SU498407A1 - Resonant supercharging system for internal combustion engine - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к воздуховпускным системам двигателей, в частности к системам с использованием колебаний столба воздуха в трубопроводах дл  улучшени  наполнени  двигател  внутреннего сгорани .The invention relates to air intake systems of engines, in particular to systems using oscillations of an air column in pipelines to improve the filling of an internal combustion engine.

Известны системы резонансного наддува двигател  внутреннего сгорани , содержащие впускную магистраль и подключенный к ней резонатор, настроенные на использование резонансных колебаний столба воздуха при работе двигател  с определенным числом оборотов и близких к нему значени х.The systems of resonant supercharging of an internal combustion engine are known, which contain an intake manifold and a resonator connected to it, which are configured to use resonant oscillations of the air column when the engine is operated at a certain number of revolutions and close to it.

На режимах с числом оборотов, отличаюи ,имс  от расчетного, частота колебаний в магистрали не используетс  дл  улучшени  наполнени  двигател .On modes with a number of revolutions different from the calculated one, the frequency of the oscillations in the highway is not used to improve the filling of the engine.

Целью изобретени   вл етс  расширение д,иапазона резонансных режимов.The aim of the invention is to expand the d, and the range of resonant modes.

Дл  этого в предлагаемой системе магистраль выполнена по меньшей мере с одним дополнительным резонатором, подключенным к ней при помош,и запорного органа, и снабжена подсоединенным к последнему через сервопривод датчиком давлени .For this, in the proposed system, the line is made with at least one additional resonator connected to it with the aid of a shut-off member and provided with a pressure sensor connected to the latter via a servo drive.

На фиг. 1 показана система, обш,ий вид; на фиг. 2-3 - конструкци  запорного органа, сервопривода и датчика давлени .FIG. 1 shows the system, general, and its form; in fig. 2-3 - construction of the locking member, servo drive and pressure sensor.

Двигатель внутреннего сгорани  1 снабжен впускным коллектором 2, сообш,енным с фильтром - воздухоочистителем 3 при помош,иThe internal combustion engine 1 is equipped with an intake manifold 2 connected with an air cleaner 3 with a filter and

впускной трубы 4. К магистрали подключен резонатор Гельмгольца 5. Резонансна  длина от коллектора до резонатора равна резонансной длине дл  малого расчетного числаinlet pipe 4. A Helmholtz resonator 5 is connected to the highway. The resonant length from the collector to the resonator is equal to the resonant length for a small calculated number

оборотов Пм коленчатого вала двигател .rpm engine crankshaft.

К трубопроводу 4, на рассто нии Lyi от коллектора , соответствующем резонансной длине трубопровода дл  большого расчетного числа оборотов (например, номинального /гн), подключен дополнительный резонатор 6, настроенный на это число оборотов. В горловине резонатора установлена (фиг. 2) поворотна  заслонка 7 с кривошипом 8. Палец кривошипа размещен в поперечном пазу штока 9, ввернутого в  корь 10 магнита 11. Шток соединен со спиральной пружиной 12, закрепленной вторым концом на резонаторе. Обмотка статора магнита питаетс  током от бортовой сети машины через микропереключатель 13, установленный на неподвижной крышке анероидной коробки 14. С внешней стороны на коробку действует атмосферное давление, с внутренней - давление в полости системы, завис щее от числа оборотов коленчатого вала двигател .To pipeline 4, at a distance Lyi from the collector, corresponding to the resonant length of the pipeline for a large design speed (for example, nominal / g), an additional resonator 6 is connected, which is tuned to this number of turns. A rotary valve 7 with a crank 8 is installed in the neck of the resonator (FIG. 2). The crank pin is located in the transverse groove of the rod 9 screwed into the bore 10 of the magnet 11. The rod is connected to the helical spring 12 fixed to the resonator by the second end. The stator winding of the magnet is powered by the machine’s on-board network through a microswitch 13 mounted on the fixed cover of the aneroid box 14. At the outside, the box is subject to atmospheric pressure, and from the inside, the pressure in the system cavity depends on the engine crankshaft speed.

Резонансна  длина Lyi подобрана экспериментально на работающем двигателе при числе оборотов коленчатого вала с отсоединенными от системы резонаторами и воздухоочистителем . Конец трубы 4 сообщен с большойThe resonant length of Lyi was chosen experimentally with the engine running at the number of revolutions of the crankshaft with the resonators and the air cleaner disconnected from the system. The end of the pipe 4 is communicated with a large

(0,3-0,5 м) емкостью воздухомерного устройства , подключенного на впуске. При неизменных оборотах Пм через небольшие промежутки увеличивают длину впускной трубы 4 и при каждой новой длине измер ют расход воздуха через двигатель и фиксируют амплитуду колебаний давлени  у впускных клапанов . Максимальному расходу и амплитуде будет соответствовать резонансна  длина LM. Резонансна  длина LH подбираетс  аналогично, но при оборотах Пн.(0.3-0.5 m) capacity air-measuring devices connected to the inlet. At constant RPM rpm, the length of the intake pipe 4 is increased at short intervals, and at each new length the air flow through the engine is measured and the amplitude of pressure fluctuations at the inlet valves is recorded. The maximum flow rate and amplitude will correspond to the resonant length of the LM. The resonant length LH is chosen similarly, but at revs Mon.

Резонаторы 5 и 6 выполнены так, что длина канала, соедин ющего их с магистралью, отвечает соотношениюResonators 5 and 6 are designed so that the length of the channel connecting them to the trunk corresponds to the ratio

. 22.5(yf,(„. 22.5 (yf, („

а - скорость звука в системе, м/сек,a - speed of sound in the system, m / s,

i - тактность двигател ,i - engine tact,

Z - число цилиндров, объединенных коллектором ,Z is the number of cylinders connected by a manifold

  - расчетное число оборотов Пм коленчатого вала дл  резонатора 5, Пн - дл  резонатора 6, об/мин,- the estimated number of revolutions PM of the crankshaft for the resonator 5, Mon - for the resonator 6, rpm,

5 - плошадь поперечного сечени  горла резонатора , м5 - area of the throat cross section of the resonator, m

V-объем резонатора, м.V-volume of the resonator, m.

Пружина 12 сервопривода выбрана так, чтобы создаваемое ею усилие обеспечивало надежное без вибраций открытое положение (на фиг. 2 изображено пунктиром) заслонки 7 при оборотах Пц. Усилие магнита в 2-2,5 раза больше силы максимально раст нутой пружины дл  обеспечени  надежного закрытого положени  заслонки при оборотах Пц. Так как при оборотах Пп двигатель работает больше, чем при Пм, то дл  удержани  заслонки в открытом положении (при Дн) выбрана пружина , а не магнит. При таком решении обмотка магнита меньшее врем  находитс  под током.The spring 12 of the servo drive is selected so that the force it creates ensures a safe, vibration-free open position (shown in FIG. 2 as a dotted line) of the shutter 7 at RPs. The force of the magnet is 2–2.5 times the force of the maximum stretched spring to ensure a reliable closed position of the valve at RPs. Since the engine is running more at RP speed than at PM, a spring, rather than a magnet, is selected to hold the valve in the open position (at DN). With this solution, the magnet winding is under current for less time.

Анероидна  коробка размещена вне магистрали и сообщена с ней своей внутренней полостью .The aneroid box is placed outside the line and communicated with it by its internal cavity.

При работе двигател  с номинальным числом оборотов (пи или близким к нему значением , разность давлений снаружи и внутри коробки 13 - достигает максимального значени . Под действием разр жени  внутри коробки , она сокращаетс  и ее крышка нажимает на кнопку микропереключател , обмотка электромагнита обесточена. Заслонка 3 под действием усили  пружины перемещаетс  в открытое положение, и резонатор 6 подключен к системе . Волны давлени  из коллектора 1, перемеща сь по магистрали вдоль резонансной длины LH, достигают резонатора 6 и отражаютс  им назад к впускным клапанам. Колебани  давлени  у впускных клапанов увеличивают наполнение цилиндров. Участок магистрали 4 между резонатором 6 и 5 практически не участвует в колебательных процессах в системе , так как объем и место установки резонатора 6 соответствует отражению от него волн давлени  При числе оборотов Пн, что практически исключает проникновение волн давлени  к резонатору 5.When the engine is operating at a nominal speed (pi or close to it, the pressure difference outside and inside box 13 reaches its maximum value. Under the action of discharge inside the box, it is reduced and its cover presses the microswitch button, the electromagnet winding is de-energized. Valve 3 the force of the spring moves to the open position, and the resonator 6 is connected to the system. The pressure waves from the collector 1, moving along the line along the resonant length LH, reach the resonator 6 and are reflected back to the inlet valves. Pressure fluctuations at the inlet valves increase cylinder filling. Line 4 between the resonator 6 and 5 practically does not participate in oscillatory processes in the system, since the volume and installation location of the resonator 6 corresponds to the reflection of pressure waves from it. , which practically excludes penetration of pressure waves to the resonator 5.

При работе двигател  с числом оборотов га,, максимального крут щего момента Им и близкими к нему значени ми разность давлений снаружи и внутри анероидной коробки уменьщаетс , коробка удлин етс  пружиной 15.When the engine is operating with the engine speed of max. Maximum torque. By him and close to him, the pressure difference outside and inside the aneroid box is reduced, the box is lengthened by the spring 15.

Штифт микропереключател  13 освобождаетс  и следовательно, обмотка электромагнита включаетс  в цепь электропитани ,  корь его вт гиваетс . Заслонка 7 закрыта, и резонатор 6 отключен от системы. Волны давлени  изThe pin of the microswitch 13 is released and consequently, the winding of the electromagnet is included in the power supply circuit, its measles is retracted. The valve 7 is closed, and the resonator 6 is disconnected from the system. Pressure waves from

коллектора распростран ютс  по магистрали 4 на резонаторную длину и отражаютс  от резонатора 5 к впускным клапанам. Колебани  давлени  у клапанов обеспечивают наполнение цилиндров и на этом режиме.the collector extends along line 4 to the resonator length and is reflected from resonator 5 to the inlet valves. Pressure fluctuations at the valves ensure the filling of the cylinders even in this mode.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Система резонансного наддува двигател  внутреннего сгорани , содержаща  впускную магистраль и подключенный к ней резонатор, отличающа с  тем, что, с целью расширени  диапазона резонансных режимов, магистраль выполнена по меньшей мере с одним дополнительным резонатором, подключенным к ней при помощи запорного органа, и снабжена подсоединенным к последнему через сервопривод датчиком давлени .The resonant supercharging system of the internal combustion engine, comprising an intake manifold and a resonator connected to it, is characterized in that, in order to expand the range of resonant modes, the manifold is made with at least one additional resonator connected to it by means of a shut-off member, and is fitted with to the latter via a servo pressure sensor. Pui 2Pui 2 . ПТП i. PTP i (риг J(rig J