ВПУСКНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02M35/10 

Изобретение касается двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с впускным устройством по ограничительной части п. 1.

Во впускном устройстве ДВС возникают на основе переменного расхода воздуха, относительно отдельных цилиндров в головке цилиндров, звуковые шумы, которые проходят наружу через емкость устройства и прочие конструктивные части и нарушают акустический комфорт.

Целью изобретения является создание ДВС, который имеет такое впускное устройство, в котором происходит уменьшение шумов.

Эта задача решается согласно изобретению посредством отличительных признаков п. 1. Другие существенные признаки содержатся в пунктах, описанных ниже.

Для снижения шумов в емкости впускного устройства имеется воздухопроводящая трубка, которая крепится со стороны входа у впускного патрубка емкости и, свободно располагаясь, входит в емкость. Эта емкость обеспечивает распределенный наддув цилиндров вследствие существенного разделения соединений посредством объема емкости.

С другой стороны, взаимная независимость волнового эффекта в отдельных впускных трубках цилиндров приводит к резкому развитию газорезонансных колебаний в каждой отдельной впускной трубке.

Вследствие асимметрии акустической нагрузки, возникающей от емкости, нагрузки на отдельные впускные трубки отдельных цилиндров различны и это ведет к незначительной несогласованности резонансной частоты в отдельных впускных трубках. Поэтому резонансные колебания (на их резонансной частоте), которые возникают в одном из цилиндров, гасятся не колебаниями, которые возникают в емкости через отдельные впускные трубки и даже если начальные импульсы компенсируются цилиндрами, а потому что они бегут в противоположной фазе. Второе неблагоприятное явление связано с возбуждением первой асимметричной формы газовых колебаний в емкости. Их частота находится постоянно близко к собственной частоте газового колебания в отдельной впускной трубке, что приводит к интенсивному звуковому излучению из системы, особенно на частотах, которые совпадают с нечетными гармониками основной частоты процесса впуска.

Для устранения этого отрицательного явления в емкость вставляется воздухопроводящая трубка, которая располагается коаксиально к центральной оси с центральной осью пространства емкости и крепится со стороны входа во впускном патрубке емкости. Он соединяет емкость с воздухопроводящей и воздухоочистительной системой.

Предусмотренное в емкости отверстие воздухопроводящей трубки находится в одной плоскости, которая располагается перпендикулярно к боковой стенке емкости и которая имеет одинаковое расстояние от центральной оси отдельной впускной трубки второго и третьего цилиндров.

Свободный конец трубки может быть частично перфорированным или иметь радиальные сквозные отверстия.

Наличие воздухопроводящей трубки, расположенной определенным образом, действует на то, что акустическая нагрузка на цилиндры, которые работают в противоположной фазе, симметрична и устраняет асимметричное возбуждение в самых низких частотах.

Кроме того, соединяющее отверстие воздухопроводящей трубки находится рядом с узлом первого собственного колебания газа емкости впускного устройства. Посредством этого также при резонансном возбуждении возникают препятствия для того, чтобы происходил перенос акустической энергии через воздухопроводящую трубку в направление впускного отверстия и посредством этого в окружающую среду.

На фиг. 1 дано схематичное изображение емкости впускного устройства с отходящими отдельными впускными трубками и со вставленной воздухопроводящей трубкой; на фиг. 2 исполнение воздухопроводящей трубки с радиальными пропускными отверстиями, на фиг. 3 диаграмма с изображением первого собственного колебания газа с узлом (прохождение через ноль); на фиг. 4 в разрезе емкости впускного устройства с отдельными впускными трубками, воздухопроводящей трубкой и с воздухопроводящей и воздухоочистительной системой; на фиг. 5 вид на емкость впускного устройства в направление стрелки (X).

ДВС содержит впускное устройство с емкостью 1), внутреннее пространство A которой соединяется посредством отдельных впускных трубок 2, 3, 4 и 5 с головкой цилиндров Z, и с отдельными цилиндрами посредством впускных клапанов.

С впускным патрубком 6 емкости 1 соединяется свободно входящая в емкость воздухопроводяная трубка 7, которая присоединяется к воздухопроводящей системе 8 (дроссельный клапан) или к воздухоочистительной системе 9 (фильтр).

Воздухопроводящая трубка 7 неподвижно соединена со стороны входа с впускным патрубком 6 емкости 1, причем между свободным концом патрубка 6 и присоединяющимся трубопроводом 10 располагается дроссельный клапан 8. По направлению хода трубопровода 10 предусматривается фильтр 9.

Трубка 7 располагается коаксиально к емкости 1, т.е. центральная ось 11 емкости 1 соответствует центральной оси воздухопроводной трубки 7. В частности соединяющее отверстие 12 трубки 7 проходит примерно в плоскости X-X, которая проходит перпендикулярно к боковой стенке 13 емкости 1. Эта плоскость X-X располагается между средними отдельными впускными трубками 3 и 4 и имеется отверстие 12 на одинаковом расстоянии a относительно средних осей 14, 15 отдельных впускных трубок 3 и 4 для второго и третьего цилиндров.

Соединяющее отверстие 12 воздухопроводящей трубки 7 располагается преимущественно в районе узла 16 (нулевой переход) первого собственного колебания газа в емкости 1, что подробнее изображено на фиг. 3 в соединении с фиг. 2. Через этот узел 16 проходит опять-таки плоскость X-X.

Свободный конец 25 воздухопроводящей трубки 7 может, как подробнее изображено на фиг. 2, быть перфорированным и иметь дополнительно к входному отверстию 14 радиальные пропускные отверстия 26 в различных конфигурациях. Эти отверстия могут распределяться по периметру трубки или также располагаться только по определенным участкам периметра.

Использование: изобретение относится к двигателестроению и м.б. использовано во впускных устройствах ДВС. Впускное устройство ДВС имеет емкость с всасывающим патрубком и отдельными впускными трубками, которые соединены с головкой цилиндров и сообщаются с отдельными цилиндрами посредством впускных клапанов. С впускным патрубком соединяется воздухопроводящая и воздухоочищающая система. С впускным патрубком емкости соединяется воздухопроводящая трубка, которая свободно входит в емкость и располагается в ней коаксиально. Соединяющее отверстие воздухопроводящей трубки проходит в плоскости под прямым углом к боковой стенке емкости и имеет одинаковое расстояние к центральным средним осям отдельных впускных трубок второго и третьего цилиндров ДВС. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Двигатель внутреннего сгорания с впускным устройством, состоящим из емкости с одним впускным патрубком и отдельными впускными трубками, которые соединяются с головкой цилиндров и сообщаются с отдельными цилиндрами посредством впускных клапанов, причем с впускным патрубком соединяется воздухопроводящая и воздухоочистительная система, отличающийся тем, что с впускным патрубком (6) емкости (1) соединяется воздухопроводящая трубка (7), которая свободно входит в емкость и располагается коаксиально относительно этой емкости, причем соединяющее отверстие (12) воздухопроводящей трубки (7) проходит в плоскости Х-Х под прямым углом к боковой стороне (13) емкости (1) и имеет одинаковое расстояние (а) к средним осям (14, 15) отдельных впускных трубок (3, 4) второго и третьего цилиндров ДВС. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что свободный конец (25) воздухопроводящей трубки (7) имеет минимум одно радиальное пропускное отверстие (26). 3. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что соединяющее отверстие (12) воздухопроводящей трубки (7) находится в районе узла (16) (нулевой проход) первого собственного колебания газа в емкости (1), причем этот узел (16) лежит в плоскости Х-Х, которая проходит между впускными трубками (3 и 4).