Впускное устройство для двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к впускным системам двигателей внутреннего сгорания. Впускное устройство содержит корпус 1, в котором на поворотной оси 2 смонтирована дроссельная заслонка 3. Новым является то, что заслонка 3 по крайней мере частично в своем поперечном сечении выполнена из пористого с открытыми порами шумовибродемпфирующего материала. Величина пор может увеличиваться от центра заслонки 3 к ее кромке 6. Заслонка может быть выполнена составной и имеет обтекаемую поверхность. Изобретение позволяет снизить шум и гидравлические сопротивления во впускном тракте ДВС. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к управлению и регулированию двигателей дросселированием всасывающих трубопроводов для воздуха или горючей смеси. Известна система впрыска топлива с дроссельной заслонкой, патент США N 4356801, кл. F 02 M 9/08, опубл. 1982, где во впускном трубопроводе установлена поворотная дроссельная заслонка, регулирующая расход воздуха. В полностью открытом положении заслонка создает минимальное сопротивление проходу воздуха. В положении холостого хода заслонка создает максимальное сопротивление, при этом значительная часть ее внешней кромки прилегает к стенке канала впускного трубопровода, а остальная часть кромки срезана и создает со стенкой трубопровода зазор, через который со звуковой скоростью проходит поток воздуха и топлива.

Из заявки ФРГ N 3901418, кл. F 02 D 9/10, опубл. 1990, известно дозирующее воздух устройство для двигателя внутреннего, сгорания (ДВС), где на заслонке смонтированы самостоятельно функционирующие клапаны, которые под воздействием протекающего с большой скоростью воздуха приводятся в закрытое положение.

Известны устройства дросселирования впуска ДВС, патент США N 4972815, кл. F 02 D 9/10, опубл. 1990, заявка Германии N 4104010, кл. F 02 D 9/10, опубл. 1992, заявки ФРГ N 3620338, кл. F02 D 9/08, опубл. 1987 и 2950866, кл. F 02 M 9/12, опубл. 1981, поворотные заслонки в которых снабжены различными кромками, клапанами, дефлекторами и другими элементами, влияющими на поток воздуха или горючей смеси элементы.

Общим недостатком описанных устройств с одной стороны является повышенное гидросопротивление такого впускного тракта, что обусловлено наличием на заслонках дефлекторов, клапанов и др. элементов, а с другой стороны - повышенное излучение звука, который возбуждается срывом потока на кромках и пульсациями воздуха и вибрирующими под воздействием движущегося с околозвуковой скоростью потока воздуха или горючей смеси тонкими металлическими кромками (высокочастотный кромочный свист) заслонки.

В качестве прототипа выбрано устройство дросселирования впуска ДВС, описанное в заявке Японии (B4), N 4-37256, кл. F 02 D 9/10, 1992, которое содержит дроссельное отверстие, подающее в ДВС впускной воздух или топливовоздушную смесь и установленную в отверстии, с возможностью свободного поворота дроссельную заслонку. Процессом открытия-закрытия заслонки регулируется расход горючей смеси или воздуха. Отличительной особенностью является то, что на верхней по потоку поверхности заслонки выполнена канавка, располагающаяся вблизи конца заслонки, наиболее удаленного от оси с нижней по потоку стороны при открытой заслонке. Часть канавки попадает на торцевую поверхность заслонки, образуя на ней ступеньку. Устройство, как это отмечено в указанном источнике информации, позволяет избежать возникновения шума при впуске.

Однако и прототипу свойственны недостатки, отмеченные в описанных аналогах. В частности, с одной стороны - это неизбежное возникновение высокочастотного звука, генерируемого тонкой и жесткой торцевой кромкой заслонки (эффект свистка), имея в виду значительную (околозвуковую) скорость потока, в зоне кромки заслонки, а с другой стороны - наличие ступенчатого элемента на поверхности заслонки может приводить к местному срыву обтекающего его потока, вихреобразованию в этой зоне и в конечном итоге возможному увеличению гидросопротивлений впускного тракта, а это непосредственно ухудшает процесс наполнения цилиндров горючей газо-воздушной смесью.

Можно отметить и еще один общий недостаток известных устройств, который заключается в том, что применение различного рода канавок, дефлекторов, клапанов и др. в составе дроссельной заслонки усложняет ее конструкцию и делает ее более дорогостоящей.

Целью изобретения является снижение шума и гидравлических сопротивлений во впускном тракте ДВС при одновременном упрощении и удешевлении дросселирующего устройства.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном впускном устройстве для двигателя внутреннего сгорания, содержащем установленную в корпусе и смонтированную на поворотной оси дроссельную заслонку, последняя по крайней мере частично в своем поперечном сечении выполнена из пористого с открытыми порами шумовибродемпфирующего материала, например пористого сетчатого материала (ПСМ) или металлорезины (МР). При этом заслонка имеет обтекаемую, лишенную вихреобразующих фрагментов форму. В наиболее оптимальном варианте вся кромка заслонки выполняется из предлагаемого материала. Более того, степень пористости может увеличиваться от центра заслонки к ее периферии (кромке).

При таком конструктивном исполнении не происходит генерирования кромочного высокочастотного свиста из-за высокого декремента затухания пористого сетчатого материала, а обтекаемая форма поверхности заслонки создает меньшие гидросопротивления во впускном тракте. Изготовление заслонки в целом из предлагаемого материала или ее отдельных составляющих не представляет особых технических сложностей, поскольку технология изготовления таких материалов освоена промышленностью.

На фиг. 1 показан корпус дроссельной заслонки, здесь сразу следует оговориться, что если в двигателе топливо подается карбюратором или аппаратурой точечного впрыска, которые монтируются над корпусом дроссельной заслонки, то последняя регулирует подачу горючей смеси, а если в двигателе используется аппаратура распределенного впрыска топлива, то заслонка регулирует только расход потока воздуха; на фиг. 2 - 9 - некоторые конструктивные варианты исполнения дроссельных заслонок, в их осевом поперечном сечении и на виде сверху.

Показанное на фиг. 1 - 9 впускное устройство для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1 в котором на поворотной оси 2 смонтирована дроссельная заслонка 3. Крепление заслонки 3 на оси 2 осуществляется общепринятым приемом - винтами 4. Перекрытие канала 5 корпуса происходит при закрытии заслонки 3, в момент контакта ее кромки 6 с поверхностью стенки канала 5.

Конструктивно заслонка может иметь самые различные варианты, некоторые из которых показаны на фиг. 2 - 9. В частности на фиг. 2 - 3 корпус заслонки 3 выполнен в виде металлического диска 7, (например латунного), на который напрессована шайба 8 из ПСМ или МР, на наружном торце которой сформирована кромка 6. На фиг. 4 - 5 в перфорированный диск 9 впрессованы сплошные диски 10 из ПСМ или МР. На фиг. 6 - 7 в диске 11 из ПСМ или МР выполнено глухое кольцевое углубление, в которое впрессовано металлическое кольцо 12. На фиг. 8 - 9 в диске 13 из ПСМ или МР выполнено глухое, осевое цилиндрическое углубление, в которое впрессован металлический диск 14.

Этим описанием не исчерпываются все возможные варианты конструктивного исполнения заслонки 3. Можно, например, предложить конструкцию заслонки, выполненной в виде жесткого диска, со всех сторон облицованного ПСМ или МР. Такой вариант на чертежах не показан.

Работает устройство обычным образом. Скоростной поток засасываемого воздуха в канале 5 корпуса 1 создается поршнями двигателя при открытых впускных клапанах. Расход воздуха и скорость его течения по каналу 5 определяются (регулируются) положением заслонки 3.

На режиме работы двигателя на холостом ходу заслонка 3 практически полностью перекрывает сечение канала 5. При этом воздух или бензовоздушная смесь с примерно околозвуковой скоростью просачиваются в имеющийся между стенкой канала 5 и кромкой 6 зазор. Однако эффективного генерирования звука кромкой 6 и всей поверхностью заслонки 3 не происходит, поскольку этому препятствует открыто- пористая структура виброшумодемпфирующего материала, входящего в состав заслонки 3 и, в особенности, периферийной зоны дроссельной заслонки, непосредственно примыкающей к узкой щели воздуховода (газовода). Т.е. даже в полностью закрытом положении заслонка 3 как бы бесшумно" дышит" и кромочные вихревые потоки не генерируются. Газопроницаемость заслонки 3 для конкретных конструкций двигателей можно подбирать степенью пористости структуры элементов из ПСМ или МР. Причем для более эффективного снижения шума на холостом ходу размер пор может увеличиваться от центра заслонки к ее периферии.

Предлагаемое устройство обладает еще одним положительным качеством, а именно оно способствует качественной гомогенизации горючей смеси при использовании смесеобразующего устройства выше заслонки 3. В этом случае топливо, просачиваясь с высокой скоростью через пористые участки заслонки 3 подвергается мелкому распылу, что улучшает процесс его смешивания с воздухом и обеспечивает более полное сгорание в цилиндрах двигателя.

Формула изобретения

1. Впускное устройство для двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус дроссельной заслонки, в котором на поворотной оси установлена дроссельная заслонка, отличающееся тем, что заслонка по крайней мере частично в своем поперечном сечении выполнена из пористого с открытыми порами шумовибродемпфирующего материала.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что величина пор шумовибродемпфирующего материала увеличивается от центра заслонки к ее периферии.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что заслонка выполнена составной, при этом составляющие заслонку элементы смонтированы беззазорно с образованием общей обтекаемой поверхности.

4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что по крайней мере часть заслонки выполнена из пористого сетчатого материала или металлорезины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к устройствам для приготовления горючей смеси, преимущественно в качестве карбюратора эдикамерного типа

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить эффективность регулирования дизеля

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам регулирования температуры потока воздуха, поступающего в воздухоочиститель двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС)

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателю внутреннего сгорания

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к механизмам управления дроссельной заслонкой карбюратора поршневых двигателей

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к системе управления двигателем автомобиля

Изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к системе управления двигателем автомобиля

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам управления двигателем внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системах выпуска отработавших газов

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двухтактных и четырехтактных дизелях
Наверх