Способ настройки резонансной системы впуска и выпуска двигателя внутреннего сгорания и резонансная система впуска и выпуска двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить экономичность двигателя внутреннего сгорания. Система содержит настраиваемые впускной и выпускной трубопроводы 1 и 2, цилиндры 3, подвижные насадки 4 и 5 с окнами 6 и 7. При помощи поворота насадок осуществляется изменение акустической длины трубопроводов I и 2, т.е. настройка резонансной системы впуска и выпуска . Измеряя температуру при помощи датчиков 8 и 9 и подавая управляющий сигнал на привод 10, производят изменение передаточного отношения путем перемещения цилиндрического диска 13 по оси 18. Диск 13 кинематически связан с коническими дисками ,11 и 12, закрепленными на насадках 4 и 5. С их помощью изменение акустической длины трубопроводов производят одновременно и в отношении, обратном отношению скоростей звука в воздухе и в отработавщих газах. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (Л

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3890088/25-06 (22) 26 ° 04.85 (46) 15.02.87. Бюл. У 6 (71) Алтайский политехнический институт им. И.И.Ползунова (72) Д,В.Давыденко (53) 621. 432. 52 (088. 8) (56) Патент Великобритании Р 1094877, кл. F 1 В,.1967.

Авторское свидетельство СССР

Ф 544759, кл. F 02 В 27/00, 1976, (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ РЕЗОНАНСНОЙ

CHCTEHLI ВПУСКА И ВЫПУСКА ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И РЕЗОНАНСНАЯ

СИСТЕМА ВПУСКА И ВЫПУСКА ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к двига.телестроению и позволяет повысить экономичность двигателя внутреннего сгорания. Система содержит настраи(51) 4 F 02 В 27/00 F 02 М 35/10 ваемые впускной и выпускной трубопроводы 1 и 2, цилиндры 3, подвижные насадки 4 и 5 с окнами 6 и 7. При помощи поворота насадок осуществляется изменение акустической длины трубопроводов 1 и 2, т.е. настройка резонансной системы впуска и выпуска. Измеряя температуру при помощи датчиков 8 и 9 и подавая управляющий сигнал на привод 10 производят изменение передаточного отношения путем перемещения цилиндрического диска 13 по оси 18. Диск 13 кинематически связан с коническими дисками ,11 и 12, закрепленными на насадках

4 и 5. С их помощью изменение акустической длины трубопроводов производят одновременно и в отношении, обратном отношению скоростей звука в воздухе и в отработавших газах.

2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1290002

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано в дви-, гателях внутреннего сгорания с резонансными системами впуска и выпускаа.

Цель изобретения — повьппение эффективности настройки резонансной системы впуска и выпуска и соответственно экономичности двигателя внутреннего сгорания.

На фиг.! показана резонансная система впуска и выпуска двигателя, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l.

Система впуска и .выпуска содержит настраиваемые трубопроводы 1 и

2 впуска и выпуска, цилиндры 3 с неперекрывающимися фазами газораспределения, подвижные насадки 4 и

5 с окнами 6 и 7, датчики 8 и 9 температуры, электромеханический привод 10 и механическую передачу. Последняя выполнена в виде двух конических дисков ll и 12, установленных на параллельных осях и ориентированнных вершинами в противоположных направлениях, и расположенного между ними подвижного цилиндрического диска 13, установленного с возможностью изменения передаточного отношения между коническими дисками 11 и 12 в соответствии с отношением квадратных корней иэ температур воздуха и отработавших газов в трубо- проводах 1 и 2 впуска и выпуска. . Последние подключены к цилиндрам 3 и снабжены продольными окнами 14 и

15 на концах, Подвижные насадки 4 и 5 установлены на концах трубопроводов 1 и 2. Одна из сторон 16 и 17 окон 6 и 7 выполнена по наклонной к образующей насадков 4 и 5. Датчики

8 и 9 температуры размещены в трубопроводах 1 и 2 впуска и выпуска.

Электромеханический привод 10 подключен к датчикам 8 и 9 температуры и к цилиндрическому подвижному диску 13 механической передачи. Диск

13 выполнен подвижным по оси 18.

Система впуска и выпуска работает следующим обр азом.

В начале такта выпуска газов в одном из цилиндров 3, например, в среднем, в трубопроводе 2 выпуска формируется волна давления, которая начинает распространяется, со скоростью звука в сторону глухого и открытого концов трубопровода 2. Волна, отраженная от глухоrо конца, практически мгновенно возвращается к цилиндру (без изменения знака волны).

5 Другая волна, движущаяся по трубопроводу 2 в сторону открытого конца, отражается от окна, образованного положением наклонной стороны 17 окна

7 насадка 5 и продольного окна 15 трубопровода 2, с изменением знака волны на обратный. Волна разрежения движется в обратном направлении в сторону цилиндра и при подходе к нему обеспечивает отсос отработавших газов из него в трубопровод 2.

Согласование амплитуды и частоты волн с режимами работы двигателя осуществляется путем изменения акустической длины трубопровода 2 при помощи поворота насадка 5 вокруг своей оси.

Аналогичным образом осуществляется настройка резонансной системы впуска. Импульс разрежения, образующийся на такте впуска одного из цилиндров 3, передается из него в трубопровод впуска и, двигаясь со скоростью звука в сторону открытого конца, достигает окна, образованного наложением наклонной стороны 16 окна 6 насадка 4 и продольного окна

14 трубопровода 1. Отразившись от открытого окна с изменением знака волны на обратный, образовавшаяся волна давления движется обратно к органам газораспределения цилиндров

3. За счет подбора длины трубопровода путем поворота насадка 4 обеспечивается подход волны давления к одному иэ цилиндров 3 в момент перекрытия органов газораспределения, что обеспечивает улучшение продувки и наполнения .цилиндра.

Наиболее эффективно способ реали45 зуется в 3-х и 4-х цилиндровых двигателях с равномерным чередованием циклов. В этом случае, при резонансной настройке трубопровода 1 впуска к началу и концу такта впуска каждого цилиндра приходит волна давления, а к началу и концу каждого такта выпуска — волна разрежения. При этом период между пиками (экстремумами) волн давления и разрежения составляет приблизительно 90 угла повоЬ рота коленчатого вала, т.е. период колебаний в системах впуска и выпуска одинаков, а следовательно, отно3

12 шение длин трубопроводов 1 и 2 впуска и выпуска равно отношению скоростей звука в воздухе и газе, Таким образом, длина трубопровода 2 выпуска должна быть больше дли— ны трубопровода 1 впуска в таком соотношении, в каком скорость звука в горячем газе больше скорости звука в воздухе. Поскольку скорость звука а зависит от температуры Т среды, а = KRT где К и R — показатель адиабаты и газовая постоянная соответственно, то отношение длин трубопроводов 1 и 2 должно составлять величину, равную отношению квадратных корней из температур (если в первом приближении пренебречь отличием К и

R для воздуха и газа). В такой постановке способ является более удоб4 ным при практической реализации его в устройстве, так как измерение температур осуществить достаточно просто. В этом случае. измеряя температуру, на каждом режиме работы двигателя определяют скорости звука в отработавших газах и в воздухе и производят изменение - акустической длины трубопроводов 1 и 2 одновременно и в соотношении, обратном отношению скоростей звука в воздухе в отработавших газах.

Изменение акустических длин трубопроводов 1 и 2 осуществляется следующим образом.

С помощью датчиков 8 и 9 температуры подается управляющий сигнал на электромеханический привод 10, который осуществляет изменение передаточного отношения механической передачи путем перемещения цилиндрического диска 13 по оси 18. Диск кинематически связан с коническими дисками 11 и 12 закрепленных насадков 4 и 5. При перемещении диска 13 изменяется передаточное отношение между коническими дисками 11 и 12 в соответствии с отношением квадратных корней из температур Т и Т, воздуха и отработавших газов в трубопроводах 1 и 2 впуска и выпуска

90002

Формул а

1. Способ настройки. резонансной системы впуска и выпуска двигателя

5 внутреннего сгорания путем формирования в трубопроводах впуска и выпуска волн давления воздуха и отработавших газов и согласования амплитуды и частоты волн с режимами

f0 работы двигателя при помощи изменения акустической длины трубопроводов впуска и выпуска, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности, на каждом ре15 жиме определяют отношение скорости звука в отработавших газах к скорости звука в воздухе и производят изменение акустической длины трубопроводов одновременна и в соотноше20 нии, обратном отношению скоростей звука в воздухе и в отработавших газах.

2, Резонансная система впуска и выпуска двигателя внутреннего сгорания, содержащая настраиваемые трубопроводы впуска и выпуска, подключенные к цилиндрам с неперекрывающимися фазами газораспределения, снабженные продольными окнами на

30 концах, и установленные на последних подвижные насадки с окнами, одна из сторон которых выполнена по наклонной к образующей насадка, отличающая с я тем, что, с целью повышения экономичности двигателя, система дополнительно снабжена датчиками температуры, электромеханическим приводом и механической передачей, причем послед46 няя выполнена в виде двух конических дисков, установленных на параллельных осях, ориентированных вершинами

;в противоположных направлениях, и расположенного между ними подвижно45 го цилиндрического диска, установленного с возможностью изменения передаточного отношения между коническими дисками в соответствии с отношением квадратных корней иэ тем50 ператур воздуха и отработавших газов в трубопроводах впуска и выпуска, датчики температуры размещены в трубопроводах впуска и выпуска, а электромеханический привод подклю55 чен к датчикам температуры и к цилиндрическому подвижному диску механической передачи.

ГТ

Tor

Такая настройка системы впуска и выпуска приводит к повышению эф фективности и экономичности двигателя внутреннего сгорания. изобретения

1290002

Составитель В.Козлов

Редактор И.Касарда ТехредВ.Кадар Корректор И.Муска

Заказ 7882/31 Тираж 526 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 4