Устройство для резонансного наддувадвигателя внутреннего сгорания

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ш 1850878 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет ГааударетаенныЯ квинтет СССР по делан нзебретеннЯ в аткрытнЯ(72) Авторы изобретения В.Б. Пушкарев и Ь.И. Мостаков рдена Ленина, ордена Тру транспортного машиност(14) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗОНАНСНОГО НАДДУВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С увеличением скоростного режима :воздух всасывается через отверстие, уменьшая эффективную длину трубопровода и вызывая резонансные колебания., соответствующие более высокой частоте вращения вала двигателя и способствующие дозарядке двигателя 11,Однако, такие впускные коллекторы имеют, как правило, большие габаритные размеры и не обеспечивают эффек,тивную настройку резонансного наддува йри изменяющкхся условиях окружающей среды.Известны также устройства для резонансного наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащие Ч -образный впускной трубопровод резонансной длины, подключенный входным участком к реЧиверу - отражателю, а выходным - к цилиндрам с несовпада нхцими фазами впуска 1 21.Однако, обладая высокой компактностью, такие уствойства тем не менее не обеспечивают настройки реэонансИзобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к устройствам для резонансного наддува двигателей внут реннего сгорания, работающих при различных условиях окружающей среды.Известны впускные коллекторы двигателя внутреннего сгорания, содержащие, впускной трубопровод резонансной длины, подключенный входным Ф участком к воздушному фильтру, а10выходным - к цилиндрам двигателя, Для настройки резонансных колебаний столба воздуха на различные частоты вращения вала двигателя во впускном15 трубопроводе выполнено отверстие для впуска воздуха в промежуточной точке его длины, В диапазоне низких чисел оборотов эффективная длина всего трубопровода вызывает резонансные колебания, способствующие доза- рядке цилиндров двигателя, причем колебания только незначительно разрут шаются отверстием в трубопроводе.3 850878 4ного наддува на различные режимыработы двигателя, Если впускной коллектор с таким устройством настроенна работу двигателя в высокогорныхусловиях то при работе такого двиЭ5гателя на уровне моря, т,е. в другихусловиях окружающей среды, значительно ухудшается экономичность, поскольку затраты мощности на подачу дополнительного количества воздуха в 10виде насосных ходов поршней двигателя увеличиваются . с ростом плотности окружающей среды.Цель изобретения - повышение экономичности путем согласования резонансного наддува с условиями окружающей среды.Поставленная цель достигается тем,что выходной участок впускного трубопровода дополнительно подключен к 20входному при помощи перепускного канала, а ь месте подключения установлен орган поочередного сообщения ресивера-отражателя с входным и выходным участками впускного трубопровода. 25На фиг,1 изображено устройство длярезонансного наддува; на Фиг.2 - акустическая схема устройства; на фиг.Зформа стоячей волны, возникающей втрубопроводе. ЭОУстройство содержит Ч -образныйвпускной трубопровод 1 резонанснойдлины, подключенный входным участком2 к ресиверу-отражателю 3 колебаний,а выходным участком 4 - к цилиндрам а5 с несовпадающими фазами впускадвигателя 6, Выходной участок 4 впускного трубопровода 1 подключен такжек входному участку 2 при помощи перепускного канала .7, а в месте подключения последнего установлен орган8 поочередного сообщения ресивераотражателя 3 с входным 2 и выходным4 участками впускного трубопровода 1,Орган 8 поочередного сообщения имеетдва фиксированных положения 9 и 10.Перед ресивером-отражателем 3 установлен фильтр-воздухоочиститель 11,Устройство работает следующим образом. 5055 оПри работе двигателя б.в нормальных атмосферных условиях на уровне моря орган 8 находится в фиксированном положении 9. Тогда под влиянием периодического всасывающего действия поршней на такте впуска в потоке воздуха, идущего в трубопроводе 1, возникают вынужденные колебания давления, которые при совпадении с собственной частотой колебаний столба воздуха в. трубопроводеперерастают в резонансные с образованием внутри трубопроводатак называемой стоячей волны .На Фиг.2 приведена акустическая схема предлагаемого устройства, если орган 8 нахоцится в положении 9.Акустическим эквивалентом предлагае" мого устройства с органом 8 в положении 9 является прямолинейный трубагпровод, открытый с одного конца изакрытыи с другого, к которому подключена группа цилиндров на участке,примыкающем к открытому концу трубопровода. Закрытый конец трубопроводав акустической схеме тождествен концунатурного трубопровода 1, закрытого органом 8 в положении 9. Открытый конец трубопровода в акустическойсхеме эквивалентен концу натурноготрубопровода 1, подключенного к промежуточной емкости в виде ресивераотражателя 3, которая выполняет функции отражателя колебаний с эффектом,аналогичным работе открытого концатрубопровода, сообщенного с атмосферой,Имитировать кривизну натурного трубопровода 1 в акустической схеме нет необходимости, поскольку устройство по соотношению внутреннего диаметра трубопровода 1 к длине волны развивающихся в нем колебаний относится к так называемым "узким трубам" развитие колебаний в которых не зависит от степени их кривизны.Из Фиг.З следует, что в этом случае стоячая волна имеет пучность (максимальное изменение амплитуды давления Ь Р в столбе воздуха) у закрытого конца трубопровода и узел(отсутствие колебаний давления) уего открытого конца. Из сопоставления фиг.2 и фиг,З следует, что группа цилиндров 5 с несовпадающими фазами впуска при органе 8 в положении 9 находится в зоне . стоячей волны при совпадении момента закрытия впускного клапана с приходом положительного избыточного дав" ления в стоячей волне цилиндры 5 получают минимальное количество добавочного воздуха (резонансный наддув), поскольку амплитуда кблебаний в зоне узла имеет минимальное значе ние,формула изобретения Заявка Ведикобритании У 1423450, б- кл; Г 1 В, опублик. 1976.2. Авторское свидетельство НРБВ 11805, М., кл. Р 02 В 27/00, опублик. 1967 (прототип. 5 85Таким образом, при работе двигателя на уровне моря, когда орган 8 находится в положении 9, резонансный наддув минимален и затраты мощности на подачу в цилиндры 5 добавочного воздуха практически не влияют на экономичность двигателя.При подъеме двигателя на высоту, т.е. при падении плотности окружающего воздуха, орган 8 переводится обслуживающим персоналом в фиксированное положение 10. При этом поток воздуха в трубопроводе 1 меняет направление движения на обратное, а группа цилиндров, присоединенных к нему, оказывается наиболее удаленной от входного участка 2, т.е. в зоне конца трубопровода, закрытого органом 8. Находясь у закрытого . конца трубопровода 1, цилиндры 5: попадают в зону пучности стоячей волны, т.е. в область, где изменения амплитуды колебаний давления Ь Р максимальны.СовЪадение момента закрытия впускных клапанов с приходом максимальной положительной избыточной волны давления обеспечивает подачу в каждый цилиндр максимального количества воздуха, что компенсирует. до определенной высоты падение плотности воздуха в цилиндрах и сохраняет мощность двигателя близкой или равной ее величине на уровне моря.Таким образом, устройство для наддува-подачи в цилиндры двигателя добавочного количества воздуха с целью компенсации падения плотности воздушного заряда в цилиндрах и сохранения мощности двигателя, постоянной илималоменяющейся до определенной высоты имеет два режима 1 аботы, определяемых фиксированным положением органа поот чередного сообщения во входном патру ке.Один режим обеспечивает минимальную подачу добавочного количества 0878воздуха и соответствует требованиямработы двигателя при нормальном атмосферном давлении без ущерба дляего экономичности.Другой режим работы обеспечиваетмаксимальную подачу добавочного копичества воздуха в цилиндры двигателя, что позволяет сохранить мощностьцвигателя постоянной или маломеняю щейся до определенной высоты.Использование в народном хозяйстве предлагаемого устройства для наддува позволяет расширить применение наддува на двигателях внутреннего сгорания, обеспечив получение наддува взаданных условиях высотности работынад уровнем моря при достаточно простой общей системе наддува. Устройство для резонансного надду.ва двигателя внутреннего сгорания, содержащее Ч -образный впускной трубопровод резонансной длины, подключенный входным участком к ресиверу-отражателю, а выходным - к цилиндрам с несовпадающими фазами впуска, о тц и ч а ю щ е е с я тем, что, с це" лью повышения экономичности путем соть ЗО ласования резонансного наддува с условиями окружающей среды, выходной участок впускного трубопровода дополнительно подключен к входному при помощи перепускного канала, а в месте подключения последнего установлен орган поочередного сообщения ресивера-отражателя с входным и выходным участками впускного трубопровода. 40 Источники информации,принятые во внимание при экспертизеПП "Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 276 43 Тираж КИПИ Государственно по делам изобретени 35, Москва Ж, Подписноеета СССРрытийя наб., д, 4/5 Синицкая