Выпускная система двигателя внутреннего сгорания

Выпускная система двигателя внутреннего сгорания

Реферат

 

Использование: в машиностроении, в частности в двигателестроении, а именно в устройстве трубопроводов с регулируемой эффективной длиной для двухтактных двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение эффективности. Сущность изобретения: выпускная система содержит выпускной трубопровод, соединенный с цилиндром двигателя, и подвижно установленный на трубопроводе насадок, причем выпускной трубопровод и насадок снабжены соответственно продольной и наклонной прорезями. В выпускном трубопроводе установлен поршень с возможностью осевого перемещения, причем в днище поршня выполнено углубление в виде конуса, основание которого обращено в сторону цилиндра двигателя. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к устройству трубопроводов с регулируемой эффективной длиной для двухтактных двигателей внутреннего сгорания.

В двухтактных двигателях внутреннего сгорания необходимо для улучшения очистки цилиндра от отработавших газов после открытия выпускного окна создать пониженное давление в трубопроводе выпускного окна, а перед закрытием окна - повышенное давление для того, чтобы задержать выход топливовоздушной смеси в выпускной трубопровод и увеличить коэффициент наполнения.

Известна выпускная система ДВС, содержащая подключенный к цилиндру двигателя выхлопной трубопровод с установленным в нем диффузором, который жестко соединен с цилиндрической частью, и конфузор, установленный в проставке с возможностью продольного перемещения. Перемещением конфузора регулируют время прихода волны сжатия к выпускному окну в зависимости от оборотов двигателя [1] .

Недостатком этой выпускной системы является невозможность регулирования времени прихода волны разрежения к выпускному окну, т. к. диффузор установлен жестко. Кроме того, габариты и масса системы больше, т. к. максимальный диаметр конфузора, диффузора и соединяемой их цилиндрической части по меньшей мере в два раза больше диаметра трубопровода. Таким образом, система обеспечивает работу двигателя с лучшими параметрами только на одном режиме оборотов двигателя и имеет повышенные габариты и массу.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является система ДВС, которая состоит из соединенного с цилиндром двигателя трубопровода с продольной прорезью и установленного на нем с возможностью вращения цилиндрического насадка с наклонной прорезью. Работа системы основана на продольном перемещении окна, образующегося в результате скрещивания продольной и наклоной прорезей трубопровода и насадка в зависимости от угла поворота насадка, чем достигается регулирование времени прохождения волны от выпускного органа до окна и обратно [2] .

Недостатком прототипа является тот факт, что часть топливовоздушной смеси, выходящей в выхлопной трубопровод, теряется при продувке цилиндра двигателя, т. к. в прототипе не предусматривается создание волны давления за выпускным окном в трубопроводе в конце продувки. Поэтому применение такой выпускной системы нецелесообразно для двухтактных ДВС.

Целью изобретения является повышение эффективности.

Поставленная цель достигается тем, что в выпускной системе, состоящей из соединенного с цилиндром двигателя трубопровода с продольной прорезью и установленного на нем с возможностью вращения цилиндрического насадка с наклонной прорезью, трубопровод снабжен поршнем, установленным с возможностью продольного перемещения, при этом сторона поршня, обращенная к двигателю, может быть выполнена в виде конуса.

В отличие от прототипа в заявляемой выпускной системе кроме изменения длины трубопровода путем перемещения окна и тем самым изменения времени прихода волны разрежения к выпускному окну имеется возможность изменять длину трубопровода продольным перемещением поршня, изменяя время прихода волны сжатия. Такая организация движения в выпускном трубопроводе позволяет более эффективно использовать волновые процессы и существенно увеличить коэффициент наполнения на различных режимах.

Известно применение устройств с изменяемой длиной трубопровода с целью создания в нем разрежения и применение поршней с различными конечными эффектами, причем подвижный поршень, одна станка которого выполнена в виде конфузора, в ранее заявляемых выпускных системах не использовался, как и сочетание этих устройств и новый заявляемый признак, а именно отражение волн от подвижного поршня и поршня, стенка которого выполнена в виде конфузора, что увеличивает длину отраженной волны. Использование сочетания известных устройств и нового признака позволяет получить в заявляемой выпускной системе ДВС новый положительный эффект и новое свойство. Новый положительный сверхсуммарный эффект обусловлен тем, что одновременно используется энергия двух видов волн и независимое их регулирование, что является новым свойством.

На фиг. 1 показана заявляемая выпускная система ДВС; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Выпускная система ДВС содержит соединенный с цилиндром двигателя выпускной трубопровод 1, снабженный продольной прорезью 2, цилиндрический насадок 3 с наклонной прорезью 4 и подвижный поршень 5, установленный в трубопроводе 1.

Система работает следующим образом. Волна сжатия, возникшая в результате открытия выпускного органа движется по трубопроводу 1 в направлении поршня 5. При достижении волной участка трубопровода с окном, образующимся в результате совпадения продольной прорези 2 и наклонной прорези 4, происходит взаимодействие этой волны с окном, в результате чего образуется волна разрежения, движущаяся в обратном направлении к выпускному органу, и волна сжатия, движущаяся к поршню 5. Волна разрежения, подойдя к выпускному органу, понижает давление за ним и улучшает продувку цилиндра двигателя. Волна сжатия, отразившись от поршня 5, движется в обратном направлении к выпускному органу, подходит к последнему перед его закрытием и повышает давление в зоне выпускного окна, что ведет не только к предотвращению выброса топливовоздушной смеси из цилиндра в выпускной трубопровод, но и к обратному течению смеси в цилиндр, повышению коэффициента наполнения. Поворот насадка 3 на определенный угол и тем самым изменение положения окна по длине трубопровода и положения поршня 5 в соответствии с режимом работы двигателя могут осуществляться каким-либо регулятором.

Таким образом, технические преимущества заявляемой выпускной системы заключаются в возможности значительного повышения давления за выпускным органом в конце продувки и понижения давления в процессе продувки, что ведет к уменьшению выброса свежей горючей смеси в выпускную систему и увеличению наполнения цилиндра двигателя.

Заявленная выпускная система ДВС позволяет использовать волновые процессы в выпускной системе для увеличения коэффициента наполнения и улучшения продувки цилиндра двигателя, что приводит к увеличению мощности и улучшению топливной экономичности двигателя. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1460325, кл. F 02 B 27/04, 1987.

2. Авторское свидетельство СССР N 544759, кл. F 02 B 27/00, 1976.

Формула изобретения

1. ВЫПУСКНАЯ СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая выпускной трубопровод, соединенный с цилиндром двигателя, и подвижно установленный на трубопроводе насадок, причем выпускной трубопровод и насадок снабжены соответственно продольной и наклонной прорезями, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, в выпускном трубопроводе установлен поршень с возможностью осевого перемещения.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в днище поршня выполнено углубление в виде конуса, основание которого обращено в сторону цилиндра двигателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2