Способ доводки конструкции впускного канала двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК G01M15/00 

100-2ПП Гц и проводят выбор оптималь ной формы канала сравнением результатов измерения с эталоном, Устр-во содержит регулирующий вентиль 1, сое диненный через мерную диафрагму 2 с ресивером 3. Избыточное давление в ресивере контролируется пьезометром 4, Перепад давления на диафрагме 2 измеряется пьезрметром 5, а давление перед ней - пьезометром 6. По их показаниям определяется расход воздуха

Изобретение относится к двигателе- строенкю, а именно к способам доводки конструкции впускных каналов головок цилиндров двигателей внутреннего сгорания в зависимости от характера, изменения скоростей воздушных потоков в цилиндре.

Целью изобретения является повьпие- ние эффективности выбора оптимальной формы впускного канала в зависимости от скоростей в цилиндре в условиях .неустановившегося движения газа.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого. способа.

Устройство содержит регулирующий вентиль 1, установленный в магистрали подвода сжатого воздуха от компрессорной сети, соединенный через мерную диафрагму 2 с ресивером 3. С помощью вентиля 1 регулируется избыточное давление в ресивере 3, контролируемое пьезометром 4, а значит, и расход воздуха, определяемый перепадом давлений на диафрагме 2 измеряемый пьезометром 5, и давлением перед диафрагмой 2, измеряемым пьезометром 6. Ресивер 3 соединен трубопроводом с устройством для периодического прерывания потока с законом изменения сечения в функции времени, сходным с законом изменения проходного сечения впускного клапана, именуемым пульсатором 7., и далее через подводящий трубопровод 8 - -с впускным каналом 9 головки 10 цилиндра. Пульсатор 7 приводится во вращение от электродвигателя (на схеме не показано). К головке 10 цилиндра присоединен с помощью

57427

Ресивер 3 соединен с пульсатором 7 и далее через подводяпщй трубопровод 8-свпускным каналом 9 головки цилиндра 10, Газодинамическое сопротивление впускного канала 9 измеряется с помощью пьезометра 12. В цилиндре 11 установлен датчик 13 термоанемометра для измерения средних и пуль- сационньсх составляющих скоростей, включая определение их спектров. 1 ил.

фланца цилиндр 11. Газодинамическое сопротивление впускного канала 9 измеряется с помощью пьезометра 12. В цилиндре 11 установлен датчик 13

5 термоанемометра для измерения средних и пульсационных составляющих скоростей, включая определение их спектров. Датчик 13 может располагаться в сечении 14 у привалочной плоскости голов0 ки 10 цилиндра и в сечении 15 на расстоянии, равном или близком к ходу поршня от указанной плоскости. В сечении 15 может устанавливаться реакторное лопаточное колесо (на схеме не

5 показано) для измерения момента количества движения закрученного воздушного потока. Во впускном канале 9 установлен впускной клапан 16, открыва- емьш с помощью механизма 17. Отсчет

0 величины подъема клапана осуществляется с помощью индикатора 18.

Предлагаемьш способ осуществляется следующим образом.

Производят подбор оптимальной интенсивности вихревого движения воздушных потоков в хщлиндре 11 при установившемся течении. Для этого на головку 10 устанавливают впускной клапан 16 с ширмой, регулируют угло0 вое Т1оложение зашйрмленного клапана 16, открывают его на постоянную величину, создают избыточное давление перед впускным каналом 9 и производят продувку головки 10 и цилиндра 11 при

5 установившемся течении, при зтом измеряют с -помощью реакторного.колеса момент количества движения закрученного воздушного потока при каждом угловом положении зашйрмленного впуск5

ного клапана 16, а также газодинами- (ческое сопротивление, впускного клапа 1на 9 с помощью пьезометра 12. Устанавливают головку 10 цилиндра на одноцилиндровый двигатель и проводят его моторные испытания, при этом определяют характеристики двигателя при тех же угловых положениях заширмлен- ного впускного клапана 16. Интенсивность вихревого движения воздушных потоков в цилиндре, обеспечивающую наилучшие экономические, мощностные и токсические показатели двигателя, принимают в качестве оптимальной, формируют впускной канал 9,для созда ния требуемой оптимальной интенсивности вихревого движения потоков с применением впускного клапана 16 без ширмы.

Затем на головку 10, имеющую предварительно оптимизированный впускной канал 9, устанавливают впускной клапан 16 без ширмы, соединяют головку Ю с цилиндром 11 и пульсатором 7,. открывают впускной клапан 16 на постоянную величину, равную половине от максимального подъема, приводят во вращение пульсатор 7 с помощью электродвигателя с частотой прерьтания потока, равной частоте тактов впуска одноцилиндрового четырехтактного двигателя на режиме 0,7-1,0 от номинальной частоты.вращения коленчатого вала указанного двигателя, создают избыточное давление в ресивере 3 и продувают систему: подводящий патрубок 8- впускной канал 9 - цилиндр 11 прерывистым, нестационарным потоком. При этом измеряют распределение средних пульсационных скоростей, а также их спектральных составляющих с помощью датчика 13 термоанемометра в сечениях 14 и 15. В каждом сечении определяют тангенциальные и осевые компоненты средних и пульсационных скоростей, а также спектральное распределение пульсационных составляющих по двум взаимно перпендикулярным диаметрам, один из которых лежит.в плоскости осей клапанов в 40 точках на каждом диаметре. Затем производят статистическую обработку опытных данных с определением осредненных по сечению значений средних и пульсационных .- скоростей, отношения указанных ско- ростей в сечении 14 к значениям скоростей в сечении 15 и осредненных по сечению значений спектрального распределения пульсационных составляющи скорости, с помощью пьезометра 12 определяют газодинамическое сопротивление выпускного канала 9 в Условиях прерывистого течения.

за этим производят дообра- ботку впускного канала 3 и повторное испытание .при нестационарном, прерывистом течении.

Оптимальным впускным каналом признается такой, который обеспечивает (Ьптимальную интегральную интенсивнос .вращения воздушного заряда и наименьшую величину отнощения осредненных г по сечению значений тангенциальных и осевых компонентов скоростей сечений 14 и 15.

Использование в предлагаемом способе аналогичных уровней амплитуд срабатываемых напоров, а также амплитуд и средних значений скоростей потоков, одинаковые частота прерывания потока и числа М, Re, Sh существенно приближают газодинамические процессы в цилиндре к реальному нестационарному движению газа в нем. Использование предлагаемого способа доводки конструкции впускного двигателя внутреннего сгорания позволяет оценивать соотношение вихревых составляющих различных частот спектра пульсаций скорости и на этой основе прогнозировать изменение этих составляющих в течение как такта впуска, так и следующего за ним такта сжатия. Вследствие этого предлагаемый способ позволяет оценивать изменение энергии движения воздушного заряда до момента начала смесеобразования и сгорания в условиях прерывистого, нестационарного движения газа, что обеспечивает возможность снижения удельных расходов топлива и токсичности отработавших газов за счет выбора оптимальной формы впускного канала.

Формула и-зобретения

Способ доводки конструкции впускного канала двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что открывают впускной клапан на заданную величину, создают избыточное давление перед впускным каналом для циркуляции воздуха через головку- с ци- линдром, измеряют момент количества движения завихренного воздушного потока в цилиндре и газодинамическое сопротивление впускного канала, меняS 12574276 .

шт конструктивные параметры канала,ционных скоростей потоков в цилиндре,

повторяют измерение и производят вы-определяют эталонное спектральное

бор конструктивных параметров по наи-распределение по наибольшему содержалучшим экономическим, мощностным инию составляющих скоростей частотного

токсическим показателям двигателя, диапазона до 100-200 Гц и проводят

отличающийся тем, что, свыбор оптимальной формы впускного

целью повышения эффективности, до-канала путем сравнения результатов

полнительно измеряют спектры ttira-Bea измерений с. эталоном.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к диагностике двигателей внутреннего сгорания. Позволяет повысить эффективность доводки конструкции впускного канала двигателя. При осуществлении способа измеряют спектры пульсаций скоростей потоков в цилиндре, определяют этапное спектральное распределение по наибольшему содержанию составляющих скоростей частотного диапазона до (Л 70 75