Устройство для подвода газов к турбокомпрессору двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет повысить эффективность использования импульсов давления в выпускной системе двигателя. Устройство содержит выпускные патрубки 1, 2, 3 и 4 цилиндров, подключенные к выхлопным коллекторам 5 и 6, каждый из которых объединяет цилиндры с неперекрывающимися фазами выпуска. Коллекторы 5 и 6 подсоединены к трубопроводам 7 и 8, которые подключены к преобразователю 9 импульсов и отделены друг от друга при помощи перегородки 10 со сквозными каналами 11. Преобразователь 9 импульсов и отрезки трубопроводов 7 и 8 заключены в емкость резонатора 12. Трубопроводы 7 и 8 выполнены полукруглого сечения и на поверхности отрезка каждого трубопровода, заключенного в емкость резонатора, выполнена кольцевая щель, разделяющая стенку трубопровода на два участка, каждый из которых выполнен с отбортовкой 13 (14), образующей конусную поверхность, причем между конусными поверхностями образован кольцевой канал 15, ориентированный в сторону, противоположную движению газа, и сообщающий внутренний объем трубопровода с резонатором 12. Преобразователь 9 импульсов сообщен при помощи диффузора 16 с турбокомпрессором. За счет организации распространения волн давления и разрежения, создания эффекта эжекции и преобразования импульсов достигается улучшение продувки цилиндров и снижение насосных потерь, а также улучшается работа турбины турбокомпрессора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ СКИХ

PЕСГ1У6ЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 4

Ы

1

| (21) 4652038/06 (22) 20.02.89 (46) 30.08,91, Бюл. ¹ 32 (71) Алтайский политехнический институт им. И.И.Ползунова (72) Г.В.Пыжанкин и Д.В.Давыденко (53) 621.43.052(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11222244442233, кл. F 02 В 37/02. 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА ГАЗОВ К

ТУРБОКОМПРЕССОРУ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность использования импульсов давления в выпускной системе двигателя, Устройство содержит выпускные патрубки

1,2,3 и 4 цилиндров, подключенные к выхлопным коллекторам 5 и 6, каждый из которых объединяет цилиндры с неперекрывающимися фазами выпуска.

Коллекторы 5 и 6 подсоединены к трубопроводам 7 и 8, которые подключены к преобразователю 9 импульсов и отделены друг от друга при помощи перегородки 10 со сквоз, Ä5U „Ä 1673740 А1 (Я)5 Г 02 В 37/02, F 01 N 7/08 ными каналами 11. Преобразователь 9 импульсов и отрезки трубопроводов 7 и 8 заключены в емкость резонатора 12.

Трубопроводы 7 и 8 выполнены полукруглого сечения и на поверхности отрезка каждого трубопровода, заключенного в емкость резонатора, выполнена кольцевая щель. разделяющая стенку трубопровода на два участка, каждый из которых выполнен с отбортовкой 13 (14), образующей конусную поверхность, причем между конусными поверхностями образован кольцевой канал

15. ориентированный в сторону, противоположную движению газа, и сообщающий внутренний обьем трубопровода с резонатором 12. Преобразователь 9 импульсов сообщен при помощи диффузора 16 с турбокомпрессором. За счет организации распространения волн давления и разрежения, создания эффекта эжекции и преобразования импульсов достигается улучшение продувки цилиндров и снижение насосных потерь, а также улучшается работа турбины турбокомпрессора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. — 11 1 12

1673740

20

Изобретение относится к машиностроению, а именно — к двигателестроению, в частности к выпускным системам двигателей, Цель изобретения — повышение эффективности использования импульсов давления.

На фиг. 1 представлен разрез по оси преобразователя импульсов; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1 (по кольцевой щели); на фиг. 3 — изменение давления в цилиндре и эа цилиндром при однозаходной турбине; на фиг. 4 — то же, и ри двухэаходной турбине.

Устройство для подвода газов к турбокомпрессору двигателя внутреннего сгорания содержит выпускные патрубки 1 — 4 цилиндров, подключенные к выхлопным коллекторам 5 и 6, каждый иэ которых обьединяет цилиндры с неперекрывающимися фазами выпуска. Коллекторы 5 и б подсоединены к трубопроводам 7 и 8, которые подключены к преобразователю 9 I мпульсов и отделены один от другого при помощи перегородки 10 со сквозными каналами 11. Преобразователь 9 импульсов и отрезки трубопроводов 7 и 8 заключены в емкость резонатора 12. Трубопроводы 7 и 8 выполнены полукруглого сечения и на поверхности отрезка каждого трубопровода, заключенного в емкость резонатора выполнена кольцевая щель, разделяющая стенку трубопровода на два участка, каждый из которых выполнен с отбортовкой 13 и 14, образующей конусную поверхность, причем между конусными поверхностями образован кольцевой канал 15, ориентированный в сторону, противоположную движению газа, и сообщающий внутренний объем трубопровода с резонатором 12.

Преобразователь 9 импульсов сообщен при помощи диффузора 16 с турбокомпрессором (не показан).

Устройство работает следующим образом.

При выпуске отработавших газов из цилиндров двигателя через соответствующий патрубок, например 3, возникает импульс массы и волна давления, Волна давления движется по трубопроводу 7 со скоростью звука, а импульс массы — со скоростью движения отработавших газов, По достижению волной давления кольцевой щели происходит ее отражение в виде волны разрежения.

В случае частичного прохождения волны давления за кольцевую щель по трубопроводу происходит ее отражение в смесительной камере преобразователя 9 импульсов и дальнейшего движения ее к турбокомпрессору не происходит, Отраженная волна разрежения движется в обратном направлении, чго способствует удалению отработавших газов из цилиндра и снижению насосных потерь эа такт выпуска следующего по порядку работы цилиндра или данного цилиндра при соответствующей настройке трубопровода на резонанс. В последнем случае возврат волны разрежения совмещают с серединой или концом фазы выпуска, что улучшает условия продувки и снижает насосные потери.

Импульс массы при достижении кольцевой щели частично по кольцевому каналу 15 проходит в резонатор, создавая в нем повышенное давление, другая часть — в смесительную камеру преобразователя 9 импульсов, причем при прохождении через сквозные каналы 11 перегородки 10 осуществляется эжекция газов иэ соседнего трубопровода. Часть импульса массы, прошедшего в смесительную камеру, разделяется на две части. Одна проходит в диффуэор 16, другая — в соседний трубопровод, где его прохождению препятствует импульс массы газов, который проходит из реэонатора через кольцевой канал 15 в соседний трубопровод и создает в нем эффект эжекции.

При перемещении импульса массы за пределы смесительной камеры происходит обратное перетекание отработавшего газа из резонатора за счет избыточного давления в нем в трубопровод, создавая в последнем дополнительную эжекцию и

"растягивание" импульса кинетической энергии по времени. Кинетическая энергия этого "растянутого" импульса затем в преобразователе 9 импульсов трансформируется в потенциальную, а отработавшие газы попадают в турбокомпрессор при более высоком выравненном давлении без значительных колебаний массы и давления.

3а счет улучшения продувки цилиндров, снижения насосных потерь, а также организации работы турбины турбокомпрессора с постоянным давлением на входе достигается улучшение эффективных показателей двигателя.

Формула изобретения

1. Устройство для подвода газов к турбокомпрессору двигателя внутреннего сгорания, содержащее преобразователь импульсов в виде подключенного к турбокомпрессору диффуэора, подсоединенной к минимальному сечению последнего смесительной камеры, подключенных к ней трубопроводов, каждый из которых отделен от другого при помощи перегородки со сквозными каналами и подсоединен к одному иэ

1673740

4Р

Pea

0,1

0,05

НМТ дан.в. коллекторов, объединяющих цилиндры с неперекрывающимися фазами выпуска, и резонатор, выполненный в виде емкости, охватывающей преобразователь импульсов и частично трубопроводы, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения эффективности использования импульсов давления, резонатор сообщен с каждым трубопроводом через каналы в стенке последнего.

2.Устроиство по п. 1,о т л и ч а ю щ е е— с я тем. что каждый трубопровод выполнен полукруглого сечения. перегородка между трубопроводами выполнена плоской, а ка5 налы в стенках трубопроводов выполнены в виде кольцевой щели, ориентированной под углом к оси трубопроводов по ходу азов от резонатора к смесительной камере.

1673740

005

ИИТ пм.8.

Редактор Н.Шитев

Заказ 2904 Тираж 346 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

ЬР, МРа

Составитель Н.Лэпушкин

Техред М. Морге нтвл Корректор М Демчик

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101