Устройство для резонансного наддува двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК F02B27/00 

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и, в частности, к устройствам для повышения степени заполнения цилиндров за счет использования кинетической энергии воздуха в системах впуска.

Известны устройства для резонансного на.ддува двигателя внутреннего сгорания, содержаш,ие основной V-образный впускной трубопровод резонансной длины, подключенный через входной участок к отражателю колебаний давления, а через выходные каналы - к впускным патрубкам цилиндров с несовпадаюшими фазами впуска 1J.

Однако в таких устройствах за счет выбора длины впускного трубопровода и работы цилиндров с несовпадаюшими фазами впуска создается колебание столба воздуха внутри трубопровода, причем максимальное изменение амплитуды давления находится у тупикового конца трубопровода, находяш.егося вдали от входного участка. В результате этого наибольшая порция добавочного воздуха подается в цилиндр, подключенный к тупиковому концу впускного трубопровода. В другие цилиндры подается меньшее количество воздуха, что приводит к снижению эффективности резонансного наддува и к неравномерному наполнению цилиндров двигателя.

Целью изобретения является повышение эффективности наддува и равномерности подачи воздуха по цилиндрам двигателя.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным V-образным впускным трубопроводом резонансной длины, который выполнен геометрически одинаковым с основным, расположен по отношению к нему акустически зеркально и подключен через дополнительные выходные каналы к впускным патрубкам цилиндров с несовпадаюшими фазами впуска.

Впускные трубопроводы выполнены оги15 баюшими цилиндры по окружности, а отражатель колебаний - в виде общего ресивера резонансного объема, к которому подключены входные участки трубопроводов.

Отражатель колебаний выполнен в виде патрубка, установленного перпендикулярно оси трубопровода.

Кроме того, отражатель колебаний выполнен в виде обращенных один к другому открытых входных участков трубопроводов.

;:i ipii .;, i Г i ii Чггк;| M, , г. Ь n:ilU4TH : С 1 p iHr Mi,.: Ч.. (pH. 4inK-;UiaiH(..ie

; 1 Pii. i(i i HLniM vnri |)1 Ч11ыми pe3i)iUiikHi.iMn TpvГ)1:ч1)иН(1дами -(,6pia3Hur() тиi.: v (jfjiun pcCiiHrpDM-(I гра.-кате.К.м, luip;iaiir-, iia (j). о TD же, с ка.льцевым peil). rpVnon|)(();U): l uOilUlM plL4H;;чром-1г|)а/ка i4MOM; на (j)iii. t; то же. с Ki), 1ыим,ым PI.ioiiaiiCiii.iM т)},б()||ронол().1 и lai ii.Г}ко |- 1ража 1 е.пс.м; на (|)iti 7 то же, кольиеи|лм речонансным T iy6oiipOBO/i,o.vi с (I гкр.ь ft,ми Концами, ofipaiiuHiibiMii .маястреч;. ;:ру 1р 1Л

N4vjioik; но содер/кнт оеиовиой V-ooр;-, iiH,. liH.iKiioii т)оо11ро1и)Л I )e.3OiiaHCiioii .i.iiiiH,;, ;ujiKi.iiiM i.Mi,HbiH -()бразн1мй : ()ji..iio;:. - и ol )ажа ге.ш Л и 4 ко.юбаний biH.ieaiiii. (,Чно|, -oГ)) T)y6()iipo:,..: au.K.iioie.i чере- ii o;uioii -часток 5 к ;: гра .жа п.. но ,i ко.1е6ан1 Г: лан.Иння, а чере; .;:;Л|Н.. .н,1 ) ( 1 BiiycxHhlM )у6ка: Ч И ,i)oH 12 14 .чвигате.я 1 о ; HToiiiia ((азами . Доио/ lia i e.ii.iH.ni V-oopa.uibiil в 1 чкной трубопро io i :. IM.ioHaiKiioii ,4,HiHb В1)1ио;1нен 1ЧЧ)мет :a;4evi-..n o;ui iiaKOfiiji.M i. оеновним трубопро io. i |1ас11(),1ожеи ИО оП оичм1НЮ к нему гпчегк Кркально и иодк.чючеи через

0:10. liii ;е-н.иые выходное ка-иклы 16 18 h iii: С1%;Н)1М 1:аг)убкам Н 11 1и1.1иид})ов 12 1 .uiii а e.;i5i In с иееоинадаюищмн (( . а входной часток И) к о ра:жа;t.iio 4 колебаний. 1- арианте угтjioitcTiia iHiveKiihie трубон|)оводы 1 и 2 иыно. ,i о ибак)1ии vin иалиндры 12 :4 ао окружности (с})И|-. 5 7). а от ажател1. колгбан Й в виде обнито ресивера 20 )ез{)aaHctiOi) обт,е.ма, к ко1Ч))ому нодк.чючен) |Х{)дн|,с -acTKH о и 19 i руГ.онроводов 1 .: 2 (у; :)ажагчм.: колебаний мо. бы1Л выiKJ.iHci: ;ак/ке в внде иа1рубка 2, устаповнчииио )нендик ,|ярн) otai т()убс)И 1|;воiOB i i 2 ii li виде ()бран1ени 1х O/U-IH к .;u).. . вх(;дных участков о и 19

P 6{jH M)i(i.lOii I и 2 (фн.. 7).

N4i piaicTBo работас )1ннм об)а

о л .

JlpH pauoTaioHieM ;uuiiaie:ie 15 Bo.i.iyx iiae; и н.илн11;1,р|1| 12 14 одиов)с КНiio Но дв i сим.1е1.).1м BiiycKHBiM T|)v6oHpoiiiii.iM 1 и 2. i lo.i. ii.HiHHHeM не)иоднческоIij i cati,iiaioiiiero дейсгпия иорашей lia такI. :, ка;кд()м из двхх сим мет1)инных р1 1оаалчан ;, тр бснроводах I 1М, i:a Лоячая .iiia ко.1ебаний дав1еиия V :: ность 0 ( мачеима.аьным измене нием а .1 ч. Hiiv Ди: колеба иiiit I v туннковых ;-,оин(и; )Ог|ро1и)дов и с .i.jo (минимальным ij п-ененисм амплитуды К ,).тсбаний) у

Ч.:С1КОИ О И 19 Т)у боП рОЕи)ДОВ 1

и 2. н(,дк.: к ч1Л1ных к отражателям 3 и 4

С(л)тве1ственн(.. На фи1. 2 - приведена акустическая моде.11) 1юд,ачи дополнительных ко.шчеств воздуха из стоячих волн колебаHiui дашения в .1индры 12--14 двигате.ля. н тру6o(ipijBOдэX 1 и 2. Здесь нpиниллJi обозначения: ДР - изменение дав.ленн1я в т)бс)пр(июдах, - среднее давление, кривая 22 изменение давления по ..тлнне труб(Н1ровода 1, а кривая 23 трубопро ода 2. Трубопроводы 1 и 2 распиложенг) но (;бопм сторонам цилиндров 12- 14, а впуск возд.уха в цилиндры изображен но .лвн1)1М впускным натрубка.м 6 и 16Т ;убоп К)воды и 2 в акустической модели и:«)бражены г|рямолинейн1 1.ми. Эло допустимо, так как кривизна натурного трубопровоча в акустической моде.ли .может не приниматься 1,) вни.1ание, поско.льку OTHonjeuHe и -ичнны внулренне Ч) диа.метра трубонровС).ча к длине в( развиваюн1ихся в нем ко.лебаний иозво.ляет олнести его к так называемым «узким трубам, в которых криво.линейност15 канала не влияет на пролекание в них волновых нрсячессов. Каждый из ци.линдрок двнгате.ля (()иг. 2) нитается возд)чом и. двух трубопр(.)водов одновоеменно, а донолинте.лъное ко.1ичеств(. воздуха из стоячих н каждый цилиндр попадает из j)a:-iHbix участков Hoc/R UH-i.x. Нанри.мер, ци.линдр 12 но.лучаел максимальн к:1 добавочную норцшо воздуха из трубопровода 2, так как в - Iov трубопроводе цилиндр 12 н(JДK.iю4eii б,лиже всего к пучности дав,ления в волне-. Одновременно из трубопровода 1 цидиндр 2 получает минима.льную добавочную поршсч) , так как в трубопроводе 1 паиболее удален от пучности. Ци;1индр 14 наоборол, но;1 чаел .максимальную порцию 1,()бавочного воздхха из трубопровода 1, а мин(:ма.) из трубопровода 2. Но поск().11, оба т)бо1 ровода акустически и IeoМ1.1рически эк И1налентны друг другу и подкл1оч(Л1ы к однн.м и тем же 1и.линдра.м, то .чи. 12 .и 14 получают одир1аковую суммарную допо.лнительную порцию воздуха, а ци,И1ндр i3 одинаковую порцию из обоих трубопроводов, в сумме примерно равную суммарньгм порциям крайних цилиндров наддуваемого дви|-ателя. Предлагаемое устройство (фиг . 1) обеспечивает повыи ение равн(.)мерпоети ра1:п1)еделения добавочного ко..чичеслва во:-;духа по цн.линдрам, однако подк.л1оче :не к последни.м добавочного трубонро1.()да с ресивером-отражателем приводит к ;, с.лг жнению устройства, увеличению вдвое одинаковых элементов, т. с. делает его .менее ко.мнактным и б(;лее металлое.мким. Для повышения компактности устройства отражале.ль каждого симметричного впускного ре.зонапсн(;го трубопровода может быть заменен на обн1ИЙ ресивер 20 (фиг. 4). Принцип работы устройства при это.м остается неизменным, сохраняется повышенная равномерность распределения воздуха по цилиндрам двигателя, а отражение колебаний развивающихся R обоих симметричных трубопроводах 1 и 2, осуществляется от общего ресивера 20. Это сокращает количество элементов устройства и способствует уменьшению его габаритов. Дальнейщего повыщения компактноети устройства .можно достигнуть за счет перехода к кольцеобразному расположению симметричных впускных трубопроводов 1 и 2 с использованием строительных форм наддуваемого двигателя, например, с расположением трубопроводов вокруг цилиндров 12- 14 (фиг. 5). В таком варианте расположения трубопроводов V-образная форма последних органически сочетается со строительными формами двигателя, че.м и увеличивается компактность всего устройства. Кольцевое расположение трубопроводов дает возможность еще повысить компактность предлагае.мого устройства, если заменить ресивер-отражатель на патрубок 21 (фиг. 6). Наконец, используя свойство открытого конца трубопровода отражать колебания, кольцевое расположение трубопроводов можно выполнить разомкнуты.м, а открытые входные участки трубопроводов 1 и 2 расположить навстречу друг другу (фиг. 7). В этом случае двигатель засасывает воздух непосредственно из ат.мосферы. В предлагаемом устройстве подключение дополнительного резонансного трубопровода к впускны.м патрубкам цилиндров выполнено путем разветвления последних. При наличии на двигателе двух впускных клапанов на каждом цилиндре один трубопровод может быть подсоединен к одно.му ряду впускных патрубков с соответственным рядом впускных клапанов, а второй трубопровод - к другому ряду.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить равномерность распределения добавочного воздуха по цилиндрам наддуваемого двигателя, а также одновременно повысить компоновочные возможности устройства за счет повышения компактности расположения его на двигателе, с использованием строительных форм последнего. Поступление воздуха к двигателю по двум трубопроводам способствует также снижению гидрав,1ических потерь в тракте впуска и повыщению эффективности устройства.

Формула изобретения

1.Устройство для резонансного наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее основной V-образный впускной трубопровод резонансной длины, подключенный через входной участок к отражателю колебаний давления, а через выходные каналы - к впускным патрубкам цилиндров с несовпадающими фазами впуска, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности наддува и равномерности подачи воздуха по цилиндрам, устройство снабжено дополнительным V-образным впускным трубо 1роводом резонансной д,1ины, который выполнен геометрически одинаковым с основным, расположен по отношению к нему акустически зеркально и подключен через дополнительные выходные каналы к впускным патрубкам цилиндров с несовпадающи.ми фазами впуска.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что впускные трубопроводы выполнены огибающими цилиндры по окр)жности, а отражатель колебаний - в виде общего ресивера резонансного объе.ма, к которому подключены в.ходные участки трубопроводов.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что отражатель колебаний выполнен в виде патрубка, установленного перпендикулярно оси трубопровода.

4.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что отражатель колебаний выполнен в виде обращенных один к другому открытых входных участков трубопроводов.

Источники инфор.мации, принятые во внимание при экспертизе 1. .Авторское свидетельство НРБ 13129, кл. F 02 В 27/00. опублик. 1970.

//

УЭ(//

Пучность

-huP

Узе/

Фиг. 5

фиг. 6