Устройство для резонансного наддувадвигателя внутреннего сгорания

 

О П И С А Н И Е (1850878

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 11, 11. 79 (21) 2839671/25-06 (5 1)М. Кл:.

Г 02 В 27/00 с присоединением заявки М (23) Приоритет

ГааударетаенныМ квинтет

СССР по делан нзебретеанй и аткрытн11

Опубликовано 30. 07. 81 Бюллетень М 28

Дата опубликования описания 30.07.81 (53) УДК 621.43-224.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Б. Пушкарев и Ь.И. Мостаков

Ордена Ленина, ордена Трудового Красного,Знамейи (7l) Зтявитель транспортного машиностроения им.В.И.Ленина (14) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗОНАНСНОГО НАДДУВА

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машино-.. строению, в частности двигателестроению, а именно к устройствам для резонансного наддува двигателей внут» реннего сгорания, работающих при различных условиях окружающей среды.

Известны впускные коллекторы двигателя внутреннего сгорания, содержащие . впускной трубопровод резонансной длины, подключенный входным в участком к воздушному фильтру, а

10 выходным — к цилиндрам двигателя, Для настройки резонансных колебаний столба воздуха на различные частоты вращения вала двигателя во впускном I5 трубопроводе выполнено отверстие для впуска воздуха в промежуточной точке его длины. В диапазоне низких чисел оборотов эффективная длина всего трубопровода вызывает резонансные колебания, способствующие дозарядке цилиндров двигателя, причем колебания только незначительно разрут шаются отверстием в трубопроводе.

С увеличением скоростного режима

:воздух всасывается через отверстие, уменьшая эффективную длину трубопровода и вызывая резонансные колебания., соответствующие более высокой частоте вращения вала двигателя и способствующие дозарядке двигателя 11.

Однако, такие впускные коллекторы имеют, как правило, большие габаритные размеры и не обеспечивают эффек,тивную настройку резонансного наддува йри изменяющкхся условиях окружающей среды.

Известны также устройства для резонансного наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащие Ч -образный впускной трубопровод резонансной длины, подключенный входным участком к реЧиверу - отражателю, а выходным — к цилиндрам с несовпада нхцими фазами впуска 1 2).

Однако, обладая высокой компактностью, такие уствойства тем не менее не обеспечивают настройки реэонанс3 - 850878 4 ного наддува на различные режимы работы двигателя. Если впускной коллектор с таким устройством настроен на работу двигателя в высокогорных условиях то при работе такого двиЭ

5 гателя на уровне моря, т.е. в других условиях окружающей среды, значительно ухудшается экономичность, поскольку затраты мощности на подачу дополнительного количества воздуха в 10 виде насосных ходов поршней двигателя увеличиваются с ростом плотности окружающей среды.

Цель изобретения — повышение экономичности путем согласования резонансного наддува с условиями окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что выходной участок впускного трубопровода дополнительно подключен к 20 входному при помощи перепускного канала, а ь месте подключения установлен орган поочередного сообщения ресивера-отражателя с входным и выходным участками впускного трубопровода.

На фиг,1 изображено устройство для резонансного наддува; на фиг.2 — акустическая схема устройства; на фиг.3форма стоячей волны, возникающей в трубопроводе. ЭО

Устройство содержит V -образный впускной трубопровод 1 резонансной длины, подключенный входным участком

2 к ресиверу-отражателю 3 колебаний, а выходным участком 4 - к цилиндрам

5 с несовпадающими фазами впуска двигателя 6. Выходной участок 4 впускного трубопровода 1 подключен также к входному участку 2 при помощи перепускного канала .7, а в месте под- 40 ключения последнего установлен орган

8 поочередного сообщения ресивераотражателя 3 с входным 2 и выходным .4 участками впускного трубопровода 1, Орган 8 поочередного сообщения имеет два фиксированных положения 9 и 10.

Перед ресивером-отражателем 3 установлен фильтр-воздухоочиститель 11.

Устройство работает следующим образом.

55 о

При работе двигателя б.в нормальных атмосферных условиях на уровне моря орган 8 находится в фиксированном положении 9. Тогда под влиянием периодического всасывающего действия поршней на такте впуска в потоке воздуха, идущего в трубопроводе I возникают вынужденные колебания давления, которые при совпадении с собственной частотой колебаний столба воздуха в. трубопроводе 1 перерастают в резонансные с образованием внутри трубопровода I так называемой стоячей волны .

На фиг.2 приведена акустическая схема предлагаемого устройства, если орган 8 нахоцится в положении 9.

Акустическим эквивалентом предлагаемого устройства с органом 8 в положении 9 является прямолинейный трубог провод, открытый с одного конца и закрытыи с другого, к которому подключена группа цилиндров на участке, примыкающем к открытому концу трубопровода. Закрытый конец трубопровода в акустической схеме тождествен концу натурного трубопровода 1, закрытого органом 8 в положении 9. Открытый конец трубопровода в акустической схеме эквивалентен концу натурного трубопровода 1, подключенного к промежуточной емкости в виде ресивераотражателя 3, которая выполняет функции отражателя колебаний с эффектом, аналогичным работе открытого конца трубопровода, сообщенного с атмосферой.

Имитировать кривизну натурного трубопровода 1 в акустической схеме нет необходимости, поскольку устройство по соотношению внутреннего диаметра трубопровода 1 к длине волны развивающихся в нем колебаний относится к так называемым "узким трубам" развитие колебаний в которых не зависит от степени их кривизны.

Из @иг.З следует, что в этом случае стоячая волна имеет пучность (максимальное изменение амплитуды давления 6. P в столбе воздуха) у закрытого конца трубопровода и узел (отсутствие колебаний давления) у

его открытого конца.

Из сопоставления фиг.2 и фиг.3 следует, что группа цилиндров 5 с несовпадающими фазами впуска при органе 8 в положении 9 находится в зоне . стоячей волны при совпадении момента закрытия впускного клапана с приходом положительного избыточного давления в стоячей волне цилиндры 5. получают минимальное количество добавочного воздуха (резонансный наддув), поскольку амплитуда колебаний в зоне узла имеет минимальное значе. ние.

Формула изобретения

Заявка Ведикобритании У1423450, 6- кл; Г 1 В, опублик. 1976.

4> 2. Авторское свидетельство НРБ

В 11805, М., кл. F 02 В 27/00, опублик. 1967 (прототип).

5 85

Таким образом, при работе двигателя на уровне моря, когда орган 8 находится в положении 9, резонансный наддув минимален и затраты мощности на подачу в цилиндры 5 добавочного воздуха практически не влияют на экономичность двигателя.

При подъеме двигателя на высоту, т.е. при падении плотности окружающего воздуха, орган 8 переводится обслуживающим персоналом в фиксированное положение 10. При этом поток воздуха в трубопроводе 1 меняет направление движения на обратное, а группа цилиндров, присоединенных к нему, оказывается наиболее удаленной от входного участка 2, т.е. в зоне конца трубопровода, закрытого органом 8. Находясь у закрытого . конца трубопровода 1, цилиндры 5: попадают в зону пучности стоячей волны, т.е. в область, где изменения амплитуды колебаний давления Ь Р максимальны.

СовЪадение момента закрытия впускных клапанов с приходом максимальной положительной избыточной волны давления обеспечивает подачу в каждый цилиндр максимального количества воздуха, что компенсирует. до определенной высоты падение плотности воздуха в цилиндрах и сохраняет мощность двигателя близкой или равной ее величине на уровне моря.

Таким образом, устройство для наддува-подачи в цилиндры двигателя добавок ого количества воздуха с целью

:омпенсации падения плотности воздушного заряда в цилиндрах и сохранения мощности двигателя, постоянной или маломеняющейся до определенной высоты имеет два режима 1 аботы, определяемых фиксированным положением органа НооТ чередного сообщения во входном патру ке.

Один режим обеспечивает минимальную подачу добавочного количества

0878 воздуха и соответствует требованиям работы двигателя при нормальном атмосферном давлении без ущерба для его экономичности.

Другой режим работы обеспечивает максимальную подачу добавочного копичества воздуха в цилиндры двигателя, что позволяет сохранить мощность цвигателя постоянной или маломеняю1О щейся до определенной высоты.

Использование в народном хозяйстве предлагаемого устройства для наддува позволяет расширить применение наддува на двигателях внутреннего сгорания, обеспечив получение наддува в заданных условиях высотности работы над уровнем моря при достаточно простой общей системе наддува.

Устройство для резонансного надду- ва двигателя внутреннего сгорания, содержащее Ч -образный впускной трубопровод резонансной длины, подключенный входным участком к ресиверу-отражателю, а выходным — к цилиндрам с несовпадающими фазами впуска, о тц и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности путем соть . за ласования резонансного наддува с условиями окружающей среды, выходной участок впускного трубопровода дополнительно подключен к входному при помощи перепускного канала, а в месте подключения последнего установлен орган поочередного сообщения ресиве ра-отражателя с входным и выходным участками впускного трубопровода.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

850878

Составитель В. Козлов

Редактор M. Янович Техред Н.Келушак

Корректор В. Синицкая

Заказ 6276 43 Тираж 581

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4