Впускное устройство двигателя внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: впускное устройство содержит головку цилиндров 3 и патрубок 2, снабженные впускными каналами , в которых размещены клапаны 9 со стержнями 10. Впускной канал имеет определенный аэродинамический профиль, благодаря которому скорость потока газа постепенно увеличивается до области переходного сечения впускного канала, который располагается по потоку перед стержнем клапана. После этого скорость потока газа снижается, благодаря чему достигается меньшая скорость набегания потока на клапан. Это оптимизирует коэффициент наполнения и благоприятно влияет на мощность двигателя и расход топлива. 3 з.п.ф-лы, 4 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕ НТ CCC P) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

0

О (л)

О (21) 4830477/06 (22) 25.07.90 (46) 15,02.93. Бюл. М 6 (31) Р 3924544.6 (32) 25.07.89 (33) 0Е (71) Д P.Х.Ц.Ф.Порше АГ (DE) (72) Винфрид Дистельрат и Роланд-Дитер

Цебли (ОЕ) (56) Заявка Ф РГ В 3508763, кл. F 02 В 31/02, опубл. 1986. (54) ВПУСКНОЕ УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Сущность изобретения: впускное устройство содержит головку цилиндров 3 и,, ЫЛ,, 179603УАЗ (я)5 F 02 F 1/42, F 02 В 31/00 патрубок 2, снабженные впускными каналами, в которых размещены клапаны 9 со стержнями 10. Впускной канал имеет определенный аэродинамический профиль, благодаря которому скорость потока газа постепенно увеличивается до области переходного сечения впускного канала, который располагается по потоку перед стержнем клапана. После этого скорость потока газа снижается, благодаря чему достигается меньшая скорость набегания потока на клапан. Это оптимизирует коэффициент наполнения и благоприятно влияет на мощность двигателя и расход топлива. 3 з.п,ф-лы, 4 ил.

1796039

50

Изобретение относится. к двигателестроению, в частности, к впускным устройствам двигателей внутреннего сгорания.

В известном впускном устройстве аэродинамический профиль впускного канала выполнен так, что он суживается постепенно к седлу клапана. Такое выполнение основано на физическом принципе, состоящем в том, что минимальные потери в аэродинамическом канале при ненарушенном потоке возникают в том случае, когда сечение канала постепенно суживается или скорость потока газа постепенно повышается. В канале с клапаном, однако, ненарушенный поток получить нельзя, поскольку упомянутый клапан создает существенное сопротивление потоку, которое при таком профиле ухудшает оптимальную работу двигателя внутреннего сгорания, Задача изобретения состоит в таком выполнении выпускного устройства, чтобы скорость газового потока способствовала улучшению эксплуатационных свойств двигателя внутреннего сгорания с учетом сопротивления, создаваемого клапаном.

Достигаемые изобретением преимущества состоят в том, что поток газа на обоих участках канала всасывающей магистрали и головки цилиндров имеет оптимизированное распределение скоростей, благодаря чему этот поток до области переходного сечения ускоряется, а затем замедляется. Последнее обуславливает уменьшение сопротивления, благодаря чему коэффициент наполнения двигателя внутреннего сгорания улучшается. Это способствует повышению мощности двигателя и снижению расхода топлива, На фиг,1 изображен двигатель, частичный разрез в области всасывающей магистрали головки цилиндров; на фиг.2— диаграмма, показывающая распределение скоростей газового потока во всасывающей магистрали; на фиг.3 — вид по стрелке А на . фиг.1; на фиг.4 — вид, аналогичный фиг,3, другой вариант, Двигатель внутреннего сгорания 1 содержит патрубок 2 и головку 3 цилиндров.

Патрубок 2 снабжен коллектором в точке 4, который не показан подробно, и соединен фланцем 5 с головкой 3 цилиндров. Между патрубком 2 и головкой 3 цилиндров проходит впускной канал 6, разделенный на первый участок 7 в патрубке 2 и второй участок

8 в головке 3 цилиндров.

Клапан 9, приводимый от не показанного на чертежах кулачкового вала, установ"лен в конце впускного канала 6 и содержит стержень 10 и головку 11; головка клапана взаимодействует с седлом 12. Стержень 10 размещен с возможностью осевого перемещения в направляющей 13, которая, в свою очередь, установлена в отверстии 14 в головке 3 цилиндров. Стержень 10 на отрезке изгиба 15 участка 8 канала подвергается действию газового потока, регулируемого клапаном 9. При открывании клапана 9 поток газа поступает в камеру сгорания 16.

Впускной канал 6 круглого сечения об10 ладает следующим профилем: на значительной части длины его сечение равномерно суживается в виде конуса в направлении потока S до переходного сечения 1, которое по потоку S располагается в непосредствен15 ной близости перед стержнем 10 клапана.

После переходного сечения 17 впускной канал 6 так же равномерно расширяется в виде конуса. Сужение сечения обозначается

Q1>Q2, а его расширение — Q3Q2 составляет, в зависимости,от типа и вида двигателя, от 18 до

24

На фиг,2 представлено распределение скорости газового потока во впускном кана25 ле 6. Ордината скорости представлена в м/с, а абсцисса — в мм длины впускного канала. Сплошная линия 18 воспроизводит непрерывное постепенное ускорение By, до переходного сечения 17, а затем постепен30 ное замедление Чк потока газа. Штрихпунктирная линия 19 показывает ход изменения скорости потока в существующих устройствах, Это сопоставление показывает, что линия 19 имеет излом 20 в профиле, и поток газа ускоряется почти до самого узкого участка в области седла клапана, Заштрихованный треугольник 21 представляет собой уменьшение сопротивления потоку; в точке

22 газовый поток имеет скорость проходного сечения клапана.

На фиг.3 показаны два параллельных впускных канала 23, 24, Эти каналы по всей длине выполнены независимыми друг от друга и имеющими конусную форму. Они имеют принципиально одинаковый профиль. Такое выполнение рассчитано на двигатель не менее, чем с двумя впускными клапанами в каждом цилиндре, размещенными в головке цилиндров и управляемыми, например, от двух кулачковых валов, На фиг.4 тоже показан впускной канал

25 для двигателя с двумя впускными клапанами на каждый цилиндр. Впускной канал

25 имеет, в принципе, профиль, аналогичный фиг.2. Однако в направлении потока имеется сначала отдельный канал 26, который затем разделяется перегородкой 27 на два раздельных участка 28, 29, ведущих к впускным клапанам. Перегородка 27 начинается — в направлении потока S — перед

1796039 и на давление эмпирическим или расчетным путем. Наконец, в этом варианте конструкции впускного канала предусмотрены зоны

30, 31 переходного сечения на участках 28, 29 канала, Перед зонами 30, 31 переходного сечения, расположенными в непосредственной близости перед стержнем клапана, поток газа ускоряется, а затем замедляется; последнее достигается равномерным расширением сечения участков 28, 29 канала после этого переходного сечения, после размещения стержня клапана выполнен равномерно расширяющимся.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что конусность сужающегося участка канала составляет 18 — 24 .

3, Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что впускной канал выполнен индивидуальным для каждого впускного клапана цилиндра.

4. Устройство по пп,1и2,,о тл и ч а ющ е е с я тем, что впускной канал выполнен общим для двух впускных клапанов одного . цилиндра и снабжен обтекаемой перегородкой с передней закругленной кромкой, расположенной перед стержнями клапанов, Формула изобретения

1. Впускное устройство двигателя внут реннего сгорания, содержащее головку цилиндров и патрубок, снабженные впускными коническими каналами, клапаны с тарелкой, взаимодействующей с седлом и стержнем, расположенным во впускном канале и размещенным в направляющей с возможностью осевого перемещения, при этом впускной канал на участке до размещения стержня клапана выполнен равномерно сужающимся, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения коэффициента наполнения двигателя, впускной канал на участке

620 450 fmm) стержнем 10 клапана и выполнена в аиде тела с симметричным профилем обтекания.

Она начинается с обращенного к потоку закругленного профиля SKs и постепенно расширяется с обеих сторон от центральной 5 плоскости С-С до максимальной ширины

SLm x, после которой суживается до уменьшенной ширины $Кгы Профиль обтекания, а именно зависимость SKnax u SKreg могут определяться с учетом конструктивных осо- 10 бенностей и минимальных потерь на трение

1Т96039 фи2,4

Составитель К.Агафонов

Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 445 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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