Впускная система двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02B27/00 

Изобретение относится кдвигателестро- ению и может быть использовано для увеличения наполнения двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известны впускные системы ДВС с изменяемой длиной впускного тракта для ре- гулирования резонансного наддува, содержащие подвижные элементы для изменения геометрических параметров, а следовательно, и резонансных свойств впускной системы в зависимости от режима работы двигателя.

Перемещение подвижных элементов обычно осуществляется специальными механическими или электронно-механическими устройствами по сигналам электронного блока управления, получающего информацию о режимных параметрах работы двигателя.

Основными проблемами при создании впускных систем с изменяемой длиной тракта являются: достижение простоты конструкции и широкого диапазона регулирования длины тракта, уменьшения габаритов систем при расширении диапазона регулирования резонансной длины.

Известна впускная система для регулирования резонансного наддува ДВС, содержащая корпус с выходным патрубком, сообщенным с цилиндром двигателя, а также расположенный внутри корпуса с зазором, образующим воздушный канал, ресивер, имеющий по меньшей мере два окна, выполненных в его боковых стенках, в каждом из которых закреплены на индивидуальных осях пластинчатые клапаны, снабженные механизмом привода и поочередно открываемые по командам электронного блока управления в зависимости от режима работы двигателя.

К недостаткам этого устройст ва можно отнести:

ограниченные возможности регулирования резонансной длины тракта (только

две ступени регулирования - либо короткий, либо длинный канал), снижающие наполнения на частичных режимах работы двигателя и ухудшающие его экономичность,

несовершенную аэродинамическую

проточной части системы из-за нерациональной конструкции и расположения плоской заслонки, вызывающую снижение наполнения двигателя.

Цель изобретения - повышение наполнения двигателя внутреннего сгорания путем расширения диапазона регулирования резонансной длины тракта и снижения аэродинамических потерь потока.

Поставленная цель достигается тем, что

во впускной системе, включающей корпус с выходным патрубком, сообщенным с цилиндром двигателя, а также расположенный внутри корпуса с зазором, образующим воздушный канал, ресивер, имеющий по меньшей мере два окна, выполненных в его боковых стенках, в каждом из которых закреплены на индивидуальных осях пластинчатые клапаны, снабженные механизмом привода и поочередное открывание по командам электронного блока управления в зависимости от режима работы двигателя, корпус и ресивер выполнены цилиндрическими и расположены коаксиально, а каждый пластинчатый клапан закреплен

торцовой частью на своей оси и имеет криволинейный профиль поверхности, радиус кривизны которого совпадает с радиусом цилиндрической поверхности ресивера, причем кольцевой канал между корпусом и

ресивером отделен от выходного патрубка

корпуса неподвижной перегородкой, установленной в месте их пересечения.

На фиг. 1 показана конструктивная схема впускной системы, поперечный разрез; на фиг. 2 - схема механизма привода клапанов.

Впускная система двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус 1 с выходным патрубком 2, снабженным фланцем 3 для крепления системы к головке цилиндра. Внутри корпуса 1 коаксиально установлен цилиндрический ресивер 4 так, что образуется кольцевой канал 5 для прохождения воздушного потока. Между корпусом 1 и ресивером 4 установлена неподвижная перегородка 6, разъединяющая канал 5 с патрубком 2. С торцов корпуса 1 канал 5 имеет стенки, образованные торцовыми фланцами корпуса. В стенке цилиндрического ресивера выполнены окна 7-11, каждое из которых имеет соответственно свой клапан 12-16 криволинейного профиля, закрепленный торцовой частью на индивидуальных осях 17, связанных со своими механизмами привода (не показаны). Радиус кривизны профиля каждого клапана 12-16 равен радиусу цилиндрической поверхности ресивера 4. Ширина каждого из клапанов 12- 16 равна ширине канала 5.

На каждой из осей 17 закреплено коромысло 18, одно плечо которого связано с пружиной 19 растяжения, укрепленной вторым концом на фланце корпуса 1, а второе - с сердечником соленоида 20, включаемого по команде электронного блока управления (не показан). Клапаны 12-16 включаются поочередно, в зависимрсти от режима работы двигателя, в последовательности, определяемой программой, заложенной в электронный блок управления. Нормальное положение клапанов - закрытое.

Впускная система работает следующим образом.

При работе двигателя поток воздуха от воздухоочистителя проходит зону дроссельной заслонки двигателя и поступает с торца в цилиндрический ресивер 4 и далее, проходя через открытое на данном режиме работы двигателя окно 9, движется по каналу 5 к выходному патрубку 2 к цилиндру двигателя. При этом двигатель работает с оптимальной резонансной длиной впускного тракта, равной длине канала от открытого кона 9 до цилиндра двигателя. В общем случае путь, проходимый потоком воздуха, определяется тем, какой из клапанов 12-16 открыт в данный момент времени. Электронный блок управления включает (открывает) клапаны 12-16 в соответствии с заложенной в него программой, создавая, таким образом, оптимальные условия для резонансного наддува двигателя. С повышением частоты вращения вала двигателя резонансная длина впускного тракта уменьшается.

Предлагаемая впускная система для регулирования резонансного наддува отличается простотой конструкции, сравнительно малыми габаритами при широких возможностях дискретного регулирования резо0 нансной длины тракта, потенциальной надежностью (отсутствуют подвижные уплотнения и значительные перемещения ре- гулирующих элементов), достаточно совершенной аэродинамической проточной

5 части (открытый клапан является одновременно направляющим элементом при повороте потока, закрытые клапаны образуют внутреннюю стенку проточного канала и не создают аэродинамического сопротивле0 ния).

Кроме этого, следует отметить, что простота конструкции регулируемой впускной системы предопределяет и простоту схемного решения электронного блока управле5 ния, а также его повышенную надежность вследствие дискретного принципа управления клапанами.

В многоцилиндровых двигателях впускная система может выполняться из несколь0 ких подобных секций (по числу цилиндров). При этом все секции располагаются вдоль общего цилиндрического ресивера, одноименные клапаны закрепляются на единой оси в ряд и открываются одновременно, об5 разуя, таким образом, индивидуальные тракты одинаковой длины для каждого цилиндра.

Формула изобретения

0 Впускная система двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус с выходным патрубком, сообщенным с цилиндром двигателя, расположенный внутри корпуса с зазором, образующим воздушный канал,

5 ресивер, снабженный по меньшей мере двумя окнами, выполненными в его боковых стенках, в каждом из которых закреплены на индивидуальных осях пластинчатые клапаны, снабженные механизмом привода их

0 поочередного открытия, связанным с электронным блоком управления режимом работы двигателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности двигателя путем расширения диапазона регули5 рования, корпус и ресивер выполнены цилиндрическими и расположены коаксиально, а каждый пластинчатый клапан закреплен торцовой частью на своей оси и выполнен с криволинейным профилем поверхности, радиус кривизны которого совГ

падает с радиусом цилиндрической поверхности ресивера, причем кольцевой канал между корпусом и ресивером отделен от

входного патрубка корпуса неподвижной перегородкой, установленной в месте их пересечения.

Изобретение позволяет повысить эффективность двигателя путем расширения диапазона регулирования резонансных режимов работы впускной системы. Впускная система содержит цилиндрический корпус 1 с выходным патрубком 2, снабженным фланцем 3 для крепления системы к головке цилиндра. Внутри корпуса 1 коакси- ально установлен цилиндрический ресивер 4 так, что образуется кольцевой канал 5 для прохождения воздушного потока. Между корпусом 1 и ресивером 4 установ- лена неподвижная перегородка 6, разъединяющая канал 5 с патрубком 2. С торцов корпуса 1 канал 5 имеет стенки, образованные торцовыми фланцами корпуса. В стенке цилиндрического ресивера выполнены окна 7-11, каждое из которых имеет ё

Фиг. 2