Способ доводки конструкции впускного канала двигателя внутреннего сгорания

(51) 4 С 01 М 15/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ САНИЕ ИЗОБРЕТЕН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(53) 621.43.001. 34орный завТокарь8) и мо В.В (088 югоМ Т. ег а цвг 1 оп Ргосевя Ф 1 а НгяЬ Бреей еп РЬоСоягарЬУ яя, Сопяг. апй 25-29, 1980.1-12. гуаг 1 о ОЬяеп 1)1 еве г апде 1 СотпЬивВеггог,пйа 1 е,01.ГЕ Р).е Ехро Магг(56) БЬ оГ СотЬ Епр.пе БсЫ 1 е апй Еш РеЪг., 1980,(54) СПОСОБ ДОВОДКИ КОНСТРУКЦИИВПУСКНОГО КАНАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к областимашиностроения, а именно к диагностике двигателей внутреннего сгорания.Позволяет повысить эффективность доводки конструкции впускного каналадвигателя, При осуществлении способаизмеряют спектры пульсаций скоростейпотоков в цилиндре, определяют этапное спектральное распределение понаибольшему содержанию составляющихскоростей частотного диапазона до12 100-200 Гц и проводят выбор оптимальной формы канала сравнением результатов измерения с эталоном. Устр-во содержит регулируюгций вентиль 1, соединенный через мерную диафрагму 2 с ресивером 3. Избыточное давление в ресивере контролируется пьезометром 4; Перепад давления на диафрагме 2 измеряется пьезометром 5, а давление перед ней - пьезометром 6, По их показаниям определяется расход воздуха. 57427Ресивер 3 соединен с пульсатором 7 идалее через подводящий трубопровод8 - с впускным каналом 9 головки цилиндра 10. Газодинамическое сопротивление впускного канала 9 измеряетсяс помощью пьезометра 12. В цилиндре11 установлен дачик 13 термоанемометра для измерения средних и пульсационных составляющих скоростей,включая определение их спектров.1 ил.Изобретение относится к двигателе- строению, а именно к способам доводки конструхции впускных каналов головок цилиндров двигателей внутреннего сгорания в зависимости от харак тера изменения скоростей воздушных потоков в цилиндре,Целью изобретения является повыше-. ние эффективности выбора оптимальной Формы впускного канала в зависимости 10 от скоростей в цилиндре в условиях неустановившегося движения газа.чНа чертеже изображена схема устроиства дня осуществления предлагаемого способа.15Устройство содержит регулирующий вентиль 1, установленный в магистрали подвода сжатого воздуха от компрессорной сети, соединенный через мерную диафрагму 2 с ресивером 3. С помощью вентиля 1 регулируется избыточное давление в ресивере 3, контролируемое пьезометром 4, а значит, и расход воздуха, определяемый перепадом давлений на диафрагме 2, измеряемый пье-зометром 5, и давлением перед диафрагмой 2, измеряемым пьезометром 6. Ресивер 3 соединен трубопроводом с устройством для периодического прерывания потока сзаконом изменения ЗО сечения в функции времени, сходным с законом изменения проходного сечения впускного клапана, именуемым пульса- тором 7., и далее через подводящий трубопровод 8 - с впускным каналом 9 З 5 головки 10 цилиндра. 11 ульсатор 7 приводится во вращение от электродвигателя (на схеме не показано), К головке 10 цилиндра присоединен с помощью фланца цилиндр 11. Газодинамическое сопротивление впускного канала 9 измеряется с помощью пьезометра 12. В цилиндре 11 установлен датчик 13 термоанемометра для измерения средних и пульсационных составляющих скоростей, включая определение их спектров, Датчик 13 может располагаться в сечении 14 у привалочной плоскости головки 10 цилиндра и в сечении 15 на расстоянии, равном или близком к ходу поршня от указанной плоскости. В сечении 15 может устанавливаться реакторное лопаточное колесо (на схеме не показано) для измерения момента количества движения закрученного воздушного потока. Во впускном канале 9 установлен впускной клапан 16, открываемый с помощью механизма 17. Отсчет величины подъема клапана осуществляется с помощью индикатора 18.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Производят подбор оптимальной интенсивности вихревого движения воздушных потоков в цилиндре 11 при установившемся течении. Для этого на головку 10 устанавливают впускной клапан 16 с ширмой, регулируют угловое положение заширмленного клапана 16, открывают его на постоянную величину, создают избыточное давление перед впускным каналом 9 и производят продувку головки 10 и цилиндра 11 при установившемся течении, при этом измеряют с помощью реакторного колеса момент количества движения закрученного воздушного потока при каждом угловом положении заширмленного впуск 3 1257 ного клапана 16, а также газодинами 1 ческое сопротивление впускного клапана 9 с помощью пьезометра 12. Устанавливают головку 10 цилиндра на одноцилиндровый двигатель и проводят его моторные испытания, при этом определяют характеристики двигателя при тех же угловых положениях заширмленного впускного клапана 16. Интенсивность вихревого движения воздушных 10 потоков в цилиндре, обеспечивающую наилучшие экономические, мощностные и токсические показатели двигателя, принимают в качестве оптимальной, формируют впускной канал 9,для созда- ния требуемой оптимальной интенсив-. ности вихревого движения потоков с применением впускного клапана 16 беэ ширмы.20Затем на головку 10, имеющуюпредварительно оптимизированный впускной канал 9, устанавливают впускной клапан 16 без ширмы, соединяют головку 10 с цилиндром 11 и пульсатором 7, открывают впускной .клапан 16 на постоянную величину, равную половине от максимального подъема, приводят во вращение пульсатор 7 с помощью электродвигателя с частотой прерывания потока, равной частоте тактов впуска30 одноцилиндрового четырехтактного двигателя на режиме 0,7-1,0 от номинальной частоты вращения коленчатого вала укаэанного двигателя, создают избыточное давление в ресивере 3 и проду-З 5 вают систему: подводящий патрубок 8 - впускной канал 9 - цилиндр 11 прерывистым, нестационарным потоком. При этом измеряют распределение среднихпульсационных скоростей, а также их спектральных составляющих с помощью датчика 13 термоанемометра в сечениях 14 и 15. В каждом сечении определяют тангенциальные и осевые компоненты средних и пульсационных скоростей, 45 а также спектральное распределение пульсационных составляющих по двум взаимно перпендикулярным диаметрам, один из которых лежит.в плоскости осей клапанов в 40 точкахна каждом диаметре. Затем производят статистическую обработку опытных данных с определением осредненных по сечению значений средних и пульсационных, - скоростей, отношения указанных ско- Ы ростей в сечении 14 к значениям скоростей в сечении 15 и осредненных по сечению значений спектрального рас 427 4пределения пульсационных составляющих скорости, с помо.ью пьезометра 12 определяют газодинамическое сопротивление выпускного канала 9 в условиях прерывистого течения.Вслед за этим производят дообработку впускного канала 3 и повторное испытание,при нестационарном, прерывистом течении.Оптимальным впускным каналом признается такой, который обеспечивает /оптимальную интегральную интенсивность ,вращения воздушного заряда и наименьшую величину отношения осредненных .-. по сечению значений тангенциальных и осевых компонентов скоростей сечений 14 и 15.Использование в предлагаемом способе аналогичных уровней амплитуд срабатываемых напоров, а также амплитуд и средних значений скоростей потоков, одинаковые частота прерывания потока и числа М, Ке, ЯЬ существенно приближают газодинамические процессы в цилиндре к реальному нестационарному движению газа в нем. Использование предлагаемого способа доводки конструкции впускного двигателя внутреннего сгорания позволяет оценивать соотношение вихревых составляющих различных частот спектра пульсаций скорости и на этой основе прогнозировать изменение этих составляющих в течение как такта впуска, так и следующего за ним такта сжатия. Вследствие этого предлагаемый способ позволяет оценивать изменение энергии движения воздушного заряда до момента начала смесеобразования и сгорания в условиях прерывистого, нестационарного движения газа, что обеспечивает возможность снижения удельных расходов топлива и токсичности отработавших газов за счет выбора оптимальной формы впускного канала.Формула изобретенияСпособ доводки конструкции впускного канала двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что открывают впускной клапан на заданную величину, создают избыточное давление перед впускным каналом для циркуляции воздуха через головку с цилиндром, измеряют момент количествадвижения завихренного воздушного потока в цилиндре и газодинамическоесопротивление впускного канала, меняСоставитель Н, ПатрахальцевТехред И.Верес Корректор С. Черни Редактор К. Волощук Тираж 778 ПодписноеВНИИПИ .Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 490 б/37 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3 12574 ют конструктивные параметры канала, повторяют измерение и производят выбор конструктивных параметров по наилучшим зкономическим, мощностным и токсическим показателям двигателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности, дополнительно измеряют спектры пулье-. 27 бционных скоростей потоков в цилиндре,определяют эталонное спектральноераспределение по наибольшему содержанию составляющих скоростей частотногодиапазона до 100-200 Гц и проводятвыбор оптимальнои формы впускногоканала путем сравнения результатовизмерений с.эталоном.