Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий компрессор наддува , охладитель наддувочного воздуха и расширяющийся по ходу газа воздухонапорный патрубок, подключенный через круглое входное сечение к компрессору наддува, а через прямоугольное выходное сечение к охладителю и снабженный двумя поворотными участками, объединенными при помощи боковой, внещней и наклонной стенок, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности путем повышения равномерности заполнения воздухом выходного сечения воздухонапорного патрубка , последний снабжен по меньшей мере двумя разделительными винтообразными перегородками , расположенны.ми во входном сечении параллельно друг другу с уменьшающимся от внещней стенки шагом, а в выходном сечении с равномерным щагом по центральной линии; параллельной боковой стенке , причем во входном сечении угол между винтообразными перегородками и плоскостью , перпендикулярной этому сечению и проходящей через центры входного и выходного сечений, со стороны наклонной стенки выполнен меньще 90°, но больще величины угла наклона плоскости к выходному сечеS нию, а в последнем угол между винтообразными перегородками и боковой стенкой со (Л ставляет 60-90° и увеличивается к внещней стенке. от ю О5 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) F 02 В 29/04; F 02 В 33/44 ь ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (.21) 3342572/25-06 (22) 01. 10.81 (46) 07.11.83. Бюл. № 41 (72) Ф. Г. Гринсберг, А. М. Скаженик, А. А. Куликов, М. Л. Копылов С. Л. Левкович и О. П. Довгань (53) 621.431.3 (088.8) (56) 1. Синенко Н. П. и др. Тепловозный дизель Д-70. M., «Транспорт», 1966, с. 12, ис. 9.

54) (57) 1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ, содержащий компрессор наддува, охладитель наддувочного воздуха и расширяющийся по ходу газа воздухонапорный патрубок, подключенный через круглое входное сечение к компрессору наддува, а через прямоугольное выходное сечение к охладителю и снабженный двумя поворотными участками, объединенными при помощи боковой, внешней и наклонной стенок, отличающийся тем, что, с целью повышения

„„Я0„„1052691 A экономичности и надежности путем повышения равномерности заполнения воздухом выходного сечения воздухонапорного патрубка, последний снабжен по меньшей мере двумя разделительными винтообразными перегородками, расположенными во входном сечении параллельно друг другу с уменьн ающимся от внешней стенки шагом, а в выходном сечении с равномерным шагом по центральной линии; параллельной боковой стенке, причем во входном сечении угол между винтообразными перегородками и плоскостью, перпендикулярной этому сечению и проходящей через центры входного и выходного сечений, со стороны наклонной стенки выполнен меньше 90, но больше величины угла наклона плоскости к выходному сечению, а в последнем угол между винтообразными перегородками и боковой стенкой составляет 60 — 90 и увеличивается к внешней стенке.

1052691

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что угол между перегородками в выходном сечении увеличивается в арифметической прогрессии.

3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что шаг расположения винтообразных перегородок уменьшается в арифметиИзобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, в частности к устройству систем охлаждения наддувочного воздуха двигателей внутреннего сгорания.

Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие компрессор наддува, охладитель наддувочного воздуха и расширяющийся по ходу газа воздухонапорный патрубок, подключенный через круглое входное сечение к компрессору наддува, а через прямоугольное выходное сечение к охладителю и снабженный двумя поворотными участками, объединенными при помощи боковой, внешней и наклонной стенок (1).

Однако в таких двигателях из-за несимметричности внутренней полости патрубка, изогнутости в двух направлениях и высокой степени расширения поток воздуха отрывается от стенок и деформируется в нескольких направлениях. В результате возникают неравномерность поля скоростей во входном сечении охладителя и повышенные гидравлические потери. Экспериментально установлено, что при этом недоиспользуется более половины входного сечения и 27 /О объема охладителя, что приводит к снижению надежности и эффективности работы охладителя и двигателя в целом.

Цель изобретения — повышение экономичности и надежности двигателя путем повышения равномерности заполнения воздухом выходного сечения воздухонапорного патрубка.

Указанная цель достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем компрессор наддува, охладитель наддувочного воздуха и расширяющийся по ходу газа воздухонапорный патрубок, подключенный через круглое входное сечение к компрессору наддува, а через прямоугольное выходное сечение к охладителю и снабженный двумя поворотными участками, объединенными при помощи боковой, внешней и наклонной стенок, воздухонапорный патрубок снабжен по меньшей мере двумя разделительными винтообразными перегородками, ческой прогрессии, в которой отношение последнего члена к первому равно 0,5.

4. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что в патрубке, снабженном двумя винтообразными перегородками, максимальное расстояние их от окружности входного сечения выполнено равным 1/6 — 1/8 его диаметра. расположенными во входном сечении параллельно друг другу с уменьшающимся от внешней стенки шагом, а в выходном сечении с равномерным шагом по центральной линии, параллельной боковой стенке, причем во входном сечении угор между винтообразными перегородками и плоскостью, перпендикулярной этому сечению и проходящей через центры входного и выходного

10 сечений со стороны наклонной стенки выполнен меньше 90, но больше величины угла наклона этой плоскости к выходному сечению, а в последнем угол между винтообразными перегородками и боковой стенкой выполнен 60 — 90 и увеличивается к внешней стенке.

Угол между перегородками в выходном сечении увеличивается по арифметической прогрессии.

Шаг расположения винтообразных перегородок уменьшается в арифметической прогресии, в которой отношение последнего члена к первому равно 0,5.

В патрубке, снабженном двумя винтообразными перегородками, максимальное расстояние их от окружности входного сечения выполнено равным 1/6 — 1/8 его диаметра.

На фиг. 1 показан двигатель, общий вид; на фиг. 2 — патрубок с двумя разделительными стенками, вид со стороны входного сечения; на фиг. 3 — патрубок вид со сто30 роны выходного сечения; на фиг. 4- — разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 — патрубок с несколькими разделительными стенками, вид со стороны входного сечения; на фиг. 6— то же, вид со стороны выходного сечения; на фиг. 7 — разрез Б-Б на фиг. 6.

Двигатель 1 включает компрессор 2 наддува, охладител ь 3 н аддувоч ного воздуха и воздухонапорный, расширяющийся по ходу газа патрубок 4, подключенный круглым входным сечением 5 к компрессору 2, а прямоугольным выходным сечением 6 — к ох40 ладителю 3. Патрубок 4 снабжен двумя поворотными участками, объединенными боковой 7, внешней 8 и наклонной 9 стенками. В патрубке 4 размещены разделительные

1052691

3 винтообразные перегородки 10, при этом во входном сечении 5 угол 11 (угол 4п ) между винтообразными перегородками 10 и плоскостью 12, перпендикулярной этому сечению и связывающей центры входного 5 и выходного 6 сечений со стороны наклонной 9 стенки, выполнен меньше 90, но больше величины угла 13 (угла 1) наклона плоскости 12 к выходному сечению 6. В выходном сечении 6 угол 14 (угол tI q) между винтообразной разделительной 10 и боковой

7 стенками составляет 60 — 90 и увеличивается к внешней стенке. Винтообразные перегородки 10 расположены во входном сечении 5 параллельно друг другу с уменьшающимся от внешней стенки 8 шагом, в выходном сечении 6 — с равномерным шагом 15 по центральной линии 16, расположенной параллельно боковой стенке 7. Угол 14 между стенкой 7 и перегородкой 10 в выходном сечении 6 увеличивается в арифметической прогрессии в диапазоне 60 — 90 . Шаг 15 расположения винтообразных перегородок

10 выполнен уменьшающимся в арифметической прогрессии, в которой отношение последнего члена к первому равно 0,5. В патрубке 4, снабженном двумя винтообразными перегородками 10, максимальное расстояние 17 от окружности входного сечения

5 выполнено равным 1/6 — 1/8 его диаметра.

Двигатель работает следующим образом.

Воздух из компрессора 2 наддува через круглое входное сечение 5 попадает в полость патрубка 4, разделенную разделительными винтообразными перегородками 10. Изза наклона перегородок 10 к плоскости 12 под углом 11, определенным соотношением ,ф < с(д 9(), количество воздуха, направляемого в полость, примыкающую к наклонной стенке 9, увеличивается. По образовавшимся между перегородками IO каналам воздух движется к выходному сечению 6; в котором существенная доля воздуха направляется в полость, примыкающую к наклонной стенке 9 вследствие наклона в выходном сечении 6 перегородок 10 к стенке 7 под углом 14, определяемым соотношением

60 < Ь 90 .

Расположение винтообразных перегородок 10 параллельно друг другу с уменьша5 ющимися от внешней стенки 8 шагом приводит к тому, что по мере удаления от внешней стенки 8 и приближения к отрывным зонам в каналы между стенками поступает уменьшающееся количество воздуха. Выполнение перегородок 10 в выходном сечении

6 с равномерным шагом 15 по центральной линии 16 обеспечивает равномерность скоростей за счет увеличивающихся проходных сечений между стенками в части, расположенной ближе к центру выходного сечения

6 и уменьшающихся проходных сечений в остальной части.

При двух винтообразных перегородках

10 во входном сечении 5 предпочтителен вариант расположения на максимальном расстоянии 17 от окружности входного се20 чения 5 равном 1/6 — 1/8 его диаметра. Это уменьшает отрывные зоны у стенок патрубка при повороте потока.

Испытания предлагаемого устройства с шестью стенками 10 показали, что неравно25 мерность кинетической энергии потока воздуха в выходном сечении 6 патрубка 4 мо„жет быть уменьшена в 1,9 раза, гидравли ческие потери снижены в 1,3 раза, а степень заполнения сечения может быть повышена в 1,5 раза. При двух перегородках

10 неравномерность потока уменьшается в

1,6 раза, гидравлические потери — в 1,1 раза, а степень заполнения сечения повышается в 1,3 раза. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению температур наддувочного воздуха и выпускных газов, а так35 же к снижению удельного расхода топлива.

Таким образом, повышение равномерности заполнения воздухом выходного сечения патрубка приводит к повышению эффективности работы охладителя наддувочного воздуха и двигателя в целом, а также к

40 снижению теплонапряженности деталеи двигателя.

105269I

1052691

Составитель В. Козлов

Редактор Н. Стащишина Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Заказ 8819 26 Тираж;550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4