CS243520B1 - Spalovací motor s přeplňováním - Google Patents

Abstract

Přeplňování spalovacího motoru pomocí tlakového výměníku využívající tlakových vln výfuku spalovacího motoru. Propojením výfukového potrubí s plnicím potrubím pomocí nepohyblivé tlakovýměnné trubice, . přichází touto trubicí od výfuku tlakový impuls, který následuje sloupec spalin, tlačící sloupec vzduchu přes samočinný výtlačný ventil, vyrovnávací nádobu tlaku do karburátoru a dále do plnicího potrubí motoru. Po úplné přeměně kinetické energie v tlakovou se uzavře samočinný výtlačný ventil. Stlačený plyn v této trubici mění svůj smysl pohybu a uniká prudce do trubky pro odvod spalin. V uzavřené tlakovýměnné trubici vzniká podtlak a při jeho určité hodnotě se otevírá samočinný sací ventil, kterým se přes čistič vzduchu nasává do této trubice nový vzduch, a tím se celý cyklus opakuje.

Description

(54) Spalovací motor s přeplňováním

Přeplňování spalovacího motoru pomocí tlakového výměníku využívající tlakových vln výfuku spalovacího motoru. Propojením výfukového potrubí s plnicím potrubím pomocí nepohyblivé tlakovýměnné trubice, . přichází touto trubicí od výfuku tlakový impuls, který následuje sloupec spalin, tlačící sloupec vzduchu přes samočinný výtlačný ventil, vyrovnávací nádobu tlaku do karburátoru a dále do plnicího potrubí motoru. Po úplné přeměně kinetické energie v tlakovou se uzavře samočinný výtlačný ventil. Stlačený plyn v této trubici mění svůj smysl pohybu a uniká prudce do trubky pro odvod spalin. V uzavřené tlakovýměnné trubici vzniká podtlak a při jeho určité hodnotě se otevírá samočinný sací ventil, kterým se přes čistič vzduchu nasává do této trubice nový vzduch, a tím se celý cyklus opakuje.

Obr. 1

Vynález se týká spalovacího motoru přeplňovaného pomocí tlakového výměníku, využívajícího tlakových vln výfuku spalovacího motoru.

Dosud se pro přeplňování spalovacích motorů s využitím energie výfukových plynů používalo turbodmychadel. Při tomto způsobu se projevují těžkosti spočívající v komplikovanosti systému a jeho regulaci. V systému dochází k dočasnému poklesu přebytku vzduchu a ke zvýšení teploty pracovního cyklu, čímž se zhoršují dynamické vlastnosti vozidla.

Požadavku vhodné momentové charakteristiky a rychlé reakce motoru na změnu zatížení vyhovuje tlakový výměník, který energii výfukových plynů odevzdá přímo plnicímu vzduchu.

V tomto případě výfukové potrubí motoru vylistuje do přímých kanálů v rotoru poháněném od klikového hřídele nejčastěji řemenem.

Tlak plynů před rotorem je přibližně stálý. Expanze plynů do kanálů vyvolá tlakovou vlnu, Ifterá kanálem postupuje a stlačuje vzduch, který je před čelem vlny. Kanál se spojí s plnicím potrubím v okamžiku, kdy se čelo tlakové vlny blíží ke konci kanálu.

V tomto okamžiku nastává výtlak do plnicího potrubí motoru. Kanál se spojí s vnější atmosférou po skončeném výtlaku výfuku. Odražená tlaková vlna postupuje kanálem zpět a nasává do něho vzduch a současně vytlačuje výfukové plyny do atmosféry.

Dospěje-li odražená tlaková vlna na konec kanálu, celý běh se opakuje. Rotor má větší množství kanálů, takže vzduch se stlačuje plynule. Rotor má větší množství kanálů, takže vzduch se stlačuje plynule.

Rotor spotřebuje ke svému pohonu asi l % výkonu motoru. Nevýhodou tohoto způsobu přeplňování je vysoká technologická náročnost, a tím i pořizovací cena a potíže s hlukem /rotor se otáčí přes 10 000 ot/min/. Dále je nutný převod od klikového hřídele a zvětšený zastavovací prostor.

Shora uvedehé nedostatky jsou odstraněny přeplňováním spalovacích motorů tlakovým výměníkem podle vynálezu, jehož podstatou je nepohyblivá tlakovýměnná trubice kruhového průřezu na jedné stranš přímo napojená na výfukové potrubí motoru s výfukovým ventilem a na téže straně opatřená opačně orientovanou trubkou pro odvod spalin do volného výfuku, zatímco druhá strana nepohyblivá tlakovýměnné trubice je přímo přes samočinný výtlačný ventil spojena s plnicím potrubím motoru a v téže části je opatřena samočinným sacím ventilem.

Použitím nepohyblivé tlakovýměnné trubice se přeplňování spalovacích motorů podstatně zjednoduší jak z hlediska pracnosti, tak materiálu a sníží se také celkové výrobní nároky.

Při uvedeném zjednodušení se zachovají výhodné vlastnosti, jako okamžitý nárůst kroutícího momentu při otevření škrticí klapky, velký plnicí tlak při malých otáčkách a tedy příznivý průběh krouticího momentu v těchto režimech.

Toto uspořádání umožňuje přímou výměnu tlakové energie výfukových plynů plnicímu médiu . Bez pohyblivých částí. Jednoduchost této konstrukce dává předpoklad menších nároků na údržbu při vyšší spolehlivosti a životnosti. Tímto zařízením lze přeplňovat všechny druhý pístových motorů.

Na připojených výkresech jsou znázorněny dva příklady přeplňování spalovacích motorů podle vynálezu, kde na obr. 1 je schéma přeplňování zážehových motorů a na obr. 2 je schéma přeplňování vznětovýdh motorů.

U zážehového motoru podle obr. 1, přichází od výfukového ventilu £ tlakový impuls, který následuje sloupec spalin pohybujfťííjse velkou rychlostí do nepohyblivé tlakovýměnné trubice £·

Sloupec spalin nejdříve před sebóu stlačí sloupec vzduchu a potom jej vytlačí samočinným výtlačným ventilem. 5, přes vyrovnávací nádobu 8 tlaku do karburátoru¹ £ a dále do plnicího potrubí 3 motoru. ·

24352C

Po úplné přeměně kinetické energie sloupce spalin v tlakovou, se sloupec v nepohyblivé tlakovýměnné trubici £ zastaví a končí vytlačování vzduchu. V tomto okamžiku se uzavírá samočinný výtlačný ventil 5_. Stlačený plyn v nepohyblivé tlakovýměnné trubici £ mění svůj smysl pohybu a uniká prudce do trubky pro odvod spalin do volného výfuku 2_.

Protože nepohyblivá tlakovýměnná trubice £ zůstává na straně plnicího potrubí £ motoru uzavřena, vzniká v této části podtlak a při jeho určité hodnotě se otevírá samočinný sací ventil kterým se přes čistič vzduchu 6_ nasává nový vzduch do nepohyblivé tlakovýménné trubice £ a celý cyklus se opakuje při dalším otevření výfukového ventilu £.

Vzhledem k tomu, že tlakové impulsy z výfukového ventilu 2 u čtyřválce přicházejí po 180° natočení klikového hřídele /překrývají se/, musí být u čtyřválcového motoru nepohyblivé tlakovýménné trubice 2 dvě, aby se dosáhlo správného časování.

Obě nepohyblivé tlakovýménné trubice 2 ústí do společné vyrovnávací nádoby 8_ a přes karburátor £ do plnicího potrubí 2 motoru.

Na obrázku 2_ je znázorněno schéma přeplňování vznětového motoru.

Tlakový impuls z nepohyblivé tlakovýménné trubice 2 jde přímo do otevřeného sacího ventilu 10 motoru. Ve válci motoru dojde ke stlačení vzduchu, po uzavření sacího ventilu 10 motoru stlačený vzduch v plnicím potrubí 3_ a v nepohyblivé tlakové trubici £ změní smysl pohybu a spaliny z ní odtékají do trubky pro odvod spalin do volného výfuku £.

V nepohyblivé tlakovýménné trubici £ nastává podtlak a nasává se do ní nový sloupec vzduchu samočinným sacím ventilem £ nebo rotačním šoupátkem. Pro čtyřválcové motory je nutné použít dvou nepohyblivých tlakovýměnných trubic, které ústí do plnicího potrubí £ příslušné dvojice válců. Výfukový zdvih motoru navazuje časově na příslušný sací zdvih jedné nebo druhé větve motoru.

Navrhované zařízení lze také obdobně uspořádat pro motory s každým jiným počtem válců.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Spalovací motor s přeplňováním pomocí tlakového výměníku, využívající tlakové energie výfukových plynů, vyznačený tím, že nepohyblivá tlakovýměnná trubice /1/ kruhového průřezu je na jedné straně přímo napojená na. výfukové potrubí motoru s výfukovým ventilem /7/ a na téže straně opatřená opačně orientovanou trubkou pro odvod spalin do volného výfuku /2/, zatímco druhá strana nepohyblivé tlakovýměnné trubice /1/ je přímo přes samočinný výtlačný ventil /5/ spojena s plnicím potrubím motoru /3/ a v téže části opatřena samočinným sacím ventilem /4/.