Изобретение относится к воздуховпускным системам двигателей, в частности к системам с использованием колебаний столба воздуха в трубопроводах для улучшения наполнения двигателя внутреннего сгорания.
Известны системы резонансного наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащие впускную магистраль и подключенный к ней резонатор, настроенные на использование резонансных колебаний столба воздуха при работе двигателя с определенным числом оборотов и близких к нему значениях.
На режимах с числом оборотов, отличаюи,имся от расчетного, частота колебаний в магистрали не используется для улучшения наполнения двигателя.
Целью изобретения является расширение д,иапазона резонансных режимов.
Для этого в предлагаемой системе магистраль выполнена по меньшей мере с одним дополнительным резонатором, подключенным к ней при помош,и запорного органа, и снабжена подсоединенным к последнему через сервопривод датчиком давления.
На фиг. 1 показана система, обш,ий вид; на фиг. 2-3 - конструкция запорного органа, сервопривода и датчика давления.
Двигатель внутреннего сгорания 1 снабжен впускным коллектором 2, сообш,енным с фильтром - воздухоочистителем 3 при помош,и
впускной трубы 4. К магистрали подключен резонатор Гельмгольца 5. Резонансная длина от коллектора до резонатора равна резонансной длине для малого расчетного числа
оборотов Пм коленчатого вала двигателя.
К трубопроводу 4, на расстоянии Lyi от коллектора, соответствующем резонансной длине трубопровода для большого расчетного числа оборотов (например, номинального /гн), подключен дополнительный резонатор 6, настроенный на это число оборотов. В горловине резонатора установлена (фиг. 2) поворотная заслонка 7 с кривошипом 8. Палец кривошипа размещен в поперечном пазу штока 9, ввернутого в якорь 10 магнита 11. Шток соединен со спиральной пружиной 12, закрепленной вторым концом на резонаторе. Обмотка статора магнита питается током от бортовой сети машины через микропереключатель 13, установленный на неподвижной крышке анероидной коробки 14. С внешней стороны на коробку действует атмосферное давление, с внутренней - давление в полости системы, зависящее от числа оборотов коленчатого вала двигателя.
Резонансная длина Lyi подобрана экспериментально на работающем двигателе при числе оборотов коленчатого вала с отсоединенными от системы резонаторами и воздухоочистителем. Конец трубы 4 сообщен с большой
(0,3-0,5 м) емкостью воздухомерного устройства, подключенного на впуске. При неизменных оборотах Пм через небольшие промежутки увеличивают длину впускной трубы 4 и при каждой новой длине измеряют расход воздуха через двигатель и фиксируют амплитуду колебаний давления у впускных клапанов. Максимальному расходу и амплитуде будет соответствовать резонансная длина LM. Резонансная длина LH подбирается аналогично, но при оборотах Пн.
Резонаторы 5 и 6 выполнены так, что длина канала, соединяющего их с магистралью, отвечает соотношению
. 22.5(yf,(„
а - скорость звука в системе, м/сек,
i - тактность двигателя,
Z - число цилиндров, объединенных коллектором,
я - расчетное число оборотов Пм коленчатого вала для резонатора 5, Пн - для резонатора 6, об/мин,
5 - плошадь поперечного сечения горла резонатора, м
V-объем резонатора, м.
Пружина 12 сервопривода выбрана так, чтобы создаваемое ею усилие обеспечивало надежное без вибраций открытое положение (на фиг. 2 изображено пунктиром) заслонки 7 при оборотах Пц. Усилие магнита в 2-2,5 раза больше силы максимально растянутой пружины для обеспечения надежного закрытого положения заслонки при оборотах Пц. Так как при оборотах Пп двигатель работает больше, чем при Пм, то для удержания заслонки в открытом положении (при Дн) выбрана пружина, а не магнит. При таком решении обмотка магнита меньшее время находится под током.
Анероидная коробка размещена вне магистрали и сообщена с ней своей внутренней полостью.
При работе двигателя с номинальным числом оборотов (пи или близким к нему значением, разность давлений снаружи и внутри коробки 13 - достигает максимального значения. Под действием разряжения внутри коробки, она сокращается и ее крышка нажимает на кнопку микропереключателя, обмотка электромагнита обесточена. Заслонка 3 под действием усилия пружины перемещается в открытое положение, и резонатор 6 подключен к системе. Волны давления из коллектора 1, перемещаясь по магистрали вдоль резонансной длины LH, достигают резонатора 6 и отражаются им назад к впускным клапанам. Колебания давления у впускных клапанов увеличивают наполнение цилиндров. Участок магистрали 4 между резонатором 6 и 5 практически не участвует в колебательных процессах в системе, так как объем и место установки резонатора 6 соответствует отражению от него волн давления При числе оборотов Пн, что практически исключает проникновение волн давления к резонатору 5.
При работе двигателя с числом оборотов га,, максимального крутящего момента Им и близкими к нему значениями разность давлений снаружи и внутри анероидной коробки уменьщается, коробка удлиняется пружиной 15.
Штифт микропереключателя 13 освобождается и следовательно, обмотка электромагнита включается в цепь электропитания, якорь его втягивается. Заслонка 7 закрыта, и резонатор 6 отключен от системы. Волны давления из
коллектора распространяются по магистрали 4 на резонаторную длину и отражаются от резонатора 5 к впускным клапанам. Колебания давления у клапанов обеспечивают наполнение цилиндров и на этом режиме.
Формула изобретения
Система резонансного наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащая впускную магистраль и подключенный к ней резонатор, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона резонансных режимов, магистраль выполнена по меньшей мере с одним дополнительным резонатором, подключенным к ней при помощи запорного органа, и снабжена подсоединенным к последнему через сервопривод датчиком давления.
Pui 2
. ПТП i
(риг J
