Устройство для волнового наддува рядного многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1818480 505 Р 02 В 27/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВ ЛЬСТВУ машиностроероению, и монастроенных с газотурбинявляется расширечастоте вращения, компоновки систегут быть ации сеГОСУДАРСТВЕ ННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЛНОВОГО НАДДУВА РЯДНОГО МНОГОЦИЛИНДРОВОГОДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в настроенныхсистемах впуска ДВС с газотурбинным наддувом, Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик,расширение диапазона работы по частотевращения, нагрузке двигателя и обеспечеИзобретение относится книю, а именно к двигателестжет быть использовано всистемах впуска двигателейным наддувом,Целью изобретенияниедиапазона работы понагрузке и обеспечениюмы на рядном двигателе.На фиг, 1 изображен рядный, например,шестицилиндровый двигатель с предлагаемым устройством; на фиг, 2 - сечение А-А нафиг, 1 (прямоугольный вариант); на фиг. 3 -то же, сегментный вариант сечения, на фиг.4 - коллектор в местах подключения отражание плотнои компановки системы на рядном ДВС. Устройство содержит впускные коллекторы, к которым подсоединены настроенные трубопроводы. Свободные концы настроенных трубопроводов объединены один с другим навстречу друг другу, а перпендикулярно им к участку подсоединения подключен воэдухонапорный патрубок турбонагнетателя, К обратным концам впускных коллекторов подсоединены отражательные трубопроводы. Боковая поверхность отражательных трубопроводов одной группы цилиндров с несовпадающими фазами впуска выполнена заодно с боковой поверхностью впускных коллекторов другой группы цилиндров в виде общей перегородки. В перегородке симметрично местам подключения отражательных трубопроводов к впускным коллекторам выполнено отверстие и расположены заслонки, 1 э.п,ф-лы, 1 ил,г тельных трубопроводов, продольный разрез.Устройство содержит впускные коллекторы 1, 2, к которым подсоединены настроенные трубопроводы 3, 4, свободные концы которых обьединены один с другим навстречу друг другу, а перпендикулярно им к участку подсоединения подключен воэдухонапорный патрубок 5 турбонагнетателя 6. К обратным концам впускных коллекторов 1 подсоединены отражательные трубопроводы 7, 8 с заглушенными концами,Коллекторы и трубопроводы мовыполнены различного по конфигурчения; прямоугольными фиг. 2, круглыми, в виде сегментов круга фиг. 3. В любом случае сечения отражательных трубопроводов 7, 8 выполнены одинаковыми с сечениями впускных коллекторов 1, 2 и настроенных тру бопроводов 3, 4.Длины настроенных соединительных трубопроводов 3, 4 выбираются экспериментально такими, чтобы обеспечить резонансную настройку и максимальный 10 коэффициент наполнения на режиме максимального крутящего момента.Боковая поверхность 9 отражательных трубопроводов одной группы цилиндров с несовпадающими фазами впуска выполне на заодно с боковой поверхностью 10 впускных коллекторов другой группы цилиндров. Общая перегородка 11, образованная наложением боковых поверхностей,20параллельна осям 12, 13 выпускных коллекторов 1, 2 и имеет наклон к оси 14 впускных окон 15 цилиндров с несовпадающими фазами впуска такой же, как и оси 12, 13 впускных коллекторов 1, 2. Угол между осями 14 и (12, 13), 14 и общей перегородкой выбира. ется из геометрических соображений таким, чтобы между впускным коллектором 1 и отражательным трубопроводом 7 одной групп ы цилиндров и между впускным коллектором 2 и отражательным трубопро водом 8 другой группы цилиндров была общая перегородка 11, Этого можно достигнуть только в том случае, если ось 12 повернуть вокруг центра "с" одной группы цилиндров так, чтобы ось 12 переместилась 35 по вертикальной симметрии двигателя оси на величину половины высоты сечения коллектора, также для оси В из этих операций получается треугольник скт, из которого можно определить угол а. 40ДлинУу сЕ можно выразить через число цилиндрови межосевое расстояние цилиндров 1 м, как с 1=1 (1)4), а длина И известна из предыдущего условия И= 6 с/2 отсюда 19 а= 2 пс/1 милиа = агс 19(2 Ъс/м ). 45В общей перегородке 11 симметрично местам подключения отражательных трубопроводов 7 и 8 к коллекторам впуска 1 и 2 (т.е, на одинаковом расстоянии от мест подключения) выполнено отверстие 16, Форма отверстия 16 аналогична форме сечений впускных коллекторов 1 и 2, В общей перегородке 11 размещены три заслонки, одна из них заслонка 17 расположена в отверстии 16 на оси 18, а две других заслонки 55 19 и 20 расположены в местах подключения отражательных трубопроводов 7 и 8 к впускнымм коллекторам 1 и 2. Закрытое положение заслонки 17 соответствует положению, изображенному на фиг. 1 и 4: при закрытом положении заслонка 17 перекрывает отверстие 16, разобщая полости впускных коллекторов 1 и 2, заслонки 19 и 20 в закрытом положении раэобщают полости отражательных трубопроводов 7., 8 и впускных коллекторов 1 и 2, а в открытом положении прилегают, не выступая к внутренним поверхностям отражательных трубопроводов 7 и 8.Заслонки 17, 19 и. 20 электромеханически связаны с рейкой топливного насоса; тахометром, датчиком температуры и давления наддувочного воздуха, размещенными в любом месте системы впуска. Заслонки 19 и 20 могут быть синхронизированы с помощью любого механизма, шестеренчатого зацепления, кулисы и т.д., при этом одна из заслонок связана электромеханически с рейкой топливного насоса, тахометром и датчиком температуры и давления наддувочного воздуха.Работа устройства осуществляется следующим образомНа режиме максимального крутящего момента, когда турбокомпрессор не способен обеспечить достойный коэффициент наполнения, заслонки 19, 20 (фиг. 1) закрываются и отключают отражательные трубопроводы 7, 8 от впускных коллекторов 1, 2. Заслонка 17 (фиг. 1) при этом находится в положении "закрыто" и перекрывает отверстие 16. Длина соединительных настроенных трубопроводов 3 и 4 выбирается экспериментально такой, чтобы обеспечить. "резонансный" наддув, что повышает коэффициент наполнения и способствует улучшению рабочего процесса, повышению топливной экономичности, Изменения положения заслонок 19 и 20 осуществляется по сигналам от рейки топливного насоса, тахометра и датчиков давления и температуры наддувочного воздуха.На режиме номинальной частоты и при малых и средних нагрузках заслонки 19 и 20 (фиг, 1 и 3) открываются и подключают обьемы отражательных трубопроводов 7 и 8 к впускным коллекторам 1 и 2. Заслонка 17 при этом перекрывает отверстие 16 в общей перегородке 11. Длина отражательных трубопроводов 7 и 8 выбирается экспериментально такой, чтобы обеспечить "зарезонансный" режим работы.Особенность этой настройки - низкийуровень насосных потерь и соответственно сниженный расход топлива, Однако доза- рядка в этом случае отсутствует, т.к; в мо-, мент закрытия впускного канала к органам газораспределения подходит волна разре 1818480шения, Более того, обычно расход топлива снижается на 5 - 10 относительно ненастроенных систем впуска, поэтому такую настройку более целесообразно применять для режимов малых и средних нагрузок реже для номинальных нагрузок; например, для двигателей постоянной мощности, имеющих высокий коэффициент избытка воздуха на номинальной нагрузке.На режиме номинальной частоты вращения и номинальной (или повышенной) мощности в условиях повышенных температур или разреженной атмосферы (высокогорье) наблюдается снижение расхода воздуха и коэффициента избытка воздуха. В этом случае заслонка 17 открывается, сообщая полости впускных коллекторов 1; 2 групп цилиндров с несовпадающими фазами впуска, заслонки 19,.20 открыты, либо закрыты (что не имеет принципиального значения).Колебательный процесс в системе впуска практически разрушается и система впуска обеспечивает расход воздуха на уровне серийного, т.е, на 5 - 10 выше уровня "зарезонансной" настройки.Устройство позволяет расширить диапазон "настроенной" работы впускной сис. темы и.повысить коэффициент наполнения двигателя,на 5-10(а по сравнению с ненастроеннымдвигателем на 20 - 30%),Формула изобретения1. Устройство для волнового наддува рядного многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, содержащее цилиндры, по меньшей мере одну пару впускных коллекторов, объединенных с цилиндрами с несовпадающими фазами впуска, одну пару соединительных настроенных трубопроводов, подключенных один к другому и впускным коллекторам, одну пару отражательныхтрубопроводов с заглушенными концами,подсоединенных акустически зеркально квпускным коллекторам, впускные окна, воз 5 духонапорный патрубок турбонагнетателя,подключенный симметрично к соединительным трубопроводам, рейку топливного насоса, тахометр, датчики температуры идавления,отл ича ю ще вся тем, что, с10 целью улучшения эксплуатационных характеристик путем расширения диапазона работы по частоте вращения и нагрузкедвигателя и обеспечения плотной компановки, в нем боковые поверхности стража 15 тельных трубопроводов одной группыцилиндров выполнены за одно целое с боковыми поверхностями впускных коллекторовдругой группы цилиндров в виде общей перегородки, в которой симметрично местам20 подключения отражательных трубопроводов к коллекторам впуска выполнено отверстие и расположены заслонки, причем осивпускных коллекторов отражательных трубопроводов и общая перегородка располо 25 жены параллельно между собой и под угломк горизонтальной оси впускных окон, определяемым соотношениема = агсщ(2 пс м 1),где пс - высота сечения трубопровода;30 1 - межосевое расстояние цилиндров1 - число цилиндров,а впускные коллекторы и их отражательные трубопроводы выполнены прямолинейными.35 2.Устройство поп.1, отл ича ю щеес я тем, что одна заслонка установлена вотверстии, а остальные размещены в местахподключения отражательных трубопроводов и все заслонки электромеханически свя 40 заны с рейкой топливного насоса,тахометром и датчиками температуры и давления.1818480ОСоставитель А.Дмитриевэктор З,Ходакова Техред М.Моргентал КоРРектоР М,Андрувенко каз 1931 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10