Устройство для выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1985 года по МПК F01N7/00 F01N1/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, в частности к устройству выхлопных систем двигателей внутреннего сгорания. Известно устройство для вынуска отработави1их газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее выпускные трубопроводы, каждый из которых объединяет выпускные органы цилиндров с неперекрывающимися фазами выпуска, преобразователь импульсов, снабженный продольными разделительными перегородками, каналы между которыми подсоединены к выпускным трубопроводам, и глушитель, подключенный через выхлопную трубу к преобразователю импульсов. В данном устройстве достаточно высока эффективность использования импульсов давления выпускных газов в выпускной системе двигателя за счет того, что разделительная перегородка впускной камеры преобразователя выполнена в виде состыкованных под углом пластин, образующих ломанную выпускную кромку перегородки, соединенную своими вершинами со стенками камеры,и выделяющих в каждом канале не менее, чем три секции. Увеличение поверхности соприкосновения эжектируемого и эжектируюдего потоков путем дробления суммарного потока на ряд струй в секциях впускной камеры устройства увеличивает эффективность устройства 1. Однако в известном устройстве не обеспечивается предотвращение пропускания обратной волны давления газов от глушителя (газовой турбины) к системе выпуска, что приводит к неэффективной очистке цилиндров от отработавших газов а, следовательно, к ухудшению условий конечной стадни BijinycKa отработавших газов и эффективности использования устройства. Цель изобретения - повышение эффективности путем предотвращения пропускания обратной волны давления от глушителя к преобразователю импульсов.. Поставленная цель достигается тем, что Б устройстве для выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащем выпускные трубопроводы, каждый из которых объединяет выпускные органы цилиндров с неперекрывак щимися фазами выпуска, преобразователь импульсов, снабженный прод,ольными разделительными перегородками, каналы между которыми подсоединены к выпускным трубопроводам, и глушитель, подключенный через выхлопную трубу к преобразователю импульсов, выхлопная труба снабжена волновым выпрямителем, выполненным в виде по меньшей мере двух рядов кольцевых разделителей потока обтекаемой фор.мы, образующих со стенкой выхлопной трубы плавные кольцевые каналы, причем передние торцы разделителей потока, начиная со второго от глушителя, вынолнены с вогнутой навстречу обратной волне формой, а задние торцы всех разделителей с выпуклой формой. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - волновой выпрямитель, разрез; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - показан глущитель, общий вид; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 5. Устройство содержит выпускные трубопроводы 1 и 2, каждый из которых через патрубки 3 и 4 объединяет выпускные органы цилиндров 5-8 с неперекрывающимися фазами выпуска, преобразователь 9 импульсов, снабженный продольными разделительными перегородками (не показаны), каналы (не показаны) между которыми подсоединены к выпускным трубопроводам 1 и 2, и глущитель 10, подключенный через выхлопную трубу 11 к преобразователю 9 импульсов. Выхлопная труба 11 снабжена волновым выпрямителем 12, выполненным в виде по меньшей мере дВух рядов кольцевых разделителей 13, потока обтекаемой формы, образующих со стенкой 14 выхлопной трубы плавные кольцевые каналы 15. Передние торцы 16 разделителей 13 потока, начиная со второго от глушителя 10, выполнены с вогнутой навстречу обратной волне формой, а задние торцы 17 всех разделителей - с выпуклой формой. Глущитель 10 снабжен входной улиткой 18, выполненной в виде спирали Архимеда, кольцевой щелью 19 и выходным трубопроводом 20. В волновом выпрямителе 12 между кольцевыми разделителями 13 установлены ромбические перегородки 21. Устройство работает следующим образом. В период выпуска отработавших газов из цилиндра 7 по патрубку 3, а затем по выпускному трубопроводу 1 газы поступают в преобразователь 9 импульсов, где дробятся на несколько потоков. Выходя по каналам и между разделите.льными перегородками преобразователя 9 импульсов, газы вызывают разрежение в трубопроводе 2 и в патрубке 4 цилиндров 5 и 8. Это обеспечивает улучшенную очистку цилиндра 5, у которого заканчивается выпуск газов. Аналогичная картина имеет место и -при выпуске газов из цилиндра 6. При прохождении газов через преобразователь 9 импульсов образуются волны давления, которые проходят через выхлопную трубу 11 и поступают в волновой выпрямитель 12. В последнем волна давления, преломляясь между плоскостями ромбических перегородок 21 и кольцевых разделителей 13 выходит в выхлопную трубу 11 и во входную улитку 18 глущителя 10. Далее волна давления проходит по кольцевой щели 19 и поступает в выходной трубопровод 20. Одновременно волна давления, отраженная от стенок глушителя 10, возвращается обратно в двигатель. Однако волновой выпрямитель 12 возвращает ее обратно к глушителю 10, создавая при этом относительное разрежение в зоне преобразователя 9 импульсов. Возвращение волны давления обеспечивается за счет установки в волновом выпрямителе по меньшей мере двух рядов кольцевых разделителей 13 потока обтекаемой формы, образующих между собой и со стенкой 14 выхлопной трубы плавные кольцевые каналы 15. Волна давления проходит между передними и задними торцами 16 и 17 разделителей потока 13 и направляется обратно по кольцевым каналам 15 в сторону глушителя 10, Отрицательное влияние обратных волн заключается в том, что при работе двигателя на малой частоте и большой нагрузке эти волны, достигая цилиндра в момент перекрытия каналов, многократно увеличивают заброс газа и системы отвода во впускную трубу, резко повышают наличие остаточных газов в цилиндре, приводят к интенсивной детонации. Обратные волны особенно вызывают отрицательные явления для двига21Tt .телей с увеличенным углом перекрытия клапанов. В предлагаемом устройстве газовая волна, проникая в волновой выпрямитель, преломляется (отражается) между плоскостями кольцевых разделителей 13 и выходит по трубопроводу в глушитель 10 и в атмосферу. Таким образом, при применении предлагаемого устройства происходит непрерывное растягивание волны. Одновременно с этим газовая волна, отраженная от стенок глушителя 10, возвращается обратно к двигателю, однако волновой выпрямитель возвращает ее обратно к выходу. Взаимодействие преобразователя импульсов и волнового выпрямителя обеспечивает эффективную работу при любой частоте, дает возможность применения для двигателей с чиcлo f цилиндров 4 и более. Использование предлагаемого устройства в двигателях 5кутреннего сгорания позволяет увеличить их КПД за счет повышения эффективности испольвании импульсов давления газов, а также лучшего наполнения цилиндров свежей смесью.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее выпускные трубопроводы, каждый из которых объединяет выпускные органы цилиндтров с неперекрывающимися фазами выпуска, преобразователь импульсов, снабженный продольными разделительными перегородками, каналы между которыми подсоединены к выпускным трубопроводам, и глушитель, подключенный через выхлопную трубу к преобразователю импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности путем предотвращения пропускания обратной волны давления от глушителя к преобразователю импульсов, выхлопная труба снабжена волновым выпрямителем, выполненным в виде по меньшей мере двух рядов кольцевых разделителей потока обтекаемой формы, образующих со стенкой выхлопной трубы плавные кольцевые каналы, причем переддние торцы разделителей потока, начиная со второго от глущителя, выполнены с вогнутой навстречу обратной волне формой, а задние торцы всех разделителей - с выСО пуклой формой. со оо сд кэ 00

Вид1(

Фиг.д

Б-Б

у.

Фиг.4

77

18

Фиг. 5

Фиг. 6