Выхлопное устройство многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с наддувом Советский патент 1988 года по МПК F02B37/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестро- ению и может быть использовано в.выпускных системах двигателей внутреннего сгорания с наддувом.

Цель изобретения - повьшение экономичности двигателя путем уменьшения потерь энергии и улучшения эжек- ции выхлопных газов из выпускных патрубков .

На фиг. 1 показано выхлопное устройство для рядного двигателя; на фиг, -2 - расположение заслонок при открытых вьтускных органах первого цилиндра в четырехцилиндровом эл двигателе , на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение на фиг. 2; на фиг. 5 - вьклопиое устройство для двухрядного V-образного шестицилиндрового двигателя, общий БНЦ; на фиг. 6 - пружинньй ограничитель для смягчения ударов заслонки j на фиг. 7 - вариант пружинного ограничителя.

Выхлопное устройство содержит сообщенные с турбокомпрессором I выпускные патрубки 2 цилиндров 3 и поворотные заслонки 4, каждая из которых установлена с возможностью перекрытия выходного сечення 5 одного из патрубков 2. Между патрубками 2 и турбокомпрессором 1 размещена прямолинейная выхлопная труба 6 с боковыми отверстиями в одной из стенок 7 Входные сечения патрубков 2 подключены к поочередно открьшаемым с возможностью перекрытия вьтускным органам цилиндров 3. Патрубки 2 подключены к боковьм. отверстиям трубы 6, а отрезки стенки 7 между.отверстиями выполнены с уменьшением проходного сечения трубы 6 по ходу газов. Заслонки 4 вьшолнены с выступающей внутрь трубы 6 криволинейной поверхностью переменной .толщины и установлены в трубе 6 с возможностью к;зме- нения проходного сечения трубы 6 при своем повороте до полного перекрытия, причем наименьшее поперечное сечение трубы от выступающе:й криволинейной поверхности заслонок 4 до

противоположной стенки 8 при 3 1КрЫтом положении заслонки выполнено в соответствии с соотношением

F k F

тон )

где F - наименьшее поперечное сечение трубы 6;

ггмях максимальное суммарное проходное сечение одновременно открытых выпускных органов цилиндров 3, размещенных впереди по ходу газов| k - коэффициент сужения проходного сечения трубы 6, -i .

Выхлопная труба 6 вьшолнена с упругими ограничителями 9 угла поворота заслонки 4. Участок 10 трубы 6, примыкающий к турбокомпрессору, выполнен расширяющимся.

Выхлопное устройство работает следующим образом.

Выхлопные газы через вьшускные органы и патрубки 2 цилиндров 3, общую выхлопную трубу 6 и расширяющийся

участок 10 поступают в турбокомпрессор 1. При выхлопе из первого по ходу газа цилиндра 3 (когда выпускные органы остальных цилиндров закрыты) газовый поток открывает заслонку 4 в выходном сечении 5 и устремляется в выхлопную трубу 6. При прохождении газового потока над профилированными заслонками 4 в выходных сечениях 5 патрубков 2 последующих цилиндров 3 создается разрежение за счет того, что профиль засдонки 4 образует уменьшенное проходное сечение F или F (фиг. 3 и фиг. 4). За счет разрежения заслонки 4 приоткрываются, отрываясь от начального участка наклонной боковой стенки 7. Через образовавшуюся щель выхлопные газы эжекти- руются из вьтускных патрубков 2 этих цилиндров 3, способствуя очистке цилиндров 3 от выхлопных газов и, в конечном итоге, повышению экономичности двигателя. По мере уменьшения скорости потока заслонки 4 второго и последующих цилиндров 3 закрьшаются, препятствуя проникновению выхлопных газов из трубы 6 в указанные цилиндры 3 двигателя. Благодаря этому уменьшаются потери располагаемой энергии выхлопа первого цилиндра 3,

в результате чего энергия первого цилиндра 3 более полно используется в турбокомпрессоре 1.

При выхлопе из второго и последующих по ходу газа цилиндров 3 процесс

истечения газа осуществляется аналогично вьш1еуказанному. Дополнительные преимущества в данном случае заключаются в том, что исключаются обратные потоки газа к предьщущим цилинд-рам 3, так как заслонки 4 направляют поток газа в сторону турбокомпрессор 1 .

Для гашения скорости перемещения заслонки 4 в крайних положениях выхлопная труба 6 может быть снабжена упругими ограничителями 9, расположенными на внешней поверхности стенки 8 (фиг.6 и ; фиг. 7), что повьшает надежность работы выхлопного устройства и уменьшает шум.

Для повьшения эффективности работы выхлопного устройства необходимо оптимизировать профиль заслонки и соотношение площадей проходных сечений в соответствии с вышеуказанным соотношением.

экономичности двигателя путем уменьшения потерь энергии и улучшения эжекции выхлопных газов из вьтускных

патрубков, между патрубками и турбокомпрессором размещена прямолинейная выхлопная труба с боковыми отверстиями в одной из стенок, патрубки подключены к боковым отвертстиям трубы

и отрезки этой стенки между отверстиями выполнены с уменьшением проходного сечения трубы по ходу газов, заслонки выполнены с выступающей внутрь трубы криволинейной поверхностью переменной толщины и установле ны в трубе с возможностью изменения проходного сечения трубы при своем повороте до полного перекрытия, причем

Изобретение позволяет повысить экономичность путем уменьшения потерь энергии и улучшения эжекции выхлопных газов из вьтускных патрубков. Между вьшускными каналами 2 и турбокомпрессором 1 размещена выхлопная труба 6. Каналы 2 подключены к ее боковой стенке и отрезки этой стенки между впускными отверстиями 5 каналов 2 выполнены наклонными с уменьшением сечения трубы 6 по ходу газов. Заслонки 4 выполнены криволинейными с переменной толщиной и установлены с возможностью изменения проходного сечения трубы 6 при своем повороте, вплоть до полного перекрытия. Участок 10 трубы выполнен.расширяющимся. Труба 6 вьшолнена с расположенными на ее внешней поверхности упругими ограничителями угла поворота заслонок 4 для гашения скорости заслонки в крайних положениях. При прохождении газового потока над профилированными заслонками 4 в вьтускных отверстиях 5 каналов 2 последукнцих цилиндров создается разрежение. За счет этого .часлонки приоткрываются, отры- ва.ясь от начального участка наклонной боковой стенки. Через образовавшуюся щель выхлопные газы эжектиру- ются, способствуя очистке цилиндров 3 от выхлопных газов, 1 з.п. ф-лы, 7 ил. i сл с 4)1. 00 Ч сл 1C ;о «i.S

наименьшее поперечное сечение трубы При этом проходные сечения трубы 6 2о от выступающей криволинейной поверхв местах схода газового потока с заслонок 4 равны или несколько больше ,.

Оптимизация проходных сечений трубы 6 и профиля заслонок 4 уменьшает потери энергии и улучшает эжекцию выхлопных газов из вьтускньпс патрубков.

Формула изобретения

ности заслонок до противоположной стенки при закрытом положении заслонки выполнено в соответствии с соотноением

F К.Р„,,, ,.

где F - наименьшее поперечное сечение трубы;

макс максимальное суммарное проходное сечение одновременно открытых вьтускных органов цилиндров, размещенных впереди по ходу газов 5 коэффициент сужения проходного сечения трубы,

О К 1 .

К 2. Устройство по п. 1, от л ji чающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности и уменьшения

шума, выхлопная труба вьшолнена с упругими ограничителями угла поворота заслонок.

фа г. 6