RU2165540C2 - Двигатель внутреннего сгорания - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к многоцилиндровым двигателям внутреннего сгорания (ДВС), преимущественно дизельным. Задачей изобретения является создание компактной конструкции впускного устройства двигателя с повышенной акустической эффективностью. ДВС содержит впускное устройство, состоящее из ресивера 1 с отдельными впускными патрубками 2... 5, которые соединяются с головкой цилиндров и сообщаются с отдельными цилиндрами посредством впускных клапанов, и воздухоочистителя 8. Полости "А" ресивера 1 и "Б" воздухоочистителя 8 сообщаются посредством разветвленного воздухопровода 11, который имеет два входных 12 и 13 и два выходных 14 и 15 патрубка, объединенных общим трубопроводом 16. Свободные динамические срезы 17...20, соответственно патрубков 12...15 размещены в полостях "А" и "Б" оптимальным образом с акустической точки зрения. Преимущественная область применения - наземные транспортные средства. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к многоцилиндровым двигателям внутреннего сгорания преимущественно с реализацией дизельного рабочего процесса.

Система впуска дизельного двигателя, вследствие ее конструктивных особенностей, является одним из самых мощных источников шума двигателя в целом. В отличие от дизельных двигателей в системах впуска карбюраторных двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС), содержащих дроссельные заслонки, прикрывающие проходное сечение на частичных нагрузках, а также наличие в системах диффузорных элементов обеспечивает существенное ослабление резонансных свойств системы в целом, т.к. вследствие значительных активных сопротивлений этих элементов колебательная система становится менее "добротной" (т.е. резонансные частоты являются в достаточной степени задемпфированными). Это в определенной степени является положительным фактором, т.к. несмотря на наличие дополнительных гидравлических сопротивлений, с одной стороны, частично компенсируются потери наполнения цилиндров (потери эффективной мощности, улучшение экономичности двигателя) вследствие снижения резонансных амплитуд пульсаций объемного расхода воздуха (а рост гидросопротивлений системы, как известно, пропорционален квадрату амплитуды пульсаций расхода газа), с другой стороны, обеспечивается некоторое подавление резонансных пульсаций газа во впускной системе ДВС, благоприятное с точки зрения звукового (шумового) излучения в окружающую среду, производимого как открытыми концами воздухозаборных патрубков воздухоочистителя (аэродинамический шум), так и вибрирующими стенками элементов системы впуска (структурный корпусной шум).

Японской фирмой "Мазда Мотор" в ЕПВ N 0376299, F 02 M 35/12, публ. 04.07.90, в устройстве для подавления газовых пульсаций и шума во впускной системе ДВС предусмотрено использование специального приспособления для подавления каждой из резонансных гармоник пульсаций, кратных (0,5 + h) длинам резонансных волн пульсаций, где h - целое число, равное нулю или более нуля.

Германской фирмой "Фольксваген" в устройстве по заявке ФРГ N 3742322, F 02 M 35/10, публ. 07.07.88 предусматривается демпфировать колебания потока всасываемого воздуха в ДВС за счет включения во впускной тракт дополнительного "успокоительного" ресивера с эластичными стенками, в котором за счет упругих деформаций стенок ресивера, вследствие пульсирующего воздействия газового потока на упругие стенки, будет происходить преобразование энергии пульсаций в тепловую энергию в упругом материале стенки, имеющей высокое внутреннее трение материала (резины). К очевидным недостаткам такой системы следует отнести относительную дороговизну устройства, нестабильность упругодемпфирующих характеристик в зависимости от изменения температурных условий и длительности эксплуатации, малую долговечность, опасность попадания неочищенного воздуха в цилиндры ДВС при механическом повреждении упругой стенки, возможное существенное излучение звука колеблющейся "пульсирующей" упругой стенкой и т.п.

Известна система впуска двигателя внутреннего сгорания по а.с. СССР N 1281722, кл. F 02 M 35/16, публ. 07.01.87, Бюл. N 1, содержащая ресивер-воздухоочиститель в виде корпуса с крышкой, снабженной входным окном, и фильтрующим элементом, входной патрубок и впускные трубы, выполненные дугообразными, образующая одну из стенок корпуса и сообщенные с его полостью при помощи калиброванных отверстий, причем свободные срезы труб размещены внутри полости корпуса, а геометрические центры срезов впускных труб смещены относительно плоскости, проходящей через центр условного параллелепипеда, отводящей срезы труб от входного окна на расстояние L = (0,2...1,0)d_гидр, где d_гидр - гидравлический диаметр входного патрубка. Расстояние от центров калиброванных отверстий впускных труб до указанной плоскости выбрано равным

где V - объем корпуса системы впуска. При этом по меньшей мере одно из сечений фильтрующего элемента, параллельных указанной плоскости, равноудалено от нее и внутренней стенки корпуса. Наряду с положительными акустическими характеристиками, такими как возможность исключения возбуждения в полости ресивера-воздухоочистителя низших нечетных продольных собственных мод колебаний воздушного объема (расположением динамических срезов впускных труб в плоскости, проходящей через центр тяжести воздушного объема перпендикулярно осям срезов впускных труб), исключения пропускания резонансной звуковой энергии из камеры ресивера-воздухоочистителя в воздухозаборный патрубок (и соответственно в окружающую среду) на низших нечетных поперечных собственных модах колебаний воздушного объема (расположением оси воздухозаборного патрубка в плоскости нахождения центра тяжести воздушного объема перпендикулярно расположенной плоскости нахождения динамических срезов впускных труб), частичного демпфирования акустических резонансов впускных труб калибровочными перфорированными отверстиями и частичного дополнительного демпфирования резонансной передачи звука камерой за счет оптимального размещения в камере фильтрующего элемента, выполняющего роль высокочастотного глушителя фрикционного типа, имеется и ряд существенных недостатков, таких как:
- В объеме камеры указанного выше ресивера-воздухоочистителя динамическими срезами впускных труб интенсивно возбуждаются повысотные собственные моды колебаний воздушного объема камеры в силу того, что срезы впускных труб размещены вблизи (непосредственно интегрированы в стенку) верхней горизонтальной стенки камеры. Как известно, у жестких противолежащих стенок закрытых объемов всегда реализуются пучности давлений низших собственных мод, что и имеет место в рассматриваемом прототипе. Более того, согласно графической части сопоставляемого аналога воздухозаборный патрубок эти интенсивные резонансные моды будет эффективно выпускать из камеры в виде повышенного шума ввиду расположения его также вблизи этой же жесткой стенки с пучностью давлений низших повысотных мод колебаний.

- Наличие и варьирование геометрическими параметрами и элементами связи двух расширительных камер (как это имеет место в заявляемом объекте) в сравнении с одной камерой (как это имеет место в прототипе) расширяет возможности технической оптимизации по числу приемлемых конструктивных вариантов, компромиссных по условиям реализуемой компоновки в стесненном пространстве моторного отсека транспортного средства требованиям обеспечения заданной эффективности очистки воздуха, гидросопротивлений, акустики, использования модифицированных элементов систем с применением штатных, уже освоенных в производстве конструкций воздухоочистителей или ресиверов и т.д. и т.п.

В ряде случаев с требованиями мощностных, экономических и экологических показателей в практику конструирования ДВС поставлена задача максимальной унификации деталей, узлов и систем дизельного двигателя и бензинового (с принудительным зажиганием рабочей смеси) двигателя, имеющих общую конструктивную базу конвертации (литраж, конструкцию базовых деталей). Это, в большинстве случаев, позволяет существенно удешевить конструкцию дизеля в целом за счет реализации преимуществ использования единой технологической базы и уменьшения номенклатуры деталей завода-производителя и т.п. Данный подход распространяется и на использование идентичной унифицированной конструкции воздухоочистителя двигателя, применяемого как для бензинового, так и для версии дизельного двигателя. Однако, если с точки зрения требуемых низких гидравлических сопротивлений воздухоочистителя, как составного элемента впускной трассы двигателя, пылеемкости его фильтрующего элемента, вибропрочности его корпуса, существенных отличий в применении воздухоочистителя на конвертируемой конструкции двигателя практически нет, то с точки зрения эффективности подавления газодинамических пульсаций и шума, излучаемого системой впуска дизеля, в сравнении с бензиновым двигателем разница существенная. Именно интенсивные газодинамические пульсации на впуске дизеля из-за примерно двукратного увеличения степени сжатия, отсутствия демпфирующих диффузорных элементов в системе питания (в отличие от конструкций карбюраторов), применения развитых (с увеличенной длиной) коллекторных труб, повышающих крутящий момент на низких оборотах дизеля вследствие инерционного наддува, обуславливают необходимость применения в конструкции впускной системы дизеля в качестве обязательного элемента специальной расширительной полости - ресивера, выполняющего роль как элемента динамического разделения нежелательных волновых взаимосвязей коллекторных ответвлений отдельных цилиндров, так и элемента демпфирования пульсаций и снижения шумового излучения в полости расширительной камеры за счет образования в ней эффективной волновой пробки, рассогласовывающей волновые сопротивления трубопроводов (подводящих и отводящих) и отражающей распространяемые по волноводу звуковые волны в направлении к источнику излучения (возмущения) - цилиндру с впускным клапаном.

Анализируя и обобщая результаты вышеприведенного патентного обзора, следует сделать вывод, что все известные вышеперечисленные устройства улучшения акустических характеристик и снижения газодинамических пульсаций во впускных системах ДВС и соответственно улучшения их мощностных, экономических и экологических показателей связаны, как правило, с использованием дополнительных расширительных или резонансных камер, подключаемых как параллельно, так и последовательно к впускному тракту, использованием электронных систем формирования искусственных противофазных сигналов противодавлений для компенсации реальных сигналов пульсаций и шума, использованием дополнительных ресиверов, дополнительных управляемых воздуховодов и расширительных камер с изменяемым объемом.

В качестве прототипа принят двигатель внутреннего сгорания, патент РФ N 2095612, кл. F 02 M 35/10, публ. 10.11.97 г., бюл. N 31, содержащий ресивер с присоединительным патрубком, посредством которого полость ресивера сообщается с системой забора очищенного воздуха, и отдельными впускными патрубками, которые соединяются с головкой цилиндров и отдельными цилиндрами; на присоединительном патрубке консольно закреплен штуцер, свободный срез которого размещен в полости ресивера вблизи поперечной боковым его стенкам плоскости, проходящей между двумя средними отдельными впускными патрубками.

Описанному устройству присущи следующие недостатки.

Подключение свободного среза присоединительной трубы к полости воздухоочистителя со смещением от оси его корпуса, проходящей через центр тяжести объема воздухоочистителя, приводит к интенсивной раскачке собственных резонансных тангенциальных форм колебаний давления в замкнутой полости корпуса воздухоочистителя, что оказывает отрицательное влияние как на акустические качества тракта впуска, так и на газодинамические показатели.

Длинная (как правило) присоединительная труба, связывающая объемы корпусов ресивера и воздухоочистителя, с одной стороны, имеет значительное количество собственных резонансных частот, излучая на этих частотах значительное количество акустической энергии, передающееся в окружающую среду через воздухозаборник воздухоочистителя, а с другой стороны, делает конструкцию некомпактной, труднокомпонуемой в стесненном пространстве моторного отсека автомобиля. С одной стороны, подключение воздухопроводящей трубы к полости воздухоочистителя произведено неоптимально с акустической точки зрения. С другой стороны, газовые потоки, транспортируемые по отдельным впускным патрубкам, попадая в ресивер, находятся в разных условиях поступления в отдельные цилиндры из-за несимметричного загромождающего (затеняющего) влияния на них стенок воздухопроводящей трубы, находящейся во внутренней полости ресивера. В следствие того, что в прототипе (и практически во всех случаях) ресивер жестко закреплен на колеблющемся на подвеске двигателе, а воздухоочиститель установлен на относительно неподвижном кузове, воздухопроводящая труба, соединяющая ресивер с воздухоочистителем, как правило, выполненная в виде резинового шланга, подвергается значительным относительным вибрациям, в результате чего может происходить разгерметизация мест соединения трубы с названными элементами либо нарушается целостность (повреждение - разрыв) самой трубы. Как результат, через разгерметизированные зоны (щели) в двигатель из моторного отсека могут попадать дополнительный воздух, пыль, грязь и прочее, что влечет абразивный износ цилиндров поршневой группы, а также через образованные щели будет происходить интенсивное "высвечивание" (передача) и генерирование шумовой энергии из трубы в окружающую среду. Причем следует учесть, что дополнительное поступление газа в двигатель через разгерметизированные участки не учитывается штатным расходомером воздуха ДВС, что влечет нарушение оптимальным управлением впрыска топлива в цилиндры двигателя. Кроме обеспечения высоких прочностных характеристик такой соединительной резиновой трубе, необходимо также решить вопрос ее стойкости к воздействию температур, горючести и т.п., что влечет существенное увеличение ее стоимости.

Задачей изобретения является создание более жесткой, устойчивой, компактной конструкции и повышение ее акустической эффективности.

Техническое решение задачи достигается тем, что в известном двигателе внутреннего сгорания, содержащем впускное устройство, состоящее из ресивера с отдельными впускными патрубками, которые соединяются с головкой цилиндра и сообщаются с отдельными цилиндрами посредством впускных клапанов, и воздухоочистителя, корпус которого снабжен входным окном для воздухозаборного патрубка и имеет форму кругового цилиндра, ограниченного днищем и крышкой, причем полости ресивера и воздухоочистителя сообщаются посредством воздухопровода, последний выполнен разветвленным, имеет по крайней мере два входных и два выходных патрубка, которые объединены общим трубопроводом, причем входные патрубки закреплены на боковой стенке ресивера и днище воздухоочистителя, при этом свободные срезы входных патрубков размещены в полости воздухоочистителя симметрично относительно оси цилиндра корпуса и имеют равную длину и площадь поперечного (проходного) сечения, а свободные срезы выходных патрубков размещены в полости ресивера симметрично плоскости его поперечного сечения, проходящей через центр тяжести объема ресивера, и имеют равную длину и площадь поперечного (проходного) сечения.

С точки зрения достижения максимальной акустической эффективности целесообразно оси свободных срезов входных патрубков в полости воздухоочистителя разместить симметрично в одной диаметральной плоскости на равных расстояниях 0,63R или вблизи этого значения, например, в диапазоне (0,58...0,68)R от оси цилиндра корпуса воздухоочистителя, а также по высоте на расстоянии H/2 - 0,3d от поверхности днища корпуса, где R - радиус цилиндрического корпуса воздухоочистителя; H - высота корпуса воздухоочистителя: d - диаметр свободного среза входного патрубка. Одновременно с этим корпус ресивера предпочтительно выполнить в форме кругового цилиндра, ограниченного глухими торцевыми стенками, при этом свободные динамические срезы выходных патрубков расположить симметрично на расстоянии (0,58...0,68)r от оси цилиндрического корпуса ресивера, а оси патрубков симметрично на расстоянии 1/4L от соответствующей торцевой стенки ресивера, где r - радиус кругового цилиндра корпуса ресивера, L - длина корпуса ресивера. Кроме того, в середине общего трубопровода, соединяющего входные и выходные патрубки, может быть дополнительно размещен акустический рассеиватель. Последний может представлять собой перфорированную перегородку, пробку (таблетку) из обладающего высокими демпфирующими свойствами газопроницаемого, пористого или сетчатого материала, например металлорезины, металлического пористого сетчатого материала, катодной меди и пр.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:
- на фиг. 1 показан предлагаемый двигатель внутреннего сгорания;
- на фиг. 2 и 3 показаны соответственно первая и вторая низшие собственные резонансные повысотные формы колебаний звукового давления в объеме ресивера;
на фиг. 4 показана аналогичная первая повысотная форма колебаний звукового давления в камере воздухоочистителя;
на фиг. 5 показано впускное устройство предлагаемого двигателя;
на фиг. 6 и 7 показаны соответственно первая и вторая низшая собственная резонансная тангенциальная форма колебаний звукового давления в полости воздухоочистителя;
на фиг. 8 и 9 показаны низшие соответственно первая и вторая, тангенциальные собственные резонансные формы колебаний звукового давления в полости ресивера.

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий впускное устройство, состоящее из ресивера 1 с отдельными впускными патрубками 2, 3, 4 и 5, которые соединяются с головкой цилиндра 6 и сообщаются с отдельными цилиндрами посредством впускных клапанов 7, и воздухоочистителя, корпус 8 которого имеет форму кругового цилиндра, ограниченного днищем 9 и крышкой 10, причем полости "А" и "Б" соответственно ресивера и воздухоочистителя сообщаются посредством воздухопровода 11. Последний имеет по крайней мере два входных 12 и 13 и два выходных 14 и 15 патрубка, которые объединены общим трубопроводом 16, причем свободные срезы 17 и 18 входных патрубков 12 и 13 размещены в полости "Б" воздухоочистителя симметрично относительно оси цилиндра O-O корпуса 8 и имеют равную длину и одинаковую площадь поперечного (проходного) сечения, а свободные срезы 19 и 20 выходных патрубков 14 и 15 размещены в полости "А" ресивера симметрично нормальной плоскости его поперечного сечения, проходящей через центр тяжести "Ц" объема ресивера и имеют равную длину и одинаковую площадь поперечного (проходного) сечения.

С точки зрения достижения максимальной акустической эффективности целесообразно оси свободных срезов 17 и 18 входных патрубков 12 и 13 в полости воздухоочистителя разместить симметрично на расстоянии 0.63R от оси кругового цилиндра корпуса воздухоочистителя или вблизи этого значения, например, в диапазоне (0,58...0,68)R от оси O-O цилиндра корпуса 8 воздухоочистителя, а срезы входных патрубков - на расстоянии H/2 - 0,3d от поверхности днища 9 корпуса, где R - радиус цилиндрического корпуса воздухоочистителя; H - высота корпуса воздухоочистителя: d - диаметр свободного среза входного патрубка. Одновременно с этим корпус ресивера 1 предпочтительно выполнить в форме кругового цилиндра, ограниченного глухими торцевыми стенками 21 и 22, при этом свободные динамические (т.е. условно удлиненные на величину 0,3d, где d - диаметр проходного сечения среза патрубка, от статического состояния) срезы 19 и 20 выходных патрубков 14 и 15 расположить на расстоянии (0,58. . . 0,68)r от оси X-X цилиндрического корпуса ресивера 1 и на симметричных расстояниях 1/4L от соответствующей торцевой стенки ресивера, где r - радиус кругового цилиндра корпуса ресивера, L - длина корпуса ресивера. Кроме того, в середине общего трубопровода 16 патрубков 12, 13 и 14, 15 может быть дополнительно размещен акустический рассеиватель 23. Последний может представлять собой перфорированную перегородку, пробку (таблетку) из обладающего высокими демпфирующими свойствами газопроницаемого, пористого или сетчатого материала, например металлорезины, металлического пористого сетчатого материала, катодной меди и пр.

Дополнительно на фиг. 1 показаны: фильтрующий элемент 24, воздухозаборный патрубок 25, его открытый входной срез 26 и входное окно 27 в корпусе 8 воздухоочистителя.

На фиг. 2-4, 6-9 символом -P- обозначена амплитуда звукового давления на соответствующих низших собственных формах колебаний воздушного объема, заключенного в полостях "А" или "Б".

Предлагаемый двигатель работает обычным образом. Открытие впускного клапана 7 (клапанов) в одном из цилиндров двигателя вызывает перепад давления до и после клапана 7 (в цилиндре двигателя по отношению к окружающей среде). Пульсации воздуха и упругие волны разрежения-сжатия воздушной среды, заполняющей трассу системы впуска, со скоростью звука распространяются по направлению от впускного клапана 7 к открытому срезу 26 патрубка 25 патрубка воздухоочистителя 8, а также в направлении всех свободных отводных тупиковых каналов трассы впуска с закрытыми впускными клапанами в данный момент - впускные патрубки 2...5 через сообщающийся объем воздухопровода 11 отражаются от закрытых впускных клапанов (тупиковые волноводы). Т.е. образуется звуковое газодинамическое поле многократно отражающихся упругих волн в сложном геометрическом объеме впускной системы с утечкой (излучением) энергии этих упругих волн в окружающую среду через свободно открытый срез воздухозаборного патрубка 26 воздухоочистителя 8 в виде звука.

Распределение звуковых давлений на наиболее энергоемких низших собственных резонансных формах (первых формах) колебаний газа в объемах ресивера 1 и воздухоочистителя 8 характеризуется в виде косинусоид с минимумом значения давления в плоскостях, проходящих через центр тяжести названных объемов ресивера 1 и воздухоочистителя 8, см. фиг. 2, 4, 6, 8. Вторая, аналогичная собственная форма давлений, фиг. 7, в полости "Б" воздухоочистителя и в полости "А" ресивера 1 располагается в соответствии с функцией Бесселя первого рода нулевого порядка и имеет минимумы значений давления на расстоянии 0,63 радиуса R цилиндра корпуса воздухоочистителя 8 от оси -O-O- и на расстоянии 0,63 радиуса r цилиндра корпуса ресивера 1 от оси X-X. Как показала практика, эффективность заметно не ухудшается, если проходное сечение свободного среза патрубка 17. . .20 будет находиться в диапазоне (0,58... 0,68)R или r, что и используется при конкретном проектировании реальной конструкции.

Предполагаемым изобретением предусматривается комплексное решение проблем уменьшения стоимости, максимальной унификации, компактности, жесткости, устойчивости и повышения шумозаглушающей способности за счет применения конструкции агрегатированного модуля ресивера и воздухоочистителя, сообщенных между собой оптимальным воздухопроводом 11, динамические срезы 17-20 которого находятся в узловых зонах низших собственных мод воздушных объемов "А" и "Б" полостей камер воздухоочистителя и ресивера, что, таким образом, исключает динамическое возбуждение и/или передачу из объема в объем резонансного звукового возбуждения (излучения) и, таким образом, исключает интенсивное шумовое загрязнение окружающей среды работающей энергетической установкой на транспортном средстве или стационарной энергетической установкой.

Рассмотрим подробно акустические процессы, протекающие во время работы двигателя в воздушных полостях (объемах) "А" и "Б".

Пульсирующий поток, поочередно возникающий в патрубках 2...5 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя, динамически возбуждает объем газа (воздуха) как упругую массу в полости "А" ресивера 1, что приводит, в том числе, к возникновению в полости "А" ресивера 1 резонансных с высокими амплитудными значениями стоячих акустических волн (низших собственных мод колебаний воздушного объема полости), фиг. 8 и 9. С учетом фиг. 5 становится очевидным, что размещение динамических срезов 19 и 20 в полости "А" соответствует их расположению в узловых линиях второй собственной моды (фиг. 9) колебаний, содержащей два узла колебаний, где теоретические величины давлений на этой форме колебаний равны нулю. Т.о. звуковая энергия на этой моде колебаний из полости "А" в полость "Б" через газопровод 11 не передается. Одновременно с этим энергия возбужденной первой собственной моды (фиг. 8) компенсируется в зоне рассеивателя 23, поскольку, как это видно из фиг. 5 и 8, срезы 19 и 20 работают синфазно, т.е. избыточное давление, попадающее в патрубок 14, складывается с отрицательным давлением такой же величины (см. +P и -P на фиг. 8), образующимся в патрубке 15, что и приводит к взаимной компенсации величин этих давлений в зоне рассеивателя 23. Т.о. срезы 19 и 20 работают как противофазные симметричные акустические монополи одинаковой производительности, поскольку длина патрубков одинаковая и площадь поперечных сечений срезов также одинаковая.

Совершенно аналогичная картина происходит и в полости "Б" воздухоочистителя, в которой срезы 17 и 18 возбуждают аналогичные резонансные формы колебаний звукового давления. Здесь первая собственная мода колебаний в полости "А", фиг. 6, не передается в полость "Б" через окно 27 и далее по патрубку 25 к срезу 26, который является непосредственным излучателем звуковой энергии в окружающую среду. В это же время первая собственная мода воздушной полости "Б" не возбуждается вследствие симметричного уравновешенного воздействия на воздушный объем полости "Б" двух идентичных синфазных акустических монополей в виде срезов 17 и 18. Одновременно с этим влияние этой формы на полость "A" ресивера 1 минимально в силу того обстоятельства, что срезы 17 и 18 работают как синфазные симметричные монополи, т.е. избыточное давление этой формы колебаний, передающееся в патрубок 12, компенсируется аналогичным по величине, но противоположным по знаку разрежением, образующимся в это же время в патрубке 13. Компенсация давления происходит аналогичным образом в зоне рассеивателя 23. Вторая собственная мода колебаний воздушной полости "Б", фиг. 7, срезами 17 и 18 не "раскачивается", поскольку центры срезов 17 и 18 располагаются в узловых линиях величины давления этой моды колебаний (здесь оно близко к нулю).

Наличие в газопроводе 11 рассеивателя 23 звуковой энергии позволяет более полно скомпенсировать разность давлений, образующихся в патрубках 12, 13 и 19, 20, учитывая при этом некоторую неточность изготовления конструкции (допуски на длины патрубков, их толщину и сечение, отклонение геометрических форм корпуса 8 воздухоочистителя и ресивера 1 и др. конструктивно-технологические обстоятельства).

Таким образом, образованная разветвленная система газопровода 11, сообщающая воздушные полости "А" и "Б" трубопроводами 12, 13, 19, 20, позволяет исключить как резонансное возбуждение низших собственных мод колебаний этих полостей, так и исключить взаимную передачу отдельных возбужденных низших собственных мод колебаний из одной полости в другую. Такая конструкция позволяет устранить резонансную передачу звука, генерируемого полостью цилиндра движущимся поршнем и открывающимся впускным клапаном 7 и распространяемого по всей трассе системы впуска в направлении открытого среза 26 воздухозаборного патрубка 25, и т.о. снизить шум дизельного двигателя, излучаемый в окружающую среду.

Монтаж воздухоочистителя 8 через жесткий и короткий разветвленный газопровод 11 на боковой стенке ресивера 1 через две опорные зоны позволяет обеспечить высокую устойчивость, жесткость и надежность соединения ресивера 1 и воздухоочистителя 8 в сравнении с конструкцией, описанной в прототипе. При этом достигается компактность агрегатированного узла всего впускного устройства двигателя и устраняются все описанные выше недостатки прототипа.

Claims (4)

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий впускное устройство, состоящее из ресивера с отдельными впускными патрубками, которые соединяются с головкой цилиндра и сообщаются с отдельными цилиндрами посредством впускных клапанов, и воздухоочистителя, корпус которого снабжен входным окном для воздухозаборного патрубка и имеет форму кругового цилиндра, ограниченного днищем и крышкой, причем полости ресивера и воздухоочистителя сообщаются посредством воздухопровода, отличающийся тем, что воздухопровод выполнен разветвленным, имеет, по крайней мере, два входных и два выходных патрубка, соединенных общим трубопроводом, причем входные патрубки закреплены на боковой стенке ресивера и днище воздухоочистителя, оси входного окна воздухозаборного патрубка и входных патрубков размещены во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через ось цилиндрического корпуса, при этом свободные срезы входных патрубков размещены в полости воздухоочистителя, симметрично относительно оси цилиндра корпуса и имеют равную длину и площадь поперечного проходного сечения, а свободные срезы выходных патрубков размещены в полости ресивера, симметрично нормальной плоскости его поперечного сечения, проходящей через центр тяжести объема ресивера, и имеют равную длину и площадь поперечного проходного сечения.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что свободные срезы входных патрубков в полости воздухоочистителя размещены на расстоянии (0,58 - 0,68)R от оси цилиндра корпуса воздухоочистителя и на расстоянии Н/2 - 0,3d от поверхности днища корпуса, где R - радиус цилиндрического корпуса воздухоочистителя; Н - высота корпуса воздухоочистителя; d - диаметр свободного среза входного патрубка.

3. Двигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что корпус ресивера имеет форму кругового цилиндра, ограниченного глухими торцевыми стенками, при этом свободные динамические срезы выходных патрубков расположены на расстоянии (0,58 - 0,68)r от оси цилиндрического корпуса ресивера, и на расстоянии 1/4L от соответствующей торцевой стенки ресивера, где r - радиус кругового цилиндра корпуса ресивера, L - длина корпуса ресивера.

4. Двигатель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что в середине общего трубопровода патрубков размещен воздухопроницаемый, пористый акустический рассеиватель.

Images