Выпускная система двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02B37/02 

t

(21)4650338/06

(22)15,02.89

(46) 23.04.91. Бюл. № 15

(71)Алтайский политехнический институт им, И.И, Ползунова

(72)Г.В. Пыжанкин, А,А. Балашов, В.П. Пятков и В.Т. Толстов

(53)62, .43006(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР Р 1060800, кл„ F 02 Б 37/02, 1980.

(54)ВЫПУСКНАЯ СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57)Изобретение позволяет уменьшить гидравлические потери в выпускной системе. Выпускная система содержит цилиндрический-коллектор 1 с открытым торцом для подключения к турбине и индивидуальные каналы, каждый из которых связывает выпускные органы одного из цилиндров с коллектором 1

и образован каналом 3 в головке 4 цилиндров и внутренней поверхностью выпускного патрубка 5. Патрубки 5

2

выполнены криволинейными с выпускными 6 и вогнутыми 7 участками„ Ось симметрии 8 каждого патрубка 5 совмещена с пространственной винтовой линией и продолжающая ее прямая размещена в плоскости5 расположенной под углом к оси коллектора 1. Выпускные патрубки 5 и каналы 3 в головке 4 выполнены с уменьшающимися сечениями. Пространственная винтовая линия оси

8каждого патрубка выполнена овивающей коническую поверхность. Выпуклый участок 6 каждого патрубка 5 сопряжен с коллектором 1 по касательной, а в стыке вогнутого участка 7 выпускного патрубка 5 с каналом 3 в головке 4 установлена вставка 9 для образования их плавного сопряжения. Использование изобретения позволит уменьшить потери напора газа в проточной части, снизить насосные потери и улучшить очистку цилиндров от отработавших газов.

9ил

е

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигате- лестроению, в частности к выпускным системам двигателей.

Цель изобретения - уменьшение гидравлических потерь.

На фиг. 1 представлена схема выпускной системы; на фиг. 2 - турбина турбокомпрессора; на фиг, 3 - сечение А-А на фиг. 1; на Лиг. 4 - индивидуальный канал с углом 90° ; на фиг. 5 - сечение Б-Б вставки на фиг. 4; на фиг. 6 - сечение В-В на

фиг о 4; на фиг„ 7 - сечение Г-Г вставки на Фиг 4; на фиг, 8 - сечение Д-Д вставки на фиг. 4} на фиг.9 - вставка в изометрии

Выпускная система содержит цилиндрический коллектор 1 с открытым торцом для подключения к турбине 2 и индивидуальные каналы,каждый из которых связывает выпускные органы одного из цилиндров с коллектором 1 и образован каналом 3 в головке 4 цилиндров и внутренней поверхностью выпускного патрубка 5. Патрубки 5 выполнены криволинейными с выпуклымиi 6 и .вогнутыми 7 участками Ось симметрии 8 каждого патрубка 5 совмещена с пространственной винтовой линией и продолжающая ее прямая раз- мещена в плоскости, расположенной ни углом к оси коллектора 1« Выпускные патрубки 5 ji каналы 3 в головке 4 выполнены с уменьшающимися сечениями,, Пространственная винтовая линия оси 8 каждого патрубка выполнена овивающей коническую поверхность. Выпуклый участок 6 каждого патрубка 5 сопряжен с коллектором 1 по касательной, а в стыке вогнутого участка 7 выпускного патрубка 5 с каналом 3 в головке 4 установлена вставка 9 для образования их плавного сопряжения. Турбина 2 снабжена улиткой 10, сообщенной с рабочим колесом 11с лопатками, и в зависимости от конструкции турбины 2 часть выпускных патрубков 5 от одной группы цилиндров может быть направлена вниз, а другая часть выпускных патрубков от другой группы цилиндров может быть направлена вверх.

КонсЬузорность индивидуального канала определяется соотношением площадей выходного сечения патрубка 5 и кпяпанной щели при максимальном подъеме клапана 12, которое лежит в пределах 0,6-0,75. При этом коэффициент расхода Ц при максимальном подъеме клапана 12 составляет 0,6- 0,75. Введение выпуклой вставки 9 устраняет зону обратных течений и уменьшает гидравлические потери,

Система работает следующим образом,,

Отработавшие газы из цилиндра двигателя поступают при открытии клапана 12 через клапанную щель в канал 3 в головке 4, затем в выпускной патрубок 5, из которого газы попадают в цилиндрический коллектор 1 и через улитку 10 - на колесо 11 турбины 2. Вытекающий из цилиндра поток газов вследствие конЛузорности индивидуальных каналов ускоряется, что способствует улучшению очистки цилиндров в последней фазе выпуска за счет использования эжекционного эффекта. Сопряжение выпуклого участ0

5

0

5

0

5

0

5

0

ка 6 каждого патрубка 5 с коллектором

Iпо касательной способствует истечению газа без- срыва потока, снижению потери напора, закрутке потока газа в цилиндрическом коллекторе 1 и уменьшению потерь напора при течении газа до колеса 11 турбины 2„ Создание закрученного потока газа перед турбиной 2 способствует благоприятному истечению газа из улитки 10 турбины к лопаткам рабочего колеса

IIтурбины вследствие того, что вектор окружной скорости потока направлен к лопаткам колеса 11 по касательной о

Использование изобретения позволит уменьшить потери напора газа в проточной части, более эффективно использовать энергию выпускных газов, снизить насосные потери и улучшить очистку цилиндров от отработавших газов.

Формула изобретения

Выпускная система двигателя внутреннего сгорания, содержащая цилиндрический коллектор с закрытым торцом и открытым торцом для подключения к турбине и индивидуальные каналы, каждый из которых связывает выпускные органы одного из цилиндров с коллектором и образован каналом в головке цилиндров и внутренней поверхностью выпускного патрубка, причем патрубки выполнены криволинейными с выпуклыми и вогнутыми участками, ось симметрии каждого патрубка совмещена с пространственной винтовой линией и продолжающая ее прямая размещена в плоскости, расположенной под углом к оси коллектора, отличающая- с я тем, что, с целью уменьшения гидравлических потерь, выпускные патрубки и каналы в головках выпол- нены с уменьшающимися сечениями и пространственная винтовая линия оси каждого патрубка выполнена овивающей коническую поверхность, причем выпуклый участок сопряжен с коллектором по касательной, а в стыке вогнутого участка выпускного патрубка с каналом в головке установлена вставка для образования их плавного сопряжения.

%ъяф

г

V-V

д

Фив. 8

Редактор Т.Иванова

Составитель Н. Лапушкин Техред Л.Сердюкова

Заказ 1458

Тираж 359

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

К г- К

Фиг, 9

Корректор Л.Пилипенко

Подписное