Впускная система двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам впуска двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить мощность и экономичность одноцилиндровых двигателей внутреннего сгорания. Впускная система двигателя внутреннего сгорания содержит впускной ресивер и, по меньшей мере, одну пару индивидуальных впускных патрубков, образующих впускной трубопровод. Открытые торцы патрубков обращены друг к другу и размещены в ресивере с зазором и соосно. Впускной трубопровод выполнен с закрытым торцем впускного патрубка трубопровода. 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к системам впуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известна впускная система ДВС (заявка №93031475, F02B 31/00 от 27.12.1995 года), содержащая общую горловину, в которой начинаются патрубки, подводящие воздух ко всем цилиндрам двигателя.

Однако ее конструктивные особенности (наличие узлов разветвлений трубопроводов, несогласование длины впускных патрубков с частотой рабочих циклов) не позволяют эффективно использовать волновые явления, возникающие в системах впуска ДВС.

Известна впускная система ДВС (Патент Великобритании №1094877, кл. F02В 27/00, 1967), содержащая впускной ресивер, по меньшей мере, одну пару индивидуальных впускных патрубков цилиндров, открытые торцы которых сообщены с ресивером, расположены на одной оси и обращены друг к другу, в отверстии, выполненном между входными сечениями впускных патрубков, размещено устройство перекрытия его проходного сечения, патрубки выполнены с увеличением диаметра проходного сечения в направлении открытого торца.

Такая система имеет следующие недостатки: невозможно обеспечить плавный вход во впускные патрубки (по лемнискате Бернулли), так как отверстие между впускными патрубками загромождено лепестковыми клапанами, необходим тщательный расчет частотных и силовых характеристик лепестковых клапанов. С учетом таких требований, как масса, стоимость, доступность материала клапанов, удовлетворение одновременно частотным и силовым требованиям может оказаться невозможным, а также невозможность его использования в одноцилиндровых ДВС.

Известна также впускная система ДВС (Патент РФ №2034164, F02B 27/02 от 30.04.1995 года), содержащая впускной ресивер, по меньшей мере, одну пару индивидуальных впускных патрубков цилиндров, открытые торцы которых сообщены с ресивером, расположены на одной оси и обращены друг к другу, в отверстии, выполненном между входными сечениями впускных патрубков, размещено устройство перекрытия его проходного сечения, патрубки выполнены с увеличением диаметра проходного сечения в направлении открытого торца. Устройство перекрытия выполнено в виде участка трубопровода и установлено с возможностью перемещения, при этом система дополнительно содержит механизм управления фазами перекрытия проходного сечения отверстия.

Недостатком указанного изобретения является сложность механизма управления фазами перекрытия проходного сечения впускных патрубков, представляющего собой центробежный регулятор, в котором волны сжатия и разрежения являются носителями командного импульса для регулятора, а это приводит к потерям интенсивности исходных и отраженных волн, и, следовательно, к снижению эффективности газодинамического наддува, а также невозможность его использования в одноцилиндровых ДВС.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к заявляемому является впускная система двигателя внутреннего сгорания (Авторское свидетельство СССР №1359449, кл. F02B 27/00, 15.12.87), содержащая впускной ресивер и, по меньшей мере, одну пару индивидуальных впускных патрубков цилиндров, открытые концы которых размещены в ресивере. Система дополнительно снабжена V-образным трубопроводом перепуска воздуха, причем открытые концы этого трубопровода размещены в ресивере с зазорами и соосно с открытыми концами индивидуальных патрубков пары цилиндров.

Недостатком указанного изобретения является невозможность его использования в одноцилиндровом двигателе.

Задачей изобретения является повышение мощности и экономичности одноцилиндровых двигателей внутреннего сгорания за счет повышения эффективности газодинамического наддува и расширения пределов его эффективной работы.

Задача достигается тем, что впускная система двигателя внутреннего сгорания содержит впускной ресивер и, по меньшей мере, одну пару индивидуальных впускных патрубков, образующих впускной трубопровод, открытые торцы которых обращены друг к другу, размещены в ресивере с зазором и соосно. В отличие от прототипа впускной трубопровод выполнен с закрытым торцем впускного патрубка трубопровода.

При этом повышение давления и плотности заряда перед впускным органом производится на двух настроенных частотах вращения вала двигателя (на двух режимах работы) за счет прихода к впускному органу волны, возникающей при отражении от открытого торца патрубка (разрыва) на первом режиме, и при отражении от открытого торца патрубка далее от закрытого впускного органа, при прохождении разрыва и отражении от тупика на втором режиме. Оптимальные длины индивидуальных впускных патрубков подобраны таким образом, чтобы фронт отраженной волны успевал дойти к впускному органу до его закрытия [Рудой Б.П. "Прикладная нестационарная гидрогазодинамика" Уфа, 1988 г., стр.142], что обеспечивает максимально высокое наполнение цилиндра свежим зарядом, что позволяет значительно повысить эффективную мощность и крутящий момент двигателя.

На чертеже представлена схема впускной системы.

Впускная система ДВС содержит впускной ресивер 1, одну пару индивидуальных впускных патрубков 2 и 3, цилиндра 4. Открытые торцы 5 и 6 впускных патрубков размещены в ресивере соосно с воздушным зазором 7 между ними, при этом патрубок 2 сообщается с цилиндром 4, патрубок 3 имеет закрытый торец 8.

Система работает следующим образом.

Волна разрежения [Рудой Б.П. "Прикладная нестационарная гидрогазодинамика". Уфа, 1988 г., стр.20], генерируемая рабочим объемом цилиндра 4, при открытии его впускного органа движется по индивидуальному впускному патрубку 2 в направлении ресивера 1, отражаясь от открытого конца 7 волной сжатия. Последняя движется в обратном направлении и на настроенном режиме осуществляет повышение давления и плотности заряда перед впускным органом. При увеличении частоты вращения вала двигателя волна разрежения, генерируемая рабочим объемом цилиндра 4, при открытии его впускного органа движется по индивидуальному впускному патрубку 2 в направлении ресивера 1, отражаясь от открытого торца 7 волной сжатия, движется в обратном направлении. Далее волна сжатия подходит к закрытому впускному органу цилиндра, отражаясь от него волной сжатия, вновь проходит по индивидуальному патрубку 2, преодолевая воздушный зазор 7 и попадает в тупиковый патрубок 3, отражаясь от стенки тупика 8 волной сжатия, движется в сторону впускного органа по индивидуальным патрубкам 3 и 2, преодолевая воздушный зазор 7. Достигнув органа впуска цилиндра 4, волна на данном режиме работы вновь осуществляет повышение давления и плотности заряда.

Таким образом, расширяются эффективные режимы работы двигателя и обеспечивается повышение наполнение цилиндров свежим зарядом.

Впускная система двигателя внутреннего сгорания, содержащая впускной ресивер и, по меньшей мере, одну пару индивидуальных впускных патрубков, образующих впускной трубопровод, открытые торцы которых обращены друг к другу, размещены в ресивере с зазором и соосно, отличающаяся тем, что впускной трубопровод выполнен с закрытым торцем впускного патрубка трубопровода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам глушения выхлопа продуктов сгорания рабочей смеси в двигателях внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройству впускных систем двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к впускным системам двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с впрыском топлива в цилиндры. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к усовершенствованию термодинамического цикла как способа работы двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к организации рабочего процесса дизельных двигателей с непосредственным впрыском топлива. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливным системам двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в автотракторных двигателях. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению. .

Изобретение относится к двигателестроению, к способам и устройствам для впуска топливовоздушной смеси в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, использующие кинетическую энергию во всасывающих системах для улучшения заполнения цилиндра

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с регулируемым наддувом

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к устройствам для наддува V-образных двигателей внутреннего сгорания (ДВС), использующим энергию колебательных процессов в системах впуска

Изобретение относится к средствам для выхлопных систем двигателей внутреннего сгорания, которыми последние могут быть оснащены с различными целями: улавливания и/или дожигания несгоревших остатков топлива, и/или глушения шума выхлопа газов, и/или оптимизации работы названного двигателя и может использоваться преимущественно в автомобилестроении

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания (ДВС), с принудительным зажиганием, оснащенному компрессором

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания автотранспортных средств, в частности к всасывающему коллектору

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству двигателей внутреннего сгорания

Изобретение может быть использовано в дизельных двигателях. Четырехтактный дизельный двигатель содержит цилиндры (1), верхнюю цилиндровую крышку (2), прикрепленную к цилиндрам (1), кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, механизм привода вспомогательных агрегатов, механизм управления двигателем, системы смазки, питания, охлаждения и запуска. Цилиндр (1) содержит внутри перегородку (4), имеющую центральное отверстие с элементами уплотнения (5), делящую внутренний объем цилиндра (1) на две равные полости и закрыт снизу нижней крышкой (6), имеющей центральное отверстие с элементами уплотнения (7). Внутрь обеих полостей цилиндра (1) вставлены поршни (9) с элементами уплотнения (10), по одному на каждую полость, соединенные между собой штоком (11), пропущенным в центральные отверстия перегородки (4) и нижней крышки (6). Нижний конец штока (11) соединен с шатуном (12). Шатун (12) связан с кривошипом коленчатого вала (13). Перегородка (4) и поршни (9) с нижней крышкой (6) образуют в цилиндре (1) четыре рабочих камеры, каждая из которых имеет впускное устройство и выпускное устройство. Газораспределительный механизм содержит горизонтальные впускной и выпускной валы с шестернями, каждый из которых посредством цепных передач соединен с шестернями коленчатого вала (13). Вертикальные впускные и выпускные валы (42) и (44) имеют кулачки для привода впускных и выпускных клапанов. Впускной горизонтальный вал посредством шестерен соединен с впускными вертикальными валами (42). Выпускной горизонтальный вал посредством шестерен соединен с выпускными вертикальными валами (44). Технический результат заключается в упрощении газораспределительного механизма. 13 ил., 1 табл.

Изобретение относится к автотракторной технике и может быть использовано в устройствах выхлопа двигателей внутреннего сгорания и дизелей. Вихревой эжектор выхлопных газов содержит усилитель выброса потока выхлопных газов и атмосферного воздуха, переходную втулку, струйную камеру. Струйная камера выполнена в виде тонкостенного полого конуса с углом при вершине не более 15°, расположенного за переходной втулкой и обращенного в сторону движения потока выхлопных газов, и полого конусного цилиндра. Между поверхностью конуса и полого конусного цилиндра установлено N продольных прямоточных пластин. Поперечное сечение проточных каналов от вершины конуса к торцу преобразуется из треугольного в трапецеидальное. Эжектор образован торцом тонкостенного полого конуса, N проточными каналами выхлопных газов и проходным кольцевым каналом, образованным внешней поверхностью полого конусного цилиндра и воздухозаборника, обращенного в сторону движения автомобиля. Пружинящие лопасти установлены к потоку под углом 30°-60° и являются продолжением продольных пластин, размещенных в начале вихревой камеры. Соотношение площади сечения входного потока выхлопных газов к площадям сечений других функциональных элементов выполнены как ~ 1:1,38:1,626:1,38, соотношение длины струйной камеры к длине вихревой камеры и длине выходного диффузора выполнены как ~ 1:1,2:0,4, отношение входной площади проходного кольцевого канала эжектируемого атмосферного воздуха к площади поступающего потока выхлопных газов и отношение диаметра сужения выходного диффузора соотносится к диаметру входного сечения вихревой камеры как ~ 0,65:1. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы двигателя внутреннего сгорания и дизеля, снижение токсичности выхлопных газов, снижение расхода топлива и шума выхлопа. 4 ил.
Наверх