Впускная система двигателя внутреннего сгорания с регулируемой эффективной длиной

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности, к впускным системам двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Полезная модель позволяет повысить коэффициент наполнения двигателя, тем самым увеличить крутящий момент и мощность ДВС, снизить эффективный удельный расход топлива, дымность и токсичность отработавших газов. Задача полезной модели: повышение мощностных и экономических показателей двигателя внутреннего сгорания. Технический результат: увеличение коэффициента наполнения двигателя внутреннего сгорания, повышение мощности, снижение дымности и токсичности отработавших газов. Сущность полезной модели: впускная система двигателя внутреннего сгорания с регулируемой эффективной длиной, содержащая регулируемый участок трубопровода, причем регулируемый участок трубопровода содержит круговую полость, в которой установлен кольцевой подвижный элемент с окном для связи с атмосферой.

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности, к впускным системам двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известен составной впускной коллектор (патент США 6234130, МПК F02M 35/10, опубл. 2001), предназначенный для многоцилиндрового автомобильного двигателя и, содержащий общий воздуховод и внутренние индивидуальные патрубки к впускным коллекторам каждого цилиндра. Такие впускные коллекторы применяются на многих современных бензиновых двигателях с впрыскиванием бензина.

Однако, трубопровод определенной длины обеспечивает только резонансный наддув, при котором отраженная от ресивера волна повышенного давления подходит к впускному клапану в завершающей фазе впуска, в узком диапазоне частоты вращения коленчатого вала двигателя. Следовательно, увеличение коэффициента наполнения и, как следствие, эффективной мощности и крутящего момента двигателя, снижение эффективного удельного расхода топлива, дымности и токсичности отработавших газов будет обеспечиваться только тоже в узком диапазоне частоты вращения коленчатого вала.

Известно устройство для автоматического регулирования длины впускного трубопровода двигателя внутреннего сгорания (патент РФ 83100, F02B 27/00, опубл. 20.05.2009), которое содержит воздушный ресивер, а именно впускной трубопровод каждого цилиндра выполнен составным и состоит из внутреннего и внешнего трубопроводов, причем внутренний трубопровод выполнен за одно целое с воздушным ресивером, а внешний трубопровод скользит по внешней поверхности внутреннего трубопровода, Нигрона-В, причем на внутреннем и внешнем трубопроводах закреплен с помощью хомутов гофрированный трубопровод, соединенный с рычагом, закрепленным на валу понижающего редуктора, приводимого во вращение электродвигателем постоянного тока, получающего сигналы (команды) от электронной системы управления, содержащей электронный блок управления, датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, колодку диагностирования, диагностическое табло, соединенные между собой с помощью электрических проводов. В зоне высоких частот вращения коленчатого вала заслонки, располагаемые в двухступенчатых впускных трубопроводах открыты, и воздух движется по короткому каналу. При переходе на средние и низкие частоты вращения коленчатого вала движение воздуха осуществляется по длинному каналу путем закрытия заслонки.

Однако, при такой конструкции впускных трубопроводов эффект резонансного наддува может быть использован только на двух режимах по частоте вращения коленчатого вала. Следовательно, при работе двигателя на других частотах вращения коленчатого вала эффективная мощность и крутящий момент двигателя, как и динамика автомобиля, будут снижаться, а удельный эффективный расход топлива будет увеличиваться.

Известно впускное устройство (патент США 4932369, F02B 27/02, опубл. 28.02.90), которое предлагает регулирования длины впускных каналов, где роль клапана выполняет золотниковое устройство, расположенное между участками первой и второй длины, ось вращения которого расположена поперечно впускному каналу. При этом в зависимости от угла поворота клапана включается длинный или короткий каналы.

Недостатками конструкции является большой угол поворота золотника для переключения длины каналов, что приводит к сложности исполнительного механизма и высокой инерционности срабатывания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является устройство трубопровода с регулируемой эффективной длиной (патент РФ 2008458, F02B27/00, опубл. 28.02.1994), а именно регулирование длины трубопровода за счет открытия какого-либо из клапанов из ряда последовательно расположенных на прорези клапанов. Трубопровод состоит из регулируемого участка, имеющего на длину регулирования прорезь, и ряда клапанов, закрывающих прорезь, за счет открытия одного из клапанов, осуществляется связь трубопровода с окружающей средой.

Данное устройство имеет сложную конструкцию, что ведет к увеличению стоимости впускной системы в целом и большие габариты для изменения эффективной длины на всех различных режимах работы двигателя.

Задачей изобретения является повышение мощностных и экономических показателей двигателя внутреннего сгорания.

Технический результат - увеличение коэффициента наполнения двигателя внутреннего сгорания, повышение мощности, снижение дымности и токсичности отработавших газов.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что во впускной системе двигателя внутреннего сгорания с регулируемой эффективной длиной, содержащей регулируемый участок трубопровода, согласно полезной модели, регулируемый участок трубопровода содержит круговую полость, в которой установлен кольцевой подвижный элемент с окном для связи с атмосферой.

Существо полезной модели поясняется чертежом. На чертеже показана впускная система ДВС с регулируемой эффективной длиной.

Впускная система содержит круговую полость 1, кольцевой подвижный элемент 2, патрубок 3, соединяющий впускную систему с двигателем внутреннего сгорания, окно 4 для связи с атмосферой, которое выполнено с изменением диаметра по закону Бернулли для снижения аэродинамического сопротивления.

Впускная система ДВС с регулируемой эффективной длиной работает следующим образом.

При работе двигателя на режиме минимальной частоты вращения коленчатого вала положение круговой полости 1 находится так, чтобы эффективная длина трубопровода была максимальной. С увеличение частоты вращения коленчатого вала положение круговой полости 1 изменяется пропорционально зависимости оборотов коленчатого вала от угла поворота круговой полости 1 в сторону уменьшения эффективной длины трубопровода. При работе двигателя на режиме максимальной частоты вращения коленчатого вала положение круговой полости 1 находится так, чтобы эффективная длина трубопровода была минимальной.

Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает бесступенчатую регулировку длины впускных трубопроводов на всех скоростных режимах работы двигателя.

Впускная система двигателя внутреннего сгорания с регулируемой эффективной длиной, содержащая регулируемый участок трубопровода, отличающаяся тем, что регулируемый участок трубопровода содержит круговую полость, в которой установлен кольцевой подвижный элемент с окном для связи с атмосферой.

РИСУНКИ