφωνα με το (Σχ1) και (Σχ2), που αποδίδει την διαφοροποίηση της μεταβατικής φάσης μεταξύ των δύο βαλβίδων εξαγωγής, συγκριτικά με την υλοποίηση που αποδίδεται στο διάγραμμα (Σχ3).

Στα σχέδια 5 (Σχ5) και 6 (Σχ6) αποδίδεται η κυλινδροκεφαλή στην υλοποίηση του (Σχ1) σε θέαση από την επιφάνεια του εμβόλου και παράλληλα η ροή καυσαερίων και νεοεισερχόμενου αέρα στον θάλαμο σε δύο διαδοχικά χρονικά στιγμιότυπα. Το πρώτο με την βαλβίδα ‘απορροής’ και την μία βαλβίδα εισαγωγής ανοικτές και το δεύτερο με την "απορροής’ και τις δύο βαλβίδες εισαγωγής ανοικτές, με το έμβολο στην ζώνη του ΑΝΣ στην μεταβατική φάση τέλους χρόνου εξαγωγής και αρχής χρόνου εισαγωγής.

Στα σχέδια 7 (Σχ7) και 8 (Σχ8) αποτυπώνεται σε δύο θεάσεις η υλοποίηση της κυλινδροκεφαλής που διαφοροποιείτε ως προς την πρώτη απόδοση (Σχ1) (Σχ2) με την αύξηση των βαλβίδων ‘κύριας εξαγωγής’ σε δύο ανά θάλαμο τοποθετημένες εκατέρωθεν της ‘απορροής’.

Το σχέδιο 9 (Σχ9) είναι το διάγραμμα χρονισμού των βαλβίδων με την απόδοση της στέψης του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου της υλοποίησης της κυλινδροκεφαλής σύμφωνα με το (Σχ7) και (Σχ8).

Στο σχέδιο 10 (Σχ10) αποδίδεται η κυλινδροκεφαλή στην υλοποίηση του (Σχ7), (Σχ8) σε θέαση από την επιφάνεια του εμβόλου και παράλληλα η ροή καυσαερίων και νεοεισερχόμενου αέρα στο χρονικό στιγμιότυπο με την βαλβίδα ‘απορροής’ και τις δύο βαλβίδες εισαγωγής ανοικτές, με το έμβολο στην ζώνη του ΑΝΣ στην μεταβατική φάση τέλους χρόνου εξαγωγής και αρχής χρόνου εισαγωγής.

Στα σχέδια 11 (Σχ11) και 12 (Σχ12) αποτυπώνεται σε δύο θεάσεις η υλοποίηση της κυλινδροκεφαλής με δύο βαλβίδες ‘κύριας εξαγωγής’ ανά θάλαμο, που διαφοροποιείτε ως προς την απόδοση του (Σχ7), (Σχ8) με την τοποθέτηση των βαλβίδων ‘κύριας εξαγωγής’ να είναι δίπλα μεταξύ των.

Το σχέδιο 13 (Σχ13) είναι το διάγραμμα χρονισμού των βαλβίδων με την απόδοση της στέψης του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου της υλοποίησης της κυλινδροκεφαλής σύμφωνα με το (Σχ11) και (Σχ12).

Στα σχέδια 14 (Σχ14) και 15 (Σχ15) αποδίδεται η κυλινδροκεφαλή στην υλοποίηση του (Σχ11), (Σχ12) σε θέαση από την επιφάνεια του εμβόλου και παράλληλα η ροή καυσαερίων και νεοεισερχόμενου αέρα στον θάλαμο σε δύο διαδοχικά χρονικά στιγμιότυπα. Το πρώτο με την βαλβίδα ‘απορροής’ και την μία βαλβίδα εισαγωγής ανοικτές και το δεύτερο με την ‘απορροής’ και τις δύο βαλβίδες εισαγωγής ανοικτές, με το έμβολο στην ζώνη του ΑΝΣ στην μεταβατική φάση τέλους χρόνου εξαγωγής και αρχής χρόνου εισαγωγής.

Το σχέδιο 16 (Σχ16) είναι το διάγραμμα χρονισμού των βαλβίδων σε απόδοση της στέψης του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου της υλοποίησης της κυλινδροκεφαλής σύμφωνα με το (Σχ1) και (Σχ2) για μηχανή δύο χρόνων.

Στο σχέδιο 17 (Σχ17) αποδίδεται η εγκάρσια τομή του θαλάμου στην υλοποίηση κυλινδροκεφαλής (Σχ1) και (Σχ2) και παράλληλα η ροή καυσαερίων και νεοεισερχόμενου αέρα στον θάλαμο στην μηχανή δύο χρόνων, στο χρονικό στιγμιότυπο με την βαλβίδα ‘απορροής’ και τις δύο βαλβίδες εισαγωγής ανοικτές, με το έμβολο στην ζώνη του ΚΝΣ στην μεταβατική φάση τέλους χρόνου εξαγωγής και αρχής χρόνου εισαγωγής.

Το σχέδιο 18 (Σχ18) είναι το διάγραμμα χρονισμού των βαλβίδων σε απόδοση της στέψης του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου της υλοποίησης της κυλινδροκεφαλής σύμφωνα με το (Σχ7) και (Σχ8) για μηχανή δύο χρόνων.

Στο σχέδιο 19 (Σχ19) αποδίδεται η εγκάρσια τομή του θαλάμου στην υλοποίηση κυλινδροκεφαλής (Σχ7), (Σχ8) και παράλληλα η ροή καυσαερίων και νεοεισερχόμενσυ αέρα στον θάλαμο στην μηχανή δύο χρόνων, στο χρονικό στιγμιότυπο με την βαλβίδα ‘απορροής’ και τις δύο βαλβίδες εισαγωγής ανοικτές, με το έμβολο στην ζώνη του ΚΝΣ (κάτω Νεκρό Σημείο) στην μεταβατική φάση τέλους χρόνου εξαγωγής και αρχής χρόνου εισαγωγής.

Απόδοση περιγραφής για την λειτουργία της μηχανής με κυλινδροκεφαλή (Σχ1) και (Σχ2), χρονισμού βαλβίδων όπως αποδίδεται στο (Σχ3) και ροών αέρα (Σχ5) (Σχ6):

Στο πρώτο χρονικό τμήμα, που σηματοδοτεί την έναρξη του κύκλου εξαγωγής και σημείο αναφορά εκκίνησης του διαγράμματος (Σχ3.0) το έμβολο βρίσκεται στο ΑΝΣ με πορεία προς το ΚΝΣ. Λίγο πριν το ΚΝΣ στην κίνηση του εμβόλου στο τέλος του κύκλου εκτόνωσης περί τις 30° ,με την στέψη του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου, ενεργοποιείται από το οδηγό έκκεντρο της η βαλβίδα κύριας εξαγωγής (Σχ3.4), σηματοδοτώντας το τέλος του χρόνου εκτόνωσης και αρχή του χρόνου εξαγωγής. Στον χρόνο αυτό τα καυσαέρια οδηγούνται από την βαλβίδα κύριας εξαγωγής (Σχ1.4) (Σχ2.4) στην αντίστοιχη αποκλειστική όδευση (Σχ1.22) (Σχ2.22) προς την διάταξη ανάταξης ενέργειας των καυσαερίων.

Στο επόμενο χρονικό διάστημα, με ορισμό έναρξης τη θέση του εμβόλου εντός του κύκλου εξαγωγής μετά το μέσο της διαδρομής προς το ΑΝΣ περί τις 110°, της στέψης του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου, ενεργοποιείται από το οδηγό έκκεντρο της η βαλβίδα απορροής (Σχ1.3) (Σχ3.3), οδηγώντας τα υπόλοιπα καυσαέρια ελεύθερα στην έξοδο, μέσω της επίσης αντίστοιχα αποκλειστικής όδευσης (Σχ1.23). Περί τις 20° της στέψης του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου, μετά την ενεργοποίηση της βαλβίδας απορροής, κλείνει η βαλβίδα κύριας εξαγωγής με ένα μικρό μεσοδιάστημα ταυτόχρονα ανοιχτών και των δύο βαλβίδων (Σχ3.25).

Το τέλος του κύκλου εξαγωγής ορίζεται με το κλείσιμο και της βαλβίδας απορροής περί τις 30° μετά το ΑΝΣ κίνησης του εμβόλου προς το ΚΝΣ εντός του επόμενου κύκλου εισαγωγής.

Οι βαλβίδες εισαγωγής ανοίγουν είτε ταυτόχρονα είτε σε ελαφρά διαφορετική χρονική στιγμή, με την πρώτη την διαγώνια απέναντι της ‘απορροής’ (Σχ1.1) να ενεργοποιείται περί τις 30° πριν το ΑΝΣ, εντός του χρόνου εξαγωγής (Σχ3.1) με την βαλβίδα απορροής ανοιχτή, και η δεύτερη 10° πριν το ΑΝΣ (Σχ3.2) με επίσης την βαλβίδα απορροής ανοιχτή, Η απορροής με τις δύο εισαγωγής σχηματίζει δύο μεσοδιαστήματα ταυτόχρονα ανοικτών βαλβίδων. Το μεσοδιάστημα των ταυτόχρονα ανοικτών βαλβίδων απορροής και πρώτης εισαγωγής αποδίδεται, στο (Σχ3.26), όπου το αποτέλεσμα της επίδρασης στην κίνηση των αερίων αποδίδεται στο (Σχ.5) και το επόμενο μεσοδιάστημα ταυτόχρονα ανοικτών απορροής και των δύο βαλβίδων εισαγωγής αποδίδεται στο (Σχ3.27) και το αποτέλεσμα της επίδρασης της κίνησης των αερίων στο (Σχ6).

Αναλυτική απόδοση χρονισμού και αλληλεπιδράσεων των βαλβίδων και πλεονεκτημάτων της εφεύρεσης

Η διαφοροποίηση της φάσης εξαγωγής μέσω της διάσπασης της υλοποίησης της από τις δύο βαλβίδες εξαγωγής με αντίστοιχη διάσπαση της όδευσης των καυσαερίων σε δύο διαδοχικά χρονικά στάδια προσφέρει:

Μέσω της πρώτης χρονικά όδευσης των καυσαερίων της εξαγωγής (Σχ1.22) προς την μονάδα δευτερογενούς ενεργειακής αξιοποίησης, την βέλτιστη δυνατή αξιοποίηση της ενέργειας των καυσαερίων καθώς αυτή υλοποιείται από τη πρώτη, χρονικά, βαλβίδα ‘κύριας εξαγωγής’ που ανοίγει στην έναρξη του χρόνου εξαγωγής (Σχ3.4), στο τέλος του χρόνου εκτόνωσης (Σχ3.8) καθώς τότε τα καυσαέρια έχουν την μεγίστη θερμοκρασία και πίεση ώστε να αξιοποιηθούν από την μονάδα του στροβίλου ή όποια άλλη διάταξη μετατροπής της θερμότητας / πίεσης σε μηχανικό έργο ή και διαδοχικές μονάδες αξιοποίησης. Αυτό βελτιστοποιείται με το κλείσιμο της βαλβίδας κύριας εξαγωγής (Σχ1.4) περίπου με το άνοιγμα της βαλβίδας ‘απορροής’ (Σχ1.3) που έχει ως αποτέλεσμα τον εγκλωβισμό των καυσαερίων στην όδευση προς την διάταξη δευτερογενούς εκμετάλλευσης (Σχ1 .22) σε υψηλή ενεργειακή στάθμη πριν εκτονωθούν προς την ελεύθερη ‘απορροής’ και εξασθενίσουν ενεργειακά. Η φραγή αυτή επίσης αποτρέπει ανεπιθύμητα φαινόμενα ανάκρουσης της πίεσης των καυσαερίων προς τον θάλαμο, που θα προκαλούσαν και την ενεργειακή υποβάθμιση των και δυσκολία αποβολής τους, καθώς και παρακώλυση της εισαγωγής του νέου αέρα, που θα είχε ως αποτέλεσμα τον υποβιβασμό της πλήρωσης εισαγωγής του κινητήρα και συνεπώς και της απόδοσης του.

Στην βέλτιστη απόδοση της ως άνω υλοποίησης ενός τυπικού μη υπερτροφοδοτούμενου κινητήρα η πίεση των καυσαερίων στον θάλαμο στο άνοιγμα της ‘κύριας εξαγωγής’ είναι περί τις πέντε ατμόσφαιρες και με την εκτόνωση προς τον αυλό της ‘κύριας εξαγωγής’ βαίνει μειούμενη χωρίς παλινδρομήσεις περί τις δυο ατμόσφαιρες την στιγμή ανοίγματος της ‘απορροής’ και κλεισίματος της ‘κύριας εξαγωγής’.

Μέσω της δεύτερης χρονικά όδευσης προς την ελεύθερη έξοδο από την ‘απορροής’ τη στιγμή της μετάβασης της όδευσης των καυσαερίων, με πίεση θαλάμου περίπου δύο ατμοσφαιρών, έναντι της ατμοσφαιρικής πίεσης εξόδου τα υπόλοιπα καυσαέρια αποκτούν μια ταχύτητα που προκαλεί υποπΐεση στον θάλαμο που αξιοποιείτε με το άνοιγμα των βαλβίδων εισαγωγής και την πρόκληση εισρόφησης νέου αέρα. Στην υλοποίηση αυτή παρατείνουμε το διάστημα των ταυτόχρονα ανοικτών βαλβίδων ‘απορροής’ και εισαγωγής, μεσοδιάστημα (Σχ3.27), ώστε τμήμα του νέου αέρα από τις εισαγωγής (Σχ1.1 -2) να διαπεράσει τον θάλαμο και την ‘απορροής’ (Σχ1.3) συμπαρασύροντας κατάλοιπα καύσης και θερμότητα κυρίως από την επιφάνεια της βαλβίδας ‘κύριας εξαγωγής’ (Σχ1.4), του στοιχείου έναυσης (Σχ1.10) και της ‘απορροής’ (Σχ1.3) οι ακμές των οποίων είναι θερμικά φορτισμένες και είναι υπεύθυνες για πρόκληση των καταστροφικών φαινομένων προανάφλεξης και ‘κτύπου’ .

Η απομάκρυνση των καταλοίπων από τις επιφάνειες όπως και την θερμότητα από τον θάλαμο καθιστά τους κινητήρες αυτούς ιδανικούς για χρήση αερίων καυσίμων τα οποία είναι λίγων μορίων άνθρακα (φυσικό αέριο / μεθάνιο) έως καθόλου (υδρογόνο) ελαχιστοποιώντας εκπομπές CO2, και ως μόνα αέρια καύσιμα και σε συνδυασμό με υγρά καύσιμα. Τα αέρια καύσιμα έχουν ως κύριο μειονέκτημα τη μη ελεγχόμενη διασπορά στο θάλαμο άρα μη ισοκατανεμημένη και ισοαναμεμιγμένης με τον αέρα, κάτι που την στιγμή της ανάφλεξης προκαλεί μη ομοιογενή ανάπτυξη του μετώπου φλόγας και πίεσης και αναπτύσσονται νησίδες θερμότητας και πίεσης, η σύγκλιση των οποίων προκαλεί το καταστροφικό φαινόμενο του χτύπου. Η ύπαρξη θερμών ακμών όπως και καταλοίπων καύσης λειτουργούν σαν εναυστήρες που επιδεινώνουν το αποτέλεσμα. Σε αντίθεση τα υγρά καύσιμα ψεκάζονται ελεγχόμενα στον χώρο και στον χρόνο που πρέπει περιορίζοντας την ανάπτυξη των φαινομένων αυτών. Η επίτευξη της μεγαλύτερης δυνατής απομάκρυνσης των επικίνδυνων εστιών θερμότητας που επιτυγχάνει η υλοποίηση της εφεύρεσης, η στροβιλικής ροής εισαγωγή του αέρα στον θάλαμο που κατανέμει την ανάμιξη του με το αέριο καύσιμο, όπως και πιθανός συνδυασμός με μικρή ποσότητα υγρού καυσίμου είναι βέλτιστη λύση για την ευρύτερη διάδοση της χρήσης αερίων καυσίμων μικρών εκπομπών CO2 στις εμβολοφόρες μηχανές.

Η επίτευξη και των δύο στόχων, και της ομαλής εκροής των καυσαερίων προς την βέλτιστη δευτερογενή εκμετάλλευση από την όδευση ‘κύριας εξαγωγής’ αλλά και της άμεσης και ταχείας διαφυγής του υπόλοιπου όγκου καυσαερίων από την ‘απορροής’ για την ανάπτυξη ικανοποιητικής υποπίεσης ελκυσμού νέου αέρα για καθαρισμό και πλήρωση, γίνεται πιο αποτελεσματική και από τον περιορισμό του χρόνου δράσης των διακριτών βαλβίδων. Στην υφιστάμενη υλοποίηση ενιαίου χρόνου και όδευσης ή όδευση εξαγωγής πρέπει να διασφαλιστεί στον βαθμό που ο όγκος των καυσαερίων από κάθε θάλαμο να έχει ικανοποιητικό χώρο και χρόνο στον αυλό εξαγωγής ώστε να μην συγκρουστεί με καυσαέρια έτερου θαλάμου και προκαλέσει διαταραχή ροής και ανακρούσεις πίεσης προς τον θάλαμο, και μη πρόκληση ικανής υποπίεσης στο τέλος του χρόνου. Με μέση διάρκεια ανοικτών βαλβίδων εξαγωγής τις 240° γωνίας στροφάλου οι συνολικές 720° των δύο περιστροφών του τετράχρονου κινητήρα καλύπτονται με τρεις θαλάμους καύσης σε κοινή έξοδο. Στην υλοποίηση της εφεύρεσης με μέση διάρκεια των βαλβίδων ‘κύριας εξαγωγής’ τις 140° αποφεύγεται η αλληλοσύγκρουση και σε κοινή άθροιση πέντε θαλάμων στην ίδια έξοδο. Στις βαλβίδες ‘απορροής’ με διάρκεια ανοίγματος περίπου 120° δεν αλληλοσυγκρούονται ούτε μέχρι έξι εξαγωγές θαλάμων σε μία έξοδο. Ο πιο διαδεδομένος κινητήρας, αυτός των τεσσάρων θαλάμων (τετρακύλινδρος) με την υλοποίηση της εφεύρεσης δεν έχει κίνδυνο αλληλοσύγκρουσης όδευσης ούτε στις ‘κύριες εξαγωγές’ ούτε στις ‘απορροές’. Ο ίδιος κινητήρας κοινής όδευσης εξαγωγής χρειάζεται σχεδιασμό αυλών ικανό να αντισταθμίσει διάρκεια περί τις 60° γωνίας στροφάλου ταυτόχρονα ανοικτών διαδοχικών θαλάμων ροές εξαγωγής, ώστε να μην αλληλοεπηρεαστούν.

Τα πλεονεκτήματα αυτά προσφέρουν την δυνατότητα επανασχεδιασμού των στροβίλων εκμετάλλευσης της ενέργειας των, ώστε να αξιοποιούν μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας των καυσαερίων καθώς η σχεδίαση τους δεν περιορίζεται πλέον από τον παράγοντα της ανάγκης άμεσης εκροής των καυσαερίων για την αποφυγή ανάκρουσης πίεσης , που περιορίζει σχεδιαστικά την κατασκευή στροβίλων υψηλής ενεργειακής απόδοσης. Ο κυριότερος παράγοντας της αποδοτικότητας των στροβίλων είναι η επίτευξη του βέλτιστου λόγου της ταχύτητας του αερίου κίνησης ως προς την εκάστοτε ταχύτητα του στροβίλου. Οι πιο αποδοτικοί στρόβιλοι είναι αυτοί με ρυθμιστικά μέσα ροής των αερίων για την επίτευξη αυτού του λόγου και αναπόφευκτα επιφέρουν μεταβολές της πίεσης στον αυλό προσαγωγής, προκαλούν ανωμαλίες στην ροή εξόδου των καυσαερίων και ανεπιθύμητες ανακρούσεις των καυσαερίων που στην περίπτωση αυτή είναι προς τον θάλαμο της μηχανής. Η φραγή της βαλβίδας ‘κύριας εξαγωγής’ αποτρέπει αυτά τα φαινόμενα ανάκρουσης, αυξάνοντας την δυνατότητα απόδοσης του στροβίλου, και η ακόλουθη βαλβίδας ‘απορροής’ δίνει την δυνατότητα ομαλής εκτέλεσης τον υπόλοιπο κύκλο εξαγωγής. Αυτό δίνει την δυνατότητα οι στρόβιλοι να φέρουν διατάξεις (ρυθμιζόμενα ακροφύσια) που τροποποιούν την ταχύτητα εισαγωγής των καυσαερίων και επίσης μπορεί στο ακροφύσιο ρύθμισης ταχύτητας, να φέρει ελεγχόμενη μονάδα έγχυσης καυσίμου που να αυξάνει κατά βούληση την ενέργεια των καυσαερίων και να επιφέρουν μεγαλύτερη ενέργεια προς το στρόβιλο και αθροιστικά μεγαλύτερη αξιοποίηση του καυσίμου από το μηχανικό σύνολο. Πρόσθετα το καύσιμο στον στρόβιλο μπορεί να είναι διαφορετικό της κύριας μηχανής πιο πτητικό με δυσκολία αξιοποίησης από την κύρια μηχανή και έτσι το μηχανικό σύνολο να αξιοποιεί ποικιλία καυσίμων, και ακόμη η δεύτερη καύση στην οδό των καυσαερίων στην έξοδο καίει και τα άκαυστα κατάλοιπα της κύριας μηχανής αυξάνοντας βαθμό απόδοσης και μειώνοντας ρύπους.

Η βελτιστοποίηση όμως της απόδοσης του στροβίλου δεν μπορεί να αξιοποιηθεί στον καλύτερο βαθμό από έναν στροβιλοσυμπιεστή καθώς μικρό μέρος της ισχύος του είναι απαραίτητο στις ευρείας χρήσης μηχανές και μόνο από υψηλής απόδοσης και μηχανές αγώνων μπορεί να αξιοποιηθεί. Η κυρία επιδίωξη της βελτιστοποίησης της απόδοσης των στροβίλων και κατ επέκταση του μηχανικού συνόλου είναι για την χρήση σε υβριδικά οχήματα (θερμικής παλινδρομικής και ηλεκτρικής μηχανής) όπου η ζεύξη του στροβίλου θα είναι σε ηλεκτρική γεννήτρια καθώς έτσι όλη η διαθέσιμη ενέργεια του στροβίλου θα είναι αξιοποιήσιμη. Τα υβριδικά οχήματα με τον ηλεκτρικό συσσωρευτή που διαθέτουν έχουν την δυνατότητα αποθήκευσης όποιας παραγόμενης ισχύος και διάθεσής της στον ηλεκτρικό κινητήρα όποτε ζητηθεί, κάτι αδύνατο από τις θερμικές μηχανές.

Η ηλεκτρική γεννήτρια ως φορτίο του στροβίλου πέραν της βέλτιστης διάθεσης της ενέργειας λόγω της μετατροπής της σε ηλεκτρική, βελτιστοποιεί και την μηχανική απόδοση του στροβίλου και την συνδράμει στην εύρυθμη λειτουργία της θερμικής μηχανής.

Τα ηλεκτρονικά μέσα ελέγχου της γεννήτριας που ανταποκρίνονται σε πραγματικό χρόνο είναι σε θέση να ρυθμίζουν την συμπεριφορά της ως φορτίο που είναι ζευγμένο στροβίλου με τρόπου που εκδηλώνεται ως πέδηση του, και έτσι έμμεσα να τον ρυθμίζουν να περιστραφεί σε τέτοια ταχύτητα, που να επιτυγχάνει σε μεγάλο εύρος στροφών και φορτίου την εκάστοτε βέλτιστη σχέση ταχύτητας καυσαερίων προς ταχύτητας στροβίλου, κυρτότερο παράγοντα αποδοτικότητας στροβίλου. Αυτός ο τρόπος οδήγησης της γεννήτριας μπορεί να αντισταθμίσει την χρήση τη χρήση ρυθμιστικών μέσων του στροβίλου κάνοντας πιο οικονομική την χρήση του χωρίς να υποβαθμίζεται η αποδοτικότητα στο ωφέλιμο εύρος δράσης του.

Η μέθοδος αυτή της ρύθμισης της ταχύτητας στροβίλου και εμμέσως της ροής των καυσαερίων επιφέρει σαν επακόλουθο και δυνατότητα ελέγχου της πίεσης στον αυλό ‘κύριας εξαγωγής’ οπότε και της εναπομείναντος πίεσης στον θάλαμο την στιγμή που κλείνει η βαλβίδα ‘κύριας εξαγωγής’. Η πίεση των καυσαερίων στον θάλαμο στην μεταβατική φάση που κλείνει η ‘κύριας εξαγωγής’ και ανοίγει η "απορροής’ καθορίζει την ταχύτητα διαφυγής των εναπομεινάντων αυτών καυσαερίων και επακολούθως το μέγεθος υποπίεσης στον θάλαμο την στιγμή που θα ανοίξει η ‘εισαγωγής’ άρα και τον βαθμό της πληρότητας αποβολής των καυσαερίων, και την ποσότητα εισρόφησης του νέου αέρα από την εισαγωγής και πόσου μέρους του θα περάσει στην ‘απορροής’ συμπαρασύροντας κατάλοιπα καύσης και θερμότητα από τα κρίσιμα στοιχεία του θαλάμου, παράγοντες καθορισμού της αποδοττκότητας της θερμικής μηχανής.

Έτσι η δυνατότητα που παρέχει το υβριδικό σύνολο συνδυασμού θερμικής παλινδρομικής και ηλεκτρικής μηχανής να βελτιστοποιεί την αξιοποίηση της ηλεκτρικής ενέργειας, καθιστά ιδανικό φορτίο για τον στρόβιλο των καυσαερίων την ηλεκτρική γεννήτρια, τα μέσα χειρισμού της οποίας την καθιστούν μεταβλητό φορτίο για τον στρόβιλο με τρόπο που βελτιστοποιούν την απόδοσή του, όπως και παρέχουν τη δυνατότητα ρύθμισης της ροής και πίεσης των καυσαερίων στον θάλαμο στην μεταβατική φάση εναλλαγής των βαλβίδων εξαγωγής, παράγοντα βελτιστοποίησης της αναπνοής και απόδοσης του θερμικού κινητήρα.

Ένα ακόμα πλεονέκτημα των υβριδικών μηχανών που βελτιστοποιεί η εφεύρεση είναι η δυνατότητα αποφυγής λειτουργίας της θερμικής μηχανής σε μικρά φορτία. Τα υβριδικά οχήματα με ισχύ ηλεκτρικού κινητήρα άνω του τριπλάσιου αυτού που απαιτείτε για χορεία εθνικής οδού απαιτούν από τον θερμικό κινητήρα να λειτουργήσει σχεδόν πάντα σε υπέρβαση αυτού του ορίου (του πολύ μικρού φορτίου) ή να λειτουργήσει στην περίπτωση πτώσης της χωρητικότητας στις μπαταρίες οπότε πάλι λειτουργεί σε υψηλό φορτίο καθώς ταυτόχρονα με το μικρό φορτίο της πορείας κινεί και την γεννήτρια φόρτισης των συσσωρευτών. Και οι δύο καταστάσεις είναι άνω του μικρού φορτίου οπότε λειτουργεί πιο αποδοτικά η στροβιλογεννήτρια που φορτίζει τους συσσωρευτές και ο θερμικός κινητήρας δύνατεα να κάνει χρήση των πτητικών καυσίμων εκπομπής μικρού βαθμού CO2 καθώς η ποσότητα καυσίμου στον θάλαμο με τον φόρτο αυτό είναι ανώτερη του βαθμού πρόκλησης νησίδων μιγμάτων που κατά την έναυση προκαλούν το καταστροφικό φαινόμενο του κτύπου. Η εφεύρεση με την βέλτιστη αποβολή των καταλοίπων καύσης και θερμότητας από τα κρίσιμα για προανάφλεξη σημεία επιτρέπει και μεγαλύτερο βαθμό συμπίεσης οπότε και απόδοσης στους κινητήρες έναυσης μίγματος χωρίς κίνδυνο φαινόμενων κτύπων και προαναφλέξεων. Επίσης στον χρόνου που είναι ταυτόχρονα ανοικτές βαλβίδες ‘απορροής’ και εισαγωγής μαζί με την σάρωση των καταλοίπων είναι εφικτό να διαπεράσει τμήμα του νεοεισερχόμενου αέρα στην ‘απορροής’ και να υποβοηθήσει τον καταλύτη με το οξυγόνο που διαθέτει για την πληρέστερη εξουδετέρωση των άκαυστων καταλοίπων καύσης. Η διαπέραση αέρα προς την εξαγωγή σε ενιαίας όδευσης εξαγωγή θα επέφερε υποβιβασμό της θερμοκρασίας και ενέργειας των καυσαερίων αν οδηγούσε στρόβιλο.

Ο συνδυασμός του στροβίλου με ηλεκτρική γεννήτρια και συμπιεστή σε ενιαίο άξονα όπως των κινητήρων της F1 είναι εφικτός και επιτυγχάνεται μεγαλύτερη αποδοτικότητα όπως και χρηστικότητα σε μεγαλύτερο εύρος στροφών και φορτίου. Στην εφαρμογή αυτή η γεννήτρια είναι και κινητήρας για τις περιπτώσεις άμεσης απαίτησης ανταπόκρισης του συμπιεστή και η τοπολογία της εφεύρεσης δεν επιφέρει καμία δυσλειτουργία στην λειτουργία και υλοποίηση.

Στις εφαρμογές χρήσης της ενέργειας των καυσαερίων μόνο σε στροβιλοσυμπιεστή η αποδοτικότητα του συνόλου υπολείπεται αυτού της στροβιλογεννήτριας, αλλά είναι ανώτερη των απλών στροβιλοσυμπιεστών με αξιοποίηση του συμπιεστή μεγαλύτερο εύρος στροφών και φορτίου. Στις περιπτώσεις επιβεβλημένης της χρήσης συμπιεστή σε υβριδικά ή και όχι οχήματα η αποδοτικότερη λύση είναι η χρήση στροβιλογεννήτριας και συμπιεστή οδηγούμενο από ηλεκτρικό κινητήρα. Η ανεξάρτητη οδήγηση και των δύο σύμφωνα με τον εκάστοτε φορτίο του θερμικού κινητήρα και της διαθέσιμης ενεργειακής δυναμικότητας των καυσαερίων προσφέρει συνολικά καλύτερη ενεργειακή αξιοποίηση. Πρόσθετα στις περιπτώσεις χρήσης συμπιεστή στην εισαγωγή μειώνεται η ανάγκη ρύθμισης και ελέγχου της πίεσης στον θάλαμο κατά την εναλλαγή των' βαλβίδων εξαγωγής καθώς η αυξημένη πίεση στην εισαγωγή είναι σε θέση να υποβοηθήσει την αποβολή υπολειμμάτων καυσαερίων, θερμότητας κρίσιμων στοιχείων και να διασφαλίσει την επιθυμητή πλήρωση με νέο αέρα.

Έτσι οι νέες κρίσιμες σχεδιαστικές μεταβλητές που εισαγάγει η εφεύρεση είναι:

Πρώτον τη διάρκεια ανοίγματος της βαλβίδας κύριας εξαγωγής και ειδικότερα το σημείο ανοίγματος (Σχ1.4), (Σχ3.4)

Δεύτερον το σημείο ανοίγματος της βαλβίδας απορροής (Σχ1.3), (Σχ3.3) ως χρόνο αναφοράς τον χρόνο κλεισίματος της κύριας εξαγωγής, με τα μεσοδιαστήματα (Σχ3.25), (Σχ4.24).

Τρίτον τον βαθμό διείσδυσης της βαλβίδας απορροής.

Τέταρτον το σημείο ανοίγματος των βαλβίδων εισαγωγής (Σχ1.1 - 2), (Σχ3.1 - 2), (Σχ4.1 - 2) και τα μεσοδιαστήματα ταυτόχρονα ανοικτών με την βαλβίδα απορροής (Σχ3.26 - 27) (Σχ4.26 - 27) και τις ροές αποβολής καυσαερίων (Σχ5.1 7) (Σχ6.17) και εισαγωγής αέρα.

Αναλυτικά:

Πρώτον: Η διάρκεια ανοίγματος της βαλβίδας κύριας εξαγωγής καθορίζει το ποσό των καυσαερίων που θα διαφύγει μέσω του αυλού της όπως και το υπόλοιπο που θα απομείνει για την ‘απορροής’. Ο πρωτεύων σχεδιαστικός παράγοντας βάση του οποίου υπολογίζεται η ποσότητα που θα είναι διαθέσιμη στην ‘κύριας εξαγωγής’ στις μη υπερτροφοδοτούμενες μηχανές έναυσης μίγματος είναι η ποσότητα και πίεση των καυσαερίων κατά τη διάρκεια ανοίγματος της ‘απορροής’ καθώς καθορίζουν την δύναμη του εφελκυσμού του νέου αέρα από την εισαγωγής. Οπότε η διάρκεια ανοίγματος καθορίζεται από αυτόν τον παράγοντα, με επιδίωξη ο χρόνος έναρξης ανοίγματος να είναι όσο πλησιέστερα στο ΚΝΣ για μεγαλύτερη διάρκεια του χρόνος εκτόνωσης και ανάλογη απολαβή ισχύος από την πίεση των καυσαερίων στο έμβολο. Επίσης η ροή εξαγωγής να έχει την ομαλότητα που απαιτείτε για την βέλτιστη υποδοχή από την μονάδα δευτερογενούς ανάκτησης ενέργειας με αποφυγή παλινδρομήσεων πίεσης.

Στις υπερτροφοδοτούμενες μηχανές λόγω της υπερπίεσης στην εισαγωγή όπως και κύκλου Diesel λόγω απουσίας αιτίου προανάφλεξης δεν είναι πρωτεύων σχεδιαστικός παράγοντας η πίεση στο άνοιγμα της ‘απορροής’. Στις μηχανές αυτές η πίεση κατά το άνοιγμα της ‘απορροής’ μπορεί να έχει μεγαλύτερη διακύμανση και κύρια σκοπιμότητα είναι η βελτιστοποίηση της εκμετάλλευσης της ενέργειας των καυσαερίων οπότε η διάρκεια ανοίγματος της ‘κύριας εξαγωγής’ δυνατοί να είναι μεγαλύτερη, με έμφαση στην ομαλότητα της ροής εξαγωγής.

Το εύρος διάρκειας ανοίγματος της βαλβίδας κύριας εξαγωγής για την πλειονότητα των εφαρμογών ορίζεται με την έναρξη περί τις 30° πριν το ΚΝΣ και κλείσιμο μεταξύ 90° και 150° μετά το ΚΝΣ.

Δεύτερον: Ως ανωτέρω και αυτή η μεταβλητή διαφοροποιείτε σχετικά με την αναπνοή και τύπο καύσης της μηχανής με την πιο κρίσιμη να είναι στις μηχανές φυσικής αναπνοής έναυσης μίγματος, με τον ίδιο πρωτεύοντα σχεδιαστικό παράγοντα την πίεση κατά το άνοιγμα της ‘απορροής’ . Για του τύπου αυτού μηχανές η μεταγωγική φάση κλεισίματος της ‘κύριας εξαγωγής’ και ανοίγματος της ‘απορροής’ επιδέχεται από μεσοδιάστημα ανοικτών και των δύο βαλβίδων (Σχ3.25) μέχρι μεσοδιάστημα κλειστών και των δύο βαλβίδων (Σχ4.24).

Στις περιπτώσεις που κατά το άνοιγμα της ‘απορροής’ η πίεση είναι ικανή να προκαλέσει την απαραίτητη ταχύτητα εξόδου και υποπίεση εφελκυσμού νέου αέρα ορίζεται μεσοδιάστημα ταυτόχρονα ανοικτών βαλβίδων ‘κύριας εξαγωγής’ και ‘απορροής’ (Σχ3.25) για την ομαλότητα στην μετάβαση της ροή των καυσαερίων από τον θάλαμο.

Στις περιπτώσεις που η μελέτη της μηχανής δείξει ότι η πίεση στον θάλαμο κατά την στιγμή ανοίγματος της ‘απορροής’ δεν είναι ικανοποιητική για την πρόκληση εφελκυσμού νέου αέρα στο σημείο που υπάρχει ο ελάχιστα αποδεκτός όγκος καυσαερίων στο θάλαμο κλείνει η ‘κύριας εξαγωγής’ και η κίνηση του εμβόλου προς το ΑΝΣ προκαλεί την απαραίτητη πίεση στον εναπομείναντα όγκο καυσαερίων στο μεσοδιάστημα (Σχ4.24) και κατόπιν ανοίγει η ‘απορροής’ για την πρόκληση εξαγωγής υπό πίεση. Στην περίπτωση αυτή λαμβάνεται ενέργεια από την μηχανή η οποία είναι η ελάχιστη δυνατή όταν τα καυσαέρια αναχωρήσουν από τον θάλαμο με μηδενική παλινδρόμηση.

Οι μηχανές με συμπιεστή στην εισαγωγή ή και αυτές με καύση Diesel μεταγάγουν τις βαλβίδες με κοινό μεσοδιάστημα ανοικτών (Σχ3.25) με έμφαση στην ομαλή μετάβαση ροής καυσαερίων στο θάλαμο.

Το εύρος διάρκειας ανοίγματος της βαλβίδας απορροής για την πλειονότητα των εφαρμογών ορίζεται με την έναρξη μεταξύ 60° και 140° μετά το ΚΝΣ και κλείσιμο περί τις 20° μετά το ΑΝΣ.

Τρίτον: ο βαθμός διείσδυσης της βαλβίδας απορροής είναι εξαρτώμενος κυρίως από την ανάγκη του χρόνου αποβολής του υπολοίπου των καυσαερίων και των συνθηκών πίεσης και ταχύτητας στον θάλαμο. Καθώς η βαλβίδα ανοίγει κοντά στο ΑΝΣ όπου το έμβολο κινείται προς την βαλβίδα με αντίθετη φορά και μεγάλη ταχύτητα, για την αποφυγή της πρόσκρουσής τους η βαλβίδα απορροής έχει μικρό βαθμό διείσδυσης. Σε πολύστροφους κινητήρες υψηλών επιδόσεων όπου η βαλβίδα απορροής ανοίγει σχετικά νωρίς πριν το κλάσιμο της κύριας βαλβίδας εξαγωγής, επιτυγχάνοντας έτσι μεγαλύτερο χρόνο και αποτελεσματικότητα αποβολής των καυσαερίων, βαθμός διείσδυσής της δεν ξεπερνά το μέγιστο επιτρεπόμενο βαθμό διείσδυσης που καθορίζεται από την θέση του εμβόλου στο ΑΝΣ.

Σε κινητήρες μεσαίων και χαμηλών στροφών όπου η βαλβίδα απορροής ανοίγει πλησίον του σημείου κλεισίματος της βαλβίδας κύριας εξαγωγής, η αρχική διείσδυση της βαλβίδας στον θάλαμο μπορεί να είναι μεγαλύτερη αλλά όχι τόσο μεγάλη που να πλησιάζει τον βαθμό διείσδυσης των άλλων βαλβίδων εισαγωγής και εξαγωγής.

Τέταρτον: Η χρονική στιγμή ανοίγματος των βαλβίδων εισαγωγής εντός του κύκλου της εξαγωγής ταυτόχρονα με ανοιχτή την βαλβίδα απορροής, έχει την ίδια διαφοροποίηση ως αναφορά την αναπνοή και τρόπο καύσης ως ανωτέρω. Στις υπερτροφοδοτούμενες μηχανές όπως και σε αυτές με καύση diesel και οι δύο βαλβίδες εισαγωγής μπορούν να ανοίξουν περί τις 10° αναγωγής γωνίας στροφάλου πριν το ΑΝΣ ορίζοντας το μεσοδιάστημα (Σχ3.27) που ο αέρας εισαγωγής ωθεί τα τελευταία καυσαέρια στην ‘απορροής’ που παραμένει ανοικτή μέχρι 20° μετά το ΑΝΣ όπου και ξεκινά ο χρόνος της εισαγωγής.

Στις μηχανές φυσικής αναπνοής έναυσης μίγματος όπου απαιτείται η εισρόφηση του αέρα από τις εισαγωγής να προκαλείται από την υποπίεση της ‘απορροής’ όπως και η βέλτιστη αποβολή καυσαερίων και εστιών θερμότητας πρόκλησης εστιών προανάφλεξης η διαδοχή ανοίγματος των εισαγωγής διασφαλίζει τα ανωτέρω ζητούμενα. Πρώτα ανοίγει η εισαγωγής (Σχ1.1 ) που είναι διαγώνια απέναντι της ‘απορροής’ και σχηματίζουν το μεσοδιάστημα (Σχ3.26) με το αποτέλεσμα των ροών αέρα να αποδίδεται στο (Σχ5). Ο αέρας από την εισαγωγής (Σχ5.1) έλκεται από την ’απορροής’ (Σχ5.3) αλλά λόγο της φοράς του αυλού εισαγωγής (Σχ5.21) η όδευση του είναι κυρίων προς την ‘κύριας εισαγωγής’ (Σχ5.4) (Σχ5,41) όπου περνά από κάτω της και παρασύρει προς την ‘απορροής’ καυσαέρια (Σχ5.17) και θερμότητα. Παράπλευρα μέτωπα (Σχ5.42 - 43 - 44) με μικρότερη ένταση συμπαρασύρουν τα υπόλοιπα καυσαέρια.

Ακολούθως ανοίγει και η άλλη εισαγωγής (Σχ1.2) και σχηματίζουν το μεσοδιάστημα (Σχ4.27) με την ροή του αέρα να αποδίδεται στο (Σχ6). Ο αέρας πλέον και από τις δύο ανοικτές εισαγωγής (Σχ6.1 - 2) έχει εγκλωβίσει τα υπόλοιπα των καυσαερίων (Σχ6.17) γύρω από την ‘απορροής’ (Σχ6.3) με πλειονότητα αέρα κάτω από την ‘κύριας εξαγωγής’ (Σχ6.4). Μέχρι το κλείσιμο της απορροής τα καυσαέρια έχουν οδεύσει στον αυλό της ‘απορροής’ (Σχ6.23) μαζί με μέρος της θερμότητας της ‘κύριας εξαγωγής. Πρόσθετα η διαφορά διαδρομής και ταχύτητας του νεοεισερχόμενου αέρα στον θάλαμο προκαλεί στροβιλισμό του συνθήκη απαραίτητη για την σωστή ανάμιξη του καυσίμου στον αέρα.

Στις μηχανές εφοδιασμένες με συστήματα μεταβλητού χρονισμού βαλβίδων οι κατασκευαστές έχουν την δυνατότητα να μεταβάλουν κατά βούληση μία ή και περισσότερες των ανωτέρω μεταβλητών και να επιτύχουν καλύτερα λειτουργικά αποτελέσματα σε μεγαλύτερο εύρος στροφών και φορτίου

Υλοποίηση με πέντε βαλβίδες ανά κύλινδρο

Η αύξηση του αριθμού των βαλβίδων με αύξηση σε δύο της ‘κύριας εξαγωγής’ συντελεί στην ταχύτερη και ευκολότερη εξαγωγή των καυσαερίων προς την μονάδα δευτερογενούς εκμετάλλευσης των καυσαερίων, αλλά και στην μείωση της θερμικής καταπόνησης και καταστροφής του δακτυλίου της βαλβίδας κύριας εξαγωγής με τον επιμερισμό σε δύο στοιχεία, καθώς το στοιχείο αυτό υφίσταται την μεγαλύτερη θερμική καταπόνηση. Επίσης προσφέρει την δυνατότητα αύξησης ταχύτητας απόκρισης των βαλβίδων λόγω της μικρότερης μάζας των, οπότε και επίτευξης μεγαλύτερης ταχύτητας του κινητήρα, παράγοντες που ικανοποιούν κριτήρια επιλογής χρήσης σε πολύστροφους κινητήρες ή σε κινητήρες σχεδιασμένους για μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.

Η τοπογραφική κατανομή των βαλβίδων έχει δύο κύριες αποδόσεις. Η πρώτη όπου οι τοποθετήσεις των βαλβίδων στην περιφέρεια του κυλίνδρου είναι με την ‘απορροής’ να ισαπέχει από τις δύο ‘κύριας εξαγωγής’ και με τις εισαγωγής πίσω από τις ‘κύριας εξαγωγής’ (Σχ7), (Σχ8) την ‘συμμετρική’ τοπολογία, και η δεύτερη τοπολογία με τη βαλβίδα απορροής να έχει τις εισαγωγής και τις κύριας εξαγωγής πλευρικά της και μεταξύ τους μετωπικά απέναντι (Σχ11), (Σχ12) την ‘ασύμμετρη’ τοπολογία.

Απόδοση λειτουργίας πενταβάλβιδης ‘συμμετρικής’ διάταξης

Στο (Σχ9) αποδίδεται ο χρονισμός και στο (Σχ10) οι ροές αερίων στην ‘συμμετρική τοπολογία διάταξης πέντε βαλβίδων ανά θάλαμο.

Ακολουθούνται οι ίδιες παραδοχές απόδοσης των χρόνων όπως την τετραβάλβιδη απεικόνιση (Σχ3) με την απόδοση δυο περιστροφών στροφάλου για τον τετράχρονο κύκλο σε διάγραμμα σπειροειδές. Η ανάγνωση της χρονικής διαδοχής των δράσεων είναι δεξιόστροφη ξεκινώντας από την εσωτερική περιφέρεια προς την εξωτερική. Το διάγραμμα έχει ως σημείο αναφοράς εκκίνησης την θέση του εμβόλου στο ΛΝΣ (Σχ9.0) με την έναρξη του κύκλου της εκτόνωσης. Οι ζώνες ενεργοποίησης των βαλβίδων, στο διάγραμμα, (Σχ9) έχουν τον ίδιο αριθμό με τις αποτυπώσεις των βαλβίδων στα σχέδια (Σχ7), (Σχ8) καθώς και στο σχέδιο ροών αέρα (Σχ10)

Στο τέλος του χρόνου εκτόνωσης (Σχ9.8) περί τις 30° ,της στέψης του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου, πριν το ΚΝΣ ενεργοποιούνται σχεδόν ταυτόχρονα οι δύο βαλβίδες κύριας εξαγωγής (Σχ9.4 - 5), (Σχ7.4 - 5) που σηματοδοτούν την έναρξη του χρόνου εξαγωγής και στο διάστημα αυτό ο μεγαλύτερος όγκος των καυσαερίων οδεύει προς την δευτερογενή εκμετάλλευση μέσω της όδευσης (Σχ7.22) "κύριας εξαγωγής’.

Σε διάστημα από 80° μέχρι 140° μετά το ΚΝΣ ανοίγει η βαλβίδα απορροής (Σχ9.3), (Σχ7.3) και παραμένει ανοιχτή ταυτόχρονα με τις βαλβίδες εξαγωγής στο μεσοδιάστημα (Σχ9.25), όπου το υπόλοιπο τμήμα των καυσαερίων οδεύει και προς την ελεύθερη έξοδο μέσω της όδευσης (Σχ7.23) ‘απορροής’. Μεταξύ 90° και 150° μετά το ΚΝΣ κλείνουν οι βαλβίδες κύριας εξαγωγής και τα καυσαέρια αποβάλλονται μόνο από την ‘απορροής’ αναπτύσσοντας μεγαλύτερη ταχύτητα που προκαλεί την απαραίτητη υποπιεση στον θάλαμο. Το μεσοδιάστημα (Σχ9.25) από ταυτόχρονα ανοικτών βαλβίδων δύναται να γίνει ταυτόχρονα κλειστών, με μετάθεση του χρόνου ανοίγματος της ‘απορροής’, κατόπιν κλεισίματος των ‘κύριας εξαγωγής’ όταν σε ατμοσφαιρικούς κινητήρες η πίεση στον θάλαμο την στιγμή που ανοίγει η ‘απορροής’ δεν είναι ικανοποιητική για τον εφελκυσμό του νέου αέρα.

Περί τις 30° πριν το ΑΝΣ ανοίγουν ταυτόχρονα οι βαλβίδες εισαγωγής (Σχ9.1 - 2) (Σχ7.1 - 2) με την ‘απορροής’ ανοιχτή. Το μεσοδιάστημα των ταυτόχρονα ανοικτών βαλβίδων απορροής και εισαγωγής αποδίδεται στο (Σχ9.27) που συντελείται η πληρότητα της αποβολής των καυσαερίων και θερμότητας κρίσιμων μερών του θαλάμου (Σχ10). Περί τις 20° μετά το ΑΝΣ κλείνει η απορροής που σηματοδοτεί το τέλος του χρόνου της εξαγωγής και υλοποιείται ο χρόνος εισαγωγής. Περί τις 30° μετά το ΚΝΣ κλείνει η μία βαλβίδα εισαγωγής (Σχ9.2), (Σχ7.2) και 10° μετά η δεύτερη (Σχ9.1), (Σχ7.1) όταν απαιτείται στροβιλισμός αέρα για ισοκατανομή ανάμιξης καυσίμου στον αέρα, διαφορετικά δύναται να κλείνουν ταυτόχρονα.

Στο (Σχ.10) αποτυπώνονται οι ροές καυσαερίων και νεοεισερχόμενου αέρα την στιγμή του μεσοδιαστήματος (Σχ9.27) που είναι ταυτόχρονα ανοικτές και η απορροής (Σχ10.3) και οι δύο εισαγωγής (Σχ10.1 - 2). Την στιγμή αυτή το έμβολο βρίσκεται στην ζώνη του ΑΝΣ αφήνοντας ελάχιστο ύψος στον χώρο του θαλάμου και ουσιαστικά όλες οι κινήσεις των αερίων είναι σε οριζόντιες ροές. Το ταυτόχρονο άνοιγμα και των δύο βαλβίδων εισαγωγής δημιουργεί μια ροή νέου αέρα ενιαίου μετώπου που προσεγγίζει την απορροής. Η θέση των βαλβίδων κύριας εξαγωγής (Σχ.10.4 - 5) είναι μεταξύ των βαλβίδων εισαγωγής και της απορροής ως προς την ροή του νεοεισερχόμενου αέρα. Το ενιαίο μέτωπο του νέου αέρα περνά ταυτόχρονα κάτω και από τις δύο βαλβίδες κύριας εξαγωγής καθώς και κάτω από το στοιχείο έναυσης (Σχ10.10) και οδηγεί μέρος της θερμότητας των ανωτέρω στοιχείων όπως και το κατάλοιπο των καυσαερίων στην όδευση απορροής (Σχ10.23).

Για την επίτευξη στροβιλικής ροής του αέρα στον θάλαμο οι βαλβίδες κύριας εισαγωγής κλείνουν σε ελαφριά διαφοροποιημένο χρόνο. Το ταυτόχρονο άνοιγμα και των δύο βαλβίδων εισαγωγής, χαρακτηριστικό της τοπολογίας, δεν επιτρέπει ελεγχόμενη στροβιλική ροή κατά την εκκίνηση του χρόνου εισαγωγής και αυτή επιτυγχάνεται με την διαφοροποίηση του χρόνου κλεισίματός των στο τέλος του χρόνου εισαγωγής.

Απόδοση λειτουργίας πενταβάλβιδης ‘ασύμμετρης’ διάταξης

Το διάγραμμα χρονισμού (Σχ13) της πενταβάλβιδης απόδοσης ‘ασύμμετρης’ τοπολογίας (Σχ11), (Σχ12) διατηρώντας τις ανωτέρω παραδοχές γραφικής απόδοσης του τετράχρονου κύκλου, της σπειροειδούς απόδοσης, ορίζει ως σημείο εκκίνησης το ΑΝΣ την έναρξη του κύκλου εκτόνωσης (Σχ13.0) στον εσωτερικό κύκλο.

Στο τέλος του χρόνου εκτόνωσης (Σχ13.8) περί τις 30° ,της στέψης του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου, πριν το ΚΝΣ, ενεργοποιούνται σχεδόν ταυτόχρονα οι δύο βαλβίδες κύριας εξαγωγής (Σχ13.4 - 5) (Σχ12.4 - 5) που σηματοδοτούν την έναρξη του χρόνου εξαγωγής- Στο διάστημα αυτό ο μεγαλύτερος όγκος των καυσαερίων οδεύει προς την δευτερογενή εκμετάλλευση καυσαερίων από τις βαλβίδες κύριας εξαγωγής.

Μεταξύ 80° και 140° μετά το ΚΝΣ ανοίγει η βαλβίδα απορροής (Σχ13.3), (Σχ12.3) και κλείνει η βαλβίδα κύριας εξαγωγής που είναι μακρύτερα της ‘απορροής’ (Σχ13.5), (Σχ12.5) μετατοπίζοντας την συνισταμένη ροή εξαγωγής προς το κοινό μέτωπο της ‘απορροής’ με την ανοικτή βαλβίδα κύριας εξαγωγής (Σχ13.4) (Σχ12.4) που παραμένει ανοιχτή ταυτόχρονα με τις εξαγωγής για το μεσοδιάστημα (Σχ13.25) μεγέθους περί των 25°. Κατόπιν παραμένει ανοικτή μόνο η ‘απορροής’ (Σχ13.3). (Σχ12.3)

Το μεσοδιάστημα (Σχ13.25) δυνατοί να περιοριστεί στο ελάχιστο όταν σε ατμοσφαιρικούς κινητήρες η πίεση στον θάλαμο την στιγμή που ανοίγει η ‘απορροής’ δεν είναι ικανοποιητική για τον εφελκυσμό του νέου αέρα.

Περί τις 30° πριν το ΑΝΣ ανοίγει η βαλβίδα εισαγωγής πρώτης ενεργοποίησης (Σχ13.1) η οποία τοπογραφικά στον θάλαμο βρίσκεται μακρύτερα από την απορροής (Σχ12.1), με την απορροής να εισροφά στον θάλαμο το νέο αέρα. Το μεσοδιάστημα των ταυτόχρονα ανοικτών βαλβίδων απορροής και πρώτης εισαγωγής αποδίδεται στο (Σχ13.26) και η απόδοση των ροών των αερίων στο θάλαμο στο (Σχ14). Περί τις 10° πριν το ΑΝΣ ανοίγει και η δεύτερη βαλβίδα εισαγωγής (Σχ12.2) (Σχί 3.2) σχηματίζοντας το μεσοδιάστημα των ταυτόχρονα ανοικτών των δύο βαλβίδων εισαγωγής και της απορροής (Σχ13.27) όπου οι ροές των αερίων αποδίδοντα στο (Σχ15). Περί τις 3Θ° μετά το ΑΝΣ κλείνει η απορροής που σηματοδοτεί το τέλος του χρόνου της εξαγωγής και υλοποιείται ο χρόνος εισαγωγής.

Περί τις 30° μετά το ΚΝΣ κλείνουν οι βαλβίδες εισαγωγής (Σχ13.1 - 2) σηματοδοτώντας το τέλος του χρόνου της εισαγωγής και την έναρξη του χρόνου συμπίεσης (Σχ13.6).

Στα σχέδια (Σχ.14), (Σχ15) αποτυπώνονται οι ροές καυσαερίων και νεοεισερχόμενου αέρα την στιγμή των μεσοδιαστημάτων (Σχ13.26) και (Σχ 13.27) αντίστοιχα. Την στιγμή αυτή το έμβολο βρίσκεται στην ζώνη του ΑΝΣ αφήνοντας ελάχιστο ύψος στον χώρο του θαλάμου και ουσιαστικά όλες οι κινήσεις των αερίων είναι σε οριζόντιες ροές.

Στο (Σχ.14) στιγμιότυπο (Σχ13.26) με ανοιχτή τη βαλβίδα απορροής (Σχ12.3) (Σχ14.3) και μόλις έχει ανοίξει η πρώτη βαλβίδα εισαγωγής (Σχ12.1) (Σχ14.1), λόγω της φοράς έλευσης του αυλού εισαγωγής (Σχ10,21) ο κύριος όγκος αέρα που εισέρχεται από την εισαγωγής έχει κατεύθυνση κάτω από τις βαλβίδες κύριας εξαγωγής (Σχ.12.5 - 4), μέτωπο (Σχ14.41). Παράλληλα πλευρικά της βαλβίδας ο αέρας εισαγωγής αναπτύσσει και άλλα μέτωπα με ένα να κατευθύνεται περιφερειακά του θαλάμου (Σχ 14.42), ένα προς την κοντινότερη πλευρά του κυλίνδρου να ανακλάται και να επιστρέφει κάτω από την βαλβίδα (Σχ14.43), ένα πλευρικά προς την κλειστή ακόμα δεύτερη βαλβίδα εισαγωγής (Σχ14.44) και ένα άμεσα προς την απορροής γύρω από το στοιχείου έναυσης (Σχ14.10) ροή (Σχ14.45). Οι ροές αυτές αναπτύσσουν ένα μέτωπο εισαγωγής νέου αέρα που ωθεί τα καυσαέρια (Σχ14.17) προς την απορροής με κυριότερο μέτωπο αυτό που περνά κάτω από τις κύριες βαλβίδες εξαγωγής και απομακρύνει τον κυρτότερο όγκο καυσαερίων και θερμότητας κάτω από τις βαλβίδες αυτές.

Στο (Σχ15) που είναι το άμεσα επόμενο βήμα με το έμβολο σχεδόν στο ΑΝΣ στο μεσοδιάστημα (Σχ13.27), έχει ανοίξει και η δεύτερη βαλβίδα εισαγωγής (Σχ12.2) (Σχ15.2), ο αέρας από την πρώτη εισαγωγής (Σχ15.1) έχει ήδη περικυκλώσει τα καυσαέρια (Σχ15.17) γύρω από την απορροής (Σχ15.3) και ο αέρας της δεύτερα ανοιγμένης εισαγωγής (Σχ15.2) αθροίζεται σε συνισταμένη τροχιά με τον αέρα της πρώτα ανοιγμένης εισαγωγής. Η συνισταμένη ροή ολοκληρώνει την αποβολή των καυσαερίων στην απορροής μαζί με ένα μέρος νέου αέρα που έχει αποσπάσει τμήμα της θερμότητας του θαλάμου και των κρίσιμων θερμικά εξαρτημάτων του θαλάμου βαλβίδων κύριας εξαγωγής (Σχ.15.5 - 4) και στοιχείο έναυσης (Σχ15.10).

Υλοποίηση σε δίχρονους παλινδρομικούς κινητήρες, απουσία θυρίδων

Βασική επιδίωξη της εφεύρεσης είναι η υλοποίηση δίχρονου κινητήρα με χρήση βαλβίδων μόνο στην κεφαλή του θαλάμου και αποφυγή θυρίδων στο σώμα, ώστε ο παραγωγικός χρόνος της εκτόνωσης να μπορεί να υλοποιείται όσο πληρέστερος δυνατό, σχεδόν όπως σε τετράχρονο, αποδίδοντας πλήρως το παραγωγικό έργο του καυσίμου. Πρόσθετα η υλοποίηση χωρίς θυρίδες επιτρέπει την στεγανότητα του θαλάμου καύσης από τον χώρο στροφάλου με το λιπαντικό ανεπηρέαστο από την καύση, πληρώντας τα περιβαλλοντικά πρότυπα λειτουργίας των τετράχρονων. Έτσι οι φάσεις κύριας εξαγωγής, απορροής, και της εισαγωγής ολοκληρώνονται ως το μέσο περίπου της διαδρομής του εμβόλου από το ΚΝΣ ως το ΑΝΣ και η συμπίεσης από το σημείο αυτό ως το ΑΝΣ.

Η υλοποίηση αυτή στους δίχρονους κινητήρες είναι εφικτή και για κινητήρες έναυσης μείγματος με σπινθήρα και για κινητήρες έναυσης Diesel.

Για την επίτευξη της λειτουργίας της υλοποίησης χωρίς θυρίδες και πλήρη χρόνο εκτόνωσης και με την συμπίεση να χρειάζεται τουλάχιστον το μισό του χρόνου από το ΚΝΣ προς το ΑΝΣ, μένει το πρώτο μισό του χρόνου από το ΚΝΣ προς το ΑΝΣ για τις δύο εξαγωγές και την εισαγωγή. Επίσης η περιορισμένη διαδρομή συμπίεσης απαιτεί και συμπιεσμένο αέρα της τάξης τουλάχιστο δύο φόρες της ατμοσφαιρικής πίεσης, συνεπαγόμενη υποχρεωτική τη χρήση συμπιεστή πλήρωσης. Συνηθέστερη υλοποίηση είναι αυτή της αξιοποίησης του μηχανικού έργου των καυσαερίων από στροβιλοσυμπιεστή για την συμπίεση του αέρα εισαγωγής, με πιθανότητα ανάλογα της εφαρμογής να απαιτείται και πρόσθετη υποβοήθηση με μηχανικό ή ηλεκτρικό συμπιεστή ή και συνδυασμού των.

Η λειτουργία υλοποιείται και με τέσσερις βαλβίδες ανά κύλινδρο (Σχ1) με χρονισμό που αποδίδεται στο (Σχ16) άλλα βέλτιστα με πέντε βαλβίδες, σε τοπολογία ‘συμμετρικής’ (Σχ7) με χρονισμό που αποδίδεται στο (Σχ18).

Απόδοση χρονισμού βαλβίδων και ροής αερίων σε δίχρονους κινητήρες

Η γραφική απόδοση περιγραφής των χρόνων της δίχρονης μηχανής είναι πιο απλή καθώς όλος ο λειτουργικός κύκλος υλοποιείται σε έναν κύκλο στροφάλου και αποτυπώνεται σε αναγωγή θέσης στέψης εμβόλου. Σημείο έναρξης του κύκλου (0°) είναι το ΑΝΣ του εμβόλου και είναι το σημείο εντός της ζώνης έναυσης που ξεκινά ο χρόνος εκτόνωσης. Η ανάγνωση της χρονικής διαδοχής των δράσεων παραμένει δεξιόστροφη.

Οι γραφικές απεικονίσεις και της τετραβάλβιδης (Σχ16) κοίτης πενταβάλβιδης (Σχ18) απόδοσης περιγράφοντα μαζί καθώς είναι πανομοιότυπες με το ίδιο ανάπτυγμα δράσης να έχουν οι αντίστοιχες βαλβίδες, και ομοίως η μία βαλβίδα κύριας εξαγωγής στην τετραβάλβιδη κεφαλή, έχει το ίδιο ανάπτυγμα με τις δύο κύριας εξαγωγής στην πενταβάλβιδη κεφαλή.

Με το έμβολο περί τις 40° πριν το ΚΝΣ στο τέλος του χρόνου εκτόνωσης (Σχ16.8) (Σχ18.8) ανοίγει στην την τετραβάλβιδη κεφαλή (Σχ1.4) η βαλβίδα κύριας εξαγωγής (Σχ16.4) και για την πενταβάλβιδη (Σχ7.4 - 5) οι δύο βαλβίδες κύριας εξαγωγής (Σχ18.4 - 5). Η πλειονότητα των καυσαερίων εξέρχεται του θαλάμου προς την μονάδα δευτερογενούς εκμετάλλευσης καυσαερίων και περί τις 10° πριν το ΚΝΣ ανοίγει και η απορροής (Σχ16.3), (Σχί .3) για την τετραβάλβιδη, και (Σχ18.3) (Σχ7.3) για την πενταβάλβιδη κεφαλή βοηθώντας στην ταχύτερη αποβολή των καυσαερίων.

Στις 20° μετά το ΚΝΣ κλείνει η βαλβίδα εξαγωγής (Σχ16.4) για (Σχ1.4) της τετραβάλβιδης κεφαλής, και οι βαλβίδες αντίστοιχα (Σχ18.4 - 5) για (Σχ7.4 -5) της πενταβάλβιδης καφαλής, και σχεδόν αμέσως ανοίγουν και οι δύο βαλβίδες εισαγωγής (Σχ16.1 - 2) για (Σχ1.1 - 2) και (Σχ18.1 - 2) για (Σχ7.1 - 2) αντίστοιχα. Σε αυτό το μεσοδιάστημα των ταυτόχρονα ανοικτών βαλβίδων απορροής και των δυο βαλβίδων εισαγωγής (Σχ16.27) και (Σχ18.27) ξεκινά η διεργασία της υποβοηθούμενης αποβολής των καυσαερίων από τον θάλαμο καθώς και θερμότητας κρίσιμων στοιχείων του θαλάμου. Οι εγκάρσιες ροές των αερίων στους θαλάμους αποδίδονται για την τετραβάλβιδη κεφαλή (Σχ1) στο (Σχ17) και για την πενταβάλβιδη (Σχ7) στο (Σχ19).

Με το έμβολο περί τις 35° μετά το ΚΝΣ κλείνει η απορροής (Σχ16.3) για (Σχ1.3) και (Σχ18.3) για (Σχ7.3) αντίστοιχα, και υλοποιείται ο υπόλοιπος χρόνος της εισαγωγής όπου και πληρώνεται ο θάλαμος με νέο αέρα.

Όταν το έμβολο είναι περί τις 80° μετά το ΚΝΣ κλείνουν σχεδόν μαζί οι βαλβίδες εισαγωγής (Σχ16.1 - 2) για (Σχ1 .1 - 2) και (Σχ18.1 - 2) για (Σχ7.1 - 2) με μια μικρή χρονική διαφορά όταν απαιτείται στροβιλισμός του αέρα. Στο σημείο αυτό τελειώνει ο χρόνος εισαγωγής και αρχίζει ο χρόνος της συμπίεσης (Σχ1 6.6) για υλοποίηση (Σχ1) και (Σχ18.6) για υλοποίηση (Σχ7).

Ο σημαντικότερος παράγοντας στην βέλτιστη λειτουργία του κινητήρα αυτού είναι η φάση της αποβολής των καυσαερίων όπου η ενεργοποίηση των βαλβίδων εισαγωγής, όπως και η κλίση τους πρέπει να εστιαστούν στο να ωθήσουν τον νέο αέρα, έτσι ώστε να περικυκλώσουν και κατευθύνουν τα καυσαέρια στην βαλβίδα απορροής, καθώς το έμβολο (Σχ17.11) είναι στη ζώνη του ΚΝΣ (μεγίστη απόσταση από το ΑΝΣ) και δεν συνδράμει σε αυτή τη λειτουργία.

Στην τετραβάλβιδη κεφαλή η αποτύπωση των ροών των αερίων αποδίδεται στο (Σχ17) που είναι η εγκάρσια τομή του θαλάμου με θέαση από την πλευρά της βαλβίδας εισαγωγής (Σχ1.2) που δεν απεικονίζεται. Οι βαλβίδες (Σχ17.1 - 3) απεικονίζονται πλήρης σε τομή όμως των αυλών τους (Σχ17.21 — 23) αντίστοιχα. Στο χρονικό στιγμιότυπο αυτό ο νέος αέρας από τον αυλό εισαγωγής (Σχ17.21) μέσω των βαλβίδων εισαγωγής αναπτύσσεται σε δυο μέτωπα και ωθεί τα καυσαέρια (Σχ17.17) προς την "απορροής’ (Σχ17.3). Το πρώτο μέτωπο (Σχ17.41) κινείται εφαπτομενικά της κεφαλής του θαλάμου, κάτω από την βαλβίδα κύριας εξαγωγής (Σχ17.4) και ωθεί τα καυσαέρια και την θερμότητα της βαλβίδων κύριας εξαγωγής και του στοιχείου έναυσης στην απορροής. Το δεύτερο μέτωπο (Σχ17.42) κινείται καθοδικά, παράλληλα προς τον διαμήκη άξονα του θαλάμου και εφαπτομενικά της περιφέρειας του, εξοστρακίζεται στην επιφάνεια του εμβόλου (Σχ17.11) και επιστρέφει ανοδικά προς την απορροής παρασύροντας καυσαέρια και θερμότητα απ’ όλο τον χώρο του θαλάμου, της επιφάνειας του και της επιφάνειας του εμβόλου και ταυτόχρονα πληροί τον θάλαμο με νέο αέρα.

Στην πενταβάλβιδη κεφαλή η αποτύπωση των ροών των αερίων αποδίδεται στο (Σχ19) που είναι η εγκάρσια τομή του θαλάμου ακριβώς στην μέση στο ύψος της ‘απορροής’, που αποτυπώνεται και αυτή σε τομή, και αποκρύπτονται οι βαλβίδες εισαγωγής (Σχ7.1) και εξαγωγής (Σχ7.5), στο χρονικό σημείο των ταυτόχρονα ανοιχτών βαλβίδων εισαγωγής και ‘απορροής’ (Σχ18.27) με το έμβολο (Σχ19.11) στη ζώνη του ΚΝΣ.

Στο χρονικό σημείο αυτό απεικονίζεται η διαδρομή του αέρα εισαγωγής όπως εισέρχεται από τον αυλό εισαγωγής (Σχ19.21) και μέσω των βαλβίδων εισαγωγής αναπτύσσεται σε δύο μέτωπα και ωθεί τα καυσαέρια (Σχ19.17) προς την ‘απορροής’ (Σχ19.3). Το πρώτο μέτωπο κινείται εφαπτομενικά της κεφαλής του θαλάμου (Σχ 19.41), κάτω από τις βαλβίδες κύριας εξαγωγής (Σχ19.4) και ωθεί τα καυσαέρια και την θερμότητα των βαλβίδων κύριας εξαγωγής και του στοιχείου έναυσης στην όδευση απορροής (Σχ19.23). Η δεύτερη ροή κινείται καθοδικά, παράλληλα προς τον διαμήκη άξονα του θαλάμου και εφαπτομενικά της περιφέρειας του, εξοστρακίζεται στην επιφάνεια του εμβόλου (Σχ19.11) και επιστρέφει ανοδικά προς την απορροής (Σχ19.42) παρασύροντας καυσαέρια και θερμότητα απ’ όλο τον χώρο του θαλάμου, της επιφάνειας του και της επιφάνειας του εμβόλου.

Claims

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1. Μηχανή εσωτερικής καύσης, λειτουργίας θεμελιώδους κύκλου τεσσάρων χρόνων Oto ή Diesel, με δύο βαλβίδες εξαγωγής ανά θάλαμο καύσης, χαρακτηριζόμενη αχό την διαφοροποίηση της εξαγωγής, όπου διαχωρίζεται η όδευση των καυσαερίων αχό τον θάλαμο σε δύο ανεξάρτητες μεταξύ των, μία ανά βαλβίδα εξαγωγής, ανά θάλαμο καύσης (Σχ1.3 - 4), (Σχ2.3 - 4), και που η υλοποίηση της αποβολής των καυσαερίων από τον θάλαμο πραγματοποιείτε με τη ακολουθιακή ενεργοποίηση των δύο βαλβίδων εξαγωγής εντός του χρόνου της εξαγωγής.

Η πρώτα χρονικά ενεργοποιημένη βαλβίδα εξαγωγής (Σχ1.4), (Σχ2.4) και αντίστοιχα αυλός όδευσης των καυσαερίων αυτής (Σχ1.22), (Σχ2-22) οροθετούνται ως ‘κύριας εξαγωγής’, και τα καυσαέρια των αυλών των βαλβίδων αυτών οδηγούνται κυρίως προς διάταξη για την δευτερογενή εκμετάλλευση της ενέργειας των. Οι δεύτερα χρονικά ενεργοποιημένη βαλβίδα εξαγωγής (Σχ1.3), (Σχ2.3) και αντίστοιχα αυλός όδευσης των καυσαερίων αυτής (Σχ1.23), (Σχ2.23) οροθετούνται ως "απορροής’ και τα καυσαέρια των αυλών των βαλβίδων αυτών οδηγούνται προς την ελεύθερη εξαγωγή, είτε απ’ ευθείας ή μέσω της μονάδας εξουδετέρωσης ρύπων.

Η έναρξη ενεργοποίησης της βαλβίδας ‘κύριας εξαγωγής’(Σχ1.4) ορίζεται με τη στέψη του εμβόλου στην ζώνη του ΚΝΣ (Κάτω Νεκρό Σημείο) σε αναγωγή γωνίας στροφάλου περί τις 40° πριν το ΚΝΣ (Σχ3.4) στο τέλος του κύκλου εκτόνωσης (Σχ3.8), και η φραγή της (Σχ1.4) ολοκληρώνεται σε ένα εύρος ζώνης με τη στέψη του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου μεταξύ 100° και 150° μετά το ΚΝΣ κίνησης του εμβόλου προς το ΑΝΣ (Ανω Νεκρό Σημείο) (Σχ3.4).

Η έναρξη ενεργοποίησης της ‘απορροής’ (Σχ1.3) ορίζεται σε ένα εύρος ζώνης με τη στέψη ταυ εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου μεταξύ 90° και 140° μετά το ΚΝΣ κίνησης του εμβόλου προς το ΑΝΣ (Σχ3.3) προηγούμενο του κλεισίματος της ‘κύριας εξαγωγής’ περί των 20° και κλείνει με τη στέψη του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου μεταξύ 20° και 35° μετά το ΑΝΣ κίνησης του εμβόλου προς το ΚΝΣ (Σχ3.3) στην έναρξη του χρόνου της εισαγωγής.

2. Μηχανή παλινδρομική εσωτερικής καύσης με δύο βαλβίδες εξαγωγής ανά θάλαμο και διαχωρισμό σε δύο των οδεύσεων των καυσαερίων από τον θάλαμο, μία ανά βαλβίδα εξαγωγής, (Σχ1) με ακολουθιακή ενεργοποίηση των σύμφωνα με την πρώτη αξίωση, χαρακτηριζόμενη από δύο διαδοχικά μεσοδιαστήματα συνδυασμού ταυτόχρονα ανοικτών της βαλβίδας ‘απορροής’ και των δύο βαλβίδων εισαγωγής στο μεταβατικό στάδιο τέλους του χρόνου εξαγωγής και έναρξης χρόνου εισαγωγής.

Το πρώτο μεσοδιάστημα (Σχ3-26) ξεκινά περί τις 30° στέψης εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου πριν το ΑΝΣ με ανοικτή τη βαλβίδα ‘απορροής’ (Σχ1.3) (Σχ3.3), όταν ανοίγει και η βαλβίδας εισαγωγής η διαγώνια απέναντι της ‘απορροής’ (Σχ1.1) (Σχ3.1). Ο κύριος όγκος αέρα που εισέρχεται αχό την βαλβίδα εισαγωγής (Σχ5.1) (Σχ5.41) κατευθυνόμενος προς την ‘απορροής’ (Σχ5.3) διαπερνά κάτωθεν της κύριας εξαγωγής (Σχ5.4) και μεταφέρει τα κατάλοιπα καύσης (Σχ5.17), και θερμότητα από την επιφάνεια της βαλβίδας κύριας εξαγωγής, στοιχείου έναυσης (Σχ5.10) και πέριξ αυτών στην έξοδο της απορροής (Σχ5.3).

Το δεύτερο μεσοδιάστημα (Σχ3.27) που τερματίζει το πρώτο, ξεκινά περί τις 10° στέψης εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου πριν το ΑΝΣ με ανοικτές τη βαλβίδα ‘απορροής’ (Σχ1.3) (Σχ3.3), καιτην εισαγωγής (Σχ1.1) (Σχ3.1), όταν ανοίγει και η έταιρη βαλβίδας εισαγωγής (Σχ1.2) (Σχ3.2) και ορίζεται μέχρι κλεισίματος της ‘απορροής’, όπου η αθροιστική ροή του αέρα εισαγωγής και των δύο βαλβίδων εισαγωγής (Σχ6.1 - 2) εγκλωβίζει και εξωθεί τον υπόλοιπο όγκο καυσαερίων του θαλάμου προς την ‘απορροή’ (Σχ6.3).

3. Μηχανή παλινδρομική εσωτερικής καύσης με διαχωρισμό σε δύο των οδεύσεων των καυσαερίων από τον θάλαμο, μία ανά βαλβίδα εξαγωγής, (Σχί) και ακολουθιακή ενεργοποίηση των στον χρόνο της εξαγωγής σύμφωνα με την πρώτη αξίωση χαρακτηριζόμενη από την αύξηση του αριθμού των βαλβίδων της πρώτα ενεργοποιημένης δράσης εξαγωγής ‘κύριας εξαγωγής’ σε δύο (Σχ8.4 -5), που οδηγούν τα καυσαέρια στον κοινό αυλό όδευσης (Σχ8.22), και συνολικά σε πέντε βαλβίδες ανά κύλινδρο, σε τοπολογία με την ‘απορροής’ (Σχ8.3), ενδιάμεσα των ‘κύριας εξαγωγής’ (Σχ8.4 -5), και απέναντι των δύο εισαγωγής (Σχ8.1 -2).

Το ανάπτυγμα δράσης των δύο βαλβίδων κύριας εξμγωγής (Σχ9.4 -5) ορίζεται, με άνοιγμα περί τις 30° πριν το ΚΝΣ, στο τέλος του κύκλου εκτόνωσης ( Σχ9.8), και κλείσιμο μεταξύ 100° και 150° μετά το ΚΝΣ στέψης του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου, και της βαλβίδας ‘απορροής (Σχ9.3) το άνοιγμα σε εύρος από 90° μέχρι 140<ο>μετά το ΚΝΣ και κλείσιμο περί τις 30<®>μετά το ΑΝΣ.

Οι βαλβίδες εισαγωγής (Σχ9.1 -2) ανοίγουν περί τις 30° πριν το ΑΝΣ και κλείνουν περί τις 40° στέψης ταυ εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου μετά το ΚΝΣ, και στο μεσοδιάστημα των ταυτόχρονα ανοικτών βαλβίδων εισαγωγής με την ‘απορροής’ (Σχ9.27), η ροή του αέρα από κάθε εισαγωγής (Σχ10.1 -2) προς την απορροής (Σχ10.3) συμπαρασύρει τα κατάλοιπα καύσης και θερμότητα κάτωθεν από την μετωπικά απέναντι της κύριας εξαγωγής (Σχ 10.2 - 4), (Σχ10.1 - 5).

4. Μηχανή παλινδρομική εσωτερικής καύσης με διαχωρισμό σε δύο των οδεύσεων των καυσαερίων από τον θάλαμο μία ανά βαλβίδα εξαγωγής ακολουθιακά ενεργοποιημένων σύμφωνα με την πρώτη αξίωση, και με τροποποίηση αύξησης σε δύο των βαλβίδων για την πρώτα ενεργοποιημένη όδευση σύμφωνα με την τρίτη αξίωση, χαρακτηριζόμενη από την τοπολογία των βαλβίδων εξαγωγής στον θάλαμο όπου η απορροής (Σχ12.3) και ο αυλός της (Σχ12-23) έχει εκατέρωθεν της τα δύο ζεύγη βαλβίδων, των εισαγωγής (Σχ12.2 -1) και κύριας εξαγωγής (ΣχΙ 2.4 -5).

5. Μηχανή παλινδρομική εσωτερικής καύσης με διαχωρισμό σε δύο των οδεύσεων των καυσαερίων από τον θάλαμο μία ανά βαλβίδα εξαγωγής ακολουθιακά ενεργοποιημένων σύμφωνα με την πρώτη αξίωση και με την τροποποίηση αύξησης των βαλβίδων ‘κύριας εξαγωγής’ σε δύο ανά θάλαμο στον ίδιο αυλό στην τοπολογία (Σχ12.5 — 5) σύμφωνα με την τέταρτη αξίωση, χαρακτηριζόμενη από τον ειδικό χρονισμό των βαλβίδων σε δύο μεταβατικές φάσεις του χρόνου εξαγωγής,

Στην πρώτη μεταβατική φάση (Σχ13.25), αυτή του κλεισίματος των βαλβίδων κύριας εξαγωγής (Σχ13.4 - 5) και ανοίγματος της ‘απορροής’ (Σχ1 3.3), η βαλβίδα κύριας εξαγωγής (Σχί 2.5) κλείνει σχεδόν ταυτόχρονα με το άνοιγμα της ‘απορροής’ (Σχ13.5), (Σχ13.3) και η εγγύτερη της ‘απορροής’ βαλβίδα κύριας εξαγωγής (Σχ12.4) κλείνει (Σχ13.4) αργότερα του ανοίγματος της ‘απορροής’ σχηματίζοντας την ζώνη ταυτόχρονα ανοικτών βαλβίδων (Σχ12.3) και (Σχ12.4), (Σχ13.25), μεταθέτοντας την συνισταμένη διεύθυνση εξόδου των καυσαερίων προς τις δύο ανοικτές βαλβίδες. Χρόνος δράσης της περί των 25° στην περιοχή που κυμαίνεται από 90° έως 140° στέψης εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου μετά το ΚΝΣ.

Στην δεύτερη μεταβατική φάση αυτή του τέλους του χρόνου εξαγωγής και έναρξης χρόνου εισαγωγής ορίζεται το πρώτο μεσοδιάστημα (Σχ13.26) των ταυτόχρονα ανοικτών ‘απορροής’ (Σχ12.3), (Σχ13.3) και βαλβίδας εισαγωγής (Σχ12.1), (Σχ13.1)της μακρύτερατης ‘απορροής’, που ανοίγει περί τις 30° πριν το ΑΝΣ και ωθεί τον αέρα της (Σχ14.1) (Σχ14.41) κάτωθεν των βαλβίδων κύριας εξαγωγής (Σχ14.5 -4)στην όδευσή του προς την ‘απορροής’ (Σχ14.3) συνωθώντας τα κατάλοιπα καύσης και θερμότητα αυτών. Περί τις 10<ο>πριν το ΑΝΣ ανοίγει και η δεύτερη βαλβίδα εισαγωγής (Σχ12.2) (Σχ13.2) η εγγύτερη της ‘απορροής’, ορίζοντας το δεύτερο μεσοδιάστημα (Σχ13.27) μέχρι κλεισίματος της ‘απορροής’ περί τις 30° μετά το ΑΝΣ (Σχ13.3), όπου η αθροιστική ροή του αέρα εισαγωγής και των δύο βαλβίδων εισαγωγής (Σχ15.1 - 2) εγκλωβίζει και εξωθεί τον υπόλοιπο όγκο καυσαερίων του θαλάμου προς την ‘απορροή’ (Σχ15.3).

6. Μηχανή παλινδρομική εσωτερικής καύσης με διαχωρισμό σε δύο των οδεύσεων των καυσαερίων από τον θάλαμο, μία ανά βαλβίδα εξαγωγής, (Σχ1) και ακολουθιακή ενεργοποίηση των στον χρόνο της εξαγωγής σύμφωνα με την πρώτη αξίωση χαρακτηριζόμενη από την εφαρμογή της διάσπασης σε δυο των οδεύσεων εξαγωγής σε παλινδρομική μηχανή κύκλου δύο χρόνων, με την απαίτηση συμπιεστή στην εισαγωγή.

Το διάγραμμα χρονισμού του δίχρονου κύκλου της υλοποίησης κυλινδροκεφαλής (Σχ1) αποδίδεται στο (Σχ16) και ο χρόνος της εξαγωγής ξεκινά με την στέψη του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου περί τις 40° πριν το ΚΝΣ (Σχ16.4) όπου ολοκληρώνεται η φάση εκτόνωσης (Σχ16.8), με το άνοιγμα της βαλβίδας ‘κύριας εξαγωγής’ (Σχ1.4).

Με την στέψη του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου περί τις 10° πριν το ΚΝΣ ξεκινά το άνοιγμα της απορροής (Σχ16.3) και σχηματίζει το μεσοδιάστημα (Σχ16.25) των ταυτόχρονα ανοικτών όλων των βαλβίδων εξαγωγής. Με την στέψη του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου περί τις 20° μετά το ΚΝΣ κλείνει η βαλβίδα κύριας εξαγωγής (Σχ16.4) με τα καυσαέρια να διαφεύγουν μόνο από την απορροής (Σχ16.3), και αμέσως μετά ανοίγουν οι βαλβίδες εισαγωγής (Σχ1.1 -2). Στο χρονικό αυτό μεσοδιάστημα (Σχ16.27) ο αέρας εισαγωγής ωθείται από τον συμπιεστή με πίεση στον θάλαμο και αναπτύσσει δύο μέτωπα που υλοποιούν ταυτόχρονα πλήρωση και αποβολή καυσαερίων, (Σχ.17). Το ένα μέτωπο (Σχ17.41) διατρέχει την επιφάνεια της κεφαλής του θαλάμου και το άλλο μέτωπο (Σχ. 17.42) διατρέχει εφαπτομενικά την περιφέρεια του θαλάμου προς το έμβολο (Σχ17. 11), διατρέχει την επιφάνεια του και κατευθύνεται και πάλι εφαπτομενικά της περιφέρειας του υπόλοιπου θαλάμου προς την απορροής.

Η ‘απορροής’ κλείνει με την στέψη του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου περί τις 40° μετά το ΚΝΣ (Σχ16.3), όπου οι δύο βαλβίδες εισαγωγής (Σχ16. 1 -2) υλοποιούν τον υπόλοιπο χρόνο εισαγωγής και ολοκληρώνουν την πλήρωση μέχρι την στέψη του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου περί τις 80° μετά το ΚΝΣ, όπου ξεκινά ο χρόνος της συμπίεσης (Σχ16.6).

7. Μηχανή παλινδρομική εσωτερικής καύσης με διαχωρισμό σε δύο των οδεύσεων των καυσαερίων από τον θάλαμο μία ανά βαλβίδα εξαγωγής ακολουθιακά ενεργοποιημένων σύμφωνα με την πρώτη αξίωση, με την τροποποίηση αύξησης σε δύο των βαλβίδων για την πρώτα ενεργοποιημένη όδευση εξαγωγής σύμφωνα με την τοπολογία στην τρίτη αξίωση (Σχ8) και με την εφαρμογή του διαχωρισμού οδεύσεων εξαγωγής σε λειτουργικό κύκλο δύο χρόνων σύμφωνα με την έκτη αξίωση, χαρακτηριζόμενη από την εφαρμογή του κύκλου χρονισμού (Σχ18).

Οι δύο βαλβίδες ‘κύριας εξαγωγής’ (Σχ8.4 -5) ανοίγουν με την στέψη του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου περί τις 40° πριν το ΚΝΣ (Σχ18.4 -5) στο τέλος του χρόνου εκτόνωσης (Σχ18.8).

Με την στέψη του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου περί τις 10° πριν το ΚΝΣ ξεκινά το άνοιγμα της απορροής (Σχ18.3) και σχηματίζει το μεσοδιάστημα (Σχ18.25) των ταυτόχρονα ανοικτών όλων των βαλβίδων εξαγωγής για την απρόσκοπτη έξοδο των καυσαερίων.

Με την στέψη του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου περί τις 20° μετά το ΚΝΣ κλείνουν οι βαλβίδες κύριας εξαγωγής (Σχ18.4 -5) με τα καυσαέρια να διαφεύγουν μόνο από την απορροής (Σχ18.3), και αμέσως μετά ανοίγουν οι βαλβίδες εισαγωγής (Σχ8.1 -2) (Σχ18.1 -2). Στο χρονικό αυτό μεσοδιάστημα (Σχ18.27) ο αέρας εισαγωγής ωθείται από τον συμπιεστή με πίεση στον θάλαμο και αναπτύσσει δύο μέτωπα που υλοποιούν ταυτόχρονα πλήρωση και αποβολή καυσαερίων (Σχ.19). Το ένα μέτωπο (Σχ19.41) διατρέχει την επιφάνεια της κεφαλής του θαλάμου όπου ψύχει και τις βαλβίδες κύριας εξαγωγής και το άλλο μέτωπο (Σχ.19.42) διατρέχει εφαπτομενικά την περιφέρεια του θαλάμου προς το έμβολο (Σχ19.11), διατρέχει την επιφάνεια του και κατευθύνεται και πάλι εφαπτομενικά της περιφέρειας ταυ υπόλοιπου θαλάμου προς την απορροής (Σχ19.3).

Με την στέψη του εμβόλου σε αναγωγή γωνίας στροφάλου περί τις 35° μετά το ΚΝΣ κλείνει η βαλβίδα απορροής (Σχ18.3) και παραμένουν ανοικτές οι βαλβίδες εισαγωγής (Σχ18.1 -2) μέχρι περί τις 80° μετά το ΚΝΣ που ολοκληρώνεται η εισαγωγή και ξεκινά η συμπίεση (Σχ18.6),