SU1701953A1

SU1701953A1 - Двигатель внутреннего сграни

Info

Publication number: SU1701953A1
Application number: SU894659935A
Authority: SU
Inventors: Александр Борисович Азбель; Александр Михайлович Цукеров; Никита Юрьевич Зубрилин; Павел Викторович Фомин
Original assignee: Центральный Научно-Исследовательский Институт По Моторостроению
Priority date: 1989-03-07
Filing date: 1989-03-07
Publication date: 1991-12-30

Abstract

Изобретение позвол ет повысить эффективные показатели двигатет внутреннего сгорани . Цилиндры 12 и 13 с несовпадающими фазами впуска и выпуска св заны каждый с патрубком впуска свежего зар да и с патрубком выпуска отработавших газов. Кажда группа параллельных каналов 3 св зана с патрубком впуска одного из цилиндров и патрубком выпуска другого цилиндра через запорные клапаны б и 7. из которых каждый выполнен с возможностью соединени патрубка с атмосферой при перекрытии параллельных каналов. При работе двигател в начале хода всасывани цилиндра 13 воздух через открытый клапан 6 заполн ет каналы 3, а клапан 7 перекрывает канал 5. Затем, после того как откроетс выпускной клапан 11 цилиндра 12, клапан 6 перекрывает канал 4 и сообщает цилиндр 12 с каналами, и отработавшие газы цилиндра 12 вызывают волну сжати в каналах 3. Воздух поступает в цилиндр 13 под давлением. Дл того, чтобы предотвратить попадание в цилиндр 13 отработавших газов в нужный момент клапан 7 сообщает каналы 3 с атмосферой, а клапан 10 при этом закрываетс . Улучшаетс наполнение двигател и повышаютс его эффективные показатели . 1 ил. (Л

Description

Изобретение относится к двигателям' внутреннего сгорания (ДВС).

Известны устройства, в которых реализуется .способ непосредственноή передачи энергии с: движущейся знергон· сыщенной среды (выпускные газы) к среде с солее низким уровнем энергии (воздушный поток). При этом передача энергии обеспечивается волной давления в агрегате, который является волновым обменником энергии. При этом на ДВС с несовпадающими фазами впуска о выпуска устройство для волнового наддува выполнено а виде rpvnn параллельных каналов, снабженных органами перекрытия и связанных с патрубками впуска и выпуска.

В данных устройствах использование энергии выпускных газов является недостаточно эффективным.

Цель изобретения -'повышение эффективности процессов обмена энергий между средами.

Цель достигается с помощью соединения групп каналов с патрубком впуска одного цилиндра и с патрубком зып/ска другого цилиндра, а органы перекрытия параллельных каналов выполнены в виде запорных клапанов, один из которых установлен во впускном отверстии патрубка впуска и в выпускном отверстии патрубка выпуска.

На чертеже представлены два цилиндра .двигателя и система наддува, поперечное сечение.

Устройство содержит соединительный тракт. 1, устройство для волнового наддува 2 с параллельным,и каналами 3, перепускные каналы 4 и 5. запорные клапаны 6 и 7, выпускное отверстие 8 патрубка выпуска впускное отверстие 9 патрубка впуска, впускной клапан 10, зыпускной клапан 11, цилиндры 12, 13 с несовпадающими фазами впуска и выпуска, поршни 14 и 15, кривошип 15.

На чертеже приняты следующие обозначения:

фры;· - угол., соответствующий положению кривошипа в момент открытия выпускного клапана относительно положения кривошипа, соответствующего нижней мертвой точке (НМТ) при движении поршня вниз:

/%11~-угол. соответствующий положению кривошипа с момент закрытия впускного клапана относительно положения кривошипа. соответствую.цего НМТ при движении поршня вверх = КД ·;ίΐ ' p- π ω-угловая скорость вращения коленчатого вала ДВС, стрелкой показано направление вращения.

При работе ДВС, например по дизельному циклу, в цилиндре 12 происходит рабочий ход при движении поршня 14 к НМТ. В то же время в цилиндре 13 при движении поршня 15 к НМТ происходит такт впуска. Сначала, как в обычном безнаддувном двигателе, Еоздух через открытый клапан 6 по каналу 4, соединительный тракт 1 с устройствами 2 и 3, впускной клапан 10 всасывается в цилиндр 13 (запорный клапан 7 закрыт). За 35-55 град поворота кривошипа 15 до положения, соответствующего НМТ (угол фвып), открывается выпускной клапан 11 цилиндра 12, закрывается запорный клапан 6 и выхлопные газы с большими скоростями попадают в соединительный тракт 1 (каналы) через отверстие 9 - образуется волна давления, обеспечивающая сжатие в параллельных каналах 3 устройства 2, находящегося- там воздуха и его подачу в цилиндр 13.

Устройство 2 с параллельными каналами 3 служит для того, чтобы выхлопные газы как можно меньше.перемешивались с воздухом, а сам процесс сжатия аналогичен процессу’ сжатия в обменнике давления (ОД), с тем отличием, что в предлагаемом устройстве работает, в основном, прямая волна, тогда как в ОД работает как прямая, так и отраженная волна. Кроме того, предлагаемое устройство дополнительно использует кинематическую энергию потока выпускных газов.

Подача воздуха в цилиндр 13 будет продолжаться в течение времени, соответствующего сумме: ~ψ (ψ = уТвып + /?вп). т. е. до момента закрытия впускного клапана после НМТ. Угол ψ в зависимости от быстроходности двигателя лежит в пределах 40-65 град поворота коленвала (ПКВ).

о Времени, соответствующего углу ?/>, вполне достаточно для осуществления процесса наддува (при необходимости-эго можно изменить).

В конце такта впуска в цилиндре 13 открывается перепускной клапан 7 и отработавшие газы из соединительного тракта 1 выходят через перепускной канал 5 в атмосферу. Из-за большой разности давлений в соединительном тракте 1 и окружающей среде газы с большой скоростью устремляются на выпуск через клапан 7, после чего открывается клапан 6 и свежий воздух поступает в соединительный тракт 1 вслед за отработавшими газами, т. е. осуществляется продувка и, следовательно, охлаждение соединительного тракта 1. Кроме того, это ведет к снижению токсичности отработавших газов.

Соединительный тракт 1 заполняется свежим воздухом (зарядом). Цикл повторя- 5 ется.

Объем соединительного тракта 1 углов 'рвып и /?вп, моменты открытия и закрытия клапанов 6 и 7 подбирается таким образом, чтобы обеспечить желаемую степень надду- 10 ва и не допустить прорыва в цилиндр, где идет такт впуска (в рассматриваемой схеме цилиндр 13). т. е. чтобы пограничный слой между выпускными газами и воздухом (свежим зарядом) не доходил до впускного кла- 15 пана 10.

Запорные клапаны 6 и 7 должны быть соединены с системой газораспределения. Их роль могут выполнять также и золотниковые механизмы. Функции клапана 6 мо- 20 жет выполнять лепестковый клапан.

Кроме схемы, изображенной на фиг. 1, можно использовать вариант, когда впуск в одном цилиндре совпадает по времени с выпуском в другом, т. е. отработавшие газы 25 непосредственно сжимают весь свежий заряд в соединительном тракте, а не часть его, как в рассмотренном выше случае, где первая доля свежего заряда поступает как при свободном впуске. 30

Второй вариант может применяться при значительном удалении друг от друга соединяемых цилиндров так как здесь требуется большой объем соединительного тракта.

Применение изобретения позволит более полно использовать кинетическую энергию потока, что повысит эффективность системы наддува на 10-25% в зависимости отуслов й работы.

Claims

Формула изобретения

Двигатель -нутреннего сгорания, содержащий цилиндры с несовпадающими фазами впуска и выпуска, каждый из которых связан с патрубком впуска свежего заряда и с патрубком выпуска отработавших газов, и устройство для волнового наддува в виде групп параллельных каналов, снабженных органами перекрытия и связанных с патрубками впуска и выпуска, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности показателей, каждая группа каналов связана с патрубком впуска одного цилиндра и с патрубком выпуска другого цилиндра, а органы перекрытия параллельных каналов выполнены в виде запорных клапанов, один из которых установлен во впускном отверстии патрубка впуска, а другой в выпускном отверстии патрубка выпуска, причем оба запорных клапана выполнены с возможностью сообщения патрубков с. атмосферой при перекрытии параллельных каналов.