Впускной винтовой канал для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1985 года по МПК F02B31/02 F02F1/42 

2. Канал прп.1, отличающийся тем, что максимальное сечение надклапанной камеры в плоскости, параллельной выходному отверстию канала, о.граничено конхоидой.

направляющая окружность которой

соосна с выходным полюс расположен в симально удаленной ра;

1. ВРУСКНОЙ ВИНТОВОЙ КАНАЛ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, В Ш-ОЗЯ (; . - - р - к i -- - : 4 1 1 .Х.,.р ил«:Я i ЕИБЛЕОТЕ.содержащий подводящую часть участок сопряжения и надклапанную камеру с выходным отверстием, центр которого смещен -относительно оси цилиндра, а площадь проходного сечения надклапанной камеры уменьшается по углу поворота в направлении движения газов, о тлича.ющийся .тем, что, с целью снижения аэродинамического сопротивления, площадь лроход. ного сечения надклапанной камеры в секторе протяженностью 140-180 в плане выполнена постоянной причем Начальное сечение сектора располо.жено на угле от плоскости, проходящей через центр выходного отверстия канала и ось цилиндра и (Л размещенной внутри сектора 140-180, Од Со § со

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестро- ению, в частности к впускным винтовым каналам двигателя внутреннего сгорания, Известен впускной винтовой кайал для двигателя внутреннего сгора ния, содержащий подводящую часть, участок сопряжения и надклапаНную камеру с выходным отверстием, центр которого смещен относительно оси ци линдра, а площадь проходного сечения камеры уменьшается по углу пово рота в направлении движения газов C Площадь проходного сечения надклапанной камеры известного канала по углу развертки камеры уценьшается по линейному закону. Этим аэроди намическое сопротивление канала в известной мере уменьшается,, но оста ется повьапенным, что не позволяет п лучить высокие удельные мощностные показатели двига теля. Целью изобретения является умень шение аэродинамического сопротивления. Поставленная цель достигается тем, что во впускном винтовом канале для двигателя внутреннего сгорания, содержащем подводящую часть, участок сопряжения и надклапаннзпо камеру с выходньш отверстием, центр которого смещен относительно оси цилиндра, а площадь проходного сечения надклапанной камеры уменьшает ся по углу поворота в направлении движения газов, площадь проходного сечения надклапанной камеры в секто ре протяженностью 140-180 в плане выполнена постоянной, причем началь Ное сечение сектора расположено на угле 25-50 от шюскости, проходящей через центр выходного отверстия канала и ось цилиндра и размещенной внутри сектора 140-180. Кроме того, максимальное сечение надклапанной камеры в плоскости, параллельной выходному отверстию канала, ограничено конхоидой, направляющая окружность которой соосна выходному отверстию, а полюс расположен в точке, максимально удаленной от цилиндра. На фиг.1 показан впускной канал, вертикальное сечение; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 график зависимости площади проходного сечения от угла развертки надклапанной камеры; на фиг,4 - схема истечения заряда из клапанной щели винтового впускного канала. Винтовой впускной канал имеет подводящую часть 1, участок 2 сопряжения и надклапаннзто камеру 3. Подводящая часть канала начинается от входного сечения и заканчивается сечением с наименьшей проходной площадью (в плоскости Р). Участок сопряжения ограничивается с одной стороны по движению заряда плоскостью Р, а с другой - полуплоскостью М, начинающейся от оси клапана О. и являющейся полуплоскостью начального сечения надклапанной камеры. Угловое положение полуплоскости М определяется тем, что лежащие в ней прямые, перпендикулярные оси клапана, параллельны плоскости Р Остальная часть канала, ограничиваемая со стороны камеры сгорания двигателя вькодньм отверстием, представляет собой надклапанную камеру. Зависимость площади проходных сечений надклапанной камеры от угла V развертки пока:зана сплошной линией на фиг.З. Сечение надклапанной камеры в секторе 140-180 в плане выполнено постоянным, причем начальное сечение этого сектора расположено на углу 25-50 от плоскости, проходящей через центр Oi выходного отверстия канала и ось Of цилиндра, причем эта плоскость лежит внутри сектора 140-180 . При этом максимальное сечение и адкла панной Камеры в плоскости, параллель ной проходному отверстию канала, огр ничено конхоидой, направляющая окружность которой соосна выходному отверстию, а полюс расположен в точке, максимально удаленной от оси цилиндра. При работе двигателя заряд, раэог наннь1й в подводящей части канала и приобретший момент количества дви жения относительно оси клапана, поступает в надклапанную камеру, а оттуда через клапанную щель - в ци линдр двигателя. Поступивший в ци линдр заряд сохраняет (за вычетом разного рода потерь) момент количест на движения, приобретенный в винтово впускном канале. Однако, при несовпадениях оси цилиндра О;, 1 с осью клапана 0} не вся энергия, затраченная во впускном канале на создание тангенциальной со ставляющей скорости заряда на выходе из клапанной щели, увеличивает суммарный момент количества движения заряда в цилиндре. Так, поскольку линии векторов скоростей V, и У (фиг.4) элементарных струек заряда, начинающихся в точках А и В клапанной щели, проходят через ось цилиндра, эти элементарные струйки в созда НИИ вращательного движения заряда в цилиндре не участвуют. Кроме того, из фиг.4 видно, что моменты количества движения относительно оси цилиндра, создаваемые частями заряда, истекающими через секторы АГВ и ЛБЕ соответственно, имеют знаки (см. например положение векторов V и V/, скоростей элементарных струек заряда, истекающих из точек В и Г соответст- венно, относительно оси цилиндра 0) Поэтому результирующая величина мо-тмента количества движения заряда в цилиндре является разностью между моментами, создаваемыми уастями заряда, истекающими через эти два сектора клапанной щели. Т.е. энергия, затраченная на придание тангенциальной составляющей скорости заряду, истекающему через сектор АБВ, и приводящая к соответствующему уменьшению коэффициента наполнения, не только не увеличивает, но даже уменьшает суммарный момент количества движения заряда в цилиндре. Псиодьзуемая в предлагаемом винтовом впускном канале упоминавшаяся зависимость площади проходного сечения надклапанной камеры от угла развертки последней обеспечивает (по сравнению с каналомj у которого площадь проходного сечения надклапанной камеры уменьшается при увеличении Y по линейному закону - пунктирная линия на фиг.З) уменьшение доли заряда, проходящего через сектор АБВ клапанной шели, как непосредственно из-за снижения радиальной скорости заряда в этом секторе (радиальная скорость в первом приближении пропорциональна крутизне уменьшения площади проходного сечения камеры по углу ее развертки), так и вследствие уменьшения угловой величины этого сектора, связанного с увеличением в этой зоне отношения тангенциальной скорости и радиальной. Этим самым уменьшается доля заряда, у которой энергия, затраченная на создание тангенциальной скорости, приводит не к увеличению, а к снижению момента количества вращения заряда в цилиндре. Отсюда появляется возможность при сохранении заданной интенсивности вихревого движения заряда в цилиндре уменьшить тангенциальную составляющую скорости на выходе из клапанной щели и, тем самым, уменьшить аэродинамическое сопротивление канала.

А - А