Система питания двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливным системам двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить топливную экономичность. Система питания двигателя внутреннего сгорания содержит топливоподающее устройство, смесительную камеру с выходящими из нее смесеподающими патрубками. Смесеподающие патрубки пристыкованы к смесительной камере попарно и соосно. Между каждой парой соосно расположенных смесеподающих патрубков в пределах смесительной камеры выполнены сплошные перегородки, а площадь отверстия, сообщающего входные сечения двух соосных смесеподающих патрубков со смесительной камерой, определяют по формуле F_отв ≥ 1,5F_тр, где F_отв - площадь отверстия, сообщающего входные сечения двух соосных смесеподающих патрубков со смесительной камерой, F_тр - площадь сечения смесеподающего патрубка. 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, и в частности, к системам питания.

Известна система питания ДВС, содержащая смесеподающее устройство и впускной патрубок [Ленин И.М., Малашкин О.М. и др. Системы топливоподачи автомобильных и тракторных двигателей. - М.: Машиностроение, 1976, с. 5-6].

Однако известная система не обеспечивает достаточную топливную экономичность вследствие неравномерного распределения смеси по цилиндрам двигателя.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является система питания, содержащая впускной патрубок с перегородками [Патент США N 3811416 МКИ F 02 В 75/20, 21.05.1974] и выбранная в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является низкая топливная экономичность вследствие попадания в смесеподающее устройство через впускные патрубки волн давления, которые выбивают смесь из смесеподающего устройства, нарушая процесс смесеобразования и дозирования топлива.

Задачей изобретения является улучшение топливной экономичности.

Решение указанной задачи достигается тем, что в системе питания двигателя внутреннего сгорания, содержащей топливоподающее устройство, смесительную камеру с выходящими из нее смесеподающими патрубками в отличие от прототипа смесеподающие патрубки пристыкованы к смесительной камере попарно и соосно, причем между каждой парой соосно расположенных смесеподающих патрубков в пределах смесительной камеры выполнены сплошные перегородки, а площадь отверстия, сообщающего входные сечения двух соосных смесеподающих патрубков со смесительной камерой, определяется по следующей формуле: F_отв ≥ 1,5F_тр, где F_отв - площадь отверстия, сообщающего входные сечения двух соосных смесеподающих патрубков со смесительной камерой; F_тр - площадь сечения смесеподающего патрубка.

Попарно соосная стыковка смесеподающих патрубков к смесительной камере позволяет предотвратить проникновение волн давления в топливоподающее устройство. Это происходит вследствие того, что отверстие, сообщающее входные сечения двух соосных смесеподающих патрубков со смесительной камерой, представляет собой газодинамический разрыв, который волны давления способны преодолеть в случае попарного соосного расположения смесеподающих патрубков, проходя из одного патрубка в другой. В смесеподающее устройство при этом волны давления попадают значительно ослабленными. Напротив, волны разрежения не способны преодолеть газодинамический разрыв [Вахитов Ю.Р., Глухов К.В., Рудой Б.П, Шалангов К.С. "Экспериментальное исследование отражения волн конечной амплитуды от отверстия в трубопроводе". Элементы теории рабочих процессов ДВС. Межвузовский научный сборник, N 1, УАИ, 1976, стр. 26-30], вследствие чего они рассеиваются в смесительной камере, понижая давление на выходе из смесеподающего устройства и вызывая истечение топливовоздушной смеси.

Выполнение сплошной перегородки в пределах смесительной камеры между каждой парой смесеподающих патрубков позволяет устранить воздействие друг на друга волн давления и разрежения, движущихся в различных парах смесеподающих патрубков. Перегородка позволяет упорядочить движение волн в каждой паре смесеподающих патрубков, устранить непредсказуемое влияние волн из соседней пары патрубков для того, чтобы отсечение волн давления от смесеподающего устройства определялось только размерами смесительной камеры, длиной смесеподающих патрубков и порядковыми номерами цилиндров, соединяемых соосными патрубками.

Выполнение отверстия, сообщающего входные сечения двух соосных смесеподающих патрубков со смесительной камерой в соответствии с формулой F_отв ≥ 1,5F_тр обеспечивает рассеивание волн разрежения в смесительной камере и отсутствие ее прохождения в соосный патрубок. Волна давления, проходящая к смесеподающему устройству, оказывается значительно ослабленной.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На чертеже изображена схема предлагаемой системы питания двигателя внутреннего сгорания.

Система питания содержит смесеподающее устройство 1, к выходному фланцу которого пристыкована смесительная камера 2 с выходящими из нее попарно соосными смесеподающими патрубками 3. Между парами соосно расположенных смесеподающих патрубков 3 в пределах смесительной камеры 2 выполнена сплошная перегородка 4. Отверстия А и Б между соосными смесеподающими патрубками 3 соединяют их со смесительной камерой 2.

Работа системы происходит следующим образом.

Волна разрежения, генерируемая рабочим объемом двигателя при открытии впускного клапана, двигаясь по смесеподающему патрубку 3, достигает отверстия, сообщающего соосные патрубки 3 со смесительной камерой 2. Волна разрежения не способна преодолеть входное отверстие, представляющее собой газодинамический разрыв, вследствие чего она рассеивается в смесительной камере 2, понижая давление на выходе из смесеподающего устройства 1 и вызывая истечение топливовоздушной смеси. При выполнении площади отверстия F_отв < 1,5F_тр волны разрежения способны преодолеть газодинамический разрыв (отверстие), в результате чего резко падает интенсивность волн разрежения, прошедших к смесеподающему устройству 1, растет гидравлическое сопротивление впускного тракта, а следовательно, растут насосные потери и ухудшается топливная экономичность. При подходе к отверстию волны сжатия ее избыточное давление преобразуется в начале в импульс скорости, а на входе в соосный патрубок 3 за отверстием импульс скорости частично преобразуется в давление, тем самым возбуждая вторичную волну сжатия конечной амплитуды. В смесеподающее устройство 1 при этом волна давления попадает значительно ослабленной.

Предлагаемая система может быть использована на двигателях с четным числом цилиндров, при этом между каждой парой соосно соединяемых патрубков необходимо выполнить сплошную перегородку в пределах смесительной камеры.

Формула изобретения

Система питания двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливоподающее устройство, смесительную камеру с выходящими из нее смесеподающими патрубками, отличающаяся тем, что смесеподающие патрубки пристыкованы к смесительной камере попарно и соосно, причем между каждой парой соосно расположенных смесеподающих патрубков в пределах смесительной камеры выполнены сплошные перегородки, а площадь отверстия, сообщающего входные сечения двух соосных смесеподающих патрубков со смесительной камерой, определяют по следующей формуле: F_отв≥1,5F_тр, где F_отв - площадь отверстия, сообщающего входные сечения двух соосных смесеподающих патрубков со смесительной камерой; F_тр - площадь сечения смесеподающего патрубка.

РИСУНКИ

Рисунок 1