Система резонансного наддува

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 09.11.78 (2>) 2683416/25-06

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п968494 1 М Кл з с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

02 В 27/00 (23) Приоритет

Опубликовано 231082 Бюллетень ¹ 39 (33) УДК 621. 43. .052(088.8) Дата опубликования описания 23 . 10 . 82 (72) Авторы изобретения

И.В.Козьменко (71) Заявитель

Ордена Ленина и ордена Т завод транспортного маши мени нина (54) СИСТЕМА РЕЗОНАНСНОГО НАДДУВА. В.Б.Пушкарев, В.И.Ре

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к двигателям, использующим кинетическую или волновую энергию воздушного заряда в системах впуска.

Известны системы резонансного наддува двигателей внутреннего сгорания, содержащие впускной коллектор, под- )p ключенный к цилиндрам двигателя через индивидуальные импульсные патруб.ки резонансной длины f1).

Однако такие системы обладают большой металлоемкостью и большими габаритами, поскольку к каждому цилиндру подсоединяются патрубки, имеющие длину один и более метров.

Известна также система резонансного наддува поршневых машин, например,. двигателей внутреннего сгорания, содержащая впускной коллектор объединяющий цилиндры двигателя с равномерными. и несовпадающими фазами впуска и снабженный глухой торцевой стенкой и противолежащей ей стенкой с от.— верстием, к которому подключен трубопровод резонансной длины (2).

Однако известная система обладает увеличенными размерами по длине или высоте, определяемыми длиной трубопровода резонансной длины.

Цель изобретения уменьшение габаритов системы резонансного наддува.

Поставленная цель достигается тем, что трубопровод частично размещен внутри впускного коллектора, причем зазор между внутренним торцом трубопровода и торцовой стенкой коллек тора выполнен равным диаметру трубопровода.

На фиг. 1 представлена предлагаемая система резонансного наддува на фиг. 2 — резонатор Гельмгольца, разъясняющий принцип работы; на фиг. 3 результаты сравнительных испытаний системы;, на фиг. 4 — результаты ис.пытаний по.оценке влияния зазора между внутренним торцом трубопровода и торцовой стенкой коллектора.

В предлагаемой системе резонансного наддува цилиндры 1 двигателя

2, имеющие равномерные и несовпадающие фазы впуска, объединены впускным коллектрором 3 с объемом V, внутри которого частично размещен трубопровсд 4 резонансной длины P и диаметром О.

Внутренний торец 5 трубопровода 4 установлен по отношению

968494 к глухой торцовой стенке б коллектора 3 с зазором Е,а наружный конец

7 трубопровода 4 прикреплен к стенке с отверстием 8. Причем в объеме

V коллектора 3 не учитывается объем, занимаемый трубопроводом, а зазор Е,, 5 равен диаметру 0 трубопровода 4.

С акустической точки зрения колебательная система, состоящая из резервуара (коллектора) и трубопровода (фиг. 2), является резонатором Гельмгольца,собственная частота колебаний столба воздуха в котором определяется по известной зависимости м А 0 у- у. (1) 15 где V — - объем коллектора, мзда

Е. — длина трубопровода, му

S — площадь поперечного сечения трубопровода, м у 20

С - скорость звука в воздухе, м/с ш — круговая частота собственных колебаний, 1/с.

Одно из свойств резонатора Гель-" мгольца заключается, как известно, в том, что его частотная характеристика не зависит от формы резервуара.

Если геометрические размеры резервуара будут меняться так, что его объем V будет оставаться постоянным, то собственная частота колебаний Ы меняться не будет. Эта особенность резонатора Гельмгольца и использована в предлагаемой системе резонансного наддува.

Впускная система настраивается в З5 резонанс с выбранной действующей гармоникой возмущающего импульса от всасывающего действия поршней путегл подбора величин. V, S и Е по соотношению (1). Причем указанная зависимость 40 может быть использована только для укрупненного подбора элементов настройки, так как в ней не учитываются следующие факторы: присоединение к. объему V переменных пэ величине объемов цилиндров при работе двигателя; движение столба воздуха в системе; местные сопротивления при движении воздуха в системе.

Система резонансного наддува работает следующим образом.

От всасывающего действия поршнейв цилиндрах 1 двигателя 2 в системе резонансного наддува развиваются вынужденные колебания давления. При совпадении одной из гармоник вынужденного колебания с собственной частотой системы в ней развиваются реэрнансные колебания, которые обеспечивают в определенном участке (или участках) скоростной характеристики двигателя повышение расхода воздуха или рабочей смеси.

При наличии на входе в систему резонансного наддува местных сопротивлений (воздухоочиститель, глуши- 65 тель шума и т.д.) предлагаемая система отстраивается от их влияния также, как и известные системы, т.е. установкой перед ними отражателей импульсов в виде допоЛнительных объемов или резонаторов.

Экспергыентальная проверка предлагаемой системы выполнена на шестицилиндровом V-образном четырехтактном двигателе, имеющем два блока по три цилиндра в ряду, причем каждый блок объединял цилиндры с равномерныг чередованием тактов впуска и несовпадающими фазами впуска.

Впускной коллектро иглеет объем 37 литра без учета расположенного внутреннего трубопровода с диаметром проходного .сечения 70 мч и резонансной длиной 470 мм. Рсстояние (эаэор) от внутреннего торца трубопровода до глухой торцовой стенки коллектора равно 70 мм. Результаты испытаний (фиг. 3) предлагаемой резонансной системы наддува с внутренним расположением трубопровода сравнились с параметрами известной сис— темы, имеющей наружное расположение трубопровода (кривая 9), а также с контрольной системой, не имеющей резонансных зон и состоящей иэ одного впускного коллектора без резонатора (кривая 10). Изменение расхода воздуха определялось путем замера давления конца такта сжатия P в с одном из цилиндров с отключенной форсункой. Как следует из фиг. 3, предлагаемая система резонансного наддува обеспечивает повышение расхода воздуха во всем диапазоне частоты вращения коленчатого вала двигателя п.(кривая 9) практически одинаково с известной системой (до, 10%), выгодно отличаясь от последней меньшей.габаритными размерами и большей компактностью.

На фиг. 4 показано влияние зазора f.„ между внутренним торцом трубо; провода и глухой торцовой стенкой коллектора на эффективность работы.

Как следует из фиг. 4, для сохранения эффективности работы системы резонансного наддува зазор Я дол1 жен быть приблизительно равен внут- . реннему диаметру 0 трубопровода 4.

Таким образом, предлагаемая система резонансного наддува может обеспечить повышение расхода воздуха на двигателе во всем диапазоне числа оборотов,.достигая максиглума до 10% в резонансной, зоне. Она выгодно отличается от известных систем резонансного наддува меньшими габаритными размерами и большей компактностью.

Формула изобретения

Система резонансного наддува поршневой машины, например двигателя внут968494

1 2 фиг.!

Фиг. 8 реннего сгорания, содержащая впускной коллектор, обьединяющий цилиндры двигателя с равномерными и несовпадающими фазами впуска и снабженный глухой торцовой стенкой и противолежащей ей стенкой с отверстием, к кото-, рому подключен трубопровод резонансной длины, отличающаяся тем,что,с целью уменьшения габаритов системы, трубопровод частично размещен внутри впускного коллектора, причем ..зазор между внутренним торцом трубойровода и торцовой стенкой коллектора выполнен равныл диаметру трубопровода. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 9 1470346. кл. Г 02 В 27/00, опублик. 1977.

2. Вихерт М.И. и Литинский М.A.

Впускные трубопроводы современных дизелей-"Автомобильная промыыленность", 1977 Р 12, с. 34-37.

9б6494 РигЗ

Рс кг/см

so ба с

Ю с

ИОО 1S ÎО ЮОО п офиан

41иг Ф

BHHHIIH заказ 8103/б1 Тираж 552 Подписное

Филиал ППП "Патент -, г.ужгород, ул.Проектная,4