RU2008496C1

RU2008496C1 - Intake manifold of internal combustion engine

Info

Publication number: RU2008496C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Тихонов; Е.Б. Березин; А.С. Шикин
Original assignee: Акционерное общество "Волжские моторы"
Priority date: 1991-05-12
Filing date: 1991-05-12
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: intake manifold has intake pipe with receiver. Placed between intake pipe and intake channel in cylinder head is cylindrical connection with hole for injection of fuel, trapezium-section screw ribs and similar section screw slots. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания. The invention relates to the field of engineering, in particular to internal combustion engines.

Известен всасывающий трубопровод, содержащий внутреннюю винтовую поверхность. В частном случае трубопровод с внутренней винтовой поверхностью имеет некруглое (некольцеобразное) сечение [1] . Known suction pipe containing an internal helical surface. In a particular case, a pipeline with an internal screw surface has a non-circular (non-ring-shaped) section [1].

Указанный трубопровод имеет повышенное гидравлическое сопротивление, т. к. в нем поток при движении постоянно изменяет свою форму и направление движения на большом пути от ресивера до фланца, прилегающего к головке блока цилиндров. Такой трубопровод, при прочих равных условиях, не обеспечит двигателю необходимого наполнения цилиндров на режимах, близких к максимальной мощности, и на номинальном режиме, когда сопротивление потоку воздуха особенно велико. В силу этого двигатель будет иметь пониженные энергетические показатели. Кроме того, трубопровод с таким каналом может быть изготовлен литьем с земляным стержнем, что трудоемко и не обеспечивает необходимой чистоты винтовой поверхности. Это также увеличит гидравлическое сопротивление трубопровода. Такой трубопровод может быть изготовлен также методом "выжигаемых моделей", но при таком изготовлении выделяется много токсичных веществ. The specified pipeline has increased hydraulic resistance, because in it the flow during movement constantly changes its shape and direction of movement along a long path from the receiver to the flange adjacent to the cylinder head. Such a pipeline, ceteris paribus, will not provide the engine with the necessary filling of cylinders in modes close to maximum power, and in nominal mode, when the resistance to air flow is especially high. By virtue of this, the engine will have reduced energy performance. In addition, a pipeline with such a channel can be made by casting with an earthen rod, which is laborious and does not provide the necessary cleanliness of the screw surface. It will also increase the hydraulic resistance of the pipeline. Such a pipeline can also be manufactured using the “burned-out models” method, but many toxic substances are released during this production.

Известен впускной коллектор двигателя, в котором на внутренней поверхности имеются ребра, в том числе и такие, которые выполнены по винтовой линии вдоль всего канала [2] . Known intake manifold of the engine, in which on the inner surface there are ribs, including those that are made along a helix along the entire channel [2].

Указанный впускной коллектор имеет те же недостатки, что и описанный выше всасывающий трубопровод. The specified intake manifold has the same disadvantages as the suction pipe described above.

Из известных к изобретению наиболее близким по технической сущности является впускной трубопровод экспериментального образца двигателя к автомобилям ВАЗ, который содержит впускную трубу с ресивером, цилиндрический патрубок с отверстием для впрыска топлива, расположенный между впускной трубой и впускным каналом в головке блока цилиндров [3] . Of those known to the invention, the closest in technical essence is the inlet pipe of the experimental engine model to VAZ automobiles, which contains an inlet pipe with a receiver, a cylindrical pipe with a fuel injection hole located between the inlet pipe and the inlet channel in the cylinder head [3].

Указанный впускной трубопровод обладает существенным недостатком - не обеспечивает эффективного смешивания топлива с воздухом в пристеночном слое цилиндрического патрубка или применении однодырчатой электромагнитной форсунки. The specified inlet pipe has a significant drawback - it does not provide effective mixing of fuel with air in the wall layer of a cylindrical pipe or the use of a single-hole electromagnetic nozzle.

Более эффективное смешивание воздуха с топливом в данном патрубке может быть достигнуто за счет применения многодырчатой топливной форсунки, что удорожает двигатель в процессе изготовления. Однако и при этом остается проблема эффективного смешивания топлива с воздухом в пристеночном слое, т. к. факел топлива не может быть одновременно достаточно широким у отверстия для впрыска и достаточно дальнобойным, чтобы топливо достигало центральной части воздушного потока. A more efficient mixing of air with fuel in this nozzle can be achieved through the use of a multi-hole fuel nozzle, which makes the engine more expensive in the manufacturing process. However, the problem of efficient mixing of fuel with air in the parietal layer remains, since the fuel torch cannot be wide enough at the injection hole and long enough so that the fuel reaches the central part of the air flow.

Целью изобретения является повышение экономичности и уменьшение токсичности отработавших газов путем улучшения гомогенизации топливовоздушной смеси. The aim of the invention is to increase the efficiency and reduce the toxicity of exhaust gases by improving the homogenization of the air-fuel mixture.

Поставленная цель достигается тем, что патрубок на внутренней поверхности имеет ребра, которые на всей длине патрубка по ходу смеси образуют винтовые полости, а отверстие для впрыска топлива выходит в одну из этих полостей. Воздух по винтовой полости поступает в пристеночный слой у отверстия для впрыска топлива, смешивается с топливом и далее переносит его по пристеночному слою, способствуя более эффективному смешиванию топлива с воздухом в других точках впускного канала, что способствует получению более оптимальной по однородности состава смеси, более полному сгоранию топлива. This goal is achieved by the fact that the pipe on the inner surface has ribs that form screw cavities along the entire length of the pipe along the mixture, and the fuel injection hole extends into one of these cavities. Air through the helical cavity enters the parietal layer at the fuel injection hole, mixes with the fuel and then transfers it along the parietal layer, contributing to more efficient mixing of fuel with air at other points of the inlet channel, which helps to obtain a more complete mixture with a more uniform homogeneity, more complete combustion of fuel.

Благодаря этому может быть повышена мощность двигателя или достигнута его более высокая экономичность при той же мощности. Due to this, engine power can be increased or its higher efficiency can be achieved at the same power.

Для обеспечения низкого гидравлического сопротивления патрубка полоcти в нем имеют трапециевидное сечение - без острых углов, вызывающих завихрение потока, а высота винтовых ребер, образующих эти полости, увеличивается по потоку воздуха, чем обеспечивается его плавное сжатие при движении и малые потери потоком воздуха энергии. To ensure low hydraulic resistance of the nozzle, the cavities in it have a trapezoidal cross section - without sharp angles that cause the flow to swirl, and the height of the screw ribs forming these cavities increases along the air flow, which ensures its smooth compression during movement and small losses of energy by the air flow.

Трапециевидная форма сечения винтовых полостей обеспечивает также минимальные усилия при удалении металлического литейного стержня с винтовыми ребрами из отлитого под давлением патрубка. The trapezoidal cross-sectional shape of the screw cavities also provides minimal effort when removing the metal casting rod with screw ribs from the injection-molded nozzle.

На фиг. 1 схематично изображен впускной трубопровод для двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 schematically shows an inlet pipe for an internal combustion engine; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Впускной трубопровод содержит впускную трубу 1 с ресивером 2. Между впускной трубой 1 и впускным каналом 3 в головке блока цилиндров 4 расположен цилиндрический патрубок 5 с отверстием 6 для впрыска топлива, винтовыми ребрами 7 трапециевидного сечения и винтовыми полостями 8 такого же сечения. The inlet pipe contains an inlet pipe 1 with a receiver 2. Between the inlet pipe 1 and the inlet channel 3 in the cylinder head 4 there is a cylindrical pipe 5 with an opening 6 for fuel injection, screw ribs 7 of a trapezoidal section and screw cavities 8 of the same section.

К цилиндрическому патрубку 5 крепится форсунка 9 для впрыска топлива. An injector 9 for fuel injection is attached to the cylindrical pipe 5.

Во время работы двигателя воздух приобретает вращательное движение, двигаясь по винтовым полостям 8. Часть воздуха, двигаясь по одной из винтовых полостей 8, достигает струи топлива (траектория Г), перемешивается с ним и переносит далее топливо, перемешивая его с воздухом пристеночного слоя Е, условно обозначенного сечением Б-В. Так повышается эффективность смешивания топлива с воздухом. During engine operation, the air acquires a rotational motion, moving along the screw cavities 8. Part of the air, moving along one of the screw cavities 8, reaches the jet of fuel (trajectory G), mixes with it and then transfers the fuel, mixing it with the air of the parietal layer E, conventionally designated section B-V. This increases the efficiency of mixing fuel with air.

Перемешивание части воздуха, двигающегося в центре потока, с топливом обеспечивается в месте пересечения их траекторий движения в сечении, условно обозначенном Б-Б. Mixing part of the air moving in the center of the stream with the fuel is provided at the intersection of their trajectories in the section conventionally designated BB.

При этом гидравлическое сопротивление впускного трубопровода мало увеличивается за счет плавного сжатия потока воздуха между винтовыми ребрами 7, высота которых по потоку плавно увеличивается, а также за счет выполнения винтовых полостей 8 на малой длине (на длине патрубка). In this case, the hydraulic resistance of the inlet pipe increases slightly due to the smooth compression of the air flow between the screw ribs 7, the height of which gradually increases in the flow, as well as due to the implementation of the screw cavities 8 over a short length (along the length of the pipe).

Применение предлагаемого впускного трубопровода позволит уменьшить расход топлива и снизить токсичность отработавших газов за счет более полного сгорания топлива в составе однородной смеси с воздухом. The use of the proposed inlet pipeline will reduce fuel consumption and reduce exhaust gas toxicity due to more complete combustion of fuel as part of a homogeneous mixture with air.

Патрубок 5 может быть изготовлен методом литья сплава на основе алюминия под давлением, что обеспечит низкую трудоемкость изготовления патрубка 5, высокую чистоту винтовых ребер 7 и винтовых полостей 8, что обеспечит относительно низкое гидравлическое сопротивление впускного тракта. При таком способе изготовления патрубка 5 выделяется минимальное количество токсичных веществ в атмосферу по сравнению с другими технологиями. The nozzle 5 can be made by casting an aluminum-based alloy under pressure, which will provide a low labor input for the manufacture of the nozzle 5, high purity of the screw ribs 7 and screw cavities 8, which will provide a relatively low hydraulic resistance of the inlet tract. With this method of manufacturing the pipe 5, the minimum amount of toxic substances is released into the atmosphere compared to other technologies.

Применение изобретения позволит использовать в системе питания двигателя однодырчатые топливные форсунки, что снизит его стоимость. (56) 1. Заявка Великобритании N 2147658, кл. F 02 M 29/14, опублик. 1985. The application of the invention will allow the use of single-hole fuel nozzles in the engine power system, which will reduce its cost. (56) 1. UK application N 2147658, CL F 02 M 29/14, published. 1985.

2. Авторское свидетельство ЧССР N 233164, кл. F 02 M 29/04, опублик. 1985. 2. Copyright certificate of Czechoslovakia N 233164, cl. F 02 M 29/04, published. 1985.

3. Аппаратура впрыска легкого топлива автомобильных двигателей. /Под ред. Ю. И. Будыко. Л. : Машиностроение, 1982, с. 134, рис. 54. 3. Light fuel injection equipment for automobile engines. / Ed. Yu. I. Budyko. L.: Engineering, 1982, p. 134, fig. 54.

Claims

1. INLET PIPELINE FOR THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE, comprising an inlet pipe with a receiver, a cylindrical pipe with a fuel injection hole located between the inlet pipe and the inlet channel in the cylinder head, characterized in that, in order to reduce toxicity and increase efficiency by improving homogenity air-fuel mixture, the cylindrical pipe along the entire length is made with internal screw grooves separated by trapezoidal ribs, and the fuel injection holes are located s in one of these grooves.

2. The pipeline according to claim 1, characterized in that the trapezoidal fins are made increasing in height in the direction of air flow.