Система резонансного наддува

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ(22) Заявлено 09.11.78 (21) 2683416/25-06 (51 М. КЛ. с присоединением заявки МВ Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.052088.8) Дата опубликования описания 23 . 10 . 82.В.Козьменко 1) Заявител Ордена Ленина и орденазавод транспортного маш енин ИСТЕМА РЕЗОНАНСНОГО НАДДУ Изобретение относится к машиностроению, а именнок двигателестроению, в частности к двигателям, использующим кинетическую или волновую энергию воздушного заряда в системах впуска.Известны системы резонансного наддува двигателей внутреннего сгорания, содержащие впускной коллектор, подключенныйк цилиндрам двигателя через индивидуальные импульсные патрубки резонансной длины 1).Однако такие системы обладают большой металлоемкостью и большими габаритами, поскольку к каждому цилиндру подсоединяются патрубки, имеющие длину один и более метров. Известна также система резонансного наддува поршневых машин, например, двигателей внутреннего сгорания, содержащая впускной коллектор объединяющий цилиндры двигателя с равномерными.и несовпадающими фазами впуска и снабженный глухой торцевой стенкой и противолежащей ей стенкой с от. - верстием, к которому подключен трубопровод резонансной длины 2.Однако известная система обладает увеличенными размерами по длине или высоте, определяемыми длиной трубопровода резонансной длины.Цель изобретения уменьшение габаритов системы резонансного наддува,Поставленная цель достигается тем, что трубопровод частично размещен внутри впускного коллектора, причем зазор между внутренним торцом трубопровода и торцовой стенкой коллек тора выполнен равным диаметру трубопровода.На фиг. 1 представлена предлагаемая система резонансного наддувами на фиг. 2 - резонатор Гельмгольца, разъя сияющий принцип работы, на фиг. 3 результаты сравнительных испытаний системы;, на фиг. 4 - результаты ис" пытаний по оценке влияния зазора между внутренним торцом трубопровода и торцовой стенкой коллектора.В предлагаемой системе резонансного наддува цилиндры 1 двигателя 2, имеющие равномерные и несовпадающие фазы. впуска, объединены впускным коллектрором 3 с объемом Ч, внутри которого частично размещен трубопровсд 4 резонансной длины с и диаметром О.Внутренний торец 5 трубопровода 4 установлен по отношениюк глухой торцовой стенке б коллектора 3 с зазором 1,а наружный конец 7 трубопровода 4 прикреплен к стенке с отверстием 8. Причем в объеме Ч коллектора 3 не учитывается объем, занимаемый трубопроводом, а зазор 2 5 равен диаметру О трубопровода 4.С акустической точки зрения колебательная система, состоящая из резервуара (коллектора) и трубопровода (фиг. 2), является резонатором Гель мгольца,собственная частота колебаний столба воздуха в котором определяется по известной зависимостио С(1) 15где Ч - объем коллектора, мЗу1. - длина трубопровода, му5 - площадь поперечного сечениятрубопровода, м 20С - скорость звука в воздухе, м/сш - круговая частота собственныхколебаний, 1/с.Одно из свойств резонатора Гель-" мгольца эаключаетея, как известно, в том, что его частотная характеристика не зависит от формы резервуара. Если геометрические размеры резервуара будут меняться так, что его объем Ч будет оставаться постоянным, то собственная частота колебаний Ы меняться не будет. Эта особенность резонатора Гельмгольца и использована в предлагаемой системе резонансного наддува.Впускнаясистема настраивается в 35 резонанс с выбранной действующей гармоникой возмущающего импульса от всасывающего действия поршней путем подбора величин. Ч, 5 и 1 по соотношению (1). Причем указанная зависимость 40 может быть использована только для укрупненного подбора элементов настройки, так как в ней не учитываются следующие факторы: присоединение к объему Ч переменных пэ величине объемов цилиндров при работе двигателя; движение столба воздуха в системе; местные сопротивления при движении воздуха в системе.Система резонансного наддува работает следующим образом.От всасывающего действия поршней- в цилиндрах 1 двигателя 2 в системе резонансного наддува развиваются вынужденные кОлебания давления. При совпадении одной из гармоник вынужденного колебания с собственной частотой системы в ней развиваются резонансные колебания, которые обеспечивают в определенном участке (или участках) скоростной характеристики 60 двигателя повышение расхода воздуха или рабочей смеси.При наличии на входе в систему резонансного наддува местных сопротивлений (воздухоочиститель, глуши тель шума и т.д.) предлагаемая система отстраивается от их влияния также, как и известные системы, т.е, установкой перед ними отражателей импульсов в виде допоЛнительных объемов или резонаторов.Экспериментальная проверка предлагаемой системы выполнена на шестицилиндровом Ч-образном четырехтактном двигателе, имеющем два блока по три цилиндра в ряду, причем каждый блок объединял цилиндры с равномерныь чередованием тактов впуска и несовпадающими фазами впуска.Впускной коллектро имеет объем 37 литра без учета расположенного внутреннего трубопровода с диаметром проходного сечения 70 мч и резонансной длиной 470 мм, Рсстояние(эаэор) от внутреннего торца трубопровода до глухой торцовой стенки коллектора равно 70 мм. Результаты испытаний (фиг. 3) предлагаемой резонансной системы наддува с внутренним расположением трубопровода сравнились с параметрами известной системы, имеющей наружное расположение трубопровода (кривая 9), а также с контрольной системой, не имеющей резонансных зон и состоящей иэ одного впускного коллектора без резонатора (кривая 10). Изменение расхода воздуха определялось путем замера давления конца такта сжатия Р вс одном из цилиндров с отключенной форсункой, Как следует из фиг, 3, предлагаемая система резонансного наддува обеспечивает повышение расхода воздуха во всем диапазоне частоты вращения коленчатого вала двигателя п,(кривая 9) практически одинаково с известной системой (до, 10), выгодно отличаясь от последней меньшей.габаритными размерами и большей компактностью.На фиг. 4 показано влияние зазора Х между внутренним торцом трубо; провода и глухой торцовой стенкой коллектора на эффективность работы. Как следует из фиг. 4, для сохранения эффективности работы системы резонансного наддува зазор 2 дол 1 жен быть приблизительно равен внут- . реннему диаметру О трубопровода 4.Таким образом, предлагаемая система резонансного наддува может обеспечить повышение расхода воздуха на двигателе вовсем диапазоне числа оборотов,.достигая максимума до 10 в резонансной, зоне. Она выгодно отличается от известных систем резонансного наддува меньшими габаритными размерами и большей компактностью. Формула изобретенияСистема резонансного наддува поршневой машины, например двигателя внут968494 иг реннего сгорания, содержащая впускнойколлектор, обьединяющий цилиндрыдвигателя с равномерными и несовпадающими фазами впуска и снабженный глухой торцовой стенкой и противолежащей ей стенкой с отверстием, к кото-,рому подключен трубопровод резонансной длины, о т л и ч а ю щ а я с ятем,что,с целью уменьшения габаритовсистемы, трубопровод частично размещен внутри впускного коллектора, причем .зазор между внутренним торцом трубойровода и торцовой стенкой коллектора выполнен равным диаметру трубопровода.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании Р 1470346.кл. Г 02 В 27/00, опублик. 1977.2. Вихерт М.М. и Литинский М.А.Впускные трубопроводы современныхдизелей-"Автомобильная промыыленность",1977 9 12, с. 34-37.9 б 8494Фи Рс кг/Фиг+ 3 ИИПИ . Закаэ 8103/61 Тираж 552 Подписно иал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4