Устройство для резонансного наддува двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1981 года по МПК F02B37/12 F02B27/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для резонансного наддува двигателей внутреннего сгорания. Известны устройства для резонансного наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащие компрессор, воз духонапорный патрубок которого подключен к впускному ресиверу, и уста новленные в последнем впускные трубы резонансной длины, подсоединенные к впускным патрубкам цилиндров 13. Недостатками известных впускных сие тем являются конструктивная сложност и значительные габаритные размеры, обусловливающиеся необходимостью установки как минимум трех ресиверов (сглаживающего и двух резонансных) . Эти недостатки сохраняются и в возможных частных случаях выполнения впускной системы с общими стенками в сглаживающем и резонансных ресиверах и расположения в одном или нескольких этих ресиверах резонанснь1Х трубопроводов. Сложность, и значительные габаритные размеры особенно усугубляются в У-образных дизелях, учитывая практическую невозможность использования объема, в развале между рядами цилиндров, где обычно располагается топливный насос с трубками высокого давления и муфтой опрежения впрыска топлива. . Кроме того, принцип дозарядк|1 цилиндров за счет обеспечения соответствующего соотношения между собственными и вынужденными частотами колебаний эффективен лишь в достаточно узких областях частот вращения при объединении каждым из резонансных ресиверов до трех цилиндров с равномерным чередованием рабочих ходов. Эдо делает практически невозможным использование известных впускных систем для V-образных 8-цилиндровых двигателей, которые, как правило. имеют неравномерное чередование рабочих ходов в цилиндрах обоих рядов. При этом использование впускной системы обуславливает также-значительную неравномерность наполнения цилиндров из-за неодинакового характера изменения во времени и абсолютных значений давления в резонирую щих ресиверах в тактах впуска различ ных цилиндров. Цель изобретения - повышение эффе тивности газодинамического наддува и равномерности наполнения цилиндров многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, а так же повышение компактности впускной системы. Указанная цель достигается тем, что каждая впускная труба подсоедине на к одному из впускных патрубков и установлена на периферии поперечного сечения впускного ресивера , ; кол чество впускных труб выполнено равным количесту впускных патрубков. На фиг. 1 изображена принципиальная конструктивная схема устройства, на фиг. 2 - сечение А-Л на фиг,1, на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг.1. Устройство содержит компрессор 1, воздухонапорный патрубок 2 и впускной ресивер 3, установленный в развале блока k цилиндров, и снабженный двумя продольными участками 5 и 6, расположенными вдоль блока цилинд ров и двумя поперечными участками 7 и 8. . Поперечное сечение участков впускного ресивера выполнены в виде многоугольника, а их образующие выполнены цилиндрическими. Цилиндры 9-16 двигателя сообщены с впускным ресивером 3 через впускные патрубки 17-24 и подсоединенные к ним впускные трубы 25 - 32 резонансной длины. Последние расположены внутри впускного ресивера 3 на периферии его поперечного сечения и имеют глад кие входные кромки 33, скругленные по внутренней и внешней образующим. Входные кромки впускных труб 25, 2.6, 29 и 30 расположены со стороны поперечного участка 7, а труб 27, 28, 3 и 32 - со стороны участка 8. Для обеспечения равномерности наполнения цилиндров впускные трубы 25-3. имеют примерно одинаковые длину и поперечное сечение, а также аэродинамическое сопротивление входных кромок. Общая длина инди . 4 видуальных впускных труб от входной кромки 33 до седла соответствующего впускного клапана 3 подбирается из условия обеспечения максимального наполнения цилиндров в интересующей области частот вращения коленчатого вала. Поперечное сечение сглаживающего ресивера определяется из условия обеспечения необходимого снижения амплитуд колебаний давления в нем на всех режимах работь, для чего максимальное значение скорости потока в ресивере должно быть не более 10-15 м/с. Устройство работает следующим образом. При открытии впускного клапана любого из цилиндров воздух (топливовоздушная смесь) начинает поступать в цилиндр например 14. Возникающая в связи с этим волна разрежения распространяется к входной кромке 33 впускной трубы 30 цилиндра И. При достижении кромки 33 впускной трубы 30 волна разрежения отражается от нее с изменением знака и как волна давления возвращается обратно к впускному клапану 34, В связи с объединением впускным ресивером 3 всех восьми цилиндров и значительными поперечным сечением и объемом его (равными, соответственно, порядку поперечного сечения цилиндра -и 12-15 объемам его) колебания давления в ресивере 3 высокочастотны и мелкомасштабны. Это важно для обеспечения нормальных с(высоким КПД и беспомпажных) условий работы компрессора 1 .и приближает условия поступления воздуха (топливовоз- , душной смеси) в впускные трубы к условиям, аналогичным двигателям с индивидуальным питанием цилиндров из атмосферы с параметрами (давлением и температурой), обеспечиваемыми компрессором 1. Выполнение входных кромок 33 впускных труб 25-32 гладкими с плавными внутренней и внешней образующими обеспечивают отражение волны разрежения в них с минимальными потерями. Поэтому избыточное выше среднего давление в волне давления в сечениях у впускных клапанов при правильно выбранных проходном сечении и длине индивидуальных впускных трубопроводов может достигать на требующихся частотах вращения коленчатого вала 0,25-0,40 бар, что и обеспечивает значительную дозарядку цилиндров воздухом (тепливовоздушной смесью) и связанное с этим значительное повышение коэффициента наполнения двигателя в требующемся диапазоне частот вра щения коленчатого вала, в том числе в важной для двигателей с турбонаддувом области низких и средних частот. Малые амплитуды колебания давления в впускном ресивере,одинаковые длины и проходные сечения впускных труб и конструктивное выполнение и условия расположения их входных участков обес печивают степени равномерности наполнения цилиндров воздухом (топливовоздушной смесью), практическую независимость ее от неравномерности чередования рабочих ходов в обоих рядах цилиндров. Таким образом изобретение обеспе.чивает уменьшение габаритов гидравлического сопротивления, повышение амплитуды колебаний столба воздуха .i:.Vi- t |.. .(. - I Т -fe m и повышение эффективности работы устройстваФормула изобретения Устройство для резонансного наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее компрессор, воздухонапорный патрубок которого подключен к впускному ресиверу, и установленные в последнем впускные трубы резонансной длины, подсоединенные к впускным патрубками цилиндров, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, каждая впускная труба подсоединена к одному из впускных патрубков и установлена на периферии поперечного сечения впускного ресивера, и количество впускных труб выполнено равным количеству впускных патрубков. Источнки информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № , кп. F 02 В 37/0, 1977 (прототип). ЧЛ . 1 r

Л:±

фиг. 5