Устройство для резонансного наддува двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F02B27/00 

11

Изобретение относится к машиностроению, а 1шенно к двигателестрое- нию, в частности к устройствам для использования волновых явлений во впускном трубопроводе для наддува двигателей, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 943416.

Цель изобретения - улучшение эко- ном1тчности двигателя путем расширени диапазона резонансных режимов.

На фиг.I изображена система резонансного наддува, общий вид; на фиг.2 - конструкция разобщительного органа; на фиг.3 - экспериментальные сравнительные нагрузочные характеристики; на фиг.4 - осциллограммы давлений в цилиндре и во впускном коллекторе; на фиг.5 - экспериментальные данные по влиянию места установки разобщительного органа на параметры двигателя.

Система содержит два настроенных трубопровода I и 2, подключенных акустически зеркально к впускному коллектору 3. Коллектор имеет такое же течение (диаметр), как и трубопроводы. Настроеннь е трубопроводы и 2 обращены входными участками навстречу друг другу и через отражатель- разветвление 4 подключены к компрес сору 5 турбокомпрессора 6. Впускной коллектор 3 через патрубки 7 присоединен к цилиндрам 8 (с неперекрывающимися фазами впуска) блока 9. Внутри одного из настроенных трубопроводов помещен орган перекрытия 10, который установлен на расстоянии от центра отражателя-разветвления 4 равным 0,2-0,3 от суммарной длины трубопровода, коллектора и ресивера Орган перекрытия связан тягой 11 с рычагом 12 привода рейки топливного насоса 13.

Возможный вариант органа перекрытия показан на фиг.2. Тяга 14 через телескопическое устройство 15 подсоединена к рычагу 16, установленному на оси 17 неподвижной стойки 18. Другой конец рычага 16 подсоединен к подвижной стойке 19, установленной на органе перекрытия, имеющей цилиндрическую поверхность такого же радиуса, что и настроенный трубопровод. Заслонка 10 со стойкой 19 через ось 20 крепится к неподвижной стойке 18

Система работает следующим образом.

5

5

0

5

0

5

0

5

При работе двигателя на режиме с высокой нагрузкой тяга 14 (фиг.2) рейки топливного насоса 13 (фиг.1) смещается влево и через рычаг 16 поддерживает заслонку 10 в положении Открыто. В трубопроводах 1 и 2 развиваются резонансные колебания, осуществляющие волновой наддув двигателя, который при этом работает по вет- ве А нагрузочной характеристики (Фиг.З). Волновая картина в трассе впуска в этом случае имеет вид, изображенный на фиг.4: отраженная волна давления подходит к органам газообмена в момент их закрытия и осуществляет дозарядку цилиндра воздухом, повышая тем самым давление конца впуска, коэффициент избытка воздуха, в результате чего обеспечивается нормальное протекание рабочего процесса.

По мере снижения нагрузки (что сопровождается изменением положения рейки топливного насоса) и при достижении такой ее величины, когда механический КПД за счет роста насосных потерь начинает существенно уменьшаться, заслонка закрывается. Этот момент закрытия определяется экспериментально. Дизель при этом начинает работать по участку Б нагрузочной характеристики (фиг.З). Волновая картина также изменяется (фиг.4), хотя частота вращения остается прежней. Отраженная волна давления в этом случае как бы за- паздьгаает и приходит к органам газообмена следующего по порядку работы цилиндра в начале такта впуска. В результате кривая разряжений в цилиндре деформируется и насосные потери за такт впуска снижаются, поэтому несмотря на то, что коэффициент избытка воздуха в этом невысок, топливная экономичность двигателя улучшается.

Выбор места установки заслонки осуществлен из экспериментальных данных, приведенных на фиг.З. Существует оптимальное положение регулирующего органа (по длине трубопровода) и изменение положения заслонки от крайних значений указанного интервала вызывает ухудшение топливной экономичности на частичных нагрузках. Указанное соотношение остается справедливым и для других частот вращения, несмотря на то, что

для обеспечения резонансного режима работы устройства при изменившейся частоте вращения необходимо изменение длин трубопроводов 1 и 2, поскольку и в этом случае указанное соотношение длин обеспечит перевод системы из резонансног о режима работы (при повышенных нагрузках) на зарезонансный (при пониженных нагрузках). Последнее обстоятельство вытекает из того, что отношение резонансных и зарезонансньк час тот вращения приблизительно постоян но для всего допустимого поля режимов работы дви.гателя .

43060ч

Формула изобретения YcTpoi icTBO для резонансЕюго наддува двигателя внутреннего сгорания по авт.св.У 943416, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона резонансных режи)ов , выходные участки основного и дополнительного V-образных трубопроводов

10 объединены в общий коллектор, причем в коллекторе установлен орган перекрытия, расстояние от которого до центра общего коллектора выполнено равным 0,2-0,3 от суммарной дли1Ь ны трубопроводов, коллектора и ресивера .

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет улучшить экономичность двигателя путем расширения диапазона резонансных режимов. Система содержит два настроенных трубопровода 1 и 2, подключенных акустически зеркально к коллектору 3 впуска. Коллектор имеет сечение, равное сечению трубопроводов 1 и 2. Длина настраиваемых трубопроводов одинакова и выбрана из условия достижения резонансного режима работы на заданной частоте вращения коленчатого вала. Коллектор впуска через патрубки 7 подсоединен к цилиндрам 8 с неперекрывающимися фазами впуска блока 9. Внутрь одного из настраиваемых трубопроводов помещен разобщительный орган - заслонка 10, которая установлена на расстоянии, равном 0,2-0,3 от суммарной длины трубопроводов, коллектора и ресивера. Заслонка связана тягой 1 с рычагом 12 привода рейки топливного насоса 13. Установка заслонки на указанном расстоянии позволяет преобразовать тип настройки. При работе двигателя на частичных нагрузках заслонка закрыта, имеет место зарезонансный тип настройки. Нри высоких нагрузках, когда необходима дополнительная подача воздуха, заслонка открыта, имеет место резонансный тип настройки. Изобретение является дополнительным к авт.св.№ 943416, 5 ил. Ю 1 ю (Л со 4 СО О Oi N)

фиг. 2

(I02

-fsa -т -80

0 80

(Риг.

120

400

г/кВт-ч

0389

0,078 асзас/т

Составитель Н.Лапушкин Редактор С.Пекарь Техред М.Дидык Корректор Л.Патай

Заказ А618/32 Тираж 503Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4