Przedmiotem wynalazku jest tlokowy silnik spa¬ linowy z polepszajacym zasilanie gazu rezonan¬ sowym ukladem gazu, przy którym w celu zwiek¬ szenia ladunku cylindra okreslona grupa cylin¬ drów jest za pomoca krótkich przewodów gazo¬ wych dolaczona do zbiornika rezonansowego, a do zbiornika rezonansowego dolaczona jest rura re¬ zonansowa.Znane sa tlokowe silniki spalinowe, których uklad zasilania gazem w celu zwiekszenia ladun¬ ku cylindrów wykorzystuje energie drgan gazu pobudzanych przez okresowe ssanie cylindrów silnika. Konwencjonalne rozwiazanie stanowi tak zwane ^doladowanie rury ssawnej, przy którym do otworu ssawego kazdego cylindra silnika dolaczo¬ na jest rura ssawna (rura rezonansowa) o usta¬ lonym przekroju poprzecznym i ustalonej dlugos¬ ci jak na przyklad w artykule „Doladowanie ru¬ ry ssawnej" (Induction Ram), D. Broome w cza¬ sopismie Automobile Engineer (Londyn), 1969, Nr 4—6. Przy takich systemach zasilania gazem wywolana przez dzialanie ssace cylindra silnika faza depresyjna rozchodzi sie jak wiadomo z pred¬ koscia zblizona do predkosci dzwieku wzdluz rury i jest odbijana od otwartego konca rury jako fa¬ la cisnienia. Odbicie nastepuje oczywiscie równiez przy koncu rury stykajacym sie z otworem ssaw¬ nym cylindra, przy czym jednak amplituda fali odbitej zalezy od chwilowej przepustowosci otwo¬ ru ssawnego. Jezeli czas przebiegu fali tam i z po-. 10 15 20 21 W wrotem, to znaczy wlasna liczba drgan kolumny gazu jest dobrana korzystnie zgodnie z ruchem tloka silnika, wtedy fala cisnienia dochodzi do cylindra przy koncu suwu ssania i dzieki temu przy zwiekszonym cisnieniu moze doprowadzic wiecej powietrza do wnetrza cylindra. Czas biegu fali (wlasna liczba drgan) okreslany jest oprócz predkosci rozchodzenia sie (w przyblizeniu pred¬ kosci dzwieku) przez odleglosc potrzebna dla biegu tam i z powrotem, to znaczy dlugosc rury, a wiec dlugosc rury jest najwazniejszym srodkiem polep¬ szenia zasilania gazem. Przekrój poprzeczny rury ma w pierwszym rzedzie wplyw na rozwijajaca sie predkosc, a wiec w trakcie niestacjonarnego • przebiegu drgan na poziom energii kinetycznej wywolywanej w rurze, przy czym wplyw ten ma równiez okreslone optimum w zaleznosci od kon¬ kretnego zadania.Dla korzystnego przebiegu procesu konieczny jest oczywiscie zasadniczo staly przekrój poprzecz¬ ny rury, poniewaz fale cisnienia odbijane sa nie tylko od otwartego konca lub laczacego sie z ot¬ worem ssawnym cylindra tak zwanego zamknie¬ tego lub czesciowo zamknietego konca lecz odbicie wystepuje w tych miejscach, gdzie przekrój po¬ przeczny rury zmienia sie, to znaczy rozszerza sie lub zweza. O tym zjawisku mówi przykladowo praca dr inz. H. Seiferta „Niestacjonarne procesy przeplywu w przewodach rurowych silników spa¬ linowych", Springer Verlag 1962, str. 41, Dlugosc 138 155' • J 3 rury okreslona przez korzystne warunki pracy po¬ winna byc zatem zapewniona przy stalym prze¬ kroju rury.Predkosc czynnika przeplywajacego w poszcze¬ gólnych odcinkach procesu drgan w rurze ssawnej (rura rezonansowa) zmienia kierunek i czynnik wyplywa przy otwartym koncu rury. Na skutek tego tracona jest energia kinetyczna wyplywaja¬ cego strumienia powietrza. W praktyce dotychczas nie bylo zadnej mozliwosci zmniejszenia tych strat.Do odcinka rury ssawnej o stalym przekroju poprzecznym mozna wprawdzie jako jej przedlu¬ zenie dolaczyc teoretycznie odcinek rurowy roz- T ^zer^ajacy sie w kierunku otwartego konca rury \ (dyfuzor), co umozliwia odzyskiwanie czesci tra- l conej energii kinetycznej, ale jego dlugosc jesz- $ czs. bardziej zwieksza i tak juz duZ4 dlugosc rury \ #sawnej. Wzrosi^dlugosci spowodowany przez roz¬ szerzajacy sie odcinek rury uniemozliwial umiesz¬ czenie konstrukcyjne rury ssawnej lub calego ukladu zasilania gazem w przestrzeni bedacej do dyspozycji obok silnika. W praktyce nie stosowano zatem takich rozwiazan konstrukcyjnych.Znane sa ponadto takie spalinowe silniki tlo¬ kowe, w których uklad gazu polepszajacy zasi- ¦u Zanie gazem wykonany jest tak, ze pomiedzy otwór ssawny okreslonej grupy cylindrów i rure rezonansowa wbudowany jest posiadajacy okres¬ lona pojemnosc zbiornik (zbiornik rezonatorowy), na przyklad w rozwiazaniach konstrukcyjnych wedlug wegierskiego opisu patentowego nr 161 323 i wedlug opisu patentowego RFN nr 1 935 155. Te¬ go rodzaju uklad gazu okreslony jest jako uklad rezonansowy, a sam proces doladowania jako do¬ ladowanie rezonansowe. Ladowanie rezonansowe moze byc stosowane korzystnie nie tylko w sil- , nikach ssacych, poniewaz rezonansowy uklad gazu dziala równiez wbudowany pomiedzy odpowiednie urzadzenie ladowania i silnik. To ostatnie rozwia¬ zanie doladowania znane jest pod nazwa dolado¬ wala kombinowanego. Czynnik przeplywajacy w ukladzie rezonansowym pobudzany jest przez okresowe ssanie grupy cylindrów silnika dolaczo¬ nych do zbiornika rezonatorowgeo, przy czym su¬ wy ssania tych cylindrów nie zachodza w istot¬ ny sposób nawzajem na siebie. Jezeli czestotli¬ wosc wzbudzenia jest zgodna z liczba drgan wlas¬ nych ukladu rezonansowego, wówczas w ukladzie gazu powstaje rezonans, a wzmocnione drgania gazu' w istotnym stopniu laduja'cylindry silnika.Przy okreslonych warunkach wymiarowych po¬ szczególnych elementów ukladu rezonansowego drgania gazu zwiekszaja doladowanie cylindrów nie tylko przy takiej predkosci obrotowej silnika, przy której powstaje rezonans lecz dzialaja sku¬ tecznie w szerszym zakresie predkosci obrotowej silnika, na przyklad przy rozwiazaniach konstruk¬ cyjnych wedlug austriackiego opisu patentowego nr 330 506 lub angielskiego opisu patentowego nr 1400 059, chociaz najwieksze dzialanie dolado¬ wujace wystepuje przy rezonansie. Korzystna wlasciwosc ukladu polega na tym, ze rezonans mozna ustawiac nie tylko na wieksza predkosc obrotowa silnika lecz przez odpowiednie dobranie 38 155 4 liczby drgan wlasnych ukladu rezonansowego moz¬ na polepszyc zasilanie gazem nawet przy calkiem niskich predkosciach obrotowych silnika bez szko¬ dliwego oddzialywania na dzialanie silnika przy 1 duzych predkosciach obrotowych.Liczba drgan wlasnych czynnika plynacego w ukladzie rezonansowym — w odróznieniu od doladowania rury ssawnej — zalezy nie tylko od dlugosci rury rezonansowej o jstalym przekroju 1L lecz równiez od jej przekroju poprzecznego i od objetosci przestrzeni rezonansowej jak to przed¬ stawili F. Anisits i F. Spinnler w swej pracy „Ro¬ zwój doladowywania kombinowanego w nowym pojazdowym silniku wysokopreznym . Saurer D 15 4KT"w czasopismie MTZ, 1978, nr 10. Zachowa¬ nie wymiarów lub warunków wymiarowych po¬ trzebnych dla realizacji zadanej liczby drgan wlas¬ nych oraz uwarunkowanych korzystnym sposobem pracy (patrz na przyklad austriacki opis patento- 20 wy nr 330 506) wiaze sie jednak z takim dolado¬ wywaniem, które utrudnia konstrukcyjne opraco¬ wanie ukladu rezonansowego i jego umieszczenie w przestrzeni bedacej do dyspozycji w otoczeniu silnika. Rozmieszczenie konstrukcyjne zbiornika 25 rezonatorowego posiadajacego okreslone wymiary, zwlaszcza jednak rury rezonansowej bylo przed¬ stawiane w niwatpliwie uzytecznych propozy¬ cjach jako podstawowy warunek praktycznego zastosowania takiego rozwiazania, na przyklad 30 wedlug wegierskiego opisu patentowego nr 173 034- i nr 175 875 oraz opisu patentowego USA nr 4 064 696 lub podobnego do niego opisu oglo¬ szeniowego RFN nr 2 831 985. Chociaz wspomniane konstrukcje dobrze wykorzystuja przestrzen beda- 25 ca do dyspozycji obok 6-cylindrowego silnika rze¬ dowego, to jednak zadne z tych rozwiazan nie moze zmienic faktu, ze wymiary uwarunkowane korzystnym sposobem pracy sa dosc duze.Na skutek tego równiez miejsce potrzebne na 40 korzystnie rozmieszczone konstrukcje jest duze, co w licznych przypadkach stanowi przeszkode dla praktycznego zastosowania.Celem przedmiotowego wynalazku jest usunie- 45 cie wymienionych trudnosci zwiazanych z monta¬ zem lub rozmieszczeniem rezonansowego ukladu zasilania gazem spalionwych silników tlokowych lub opracowanie takiego tlokowego silnika spali¬ nowego, którego rezonansowy uklad gazu skutecz- 50 nie polepsza zasilanie silnika gazem równiez przy zmniejszonych wymiarach. Dalszym celem wyna¬ lazku jest zmniejszenie ukladu rezonansowego, a zatem ciezaru silnika oraz kosztów produkcji.Wynalazek oparty jest na spostrzezeniu, ze wy- 55 miary ukladu rezonansowego przy zachowaniu po¬ przednio wymienionych warunków wymiarowych najskuteczniej mozna zmniejszyc w takim przy¬ padku, kiedy zmniejszy sie przekrój poprzeczny rury rezonansowej, poniewaz przez to nie tylko 60 zmniejsza sie sam przekrój poprzeczny lecz rów¬ niez dla zachowania warunków wymiarowych sku¬ tecznego dzialania wystarcza mniejsza dlugosc ru¬ ry i/lub mniejsza objetosc rezonansowa, chociaz przekrój poprzeczny rury rezonansowej ma gra- 6« nice okreslane przez predkosc gazu wyplywaja^138153 6 cegti z rury lub wartosc.energii kinetycznej, która jest zasadniczo tracona w trakcie wyplywu z ru¬ ry w zbiornik, co ewentualnie zwieksza w nie¬ dopuszczalnym stopniu straty przeplywu ukladu rezonansowego.Cel wynalazku osiagnieto przez to, zc przeciet¬ ny przekrój poprzeczny rury rezonansowej i w zwiazku z tym wszystkie okreslone i istotne pod wzgledem mozliwosci zamontowania wymiary ukladu rezonansowego zmniejsza sie w znacznym stopniu nawet bez zwiekszenia strat przeplywu gazu plynacego tam i z powrotem w rurze rezo¬ nansowej z duza predkoscia, kiedy przekrój po¬ przeczny rury rezonansowej zmniejsza sie na ca¬ lej jej dlugosci niejednakowo lecz w stopniu wzrastajacym od konców rury, to znaczy prze¬ krój poprzeczny zwieksza sie w stosunku do naj¬ mniejszego przekroju poprzecznego rury w kie¬ runku do konców rury, przynajmniej w kierunku do konca rury dolaczonego * do zbiornika rezona¬ torowego, przy czym wraz ze zwiekszajacym sie przekrojem poprzecznym rury predkosc gazu w rurze rezonansowej zmniejsza sie i jeszcze w rurze znaczna czesc energii kinetycznej slupa gazu moze byc odzyskiwana, a ponadto strumien gazu wyplywajacy z konca rury w zbiornik moze bez przeszkód dostawac sie równiez w polozone w oddaleniu czesci zbiornika, przy czym dla ta¬ kiego ruchu wykorzystywana jest czesc energii kinetycznej bedaca jeszcze do dyspozycji przy wylocie.Zaklócajace dzialanie odbicia fali spowodowa¬ nego przez poszerzanie przekroju poprzecznego w kierunku konców rury i warunkujacego niepo¬ zadany wzrost fali w rurze rezonansowej, usuwa sie przez to, ze objetosc przestrzeni rezonansowej jest nacznie wieksza niz objetosc rury rezonan¬ sowej. Stosunkowo duza objetosc rezonansowa mo¬ ze mianowicie bez istotnego ograniczenia, kolizji lub dlawienia, to znaczy bez znacznego wzrostu cisnienia , przyjac ilosc gazu doplywajaca do rury rezonansowej. Przy koncu rury nie ma ta¬ kiego silnego i majacego okreslony charakter od¬ bicia fali jak na przyklad przy doladowywaniu z rura ssawna, gdzie slup gazu przeplywajacego w rurze bezposrednio bez stosowania zbiornika rezonatorowego styka sie z otworem ssawnym . cylindra. Niewielkie odbicie fali nawet w przy¬ padku zmieniajacego sie przekroju rury nie po¬ woduje zadnego okreslonego wplywu na liczbe drgan wlasnych ukladu, która pozostaje równiez dalej zalezna od calej dlugosci rury — wlacznie z dlugoscia odcinków rurowych o powiekszonym przekroju poprzecznym — od przecietnego prze¬ kroju poprzecznego rury i od objetosci rezonan¬ sowej. Tak wiec w przeciwienstwie do znanych dotychczas rozwiazan dlugosc rury okreslona przez korzystny sposób dzialania nie musi byc zwiek¬ szana o dlugosc odcinków rury rozszerzajacych sie w kierunku do konców rury.Przedmiotem wynalazku jest spalinowy silnik tlokowy z rezonansowym ukladem gazu polepsza¬ jacym' zasilanie gazem, który ma przynajmniej jeden zbiornik rezonatorowy dolaczony do otwo- ' 20 25 30 35 40 45 5« 55 60 rów ssawnych grupy okreslonych cylindrów v sil¬ nika oddzielnie poprzez przewody gazu o dlugos- sf co najwyzej n/1500 -^- wyrazone w metrach — (przy czym n oznacza normalna predkosc- obroto¬ wa silnika w obrotach na minute) oraz przynaj¬ mniej jedna rure rezonansowa dolaczona do zbior¬ nika rezonatorowego, przy czym przekrój poprzecz¬ ny rury rezonansowej przynajmniej w poblizu konca rury od strony rezonatora wykonany jest jako rozszerzajacy sie w.kierunku zbiornika re¬ zonatorowego, a lezacy w plaszczyznie--prostopad¬ lej do osi rury przekrój poprzeczny konca rury dolaczonego do zbiornika rezonatorowego wynosi przynajmniej 1,2 razy najmniejszy przekrój po¬ przeczny rury rezonansowej, zas odstep pomiedzy koncem rury dolaczonym do zbiornika, rezonato¬ rowego a przeciwlegla wzgledem niego scianka zbiornika mierzony na przedluzeniu osi rury .jest wiekszy niz srednica okregu majacego taki sam przekrój jak przekrój poprzeczny dolaczonego kon¬ ca rury, przy czym objetosc przestrzeni rezonan¬ sowej wynosi przynajmniej 2,5 razy objetosc ru¬ ry rezonansowej, a objetosc przestrzeni rezonan¬ sowej jest równa sumie objetosci zbiornika rezo¬ natorowego, objetosci dolaczonych do niego prze¬ wodów gazu i przecietnej objetosci (odniesionej do cyklu drgan) cylindra (cylindrów) polaczonych ze zbiornikiem rezonatorowym poprzez otwór lub otwory ssawne otwarte podczas trwania cyklu drgan.W korzystnym przykladzie wykonania spalino¬ wego silnika tlokowego wedlug wynalazku prze¬ krój poprzeczny rury rezonansowej w poblizu konca rury usytuowanego naprzeciw zbiornika re¬ zonatorowego wykonany jest jako rozszerzajacy sie w kierunku od zbiornika rezonatorowego, a przekrój konca rury usytuowanego w oddaleniu od zbiornika rezonatorowego, lezacy w, plaszczyz¬ nie prostopadlej do osi rury jest równy przynaj¬ mniej 1,2 razy najmniejsza srednica rury rezo--- nansowej.W dalszym korzystnym przykladzie wykonania spalinowego silnika tlokowego wedlug wynalazku ma on wiecej niz jeden zbiornik rezonansowy, po¬ niewaz cylindry podzielone sa na kilka grup, z których kazda ma przynajmniej jedna dolaczo¬ na rure rezonansowa, a koniec rury rezonansowej usytuowany w oddaleniu od zbiornika rezonan¬ sowego jest koncem rury dolaczonym do zbiorni¬ ka wyrównawczego, zas pomiedzy nim a usytuo¬ wana naprzeciw scianka zbiornika istnieje odstep mierzony na przedluzeniu osi rury wiekszy niz srednica okregu o przekroju poprzecznym rów¬ nym przekrojowi poprzecznemu dolaczonego kon¬ ca rury.Przy dalszej korzystnej postaci wykonania spa¬ linowego silnika tlokowego wedlug wynalazku zbiornik wyrównawczy jest polaczony ze strona tloczenia urzadzenia doladowywujacego.Wynalazek jest dokladniej opisany na pod¬ stawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia szesciocylindrowy, czterosuwowy silnik rzedowy z turbodoladowywaniem i z rezonansowym ukla¬ dem gazu polepszajacym lub zwiekszajacym ladu-msam 8 nek Cylindrów ~w przekroju, iig. 2 — szczegól re¬ zonansowego - ukladu gazu silnika spalinowego wedlug iig. 1 z pokazaniem w powiekszeniu i w przekroju -.polaczenia zbiornika .rezonatorowe¬ go i .rury ^rezonansowej, a iig. 3 przedstawia szcze¬ gól rezonansowego ukladu gazu silnika spalino¬ wego wedlug fig. 1 z pokazaniem w powieksze¬ niu i w przekroju polaczenia rury rezonansowej 2 zbiornika wyrównawczego.Spalinowy silnik tlokowy wedlug fig. 1 jest to szesciocylindrowy, czterosuwowy silnik rzedowy, w którego cylindrach 1—6 tloki 7—12 umieszczo¬ ne sa z normalna kolejnoscia zaplonu 1—5-—3—6— —2—4. Cylindry 1—6 sa wyposazone kolejno w otwory ssawne (zawory wlotowe) 13—18, do których dolaczony jest-rezonansowy uklad gazu polepszajacy zasilanie gazem cylindrów 1-^6. Cal¬ kowita pojemnosc skokowa silnika wynosi 12 1, a wiec pojemnosc cylindrów 1—6 wynosi po 2 1.Predkosc obrotowa silnika wynosi 2200 obr/min.W zwiazku z czterosuwowym cyklem pracy i po¬ dana kolejnoscia zaplonu w obu grupach cylin¬ drów 1, 2 i 3 oraz 4, 5 i 6 odcinek zaplonu odpo¬ wiada katowi obrotu walu korbowego 240°. Kat otwarcia otworów ssawnych 13*—18 wybrano jako 240°, a wiec w zakresie grup utworzonych z cylin¬ drów 1—3 lub N4—6 okresy ssania poszczególnych cylindrów 1—3 lub 4—6 nie zachodza nawzajem na siebie. Stwarza to mozliwosc kolejnego polaczenia otowrów ssawnych 13—15 cylindrów 1—3 za po¬ moca przewodów gazu 19—21 ze zbiornikiem re¬ zonatorowym 31 i otworów ssawnych 16—18 cy¬ lindrów 4—6 kolejno za pomoca przewodów gazu 22—24 ze zbiornikiem rezonatorowym 32. Dlugosc przewodów gazu 19—24 od otworów ssawnych 13— —18 az do przekroju 25—30 dolaczonego do rezo¬ natora 31 lub 32 zostala dobrana jako 0,2 m, a wiec jest mniejsza niz wartosc wynikajaca z warunku n/15O0 = 1,46 m, przy czym n = 2200 obr/min. — nominalna predkosc obrotowa silni¬ ka, a 1500 oznacza stala doswiadczalna.Naprzeciw przyjmujacej przekroje 25—27 prze¬ wodówgazu 19—2l scianki 49 zbiornika rezona¬ torowego 31 umieszczony Jest dolaczony koniec 35 rury rezonansowej 23. Jtfaprzeciw przejmujacej przekroje 28—30 scianki 50 .zbiornika rezonatoro¬ wego 22 umieszczony jest dolaczony koniec 36 rury rezonansowej 84. Do zbiornika rezonato¬ rowego 31 poprzez koniec 35 dolaczona jest rura rezonansowa 33, a do zbiornika rezonatorowego poprzez koniec 36 od strony rezonatora dolaczo¬ na jest rura rezonansowa 34. -.Konce rur 37 i 38 usytuowane dalej od zbiorników rezonatorowych 31, 32 uchodza w zbiornik wyrównawczy 36, któ¬ ry poprzez otwór wlotowy 40 i rure laczaca -41 dolaczony jest do strony tloczenia 42a urzadzenia ladujacego 42. Na rysunku urzadzenie ladujace 42 wykonane jest jako turbozespól ladujacy na¬ pedzany spalinami. Podobnie jednak mozna sto¬ sowac równiez urzadzenia ladujace innego syste- piu.i o innym dzialaniu.Okresowe dzialanie ssace cylindrów 1—3 wpra¬ wia w drgania gaz przeplywajacy w ukladzie re- ^oiiarisowym utworzonym przez zbiornik rewma- 10 15 20 25 30 **5 ^45 <*0 -55 -torowy .31 dolaczony poprzez przewody 19^-82 do otworów ssawnych 13—15 i dolaczona do niego rure rezonansowa 33. Ze wzgledu na to, ze od¬ cinki zaplonu cylindrów 1—3 dolaczonych do zbior¬ nika rezonatorowego 31 odpowiadaja katowi obro¬ tu walu korbowego 240°, równiez dzialanie ssace tloków 7—9 nastepuje kolejno co 240u, to znaczy ze przy wzbudzonych drganiach czas trwania kaz¬ dego cyklu drgan odpowiada katowi obrotu 240° niezaleznie od chwilowej predkosci obrotowej sil¬ nika. Otwory ssawne 13—14 otwarte podczas obro¬ ku o kat 240° sa wiec otwarte podczas calego cy¬ klu drgan i dlatego w takich przypadkach w trak¬ cie kazdego cyklu drgan zawsze tylko jeden z trzech cylindrów 1—3 jest polaczony ze zbior¬ nikiem rezonatorowym 31. W przedstawionej chwi¬ li przykladowo ze zbiornikiem rezonatorowym 31 poprzez otwarty otwór ssawny 13 polaczony jest cylinder 1.W takim przypadku przecietna objetosc la cy¬ lindra 1 polaczonego poprzez otwarty otwór ssaw¬ ny 13 ze zbiornikiem re^on? torowym, odniesiona do calego cyklu drgan odpowiada przekladowo al¬ gebraicznej wartosci sredniej chwilowych objetos¬ ci cylindra wystepujacych podczas obrotu o kat 240° od otwarcia az do zamkniecia otworu ssaw¬ nego 13.Jezeli czas otwarcia otworu ssawnego 13 wy¬ bierze sie krótszy niz okres drgan, wówczas przy¬ kladowo w przedstawionym przypadku otwór ssawny 13 pozostaje otwarty zamiast na czas trwa¬ nia obrotu o kat 240° tylko na czas trwania obro¬ tu o 200°C, a wiec trzeba uwzgledniac chwilowe objetosci cylindra powstajace w czasie od otwar¬ cia az do zamkniecia otworu ssawnego 13 w trak¬ cie obrotu o kat 2T)0°, poniewaz podczas pozosta¬ lej czesci czasu obrotu o kat 40° cylinder 1 nie jest polaczony poprzez otwór ssawny ze zbiorni¬ kiem rezonatorowym 31. W przedstawionej chwi¬ li cylinder "5 polaczony jest poprzez otwarty otwór ssawny i 17 ze zbiornikiem rezonatorowym 32.W takich przypadku przecietna objetosc 5a cylin¬ dra polaczonego ze zbiornikiem rezonatorowym 32 poprzez otwarty otwór ssawny 17, odniesiona do calego cyklu drgan, odpowiada zwyklej algebra¬ icznej wartosci sredniej chwilowych objetosci cy¬ lindra,powstajacych w trakcie obrotu o kat 240° od otwarcia az do zamkniecia otworu ssawnego rFl, Podczas praktycznego stosowania moze równiez wystapic przypadek, ze czas otwarcia otworów ssawnych 13—18 jest dluzszy niz cykl drgan.W przedstawionym przykladzie wykonania wy¬ stepuje to w tym przypadku, kiedy otwory ssaw¬ ne 13—18 sa otwarte przez czas obrotu o kat 240°.Jezeli przykladowo wybierze sie czas trwania ot¬ warcia 260°, wówczas wystepuje wzajemne zacho¬ dzenie na siebie okresów ssania poszczególnych cylindrów 1—6 w zakresie kata 20u. Przy okres¬ laniu przecietnej objetosci cylindra w takim przy¬ padku nalezy uwzglednic to, ze w trakcie 20-stop- niowego pokrywania sie, poniewaz z otworów ssawnych 13—15 lub 16—18 sa otwarte równoczes¬ nie 2, z cylindrów 1—4 lub 4—6 równoczesnie dwa sa polaczone ze zbiornikiem rezonatorowym 31 lub 32.JrErzEcietna. abjjcinsd cylindra la rozumiana tak jak poprzednio, objetosc 19a przewodu gazu 19 i ponad to~ objetosc -2©a i 2ia przewodów gazu .20 i 21 polaczonych ze zbiornikiem rezonatorowym 31 równiez przy zamknietych otworach .ssawnych 14 i 15 oraz objetosc 31a zbiornika rezonatorowe¬ go 31 tworza razem przestrzen rezonansu. Obje¬ tosc V przestrzeni rezonansu traktowanej jako suma objetosci la, 19a, 20a, 21a i 31a wynosi w przedstawionym przykladzie wykonania 10 1.W podobny sposób przecietna objetosc cylindra 5a, objetosc 23a przewodu gazu oraz objetosci 22a i 24a przewodów gazu 22 i 24 polaczonych ze zbior¬ nikiem rezonatorowym 32 równiez przy zamknie¬ tych otworach .ssawnych 16 i 18 jak równiez obje- . tosc 32a zbiorniak rezonatorowego 32 tworza razem przestrzen rezonansu. Objetosc V przestrzeni re¬ zonansu traktowanej jako suma objetosci 5a, 22a, 23a, 24a i 32a wynosi odpowiednio jak powyzej 10 1.Rura rezonansowa 33 polaczona ze zbiornikiem rezonatorowym 21 oraz\rura rezonansowa 34 po¬ laczona ze zbiornikiem rezonatorowym 32 .sa tak wykonane, ze maja one srodkowy odcinek ruro¬ wy 43 lub 44 o minimalnym przekroju poprzecz¬ nym, przy czym liczbowa wartosc tego minimalne¬ go przekroju poprzecznego 43a lub 44a w przed- stawionyrn przykladzie wynosi 46 cm2. "Rury re¬ zonansowego 33 i 34 maja przy swych obu kon¬ cach odcinki. 45, "47 lub 46, "48 rozszerzajace sie w kierunku konców rury 35 lub "37, lub 36, ~38.W ten sposób do odcinka 43 rury rezonansowej 33 posiadajacego minimalny przekrój poprzeczny do¬ laczony jest odcinek 45 o zwiekszonym przekroju poprzecznym, na skutek czego przekrój poprzecz¬ ny 35a konca rury 35 polaczonego ze zbiornikiem rezonatorowym 31 jest wiekszy niz przekrój po¬ przeczny 43a odcinka rury 43 posiadajacego mi¬ nimalny przekrój poprzeczny. W poblizu konca rury 37 usytuowanego naprzeciw zbiornika rezo¬ natorowego 31 wykonanie rury jest podobne, a do odcinka rury 43 dolaczony jest odcinek o prze¬ kroju poprzecznym 47 rozszerzajacym sie w kie¬ runku od zbiornika rezonatorowego, na skutek czego przekrój poprzeczny 37a konca rury 37 jest 45 wiekszy niz przekrój poprzeczny odcinka rury 43 o minimalnym przeroju poprzecznym.Z dzialaniem oczekiwanym od poszerzenia prze¬ kroju poprzecznego rury rezonansowej "31 nalezy liczyc sie z tym w przypadku, kiedy wartosci prze- -50 krojów poprzecznych 35a lub 37a wynosza przy¬ najmniej 1,2 razy minimalny przekrój poprzecz¬ ny rury 43a. W celu uzyskania najkorzystniejsze¬ go dzialania celowe jest jednak wybieranie wiek¬ szego poszerzenia przekroju poprzecznego. 55 W przedstawionym przykladzie przekroje poprzecz¬ ne 35a lub 37a sa 1,6 razy wieksze niz przekrój poprzeczny 43a, a ich wartosc liczbowa wynosi 25,6 cm2. Takie same wymiary lub warunki wy¬ miarowe ma przekrój poprzeczny 36a lub 38a kon- 60 ca 36 i konca 38 rury rezonansowej 34, która po przez odcinki rurowe 46 lub 48 o poszerzonym 'przekroju poprzecznym jest polaczona z odcin¬ kiem rurowym 44 majacym minimalny przekrój 10 Blugosc rury rezonansowej 43 i 34 .porniedz} koncami 35 i 37 lub 36 i 38 wlacznie z dlugosci*?-- mi odcinków rurowych 45 i 47 lub 36 i 38 posij dajacych poszerzajacy sie s stala wybrana tak, ze rezonansowy uklad gazu daje najwieksze dzialanie polepszajace ladowanif przy predkosci ohrotowej silnia mniejszej niz polowa nominalnej predkosci obrotowej silnika. co w przedstawionym przykladzie wykonania wy- " nosi 1000 obr/min. Przy czestotliwosci wzbudze¬ nia okresów ssania cylindrów *1—3 lub 4^ rezo¬ nans w ukladzie gazu wystepuje zatem ;przy tak wybranej N predkosci obrotowej silnika. Dla tego wymagania otrzyniuje sie dlugosc rury rezonan- 15 sowej 33 lub 34 0,73 m lub jej objetosc 33a lub 34a przy wymienionych przekrojach poprzecznych 43a lub 44a, 35a, 37a lub 36a, 38a .1,2 1. Odcinki ru¬ rowe 45, 47 lub 46, 48 posiadajace rozszerzajacy sie przekrój poprzeczny sa stozkowe z prosta li- 20 nia plaszczowa."W ten sposób objetosc V przestrzeni rezonan¬ sowej jest 8,4 razy wieksza niz objetosc 33a lub 34a ruTy rezonansowej .33 lub 34. W interesie za¬ bezpieczenia korzystnego przeplywu gazu zbior- 25 nik rezonatorowy M przy wejsciu konca 35 rury rezonansowej 33 jest wykonany tak, ze mierzac w przedluzeniu osi 55 rury rezonansowej 33 od¬ step 56 pomiedzy przeciwlegla scianka 49 zbior¬ nika a kolowym przekrojem, poprzecznym 35a 30 konca 35 rury prostopadlym do osi .55 jest wiek¬ szy niz srednica przekroju (poprzecznego 35a, w przedstawionym przykladzie 0,08 m.W podobny sposób zbiornik rezonansowy 32 ^ jest wykonany tak, ze mierzac na przedluzeniu osi 55 rury rezonansowej 34 odstep 56 pomiedzy przeciwlegla scianka 50 zbiornika a kolowym przekrojem poprzecznym 3£a konca 36 rury pro¬ stopadlym da osi .55 jest wiekszy niz srednica l0 przekroju poprzecznego 36a, w przedstawionym przykladzie 0,08 m.W interesie zapewnienia korzystnego przeplywu gazu zbiornik wyrównawczy 39 przy dolaczeniu konca 37 rury rezonansowej 33 jest wykonany tak, ze mierzac : na przedluzeniu osi 56 rury rezonan¬ sowej .33 odstep pomiedzy przeciwlegla scianka 51 zbiornika a kolowym przekrojem;poprzecznym 37a konca 37.rury prostopadlym do osi 55 jest wiekszy niz srednica .przekroju poprzecznego 37», w przed¬ stawionym przykladzie 0,06 m. Podobnie wykona¬ ny jest zbiornik wyrównawczy jarzy wejsciu kon¬ ca 38 rury rezonansowej 34, tak ze na przedluze¬ niu osi 5i5 rury rezonansowej 34 odstep 57 pomie¬ dzy przeciwlegla -scianka 51 zbiornika a kolowym przekrojem poprzecznym 38a przylacza konca 38 rury prostopadlym do osi 55 jest wiekszy niz sred¬ nica przekroju poprzecznego 38a, w przedstawio¬ nym przykladzie wynosi 0,08 m.Fig. 2 przedstawia dolaczenie rury rezonanso¬ wej* 33 do zbiornika rezonatorowego 31 w powiek¬ szeniu z postacia zbiornika odmienna niz na fig. 1 Ani koniec 35 rury, ani przeciwlegla scianka 49 zbiornika nie przebiegaja prostopadle do osi .£5 rury rezonatorowej 33. Koniec rury 35 jest wy¬ konany z -zaokragleniem 54^ które przy ustalaniu \11 Wymiarów pominieto i koniec rury 35 rozumie sie az do tworzacej scianki zbiornika rezonatorowego przyjmujacego ten koniec rury i odcinka rurowe¬ go 45 posiadajacego rozszerzajacy sie przekrój po¬ przeczny, którego skrajne punkty brzegowe utwo¬ rzone sa przez punkty przeciecia 52 i 53. Pod przekrojem poprzecznym konca 35 rury rozumie sie przekrój poprzeczny 35a lezacy w plaszczyz¬ nie prostopadlej do ; osi 55 i przechodzacej przez punkt przeciecia 52. Odstep 56 pomiedzy koncami 35 a scianka 59 zbiornika rozumiany jest jako od¬ step pomiedzy punktami przeciecia osi 55 rury rezonansowej 33 ze scianka zbiornika 49 i prosta laczaca punkty przeciecia 52 i 53.Fig. 3 przedstawia polaczenie zbiornika wyrów¬ nawczego 39 i rury rezonansowej 33 w powiek¬ szeniu. Koniec 37 rury jest wykonany z zaokrag¬ leniem 58, które przy ustalaniu wymiarów pomi¬ ja sie, a koniec rury 37 rozumie sie az do two¬ rzacej linii przenikania scianki zbornika wyrów¬ nawczego przyjmujacego koniec rury 37 i odcin¬ ka rurowego 47 posiadajacego rozszerzajacy sie przekrój poprzeczny, co .oznaczono punktem prze¬ ciecia 59, Stosowanie przewodów gazowych 19—24 nie jest koniecznym warunkiem sposobu dzialania ukladu, poniewaz mozliwa jest równiez konstrukcja, gdzie otwory ssawne i przekroje poprzeczne 13 i 25 lub 14 i 26, lub 15 i 27 sa ze soba zgodne, tak ze zbiornik rezonatorowy 31 jest dolaczony bezpo¬ srednio do otworów ssawnych 13—15 cylindrów 1—3 i podobnie zbiornik rezonatorowy 32 jest do¬ laczony bezposrednio do otworów ssawnych cy¬ lindrów 4—6.W odróznieniu od przykladu wykonania nie jest bezwarunkowo konieczne, aby przekrój ^ poprzecz¬ ny w odcinkach rurowych o rozszerzajacym sie przekroju 45, 46, 47 i 48 byl nadal nieprzerwany.Korzystne rozwiazanie konstrukcyjne moze wy¬ niknac, wtedy, kiedy caly przyrost przekroju po¬ przecznego zlozony bedzie z kilku rozszerzajacych sie odcinków, pomiedzy którymi znajdowac sie be¬ da odcinki o stalym przekroju poprzecznym. Po¬ nadto moze byc równiez korzystne, kiedy rozsze¬ rzenie przekroju poprzecznego odcinków rurowych o rozszerzajacym sie przekroju poprzecznym 45, 46, 47 i 48 nie siega bezposrednio az do konców rury 35, 26, 37 lub 38, ale w ich bezposrednim po¬ blizu rozszerzajacy sie przezkrój poprzeczny po¬ zostaje na w przyblizeniu stalej wartosci, dzieki czemu polaczenie rury rezonansowej 33 i 34 oraz zbiornika rezonatorowego 31 lub 32, albo zbiorni¬ ka wyrównawczego 39 staje sie prostsze zarówno pod wzgledem konstrukcji jak i technologii.W przypadku silników rózniacych sie od przed¬ stawionego przykladu i pracujacych bez urzadze¬ nia ladujacego z zasysaniem jest bezwarunkowo konieczne, aby oba konce 35 i 37 lub 36 i 38 rury rezonansowej 33 i 34 mialy taki sam kszatlt, po¬ niewaz tam gdzie koniec 37 lub 38 rury rezonan¬ sowej 33 i 34 usytuowany dalej od zbiornika re¬ zonatorowego 31 lub 32 wychodzi bezposrednio do otoczenia moze byc równiez korzystne wykonanie, przy którym odcinek rurowy 45 lub 46 o rozsze- 155 12 rzajacym sie przekroju poprzecznym - dolaczony jest tylko do konca 35 lub 36 rury rezonansowej dolaczonego do zbiornika rezonatorowego 31 lub 32.Spalinowy silnik tlokowy z doladowaniem wy- 3 posazony w rezonansowy uklad gazu wedlug przed¬ stawionego przykladu wykonania dziala nastepuja¬ co: na skutek wzbudzenia wywolywanego przez okresowe dzialanie ssace cylindrów 1—3 powstaja okresowe zmiany cisnienia, drgania cisnienia w prze- J strzeni rezonansowej, która odpowiada sumie obje¬ tosci 31a zbiornika rezonatorowego, objetosci I9a, 20a i 21a przewodów gazowych 19, 20 i 21 oraz od¬ niesionej do cyklu drgan, przecietnej objetosci la cylindra polaczonego podczas cyklu drgania gazu 15 — w polozeniu chwilowym pokazanym na fig. 1 — poprzez otwarty otwór ssawny 13. Poniewaz najbardziej oddalone punkty przestrzeni rezonan¬ sowej — zbiornika rezonatorowego 31 i cylindra la — polaczone sa z przewodami gazu 19—21 po- 20 siadajacymi co najwyzej dlugosc n/1500, cisnienie w calej przestrzeni rezonansowej zmienia sie w czasie w taki sam sposób, tak ze nie ma istot¬ nych przesuniec fazy. Okresowe zmiany cisnienia w zbiorniku rezonatorowym przyspieszaja, i opóz- 25 niaja gaz przeplywajacy w rurze rezonansowej 33.Pod dzialaniem wzbudzania drgan gaz w pierw¬ szej polówce procesu ssania jest przyspieszany w kierunku do zbiornika rezonansowego 31, a pra¬ ca wzbudzania drgan zwieksza w rurze rezonan- 30 sowej 33 energie kinetyczna przeplywajacego ga¬ zu. Kolumna gazu przyspieszona w rurze rezo¬ nansowej 33 do duzej predkosci wypelnia w dru¬ giej polowie procesu ssania przestrzen rezonan¬ sowa w takim stopniu, ze znacznie wzrasta w niej 85 cisnienie, a wiec równiez ladowanie gazem cy¬ lindra 1. W odcinku rurowym 43 rury rezonan¬ sowej 33 majacym minimalny przekrój poprzeczny na skutek poprzecznego przekroju rury mniejsze¬ go w porównaniu ze znanymi rozwiazaniami 40 o 30—70% rozwija sie bardzo duza predkosc, i dla¬ tego nawet przy stosunkowo krótkiej rurze rezo¬ nansowej 33 mozna osiagnac poziom energii ki¬ netycznej konieczny dla odpowiedniego dzialania.Predkosc gazu powstajaca w odcinku rurowym 43 o minimalnym przekroju poprzecznym jest.przy koncu 35 w odcinku rurowym 45 posiadajacym rozszerzajacy sie przekrój poprzeczny znowu zmniejszana, tak ze bardzo duza predkosc gazu jeszcze przed wejsciem w zbiornik rezonatorowy 5 31 jest z powrotem przetwarzana w cisnienie.Predkosc potrzebna do wytworzenia duzych ener¬ gii drgan nie jest zatem tracona, przy wejsciu w zbiornik rezonatorowy 31 lecz w wiekszosci moze byc odzyskiwana, tak ze nie wzrastaja stra¬ ty przeplywu rezonansowego ukladu gazu. Zakló¬ cajace dzialanie odbicia fal wystepujacego przy odcinkach rurowych 45 i 47 o rozszerzajacym sie przekroju pporzecznym usunieto przez to, ze obje¬ tosc V przestrzeni rezonansowej wybrano jako 60 znacznie wieksza niz objetosc gazu przeplywaja¬ cego w rurze rezonansowej 31.W przedstawionym przykladzie - objetosc V przestrzeni rezonansowej jest 8,4 razy wieksza.W Na skutek duzej ilosci gazu znadujacej sie lubcisai 13 przeplywajacej w przestrzeni rezonansowej nie nastepuje skokowa zmiana cisnienia i przy kon¬ cach rury 35 lub 37 — równiez przy odcinkach,., rurowych 15 lub 47 posiadajacych rozszerzajacy sie przekrój poprzeczny — wystepuje odbicie po- 5 mijalne pod wzgledem dzialania. Tak wiec w przy¬ padku rury rezonansowej 31 bez stalego przekroju poprzecznego mozna osiagnac w przyblizeniu ta¬ kie same dzialanie pod wzgledem drgan jak w przypadku wczesniej znanych rur o stalym rj przekroju poprzecznym.Gaz dostaje sie przy koncu rury 37 lub 38 w ru¬ re rezonansowa 33 lub 34 ze zbiornika wyrów¬ nawczego 39. w którym wplywa on tloczony przez turbozespól ladujacy 42 poprze rure laczaca 41 ^ i otwór wlotowy 40, przy czym zbiornik wyrów¬ nawczy 39 dzieki swej duzej objetosci tlumi wy¬ stepujace wahania cisnienia.Zastrzezenia patentowe 2J 1. Spalinowy silnik tlokowy z rezonansowym ukladem gazu polepszajacym zasilanie gazem, w którym grupa cylindrów o okresach ssania za¬ sadniczo nie zachodzacych wzajemnie na siebie 25 ma zbiornik rezonatorowy dolaczony do ich otwo¬ rów ssawnych oddzielnie poprzez przewody gazu majace dlugosc co najwyzej n/1500 — wyrazona w metrach — (przy czym n jest nominalna pred¬ koscia obrotowa silnika w obrotach na minute), 30 a do tego zbiornika rezonatorowego dolaczona jest przynajmniej jedna rura rezonansowa, przez kró- ra przeplywa gaz, znamienny tym, ze rura rezo¬ nansowa (33, 34) przynajmniej w poblizu konca (35, 36) usytuowanego przy zbiorniku rezonatoro- ^ wym (31, 32) jest wykonana z odcinkiem ruro¬ wym (45, 46) majacym przekrój poprzeczny (roz¬ szerzajacy sie w kierunku do zbiornika rezonato¬ rowego (31, 32), .a przekrój poprzeczny (35a, 36a) konca rury (35, 36) dolaczonego do zbiornika re- 40 zonatorowego (31, 32) usytuowany w plaszczyznie prostopadlej do osi (55) rury rezonansowej (33, 34) wynosi przynajmniej 1,2 razy najmniejszego prze¬ kroju poprzecznego (43a, 44a) rury rezonansowej (33, -34), zas odstep (46) -pomiedzy koncem rury 45 (35, 36) dolaczonym do zbiornika rezonatorowego (31, 32) a przeciwlegla scianka (49, 50) zbiornika li mierzony na przedluzeniu osi (55) rury rezonan¬ sowej (33, 34) jest wiekszy niz srednica okregu majacego <-przekrój poprzeczny równy przekrojowi poprzecznemu (35a, 36a)- dolaczonego konca rury (35, 36), przy czym objetosc (V) przestrzeni rezo¬ nansowej (la, 19a, 20a, 21 a, 31a lub 5a, 22a, 23a, 24a, 32a) wynosi przynajmniej 25 razy objetosc (33a, 34a) rury rezonansowej (33, 34), a objetosc (V) utworzona jest przez sume objteosci (31a lub 32a) zbiornika rezonatorowego (31 lub 32), obje¬ tosci (19a, 20a, 21a lub 22a, 23a, 24a) dolaczonych do niego przewodów gazu (19, 20, 21 lub 22, 23, 24) i w odniesieniu do cyklu drgan przecietnej obje¬ tosci cylindrów (1, 5) dolaczonych poprzez otwory ssawne (13 lub 17) otwarte w czasie trwania cyklu drgan gazu. 2. Silnik wedlug zastrz. 1, znamienny lym, ze rura rezonansowa (33, 34) w poblizu konca rury (37, 38) usytuowanego naprzeciw zbiornika rezo¬ natorowego (31, 32) wykonana jest z odcinkiem rurowym (47, 48) 'posiadajacym przekrój poprzecz¬ ny rozszerzajacy sie w kierunku od zbiornika re¬ zonatorowego (31, 32), a usytuowany w plaszczyz¬ nie prostopadlej do osi (55) rury rezonansowej (33, 34) przekrój poprzeczny (37a, 38a) konca rury (37, 38) oddalonego od zbiornika rezonatorowego (31, 32) wynosi przynajmniej 1,2 razy najmniej¬ szego przekroju poprzecznego (^3a, 44a) rury re¬ zonansowej (33, 34). 3. Silnik wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze oddalone od zbiornika rezonatorowego (31, 32) konce (37, 38) poszczególnych rur rezonanso¬ wych (33, 34) dolaczonych do zbiorników rezona¬ torowych (31 lub 32) poszczególnych grup cylin¬ drów (1, 2, 3 lub 5, 6, 7) uchodza w zbiornik wy¬ równawczy (39), a ponadto odstep (57) pomiedzy koncem rury (37, 38) uchodzacym w zbiornik wy¬ równawczy (39) a przeciwlegla scianka (51) zbior¬ nika na przedluzeniu osi (55) rury rezonansowej (33, 34) jest wiekszy niz przekrój poprzeczny okre¬ gu posiadajacego srednice taka sama jak przekrój poprzeczny (37a, 38a) uchodzacego konca rury (37, 38). 4. Silnik wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze zbiornik wyrównawczy (39) dolaczony jest do strony tloczenia (42a) urzadzenia ladujacego (42).138 155 51 L 40 41 42a a 39~j37 3zfa T ^ 31a 33a_ 33_ 35cu r 47 48-/ 43a 44a 43 44 45 46 \-35 36^/ \ 36q 34a 34 29 50 30 k 32 32a Fig.2 Fig. 3 Zakt. Graf. Radom — 872/86 90 cgz. A4 Cena 100 zl PL PL PL