Claims (2)
Изобретение относитс к машиностроению , а именно к двигателестроению , в частности к двигател м, использующим кинетическую или волновую энергию воздушного зар да в системах впуска. Известны системы резонансного над дува двигателей внутре,ннего сгорани содержащие впускной коллектор, подключенный к цилиндрам двигател через индивидуальные импульсные патруб . ки резонансной длины 1. Однако такие системы обладают бол шой металлоемкостью и большими габаритами , поскольку к каждому цилиндру подсоедин ютс патрубки, имеющие дли ну один и более метров. Известна также система резонансного наддува поршневых машин, наприглер. двигателей внутреннего сгорани , содержаща впускной коллектор, объедин ющий цилиндры двигател с равномерHbTviH . и несовпадающими фазами впуска и снабженный глухой торцевой стенкой и противолежащей ей стенкой с отверстием , к которому подключен трубопровод резонансной длины 2. Однако известна система обладает увеличенными размерами по длине или высоте, определ емыми длиной трубопровода резонансной длины. Цель изобретени уменьшение габаритов систег/1ы резонансного наддува. Поставленна цель достигаетс тем, что трубопровод частично размещен внутри впускного коллектора, причем зазор между внутренним торцом тру-, бопровода и торцовой стенкой коллек тора выполнен равным диаметру трубопровода . На фиг. 1 представлена предлагаема система резонансного наддува ид фиг. 2 - резонатор Гельмгольца, разъ сн ющий принцип работы; на фиг. 3 результаты сравнительных испытаний системы, на фиг. 4 - результаты йс: пытаний по-оценке вли ни зазора между внутренним торцом трубопровода и торцовой стенкой коллектора. В предлагаемой системе резонансного наддува цилиндры 1 двигател 2, имеющие равномерные и несовпадающие фазы, впуска, объединены впускным коллектрором 3 с объемом V, внутри которого частично размещен трубопровод 4 резонансной длины Р и диаметром D. Внутренний торец 5 трубопровода 4 установлен по отношению к глухой торцовой стенке 6 коллектора 3 с зазором Е,а наружный конец 7 трубопровода 4 прикреплен к стенке с отверстием 8. Причем в объеме V коллектора 3 не учитываетс объем, занимаемый трубопроводом, а зазор , равен диаметру D трубопровода 4. С акустической точки зрени колебательна система, состо ща из резервуара (коллектора) и трубопровода 1фиг. 2), вл етс резонатором Гельмгольца ,собственна частота колебани столба воздуха в котором определ етс по известной зависимости где V - объем коллектора, 1 - длина трубопровода, м; S - площадь поперечного сечени трубопровода, С - скорость звука в воздухе, м/ ш - кругова чайтота собственны колебаний, 1/с. Одно из свойств резонатора Гельмгольца заключаетс , как известно, в том, что его частотна характерис- тика не зависит от формы резервуара Если геометрические размеры резерву ара будут мен тьс так, что его объём V будет оставатьс посто нным то собственна частота колебаний ц) мен тьс не будет. Эта особенность резонатора Гельмгольца и использова на в предлагаемой системе резонансно го наддува. Впускна система настраиваетс в резонанс с выбранной действующей гар моникой возмущающего импульса от вса сывающего действи поршней путем под бора величин. V, S и f по соотношению С1). Причем указанна зависимость может быть использована только дл укрупненного подбора элементов настройки , так как в ней не учитываютсй следующие факторы: присоединение к объему V переменных пэ величине объемов цилиндров при работе двигател ; движение столба воздуха в системе; местные сопротивлени при движении воздуха в системе. Система резонансного наддува работает следующим образом. От всасывающего действи поршней ,. в цилиндрах 1 двигател 2 в системе резонансного наддува развиваютс вынужденные кЪлебани давлени . При совпадении одной из гармоник вынужденного колебани с собственной частотой системы в ней развиваютс резрнансные колебани , .которые обеспечивают в определенном учаЪтке (или , участках) скоростной характеристики двигател повышение расхода воздуха или рабочей смеси. При наличии на входе в систему резонансного наддува местных сопротивлений (воздухоочиститель, глушитель шума и т.д.) предлагаема система отстраиваетс от их вли ни также, как и известные системы, т.е. установкой перед ними отражателей импульсов в виде дополнительных объемов или резонаторов. Экспери:.1ентальна проверка предлагаемой системы выполнена на шестицилиндровом V-образном четырехтактном двигателе/ имеющем два блока по три цилиндра в р ду, причем каждый блок объедин л цилиндры с paвнoмepны чередованием тактов впуска и несовпaдaющиIv и фазами впуска. Впускной коллектро шлеет объем 37 литра без учета расположенного внутреннего трубопровода с-диаметром проходного сечени 70 мм и резонансной длиной 470 мм. Рссто ние (зазор) от внутреннего торца трубопровода до глухой торцовой стенки коллекто- , ра равно 70 мм. Результаты испытаний , (фиг. 3) предлагаемой резонансной системы наддува с внутренним расположением трубопровода сравнились с параметрами-известной системы , имеющей наружное расположение трубопровода (крива 9), а также с контрольной системой, не имеющей резонансных зон и состо щей из одного впускного коллектора без резонатора (крива 10). Изменение расхода воздуха определ лось путем замера давлени конца такта сжати Pj. в одном из цилиндров с отключенной форсункой. Как следует из фиг. 3, предлагаема система резонансного наддува обеспечивает повышение расхода воздуха во всем диапазоне частоты вращени коленчатого вала двигател п.(крива 9) практически одинаково с известной системой (до, 10%),выгодно отлича сь от последней меньшей габаритными размерами и большей компактностью. На фиг. 4 показано вли ние зазора f между внутренним торцом трубопровода и глухой торцовой стенкой коллектора на эффективность работы. Как следует из фиг. 4, дл сохранени эффективности работы системы резонансного наддува зазор Б должен быть приблизительно равен внутреннему диаметру D трубопровода 4. Таким образом, предлагаема система резонансного наддува может обеспечить повышение расхода воздуха на двигателе во всем диапазоне числа оборотов, достига максшчума до 10% в резонансной, зоне. Она выгодно от .личаетс от известных систем резонансного ндддува меньшими габаритными размерами и большей компактностью. Формула изобретени Система резонансного наддува поршневой машины, например двигател внутрениего сгорани , содержаща впускной коллектор, объедин ющий цилиндры двигател с равномерными и несовпадающими фазами впуска и снабженный глузсой торцовой стенкой и противолежащей ей стенкой с отверстием, к кото-, рому подключен трубопровод резонансной длины, от личающа с тем,что,с целью у леньшени габаритов система, трубопровод частично размещен внутри впускного коллектора, причем -зазор между внутренним торцом тру бопровода и торцовой стенкой коллектора выполнен pasHbDvi диаметру трубопровода . .Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1470346. кл, F 02 В 27/00, опублик. 1977. The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine-building, in particular to engines using the kinetic or wave energy of an air charge in intake systems. There are known systems of resonance above the engine two inside the internal combustion engine, which contains an intake manifold connected to the engine cylinders through an individual impulse nozzle for internal combustion. resonant length 1. However, such systems have a large metal content and large dimensions, since nozzles having a length of one meter or more are connected to each cylinder. Also known is the system of resonant pressurization of piston machines, for example. internal combustion engines containing an intake manifold combining the engine cylinders with a uniform HbTviH. and mismatched inlet phases and provided with a blank end wall and an opposite wall with a hole to which the resonant length 2 pipeline is connected. However, the known system has increased length or height dimensions determined by the length of the resonant length of the pipeline. The purpose of the invention is to reduce the size of the system / 1y resonant supercharging. The goal is achieved by the fact that the pipeline is partially placed inside the intake manifold, with the gap between the inner end of the pipe and pipeline and the end wall of the collector being equal to the diameter of the pipeline. FIG. 1 shows the proposed system of resonant supercharging and FIG. 2 - Helmholtz resonator, explaining the principle of operation; in fig. 3 results of comparative tests of the system, in FIG. 4 - results of the IS: torture in assessing the influence of the gap between the internal end of the pipeline and the end wall of the collector. In the proposed system of resonant supercharging, cylinders 1 of engine 2, having uniform and non-coincident phases, intake, are combined by intake manifold 3 with volume V, inside which pipeline 4 of resonant length P and diameter D is partially located. Inner end 5 of pipeline 4 is installed with respect to blind end face the wall 6 of the collector 3 with a gap E, and the outer end 7 of the pipe 4 is attached to the wall with an opening 8. Moreover, in the volume V of the collector 3 the volume occupied by the pipeline is not taken into account, and the gap is equal to the diameter D of the pipe 4. C the acoustic point of view is an oscillatory system consisting of a reservoir (collector) and pipe 1. 2) is the Helmholtz resonator, the natural frequency of oscillation of the air column in which is determined by the known relationship where V is the collector volume, 1 is the length of the pipeline, m; S is the cross-sectional area of the pipeline, C is the speed of sound in air, m / n is the circular chitote of self oscillations, 1 / s. One of the properties of the Helmholtz resonator is, as is well known, that its frequency response does not depend on the shape of the reservoir. If the geometrical dimensions of the reservoir change so that its volume V remains constant, then the natural frequency of the oscillations will not be. This feature of the Helmholtz resonator was used in the proposed system of resonant supercharging. The intake system is tuned to resonance with the selected harmonic of the disturbing pulse from the suction effect of the pistons by selecting the values. V, S and f by the ratio of C1). Moreover, this dependence can be used only for an enlarged selection of tuning elements, since it does not take into account the following factors: the addition of variable volumes to the volume V of the cylinder volumes during engine operation; movement of the air column in the system; local resistances when air flows in the system. The system of resonant boost works as follows. From the suction action of the pistons,. In the cylinders 1 of the engine 2, forced pressure kicks in the resonant supercharging system develop. When one of the harmonics of the forced oscillation coincides with the natural frequency of the system, there are developed resonant oscillations in the system, which ensure an increase in the air flow rate or the working mixture in a certain section (or parts) of the engine speed characteristic. If local impedances are present at the entrance to the resonant pressurization system (air cleaner, silencer, etc.), the proposed system is rebuilt from their influence as well as the known systems, i.e. installation in front of them reflectors pulses in the form of additional volumes or resonators. Experiments: The mental check of the proposed system was carried out on a six-cylinder V-shaped four-stroke engine / having two blocks of three cylinders in a row, each block combining cylinders with equal alternation of intake cycles and non-matching Iv and inlet phases. The inlet manifold carries a volume of 37 liters without taking into account the internal pipeline with a 70 mm diameter and 470 mm resonant length. The distance (clearance) from the inner end of the pipeline to the blind end wall of the collector is 70 mm. The test results (Fig. 3) of the proposed resonant pressurization system with the internal location of the pipeline were compared with the parameters of the known system having the external location of the pipeline (curve 9), as well as with the control system having no resonant zones and consisting of one intake manifold without resonator (curve 10). The change in air flow was determined by measuring the pressure of the end of the compression stroke Pj. in one of the cylinders with the nozzle off. As follows from FIG. 3, the proposed resonant pressurization system provides an increase in air consumption throughout the entire range of engine crankshaft rotation frequency (curve 9) almost equally with the known system (up to 10%), which differs favorably from the latter in smaller dimensions and more compactness. FIG. Figure 4 shows the effect of the gap f between the inner end of the pipeline and the hollow end wall of the collector on the work efficiency. As follows from FIG. 4, to maintain the efficiency of the resonant pressurization system, the gap B should be approximately equal to the internal diameter D of the pipeline 4. Thus, the proposed resonant pressurization system can increase the air flow at the engine over the entire speed range, reaching max. 10% in the resonant zone . It compares favorably with known resonant NDDUV systems in smaller overall dimensions and greater compactness. The invention The resonant pressurization system of a piston machine, such as an internal combustion engine, contains an intake manifold combining engine cylinders with uniform and mismatched inlet phases and provided with a continuous face wall and an opposite wall with a hole that has a resonant length of resonant length and a resonant length to the resonant length of the resonant length of the engine. with the aim of having a system of dimensions of a lazy, the pipeline is partially located inside the intake manifold, and the gap between the inner end of the pipeline and the face reservoir wall formed pasHbDvi pipe diameter. Sources of information taken into account in the examination 1. UK Patent No. 1470346.kl, F 02 B 27/00, published. 1977.
2.Вихерт М.М. и Литинский М.А. Впускные трубопроводы современных дизелей- Автсмобильна промышленность, 1977 12, с. 34-37.2.Vichert M.M. and Litinsky MA Intake pipes of modern diesel engines - Avtmobilena industry, 1977 12, p. 34-37.
Фиг. 2FIG. 2