Способ доводки конструкции впускного канала двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к диагностике двигателей внутреннего сгорания. Позволяет повысить эффективность доводки конструкции впускного канала двигателя. При осуществлении способа измеряют спектры пульсаций скоростей потоков в цилиндре, определяют этапное спектральное распределение по наибольшему содержанию составляющих скоростей частотного диапазона до (Л 70 75

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО(1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

257 7 А1 (19) (11) (д1) 4 G 01 M 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3652793/25-06 (22) 17.10.83 (46) 15.09.86. Бюл. У 34 (71) Волгоградский моторный завод (72) Н.С. Ханин и В.B. Токарь (53) 621.43.001.5(088.8) (56) Shiozoki Т. et al. Observation

of Combustion Process in D ° I. Diesel

Engine )1a High Speed Direct and

Schlieren Photography: Diesel Combust, and Emiss, Congr. and Expo, Detroit, Febr., 25-29, 1980. — Warrendale, 1980, р. 1-12. (54) СПОСОБ ДОВОДКИ КОНСТРУКЦИИ

ВПУСКНОГО КАНАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к области машиностроения, а именно к диагностике двигателей внутреннего сгорания.

Позволяет повысить эффективность доводки конструкции впускного канала двигателя. При осуществлении способа измеряют спектры пульсаций скоростей потоков в цилиндре, определяют этапное спектральное распределение по .наибольшему содержанию составляющих скоростей частотного диапазона до

12

100-200 Гц и проводят выбор оптимальной формы канала сравнением результатов измерения с эталоном. Устр-во содержит регулирующий вентиль 1, соединенный через мерную диафрагму 2 с ресивером 3. Избыточное давление в ресивере контролируется пьезометром

4; Перепад давления на диафрагме 2 измеряется пьезометром 5, а давление перед ней — пьезометром 6. По их показаниям определяется расход воздуха.

57427

Ресивер 3 соединен с пульсатором 7 и далее через подводящий трубопровод

8 — с впускным каналом 9 головки цилиндра 10. Газодинамическое сопротивление впускного канала 9 измеряется с помощью пьезометра 12. В цилиндре

11 установлен да чик 13 термоанемометра для измерения средних и пульсационных составляющих скоростей, включая определение их спектров.

1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к способам доводки конструхции впускньгх каналов головок цилиндров двигателей внутреннего сгорания в зависимости от характера изменения скоростей воздушных потоков в цилиндре.

Целью изобретения является повыше-. ние эффективности выбора оптимальной формы впускного канала в зависимости 10 от скоростей в цилиндре в условиях .неустановившегося движения газа.

На чертеже изображена схема устроиства дня осуществления предлагаемого способа. i 5

Устройство содержит регулирующий вентиль 1, установленный в магистрали подвода сжатого воздуха от компрессорной сети, соединенный через мерную диафрагму 2 с ресивером 3. С помощью вентиля 1 регулируется избыточное давление в ресивере 3, контролируемое пьезометром 4, а значит, и расход воздуха, определяемый перепадом давлений на диафрагме 2, измеряемый пье- 25 зометром 5, и давлением перед диафрагмой 2, измеряемым пьезометром 6.

Ресивер 3 соединен трубопроводом с устройством для периодического прерывания пбтока с законом изменения сечения в функции времени, сходным с законом изменения проходного сечения впускного клапана, именуемым пульсатором 7., и далее через подводящий трубопровод 8 †.с впускным каналом 9 З головки 10 цилиндра. 11ульсатор 7 приводится во вращение от электродвигателя (на схеме не показано). К головке 10 цилиндра присоединен с помощью фланца цилиндр 11. Газодинамическое сопротивление впускного канала 9 измеряется с помощью пьезометра 12. В цилиндре 11 установлен датчик 13 термоанемометра для измерения средних и пульсационных составляющих скоростей, включая определение их спектров.

Датчик 13 может располагаться в сечении 14 у привалочной плоскости головки 10 цилиндра и в сечении 15 на расстоянии, равном или близком к ходу поршня от указанной плоскости. В сечении 15 может устанавливаться реакторное лопаточное колесо (на схеме не показано) для измерения момента количества движения закрученного воздушного потока. Во впускном канале 9 установлен впускной клапан 16, открываемый с помощью механизма 17. Отсчет величины подъема клапана осуществляется с помощью индикатора 18.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Производят подбор оптимальной интенсивности вихревого движения воздушных потоков в цилиндре 11 при установившемся течении. Для этого на головку 10 устанавливают впускной клапан 16 с ширмой, регулируют угловое положение заширмленного клапана

i6, открывают его на постоянную величину, создают избыточное давление перед впускным каналом 9 и производят продувку головки 10 и цилиндра 11 при установившемся течении, при этом измеряют с помощью реакторного колеса момент количества движения закрученного воздушного потока при каждом угловом положении заширмленного впуск3 1?57 ного клапана 16, а также газодинами1ческое сопротивление впускного клапа на 9 с помощью пьезометра 12. Устанавливают головку 10 цилиндра на одноцилиндровый двигатель и проводят

его моторные испытания, при этом определяют характеристики двигателя при тех же угловых положениях заширмленного впускного клапана lá. Интенсивность вихревого движения воздушных Ig потоков в цилиндре, обеспечивающую наилучшие экономические, мощностные и токсические показатели двигателя, принимают в качестве оптимальной, формируют впускной канал 9,для созда- ния требуемой оптимальной интенсив-. ности вихревого движения потоков с применением впускного клапана 16 беэ

ItIHPMbI .

Затем на головку 10 имеющую предварительно оптимизированный впускной канал 9, устанавливают впускной клапан 16 без ширмы, соединяют головку 10 с цилиндpoM 11 H пульсатором

7, открывают впускной .клапан 16 на постоянную величину, равную половине от максимального подъема, приводят во вращение пульсатор 7 с помощью электродвигателя с частотой прерывания потока, равной частоте тактов впуска

30 одноцилиндрового четырехтактного двигателя на режиме 0,7-1,0 от номинальной частоты вращения коленчатого вала укаэанного двигателя, создают избыточное давление в ресивере 3 и проду- 5 вают систему: подводящий патрубок 8— впускной канал 9 — цилиндр 11 прерывистым, нестационарным потоком. При этом измеряют распределение средних пульсационных скоростей, .а также их спектральных составляющих с помощью датчика 13 термоанемометра в сечениях

14 и 15. В каждом сечении определяют тангенциальные и осевые компоненты средних и пульсационных скоростей, 45 а также спектральное распределение пульсационных составляющих по двум взаимно перпендикулярным диаметрам, один из которых лежит.в плоскости осей клапанов в 40 точках на каждом диаметре. Затем производят статистическую обработку опытных данных с определением осредненных по сечению значений средних и пульсационных,— скоростей, отношения указанных скоростей в сечении 14 к значениям скоростей в сечении 15 и осредненных по сечению значений спектрального рас427 4 пределения пульсационных составляющих скорости, с помо.. ью пьезометра 12 определяют газодинамическое сопротивление выпускного канала 9 H условиях прерывистого течения. вслед за этим производят дообработку впускного канала 3 и повторное испытание,при нестационарном, прерывистом течении.

Оптимальным впускным каналом признается такой, который обеспечивает

/оптимальную интегральную интенсивность ,вращения воздушного заряда и наименьшую величину отношения осредненных .-. по сечению значений тангенциальных и осевых компонентов скоростей сечений

14 и 15.

Использование в предлагаемом способе аналогичных уровней амплитуд срабатываемых напоров, а также амплитуд и средних значений скоростей потоков, одинаковые частота прерывания потока и числа М, Re, Sh существенно приближают газодинамические процессы в цилиндре к реальному нестационарному движению газа в нем. Использование предлагаемого способа доводки конструкции впускного двигателя внутреннего сгорания позволяет оценивать соотношение вихревых составляющих различньм частот спектра пульсаций скорости и на этой основе прогнозировать изменение этих составляющих в течение как такта впуска, так и следующего за ним такта сжатия. Вследствие этого предлагаемый способ позволяет оценивать изменение энергии движения воздушного заряда до момента начала смесеобразования и сгорания в условиях прерывистого, нестационарного движения газа, что обеспечивает возможность снижения удельных расходов топлива и токсичности отработавших газов за счет выбора оптимальной формы впускного канала.

Формула изобретения

Способ доводки конструкции впускного канала двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что открывают впускной клапан на заданную величину, создают избыточное давление перед впускным каналом для циркуляции воздуха через головку с ци- . линдром, измеряют момент количества движения завихренного воздушного потока в цилиндре и газодинамическое сопротивление впускного канала, меня Составитель Н. Патрахальцев

Техред И.Верес Корректор С. Черни

Редактор К. Волощук

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 490б/37

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 5 12574 ют конструктивные параметры канала, повторяют измерение и производят выбор конструктивных параметров по наилучшим зкономическим, мощностным и токсическим показателям двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, дополнительно измеряют спектры пулвеа=

27 б ционных скоростей потоков в цилиндре, определяют эталонное спектральное распределение по наибольшему содержанию составляющих скоростей частотного диапазона до 100-200 Гц и проводят выбор оптимальнои формы впускного канала путем сравнения результатов измерений с.эталоном.