Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02B77/13 F01N3/22 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания, и является усовершенствованием известного устройства по основному авт. св. № 1346832.

Цель изобретения - уменьшение токсичности и шума.

На фиг. 1 показана общая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - кожух механизма газораспределения; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг, 2; на фиг. 4 - то же, вариант исполнения; на фиг. 5- схема лицевой .стороны кожуха; на фиг. 6 и 7 - эпюры распределения звукового давления в низшей собственной резонансной форме колебаний воздушного объема в полости кожуха при отключенной системе подачи вторичного воздуха в систему выпуска; на фиг. 8 - то же, при подключенной системе подачи вторичного воздуха; на фиг. 9 - то же, для второй низшей собственной резонансной формы колебаний.

Механизм газораспределения содержит приводные шкивы 1, помещенные в коробчатый кожух 2, установленный на корпусе двигателя 3 и снабженный вентиляционными отверстиями, одно из которых (4) размещено на пересечении проекции на кожух главной оси инерции проекции объема 5, заключенного в кожухе 2, на плоскость, перпендикулярную осям шкивов 1 с кожухом 2, причем момент инерции объема 5 относительно главной оси максимален,а четыре периферийных вентиляционных отверстия 6-9 расположены на пересечении главной оси инерции проекции объема геометрической фигуры, образованной продольной и поперечной плоскостями, пересекающимися в центре Цч тяжести объема кожуха 2, и ограниченной частью внешнего контура, с последним, причем момент инерции фигуры относительно главной оси максимален. Двигатель 3 содержит систему подачи вторичного воздуха в выпускную систему 10, состоящую из двух трубопроводов 11 и 12, каждый из которых снабжен обратным клапаном соответственно 13 и 14, и воздушный ресивер, функцию которого выполняет объем 5. Участки трубопроводов 11 и 12 между кожухом 2 и клапанами 13 и 14 выполнены разветвляющимися на две части 15-18 и диагонально подсоединены к периферийным вентиляционным отверстиям 6- 9, при этом длины разветвляющихся частей 15-18 каждого из трубопроводов равны между собой. При эгом длина патрубка 15 равна длине патрубка 16, а длина патрубка 17 - длине патрубка 18. Устройство содержит плоскозубчатый приводной ремень 19

привода вспомогательных агрегатов двигателя.

При работе двигателя 3 отработавшие газы движутся по выпускному коллектору 10

с колебаниями давления, обусловленными рабочим процессом двигателя. При импульсе разрежения в выпускном коллекторе 10 (на режиме разгона двигателя с полной нагрузкой) воздух поступает из полости короб0 чатого кожуха 2 по трубопроводам 11 и 12 в выпускной коллектор 10, обеспечивая при этом процесс окисления продуктов сгорания отработавших газов. Обратные клапаны 13 и 14 при этом под действием разрежения

5 в системе 10 выпуска открыты. Забор воздуха в кожух 2 (в полость 5) осуществляется в это время через отверстие 4. Одновременно с этим звуковая энергия в виде упругих волн, распространяемых по выпускной сис0 теме 10, распространяется по трубопрово - дам 11 и 12, частям 15-18 в объем 5, заглушается в названном объеме и из него через отверстие 4 передается в атмосферу в виде ослабленного (заглушенного) шума

5 выпуска.

При нарастании давления в выпускной системе 10 клапаны 13 и 14 закрываются, при этом прекращается подача воздуха из полости кожуха 2 в систему 10 выпуска и

0 прямая передача звука из системы 10 выпуска в кожух 2.

Основной причиной, отрицательно сказывающейся на нормальной работе системы подачи вторичного воздуха и

5 ухудшающей акустические качества двигателя, является возникновение пульсаций давлений воздушного объема, заключенного в полости 5 кожуха 2, возбуждаемого пульсирующим газовым потоком, передава0 емым из системы 10 выпуска частями 15-18 в полость 5 кожуха 2, Наиболее интенсивными являются колебания воздушного объема, заключенного в полости кожуха 2 на низших собственных резонансных формах колеба5 ний, которые характеризуются ярко выраженными максимумами и минимумами (фиг. 6. 7 и 9).

Таким образом, суммарная работа, совершаемая каждой из разветвленных частей 15, 16 и 17, 18 оказывается равной нулю, и колебания звукового давления в объеме 5 на низшей собственной тангенциальной фор- ме не возбуждаются (фиг. 8).

Работа, совершаемая каждым излучателем, совершается во взаимно противоположных направлениях, т.е. суммарная работа равна нулю. Протекание таких процессов обеспечивается синфазным излуче0 нием источников, расположенных по обе стороны от Hi (или центра тяжести эпюры

звукового давления в низшей собственной тангенциальной форме) на расстояниях, пропорциональных их производительности, определяемой площадью сечения час- тей 15-18 (все они одного диаметра). Синфазное излучение источников (срезы частей 15-18) в свою очередь обеспечивается выбором одинаковых длин волноводов (длин частей 15 и 16 и частей 17 и 18).

Размещением срезов частей 15-18 в отверстиях 6-9 предотвращается возбуждение в обьеме 5 всех низших собственных тангенциальных форм колебаний воздушного объема в полости кожуха 2 и влияние аналогичной второй формы (фиг 9), поскольку излучатели размещаются в ее узлах (нулевых значениях). За счет этого поток воздуха в магистрали подачи системы вторичного воздуха имеет стационарный ха- рактер, что повышает производительность системы и, соответственно, позволяет улучшить показатели двигателя по токсичности.

Одновременно улучшаются также акустические качества двигателя, поскольку отверстие 4 размещено в зоне, где колебания звукового давления низшей собственной формы колебаний объема 5 близко к нулевому значению, а вторая аналогичная форма колебаний не возбуждается,

Формула изобретения Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания по авт. св. №1346832, отличающийся тем, что, с целью уменьшения токсичности и шума, четыре периферийных вентиляционных отверстия кожуха соединены с выпускной системой двигателя при помощи двух трубопроводов с размещенными в них обратными клапанами, причем на участках трубопроводов между кожухом и клапанами трубопроводы выполнены разветвляющимися на две части, а длины разветвляющихся частей каждого трубопровода равны между собой.

Изобретение относится к машиностроению и позволяет уменьшить токсичность и шум. Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания содержит приводные шкивы 1, помещенные в кожух 2, установленный на корпусе двигателя и снабженный вентиляционными отверстиями. Отверстие 4 размещено на пересечении проекции на кожух 2 главной оси инерции проекции объема, заключенного в кожухе 2, на плоскость, перпендикулярную осям шкивов 1 с кожухом 2, причем момент инерции объема относительно главной оси максимален. Четыре периферийных вентиляционных отверстия 6-9 расположены на пересечении главной оси инерции проекции обьема геометрической фигуры, образованной продольной и поперечной плоскостями, пересекающимися в центре Ц1 тяжести объема и кожуха 2, и ограниченной частью внешнего контура, с последним, причем момент инерции фигуры относительно главной оси максимален. Двигатель имеет систему подачи вторичного воздуха в выпускную систему 10, включающую магистраль подвода воздуха в выхлопную систему, состоящую из двух трубопроводов 11 и 12 с обратными клапанами 13 и 14 соответственно, и воздушный ресивер, выполненный в виде объема. Участки трубопроводов 11 и 12 между кожухом 2 и клапанами 13 и 14 выполнены разветвляющимися на две части и диагонально подсоединены к отверстиям 6-9, при этом длины разветвляющихся частей каждого из трубопроводов равны между собой. 9 ил. О CJ 00 GJ СО xj Ю

Фиг.2

Фиг.З

ФигМ

Фиг. 9