Устройство для подвода газов к турбокомпрессору двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02B37/02 F01N7/08 

Изобретение относится к машиностроению, а именно - к двигателестроению. в частности к выпускным системам двигателей.

Цель изобретения - повышение эффективности использования импульсов давления.

На фиг. 1 представлен разрез по оси преобразователя импульсов; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (по кольцевой щели); на фиг. 3 - изменение давления в цилиндре и за цилиндром при однозаходной турбине; на фиг. 4 - то же, при двухзаходной турбине.

Устройство для подвода газов к турбокомпрессору двигателя внутреннего сгорания содержит выпускные патрубки 1 - 4 цилиндров, подключенные к выхлопным коллекторам 5 и 6, каждый из которых обь- единяет цилиндры с неперекрывающимися фазами выпуска. Коллекторы 5 и 6 подсоединены к трубопроводам 7 и 8, кпторые подключены к преобразователю 9 импульсов и отделены один от другого при помощи перегородки 10 со сквозными каналами 11. Пре- образователь 9 импульсов и отрезки трубопроводов 7 и 8 заключены в емкость резонатора 12. Трубопроводы 7 и 8 выполнены полукруглого сечения и на поверхности отрезка каждого трубопровода, заключенного в емкость резонатора выполнена кольцевая щель, разделяющая стенку трубопровода на два участка, каждый из которых выполнен с отбортовкой 13 и 14. образующей конусную поверхность, причем между конусными поверхностями образован кольцевой канал 15, ориентированный в сторону, противоположную движению газа, и сообщающий внутренний объем трубопровода с резонатором 12. Преобразователь 9 импульсов сообщен при помощи диффузора 16 с турбокомпрессором (не показан).

Устройство работает следующим образом.

При выпуске отработавших газов из цилиндров двигателя через соответствующий патрубок, например 3, возникает импульс массы и волна давления. Волна давления движется по трубопроводу 7 со скоростью звука, а импульс массы - со скоростью дви жения отработавших газов. По достижению волной давления кольцевой щели происходит ее отражение в виде волны разрежения. В случае частичного прохождения волны давления за кольцевую щель по трубопроводу происходит ее отражение в смесительной камере преобразователя 9 импульсов и дальнейшего движения ее к турбокомпрессору не происходит. Отраженная волна разрежения движется в обратном

-

направлении, чго способствует удалению отработавших газов из цилиндра и снижению насосных потерь за такт выпуска следующего по порядку работы цилиндра или

данного цилиндра при соответствующей настройке трубопровода на резонанс. В последнем случае возврат волны разрежения совмещают с серединой или концом фазы выпуска, что улучшает условия продувки и

снижает насосные потери.

Импульс массы при достижении кольцевой щели частично по кольцевому каналу 15 проходит в резонатор,создавая в нем повышенное давление, другая часть - в смесительную камеру преобразователя 9 импульсов, причем при прохождении через сквозные каналы 11 перегородки 10 осуществляется эжекция газов из соседнего трубопровода. Часть импульса массы,

прошедшего в смесительную камеру, разделяется на две части. Одна проходит в диффузор 16. другая - в соседний трубопровод, где его прохождению препятствует импульс массы газов, который проходит из резонатора через кольцевой канал 15 в соседний трубопровод и создает в нем эффект эжек- ции.

При перемещении импульса массы за пределы смесительной камеры происходит

обратное перетекание отработавшего газа из резонатора за счет избыточного давления в нем в трубопровод, создавая в последнем дополнительную эжекцию и растягивание импульса кинетической

энергии по времени. Кинетическая энергия этого растянутого импульса затем в преобразователе 9 импульсов трансформируется в потенциальную, а отработавшие газы попадают в турбокомпрессор при более высоком выравненном давлении без значительных колебаний массы и давления.

За счет улучшения продувки цилиндров, снижения насосных потерь, а также организации работы турбины турбокомпрессора с

постоянным давлением на входе достигается улучшение эффективных показателей двигателя.

50

Формула изобретения

1. Устройство для подвода газов к турбокомпрессору двигате ля внутреннего сгорания, содержащее преобразователь импульсов в виде подключенного к турбо- 5 компрессору диффузора, подсоединенной к минимальному сечению последнего смесительной камеры, подключенных к ней трубопроводов, каждый из которых отделен от другого при помощи перегородки со сквозными каналами и подсоединен к одному из

коллекторов, объединяющих цилиндры с неперекрывающимися фазами выпуска, и резонатор, выполненный в виде емкости, охватывающей преобразователь импульсов и частично трубопроводы, оУличающее- с я тем, что, с целью повышения эффективности использования импульсов давления, резонатор сообщен с каждым трубопроводом через каналы в стенке последнего.

2.Устройство по п. 1,о т л и ч а ю щ е е - с я тем. что каждый трубопровод выполнен полукруглого сечения, перегородка между трубопроводами выполнена плоской, а каналы в стенках трубопроводов выполнены в виде кольцевой щели, ориентированной под углом к оси трубопроводов по ходу газов от резонатора к смесительной камере.

Изобретение позволяет повысить эффективность использования импульсов давления в выпускной системе двигателя. Устройство содержит выпускные патрубки 1, 2, 3 и 4 цилиндров, подключенные к выхлопным коллекторам 5 и 6, каждый из которых объединяет цилиндры с неперекрывающимися фазами выпуска. Коллекторы 5 и 6 подсоединены к трубопроводам 7 и 8, которые подключены к преобразователю 9 импульсов и отделены друг от друга при помощи перегородки 10 со сквозными каналами 11. Преобразователь 9 импульсов и отрезки трубопроводов 7 и 8 заключены в емкость резонатора 12. Трубопроводы 7 и 8 выполнены полукруглого сечения и на поверхности отрезка каждого трубопровода, заключенного в емкость резонатора, выполнена кольцевая щель, разделяющая стенку трубопровода на два участка, каждый из которых выполнен с отбортовкой 13 (14), образующей конусную поверхность, причем между конусными поверхностями образован кольцевой канал 15, ориентированный в сторону, противоположную движению газа, и сообщающий внутренний объем трубопровода с резонатором 12. Преобразователь 9 импульсов сообщен при помощи диффузора 16 с турбокомпрессором. За счет организации распространения волн давления и разрежения, создания эффекта эжекции и преобразования импульсов достигается улучшение продувки цилиндров и снижение насосных потерь, а также улучшается работа турбины турбокомпрессора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

8

о

нмт

/5

10

ВМТ ср°п.к#.

Фиг.З

0,05

ннт

ФигЛ

вмт (р°п.к.в.