Впускная система двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет повысить эффективность двигателя путем расширения диапазона регулирования резонансных режимов работы впускной системы. Впускная система содержит цилиндрический корпус 1 с выходным патрубком 2, снабженным фланцем 3 для крепления системы к головке цилиндра. Внутри корпуса 1 коаксиально установлен цилиндрический ресивер 4 так, что образуется кольцевой канал 5 для прохождения воздушного потока . Между корпусом 1 и ресивером 4 установлена неподвижная перегородка 6, разъединяющая канал 5 с патрубком 2. С торцов корпуса 1 канал 5 имеет стенки, образованные торцовыми фланцами корпуса. В стенке цилиндрического ресивера выполнены окна 7-11, каждое из которых имеет ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Д2 В 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/Г фигапч ю

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4803041/06 (22) 19.03.90 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Владимирский политехнический институт и Заволжский моторный завод им, 50-летия СССР (72) С,Г.Драгомиров, А.Ю.Кошечков, Ю.Г.Горнушкин, Л.M.Ïîëÿêîâ и М.А.Миронычев (53) 621.432(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 584086, кл. F 01 N 7/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

N- 663864, кл. F 01 N 7/00, 1977.

Патент США 1Ф 4617897, кл. 123 432, опублик. 1986.

Патент США М 4619226, кл. 123-52, опублик. 1986.

Заявка Япония М 61-201819, кл. F 02 В 27/02, опублик, 1987.

„„Я „„1731967 А 1 (54) ВПУСКНАЯ СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность двигателя путем расширения диапазона регулирования резонансных режимов работы впускной системы. Впускная система содержит цилиндрический корпус 1 с выходным патрубком 2, снабженным фланцем 3 для крепления системы к головке цилиндра. Внутри корпуса 1 коаксиально установлен цилиндрический ресивер 4 так, что образуется кольцевой канал 5 для прохождения воздушного потока. Между корпусом 1 и ресивером 4 установлена неподвижная перегородка 6, разъединяющая канал 5 с патрубком 2. С торцов корпуса 1 канал 5 имеет стенки, образованные торцовыми фланцами корпуса. В стенке цилиндрического ресивера выполнены окна 7-11, каждое из которых имеет со1731967 ответственно свой клапан 12-16 криволинейного профиля, закрепленный торцовой частью на индивидуальных осях 17, связанных со своими механизмами привода. Радиус кривизны профиля каждого клапана

12-16 равен радиусу цилиндрической поверхности ресивера 4. Ширина каждого из клапанов 12-16 равна ширине канала 5. На каждой из осей 17 закреплено коромысло, одно плечо которого связано с пружиной растяжения, укрепленной вторым концом на фланце корпуса 1, а другое — с сердечником соленоида, включаемого по команде электронного блока управления. Клапаны

12-16 включаются поочередно, в зависимоИзобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для увеличения наполнения двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известны впускные системы ДВС с изменяемой длиной впускного тракта для регулирования резонансного наддува, содержащие подвижные элементы для изменения геометрических параметров, а следовательно, и резонансных свойств впускной системы в зависимости от режима работы двигателя.

Перемещение подвижных элементов обычно осуществляется специальными механическими или электронно-механическими устройствами по сигналам электронного блока управления, получающего информацию о режимных параметрах работы двигателя.

Основными проблемами при создании впускных систем с изменяемой длиной тракта являются; достижение простоты конструкции и широкого диапазона регулирования длины тракта, уменьшения габаритов систем при расширении диапазона регулирования резонансной длины.

Известна впускная система для регулирования резонансного наддува ДВС, содержащая корпус с выходным патрубком, сообщенным с цилиндром двигателя, а также расположенный внутри корпуса с зазором, образующим воздушный канал, ресивер, имеющий по меньшей мере два окна, выполненных в его боковых стенках, в каждом из которых закреплены на индивидуальных осях пластинчатые клапаны, снабженные механизмом привода и поочередно открываемые по командам электронного блока управления в зависимости от режима работы двигателя.

40 сти от режима работы двигателя, в последовательности, определяемой программой, заложенной в электронный блок управления. Нормальное положение клапанов— закрытое. Впускная система для регулирования резонансного наддува отличается простотой конструкции, сравнительно малыми габаритами при широких возможностях дискретного регул и рова н ия резонансной длины тракта, потенциальной надежностью (отсутствуют подвижные уплотнения и значительные перемещения регулирующих элементов), достаточно совершенной аэродинамикой проточной части. 2 ил.

К недостаткам этого устройства можно отнести: ограниченные возможности регулирования резонансной длины тракта (только две ступени регулирования — либо короткий, либо длинный канал), снижающие наполнения на частичных режимах работы двигателя и ухудшающие его экономичность, несовершенную аэродинамическую проточной части системы из-за нерациональной конструкции и расположения плоской заслонки, вызывающую снижение наполнения двигателя.

Цель изобретения — повышение наполнения двигателя внутреннего сгорания путем расширения диапазона регулирования резонансной длины тракта и снижения аэродинамических потерь потока.

Поставленная цель достигается тем, что во впускной системе, включающей корпус с выходным патрубком, сообщенным с цилиндром двигателя, а также расположенный внутри корпуса с зазором, образующим воздушный канал, ресивер, имеющий по меньшей мере два окна, выполненных в его боковых стенках, в каждом из которых,закреплены на индивидуальных осях пластинчатые клапаны, снабженные механизмом привода и поочередное открывание по командам электронного блока управления в зависимости от режима работы двигателя, корпус и ресивер выполнены цилиндрическими и расположены коаксиально, а каждый пластинчатый клапан закреплен торцовой частью на своей оси и имеет криволинейный профиль поверхности, радиус кривизны которого совпадает с радиусом цилиндрической поверхности ресивера, причем кольцевой канал между корпусом и ресивером отделен от выходного патрубка

1731967

10

30

40

50

55 корпуса неподвижной перегородкой, установленной в месте их пересечения.

На фиг. 1 показана конструктивная схема впускной системы, поперечный разрез; на фиг. 2 — схема механизма привода клапанов.

Впускная система двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус 1 с выходным патрубком 2, снабженным фланцем 3 для крепления системы к головке цилиндра. Внутри корпуса 1 коаксиально установлен цилиндрический ресивер 4 так, что образуется кольцевой канал 5 для прохождения воздушного потока. Между корпусом 1 и ресивером 4 установлена неподвижная перегородка 6, разъединяющая канал 5 с патрубком 2. С торцов корпуса 1 канал 5 имеет стенки, образованные торцовыми фланцами корпуса. В стенке цилиндрического ресивера выполнены окна 7-11, каждое из которых имеет соответственно свой клапан 12-16 криволинейного профиля, закрепленный торцовой частью на индивидуальных осях 17, связанных со своими механизмами привода (не показаны). Радиус кривизны профиля каждого клапана 12-16 равен радиусу цилиндрической поверхности ресивера 4. Ширина каждого из клапанов 1216 равна ширине канала 5, На каждой из осей 17 закреплено коромысло 18, одно плечо которого связано с пружиной 19 растяжения, укрепленной вторым концом на фланце корпуса 1, а второе — с сердечником соленоида 20, включаемого по команде электронного блока управления (не показан). Клапаны 12-16 включаются поочередно, в зависимости от режима работы двигателя, в последовательности, определяемой программой, заложенной в электронный блок управления. Нормальное положение клапанов — закрытое.

Впускная система работает следующим образом.

При работе двигателя поток воздуха от воздухоочистителя проходит зону дроссельной заслонки двигателя и поступает с торца в цилиндрический ресивер 4 и далее, проходя через открытое на данном режиме работы двигателя окно 9, движется по каналу 5 к выходному патрубку 2 к цилиндру двигателя. При этом двигатель работает с оптимальной резонансной длиной впускного тракта, равной длине канала от открытого кона 9 до цилиндра двигателя. В общем случае путь, проходимый потоком воздуха, определяется тем, какой из клапанов 12-16 открыт в данный момент времени. Электронный блок управления включает (открывает) клапаны

12-16 в соответствии с заложенной в него программой, создавая, таким образом, оптимальные условия для резонансного наддува двигателя. С повышением частоты вращения вала двигателя резонансная длина впускного тракта уменьшается.

Предлагаемая впускная система для регулирования резонансного наддува отличается простотой конструкции, сравнительно малыми габаритами при широких возможностях дискретного регулирования резонансной длины тракта, потенциальной надежностью (отсутствуют подвижные уплотнения и значительные перемещения регулирующих элементов), достаточно совершенной аэродинамической проточной части (открытый клапан является одновременно направляющим элементом при повороте потока, закрытые клапаны образуют внутреннюю стенку проточного канала и не создают аэродинамического сопротивления).

Кроме этого, следует отметить, что простота конструкции регулируемой впускной системы предопределяет и простоту схемного решения электронного блока управления, а также его повышенную надежность вследствие дискретного принципа управления клапанами.

В многоцилиндровых двигателях впускная система может выполняться из нескольких подобных секций (по числу цилиндров).

При этом все секции располагаются вдоль общего цилиндрического ресивера, одноименные клапаны закрепляются на единой оси в ряд и открываются одновременно, образуя, таким образом, индивидуальные тракты одинаковой длины для каждого цилиндра.

Формула изобретения

Впускная система двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус с выходным патрубком, сообщенным с цилиндром двигателя, расположенный внутри корпуса с зазором, образующим воздушный канал, ресивер, снабженный по меньшей мере двумя окнами, выполненными в его боковых стенках, в каждом из которых закреплены на индивидуальных осях пластинчатые клапаны, снабженные механизмом привода их поочередного открытия, связанным с электронным блоком управления режимом работы двигателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности двигателя путем расширения диапазона регулирования, корпус и ресивер выполнены цилиндрическими и расположены коаксиально, а каждый пластинчатый клапан закреплен торцовой частью на своей оси и выполнен с криволинейным профилем поверхности, радиус кривизны которого сов1731967

Фиг. 3

45

Составитель Н.Лапушкин

Редактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 1565 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 падает с радиусом цилиндрической поверхности ресивера, причем кольцевой канал между корпусом и ресивером отделен от входного патрубка корпуса неподвижной перегородкой, установленной в месте их пересечения.