1 — топливный бак;2 — крышка бака;3 — топливный кран;4 — шланг;5 — карбюратор;6 — воздушный фильтр
Все конструкции двигателей внутреннего сгорания объединяет потребность в точном управлении расходом топливовоздушной смеси, поступающей в делатель. Здесь рассмотрены процессы перемешивания топлива с воздухом в правильных пропорциях, подачи этой смеси в цилиндр(ры) в объеме, соответствующем заданной частоте вращения двигателя, и отвода отработавших газов после окончания сгорания. Хотя принято разделять работу систем впуска и выпуска, полезно рассмотреть их вместе как процесс, в котором энергия топлива извлекается и превращается в полезную работу, а затем отводятся побочные продукты - тепло и шум.
ПравитьВо всем мире в качестве топлива для дорожных мотоциклов выбирают бензин, хотя разрабатывались и дизельные мотоциклетные двигатели. Существует множество альтернативных видов топлива, способных заменить бензин, но они либо более дорогие, либо менее эффективные. Бензин - это фракция сырой нефти, всемирно важного и исчерпаемого ресурса, извлекаемого из подземных залежей. Сырая нефть перерабатывается на нефтеперерабатывающих заводах путем перегонки (процесса, включающего нагрев сырой нефти и конденсацию различных фракций по мере их протекания через колонну, разделенную термостатированными каналами). Выбор бензина в качестве топлива обуславливается компромиссом между двумя свойствами: теплотворной способностью и испаряемостью (летучестью). Теплотворная способность топлива - это количество тепловой энергии, следовательно, полезная работа, которая может быть получена от заданного количества топлива. Испаряемость топлива - критерий того, насколько легко оно испарится при низких температурах В идеале двигателю внутреннего сгорания требуется легко испаряющееся топливо с высокой теплотворной способностью. Однако по мере роста теплотворной способности испаряемость топлива падает, а более низкая летучесть топлива затрудняет его воспламенение, Следовательно, необходим компромисс. Выбрав топливо, необходимо выяснить, в каких соотношениях требуется его смешивать с воздухом для обеспечения полного и эффективного сгорания. Когда воздуха мало, не сгоревшее топливо будет отводиться с отработавшими газами. Когда воздуха много, полезная энергия, получаемая с цилиндра, будет снижаться. Для обеспечения полного сгорания на 14.7 частей воздуха должна приходиться 1 часть топлива. Это топлизовоздушное соотношение называется стехиометрическим. Максимальная мощность достигается при недостатке воздуха до 10 % ("обогащенной" смеси), а максимальная экономичность достигается при избытке воздуха до 10%("обедненной" смеси). На самом деле конструкция двигателя и характеристики сгорания влияют на оптимальный состав смеси наравне с атмосферными условиями. В автомобильной отрасли ожидается появление двигателей с "обедненным сгоранием", способных работать при достаточно высоком топливовоздушном соотношении, при этом достигается невероятная экономия топлива. В целом фактические ограничения успешного сгорания находятся в пределах 12:1 и 18:1. Единственное, что теперь необходимо - надежная система подачи этой смеси к двигателю.
ПравитьСистема питания предназначена для хранения и подачи топлива к карбюраторам или форсункам. Топливо хранится в топливном баке, откуда поступает самотеком или подается под давлением при помощи насоса через фильтр, по топливопроводу к карбюраторам или форсункам. При использовании топливного насоса он располагается либо непосредственно внутри бака, либо снаружи в разрыве топливо¬провода. В баке располагается сетчатый фильтр, кроме того, может применяться дополнительный фильтр, который может располагаться как внутри, так и снаружи бака. В большинстве случаев для управления поступлением горючего применяется топливный кран с ручным или автоматическим вакуумным управлением, открывающий или перекрывающий подачу топлива из бака. На некоторых современных системах, использующих впрыск топлива. кран отсутствует как таковой, а функцию управления расходом топлива выполняет насос.
Более подробную информацию можно получить в разделе системы управления двигателем
ПравитьОсновная статья: Карбюратор
Карбюрация - это процесс насыщения воздуха распыленным жидким углеводородным топливом. На мотоциклах карбюратор все еще остается наиболее традиционным устройством для перемешивания и управления топливом и воздухом, хотя он начинает уступать системам впрыска топлива. В основной статье рассмотрены вопросы того,как карбюратор смешивает топливо в необходимых пропорциях, как осуществляется управление частотой вращения двигателя, как карбюратор может подстраиваться к изменяющимся нагрузкам, Прикладываемым к двигателю, и как эти и другие требования привели к развитию карбюраторов различного типа.
Основная статья: Система впрыска топлива
Сейчас системы впрыска топлива широко распространены на многих современных мотоциклах - там, где совершенствование конструкции карбюратора не обеспечивало требуемую мощность и не соответствовало конструкции двигателя. Кроме того, использование систем впрыска топлива облегчает выполнение строгих экологических требований.
Править
Схема установки турбонагнетателя (Yamaha XJ650T)
Разрез турбонагнетателя и предохранительного клапана мотоцикла Kawasaki ZX750T
Наддув и турбонаддув - два типа принудительного наполнения, термины, которые применяются по отношению к любому двигателю, в котором топливовоздушную смесь принудительно подается в двигатель (в противоположность всасыванию, называющемуся нормальным всасыванием). Принудительное наполнение применяется для улучшения индикаторного КПД за счет нагнетения максимального количества воздуха в двигатель. Есть два способа осуществления этого: применение нагнетателя или турбонагнетателя. Нагнетатель - это компрессор с механическим непосредственным приводом от двигателя, а турбонагнетатель - это компрессор, привод которого осуществляется от энергии отработавших газов. Нагнетатели редко встречаются на стандартных мотоциклах, в основном из-за объема, который они занимают. Их применение ограничено спринтом или драг-рейсингом.Турбонагнетатель состоит из компактной турбины, которая приводится в действие отработавшими газами, вращающейся с очень высокими скоростями (около 180 000 оборотов в минуту). На другом конце вала турбины расположен центробежный компрессор, применяющийся для нагнетания воздуха в двигатель при давлении, намного превышающем атмосферное. При увеличении объема воздуха, поступающего в камеру сгорания на каждом такте впуска, пропорционально увеличивается топливо. которое может быть подано и сожжено: таким образом, повышается мощность. Турбина также содержит клапан с датчиком давления, который называется "предохранительным клапаном" и служит для предотвращения роста давления во впускном коллекторе выше заданного предела, который обычно составляет около 15 psi.
В большинстве конструкций с турбонаддувом используется система впрыска топлива для управления количеством топлива, поступающего в цилиндр при любых заданных частоте вращения двигателя и давлении. Такое устройство позволяет избегать технических проблем с использованием карбюраторов при высоких давлениях, и может гарантировать степень точности, которая иначе была бы невозможна. Блок электронного управления контролирует частоту вращения двигателя, температуру и давление наддува для обеспечения постоянной корректировки количества топлива.
ПравитьБольшая часть баков изготавливается из стали методом штамповки, хотя теперь применяются и другие материалы, например, пластмассы, в первую очередь из-за снижения веса. В баке существует вентиляционное отверстие, обычно расположенное в крышке заливной горловины, позволяющее воздуху проникать внутрь бака по мере расходования запаса горючего. Кроме того, обычно присутствует вентиляционный шланг (для отвода выделений паров топлива в атмосферу или в систему снижения токсичности выхлопа) и шланг переполнения. Датчик уровня топлива часто располагают внутри бака, а на некоторых моделях в баке также находится топливный насос.
Топливо из бака подается либо самотеком, либо при помощи насоса. Оно через металлическую сетку или фильтр, кран, шланги подводится к карбюраторам или к топливнму коллектору и форсункам.
Править
Топливный кран с ручным управлением
Автоматический топливный кран
Топливный кран предназначен для управления подачей топлива из бака в систему питания: он позволяет перекрыть топливо, например, при снятии топливного бака. Кран располагается в самой низкой точке топливного бака и подключается к системе питания гибкими шлангами. На многих машинах устанавливается кран с ручным управлением. На его боковой поверхности располагается небольшой рычаг для выбора необходимых положений: ON (открыто), OFF (закрыто) и RES (резерв). Ротор, располагающийся внутри крана, позволяет топливу вытекать через выбранный канал к топливопроводу.В положении RES кран питается от второй подающей трубки, которая расположена в баке ниже, чем основная. Это положение предоставляет доступ к топливу, находящемуся на дне бака, и служит для напоминания о необходимости заправки топливом. Переход из положения ON в RES производится вручную, путем поворота рычага на кране. На многих современных мотоциклах устанавливается указатель уровня топлива или лампочка аварийного уровня топлива, это часто означает, что положение RES на кране отсутствует.
Автоматический топливный кран с вакуумным приводом - обычная альтернатива ручному приводу. Управление краном осуществляется при помощи гибкой диафрагмы, расположенной внутри корпуса. Кран при помощи резинового шланга соединяется с впускным каналом двигателя. Разрежение, присутствующее во впускном канале при работе двигателя, открывает топливный кран, подавая топливо в карбюратор. Как только двигатель перестает работать, во впускном трубопроводе устанавливается атмосферное давление. Кран закрывается.
На большинстве кранов с вакуумным приводом присутствует дополнительное положение резерва с ручным приводом, а также положение заполнения, обозначенное PR1. Последнее позволяет заполнить поплавковую камеру карбюратора после долгого периода, когда мотоцикл не эксплуатировался, или при осушении поплавковой камеры вследствие отсутствия топлива. Без этого приспособления было бы необходимо долго прокручивать двигатель, до тех пор, пока не натекло бы достаточное для пуска количество топлива.
Также были примеры топливных кранов с электрическим приводам. Мотоцикл FZR1000 компании Yamaha оснащался дополнительным управлением на панели обтекателя для облегчения переключения в положение резерва.
ПравитьВ большинстве случаев топливо из бака к карбюраторам поступает самотеком, и необходимости в насосе нет. Однако когда начали применяться спрямленные и почти вертикальные впускные каналы, карбюраторы и корпус воздушного фильтра сильно сместились вверх относительно рамы и стали занимать пространство, которое раньше отводилось топливному баку. Таким образом, бак должен был огибать корпус воздушного фильтра, и для сохранения его объема большая часть топлива стала находиться достаточно низко в задней части бака. Это и высокое расположение карбюраторов означает, что для подачи топлива из бака в карбюраторы необходим насос.
Мотоциклам с системой впрыска топлива насос нужен для достижения высокого давления топлива, требуемого системой. Обычно топливный насос, используемый системой впрыска, подает топливо под давлением от 30 до 50 psi, в сравнении с давлением от 1.5 до 3 psi насоса, используемого в карбюраторных системах питания.
Обычно у топливного насоса есть электрический привод, которым через реле управляет ECU или блок управления двигателем. Раньше были широко распространены конструкции насосов с механическим и вакуумным приводом, но они уступили место более надежным и компактным электрическим насосам.
Существует несколько видов топливных насосов:
Насос расположен либо в топливопроводе от бака, обычно после фильтра, или внутри топливного бака. Насосы высокого давления обычно погружены в топливо, или топливо проходит через них для охлаждения насоса.
ПравитьПравитьПричины, по которым двигатель нуждается в воздушном фильтре, не требуют развернутых объяснений, но способы очистки воздуха стоит рассмотреть. Как и многие другие узлы мотоциклов, воздушный фильтр за последние годы заметно усложнился, На смену ранним устройствам из проволочной сетки пришли более эффективные современные фильтры из гофрированной бумаги или из поролона, пропитываемого маслом. Оба типа фильтров эффективно улавливают пыль, содержащуюся в воздухе, которая в противном случае попадала бы в двигатель и способствовала износу разнообразных подвижных деталей. Следовательно, эксплуатация при отсутствии или повреждении фильтра существенно сокращает срок службы двигателя. Также в связи с тем, что для достижения необходимого соотношения топливовоздушной смеси пропускная способность фильтра рассчитывается в совокупное!» с системой питания, эксплуатация мотоцикла без фильтра илиезэгрязненнымфильтруюшимэлементом приводит к нарушениям в работе карбюратора.
На большинстве четырехтактных и на многих двухтактных двигателях применяется фильтрующий элемент из гофрированной бумаги, пропитанной смолой. Бумагу пропитывают смолой для предотвращения ее разбухания под воздействием влаги. Гофрирование позволяет получить максимальную площадь поверхности фильтрующего элемента в пределах, заданных размерами корпуса фильтра. Это позволяет наилучшим образом расположить отверстия в бумаге: чтобы уловить почти всю поступающую пыль, и в то же время не ограничить пропускную способность воздушного фильтра.
Структура пропитываемых маслом поролоновых фильтрующих элементов, встречающихся на большинстве небольших двухтактных двигателей, более грубая, и, на первый взгляд, они могут показаться менее эффективными. На практике промасленная поверхность, располагающаяся на пути поступающего воздуха, улавливает большую долю пыли.
Фильтрующие элементы всех типов требуют регулярной очистки или замены. Постепенно характеристика фильтра ухудшается до тех пор, пока не начнет влиять на состав смеси или пропускать пыль. При использовании бумажных элементов поры в бумаге все больше забиваются, сопротивление поступающему воздуху возрастает, и смесь переобогащается. При использовании поролонового элемента: как только промасленная поверхность покроется частицами пыли, фильтр утратит способность улавливать пыль до тех пор, пока фильтрующий элемент не будет очищен и заново пропитан маслом.
Править
Разрез воздушного фильтра
Раньше корпус воздушного фильтра только выполнял роль кожуха для фильтрующего элемента, и на большинстве небольших внедорожных мотоциклов это по прежнему так. В последние годы он превратился в неотъемлемую часть системы питания на спортивных и динамичных машинах, неразрывно работая со впускной системой двигателя.Он предназначен, для выполнения функции накопительной камеры; то есть он поддерживает относительно постоянные объем и давление воздуха, сглаживая изменения давления воздуха, происходящие при смене частоты вращения, таким образом, чтобы смесеобразование не ухудшалось. Это особенно важно для двухтактного двигателя, потому что, в против¬ном случае, постоянно изменяющееся давление и скорость воздуха затруднили бы обеспечение постоянного состава смеси.
Обычно для предотвращения ухудшения характеристик спортивных двухтактных мотоциклов, спроектированных на остове дорожных машин, фильтр и корпус-накопительную камеру оставляют полностью оригинальными. Этот эффект не столь ярко выражен на четырехтактных машинах, так как разрежение при впуске воздуха в камеру сгорания выше, но он по прежнему существенен.
Корпус воздушного фильтра выполняет еще одну важную роль - управления картерными газами.
ПравитьПрототип системы Ram-Air компании Suzuki представила в 70-е годы. В основе этой системы лежала теория о подаче максимально возможного количества воздуха в систему впуска, с использованием скорости мотоцикла, для забора, направления и сжатия поступающего воздуха. В современных конструкциях для повышения давления воздуха внутри корпуса воздушного фильтра используются всевозможные системы воздухозаборников, каналов и шлангов. Последней разработкой в области спортивных мотоциклов является система, в которой применена заслонка в корпусе воздушного фильтра, регулирующая расход воздуха на входе в фильтр согласию частоте вращения двигателя. В диапазоне от низких до средних частот вращения двигателя заслонка закрыта. В диапазоне от средних до высоких частот вращения двигателя заслонка открыта. Привод заслонки осуществляется тягой, присоединяемой к диафрагме, которая, в свою очередь, работает от разрежения во впускном коллекторе. Разрежением на диафрагме управляет электромагнитный клапан, а им, в свою очередь, управляет блок электронного управления. Задача системы состоит в том, чтобы регулировать параметры скорости и давления воздуха для их наилучшего соответствия всем диапазонам частот вращения двигателя.
ПравитьОсновная статья: Системы снижения токсичности выхлопа
В результате процесса сгорания в мотоциклетном двигателе образуются углеводороды (СН), окись углерода (СО) и оксиды азота (NO2). Выбросы CH состоят из сырого, несгоревшего топлива, которое проходит через двигатель. Они указывают на существенные нарушения в сгорании, смесеобразовании или на механическую неисправность. СО - частично сгоревшее топливо, избыток СО указывает на обогащение смеси, вызванное или избытком топлива, или недостатком воздуха. N02 образуется из-за чрезмерного обеднения смеси (недостатка топлива, избытка воздуха) или очень высоких температур двигателя.
Всемирная потребность в снижении количества вредных выбросов отработавших газах привела к развитию систем снижения токсичности выхлопа на автомобилях, обеспечивающих выполнение действующих норм. Хотя эти нормы в различных странах различны, в совокупности они привели к снижению шумов двигателя и выхлопа, а также снижению выбросов системами питания и выпуска. Строгие законодательные акты, ограничивающие уровень вредных выбросов, уже приняты в Калифорнии (США) и Швейцарии, а мотоциклы, предназначенные для этих регионов, оснащаются системами снижения токсичности выхлопа. С 2006 года обязательное ограничение выбросов мотоциклов, объем двигателя которых превышает 150 куб.см., касается государств - членов Европейского Сообщества.
Снижение шума выпуска было достигнуто за счет улучшения конструкции глушителя, а шума двигателя - за счет использования жидкостного охлаждения и виброизоляционных материалов. Снижение выбросов вредных испарений обеспечивается использованием систем, предотвращающих попадание в атмосферу кратерных газов и несгоревшего топлива (из дренажного отверстия топливного бака). Выбросы отработавших газов снижаются благодаря тщательному управлению подачей топлива, обеспечиваемому системой впрыска топлива, системам вторичного воздуха (рециркуляции воздуха), улучшающих догорание отработавших газов, и каталитическим нейтрализаторам.
ПравитьОсновная статья: Система выпуска
Система выпуска, как следует из ее названия, отводит отработавшие газы из камеры сгорания в атмосферу. Кроме того, глушитель должен ослабить до необходимого уровня взрывные импульсы выхлопа. Другой функцией системы выпуска является улучшение эффективности продувки, и это особенно важно для двухтактных двигателей. Так как система выпуска, в свою очередь, влияет на систему впуска и процессы смесеобразования.
ru.motorcycle.wikia.com
|
|
|
|
|
|  |
|
Система впуска двигателя включает в себя следующие узлы и детали.
1. Впускной воздушный патрубок.
2. Корпус воздушного фильтра.
3. Фильтрующий элемент.
4. Датчик массового расхода воздуха (в зависимости от системы управления двигателем).
5. Соединительные трубы.
6. Труба, идущая к турбокомпрессору (в зависимости от двигателя).
7. Труба, идущая от турбокомпрессора (в зависимости от двигателя).
8. Труба, идущая к промежуточному охладителю наддувочного воздуха (в зависимости от двигателя).
9. Труба, идущая от промежуточного охладителя наддувочного воздуха (в зависимости от двигателя).
10. Труба, идущая к впускному коллектору.
Фильтрующий элемент воздушного фильтра
Обычный воздушный фильтр представляет собой сменный гофрированный бумажный фильтрующий элемент с уплотнительной прокладкой из синтетического материала. Применяются в основном фильтры двух типов: панельные (используются на большинстве двигателей с впрыском топлива) и радиальные (карбюраторные двигатели). Воздушный фильтр задерживает частицы, которые могут повредить стенки цилиндров, поршни и поршневые кольца. Кроме того, он предохраняет от загрязнения датчик расхода воздуха, а также очищает воздух, используемый для вентиляции картера. Воздушный фильтр также выполняет роль глушителя системы впуска.
|
|
|
|
|
| |
|
Турбокомпрессор/промежуточный охладитель наддувочного воздуха
Турбокомпрессоры повышают мощность двигателей. По мере роста температуры подаваемого в цилиндры турбокомпрессорного двигателя воздуха повышается температура сгорания и соответственно увеличиваются выбросы вредных веществ. Поэтому в турбокомпрессорных двигателях применяется промежуточный охладитель наддувочного воздуха. Это обеспечивает снижение токсичности отработавших газов.
Охлаждение турбокомпрессора
Турбокомпрессор охлаждается жидкостью из системы охлаждения двигателя, что значительно понижает температуру корпуса подшипников, это, в свою очередь, снижает вероятность закипания масла и вызванных этим повреждений. Охлаждающая жидкость поступает по трубке из головки цилиндров. Охладив корпус подшипников, жидкость направляется к корпусу термостата.
Смазка турбокомпрессора
Точно отбалансированный вал турбокомпрессора вращается с очень высокой скоростью во втулках подшипников скольжения. Такое решение требует подачи большого количества масла, чтобы вал вращался на масляной подушке. Масло в турбокомпрессор поступает из системы смазки двигателя по специальной магистрали, идущей от переходника масляного фильтра, и отводится в поддон картера двигателя. Уплотнение между валом и корпусом подшипников обеспечивается кольцами (похожими на поршневые), расположенными в канавках вала. Точно отбалансированный вал турбокомпрессора вращается с очень высокой скоростью во втулках подшипников скольжения. Уплотнение между валом и корпусом подшипников обеспечивается кольцами (похожими на поршневые), расположенными в канавках вала.
|
|
|
|
|
| |
|
Система выпуска
Система выпуска отводит из цилиндров отработавшие газы, обеспечивая при этом низкое сопротивление, низкий уровень шума, и имеет длительный эксплуатационный ресурс. В систему входят выпускной коллектор, передняя часть выпускной трубы с каталитическим нейтрализатором и задняя часть выпускной трубы с глушителями. Глушитель обычно и поглощает, и резонирует звук отработавших газов. Части выпускной трубы соединяются друг с другом и крепятся под днищем кузова в различных местах через резиновые подушки. Участки системы выпуска, нагревающиеся до высоких температур, что может стать причиной повреждения других деталей, закрываются теплозащитными экранами.
Регулируемый глушитель
Некоторые модели автомобилей оснащаются регулируемым глушителем. При работе двигателя с частотой вращения коленчатого вала менее 3000 об/мин внутренний перепускной канал закрывается, что снижает уровень шума. При более высокой частоте вращения под действием противодавления перепускной канал открывается, повышая тем самым динамические показатели двигателя.
poznayka.org
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Трубопроводная конструкция системы впуска двигателя (1) внутреннего сгорания содержит впускной коллектор (12) и промежуточный охладитель (11). Впускной коллектор (12) соединен с крайним первым цилиндром (CY1) и крайним вторым цилиндром (CY4), которые наиболее отдалены друг от друга в блоке (14) цилиндров. В блоке (14) цилиндров цилиндры (CY1)-(CY4) размещены в ряд. Промежуточный охладитель (11) соединен с впускным коллектором (12). Центр по ширине промежуточного охладителя (11) на стороне воздухозаборного отверстия и центр по ширине промежуточного охладителя (11) на стороне коллектора (12) смещены в сторону крайнего второго цилиндра (CY4) от центральной линии (C1) направления блока (14) цилиндров. Центральная линия (C1) проходит в центре между осевой центральной линией (CT1) крайнего первого цилиндра (CY1) и осевой центральной линией (CT4) крайнего второго цилиндра (CY4). Промежуточный охладитель (11) размещен таким образом, что величина смещения центра (C2a) по ширине промежуточного охладителя (11) на стороне воздухозаборного отверстия от центральной линии (C1) направления блока (14) цилиндров больше величины смещения центра (C2b) по ширине промежуточного охладителя (11) на стороне коллектора (12) от центральной линии (C1) направления блока (14) цилиндров. Технический результат заключается в обеспечении распределения всасываемого воздуха, незначительно различающегося между цилиндрами. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к трубопроводной конструкции системы впуска двигателя внутреннего сгорания.
Уровень техники
[0002] Некоторое транспортное средство, такое как автомобиль, включает в себя промежуточный охладитель, чтобы охлаждать всасываемый воздух, температура которого увеличивается вследствие форсирования посредством нагнетателя наддува. При этом эффективность впуска для камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания транспортного средства может быть улучшена.
[0003] JP2009-270508A раскрывает двигатель внутреннего сгорания с промежуточным охладителем, в котором впускной коллектор и промежуточный охладитель объединены.
Сущность изобретения
[0004] В общем замысле, учитывая распределение всасываемого воздуха, промежуточный охладитель размещается таким образом, что центральная линия направления блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания практически совпадает с центральной линией по ширине промежуточного охладителя. Центральная линия направления блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания указывает центр между осевыми центральными линиями двух цилиндров, обеспеченных наиболее отдаленно друг от друга в блоке цилиндров.
[0005] Однако вследствие ситуации размещения вспомогательного механизма, такого как генератор переменного тока, возможен случай, когда промежуточный охладитель не может быть размещен таким образом. В случае когда промежуточный охладитель не может быть размещен таким образом, что центральная линия направления блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания совпадает с центральной линией по ширине промежуточного охладителя, распределение всасываемого воздуха становится значительно различным между цилиндрами. Следовательно, даже в случае, когда центральная линия направления блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания не может соответствовать центральной линии по ширине промежуточного охладителя, желательно делать распределение всасываемого воздуха незначительно различающимся между цилиндрами.
[0006] Целью настоящего изобретения является, даже в случае, когда промежуточный охладитель не может быть размещен таким образом, что центральная линия направления блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания практически совпадает с центральной линией по ширине промежуточного охладителя, выполнение распределения всасываемого воздуха незначительно различающимся между цилиндрами.
[0007] Согласно одному аспекту настоящего изобретения трубопроводная конструкция системы впуска двигателя внутреннего сгорания включает в себя впускной коллектор, соединенный с крайним первым цилиндром и крайним вторым цилиндром, которые обеспечены наиболее отдаленно друг от друга в блоке цилиндров, в котором множество цилиндров размещаются в ряд, и промежуточный охладитель, соединенный с впускным коллектором. Здесь, в трубопроводной конструкции системы впуска двигателя внутреннего сгорания, промежуточный охладитель размещается таким образом, что центр по ширине промежуточного охладителя на стороне воздухозаборного отверстия и центр по ширине промежуточного охладителя на стороне коллектора смещены в сторону крайнего второго цилиндра от центральной линии направления блока цилиндров в центре между осевой центральной линией крайнего первого цилиндра и осевой центральной линией крайнего второго цилиндра. Кроме того, в трубопроводной конструкции системы впуска двигателя внутреннего сгорания промежуточный охладитель также размещается таким образом, что величина смещения центра по ширине промежуточного охладителя на стороне воздухозаборного отверстия от центральной линии направления блока цилиндров больше величины смещения центра по ширине промежуточного охладителя на стороне коллектора от центральной линии направления блока цилиндров.
Краткое описание чертежей
[0008] Фиг. 1 - это вид спереди двигателя внутреннего сгорания с промежуточным охладителем в настоящем варианте осуществления.
Фиг. 2 - это вид сверху двигателя внутреннего сгорания с промежуточным охладителем в настоящем варианте осуществления.
Фиг. 3 - это вид спереди двигателя внутреннего сгорания с промежуточным охладителем в первом сравнительном примере.
Фиг. 4 - это вид спереди двигателя внутреннего сгорания с промежуточным охладителем во втором сравнительном примере.
Подробное описание вариантов осуществления
[0009] Далее в данном документе, вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на чертежи и т.п.
[0010] Фиг. 1 - это вид спереди двигателя внутреннего сгорания с промежуточным охладителем в настоящем варианте осуществления. Фиг. 2 - это вид сверху двигателя внутреннего сгорания с промежуточным охладителем в настоящем варианте осуществления. Эти чертежи показывают трубопроводную конструкцию системы впуска двигателя 1 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем.
[0011] Двигатель 1 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем включает в себя промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением (соответствующий промежуточному охладителю), впускной коллектор 12, канальный элемент 13 для всасываемого воздуха и блок 14 цилиндров. Двигатель 1 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем также включает в себя первый цилиндр CY1 (соответствующий крайнему первому цилиндру), второй цилиндр CY2, третий цилиндр CY3 и четвертый цилиндр CY4 (соответствующий крайнему второму цилиндру). Вспомогательный механизм, такой как генератор 21 переменного тока, размещается около двигателя 1 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем.
[0012] Промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением охлаждает воздух, проходящий через его внутреннее пространство. Промежуточный охладитель с жидкостным охлаждением увеличивает плотность всасываемого воздуха, температура которого увеличивается посредством сжатия нагнетателем наддува или т.п., и улучшает эффективность впуска для цилиндров. Проточный канал в промежуточном охладителе 11 с жидкостным охлаждением формируется в такой форме, что всасываемый воздух протекает в направлении практически вдоль боковых поверхностей 11s промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением в его внутреннем пространстве. Промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением соединяется с впускным отверстием участка 12a коллектора.
[0013] Впускной коллектор 12 включает в себя участок 12a коллектора и участки 12b ответвления. Проточные каналы для воздуха в участке 12a коллектора и участках 12b ответвления также формируются в формах практически вдоль внешних форм этих проточных каналов во внутренних пространствах этих проточных каналов. Впускное отверстие участка 12a коллектора соединяется с выпускным отверстием промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением. Четыре участка 12b ответвления протягиваются от участка 12a коллектора. Четыре участка 12b ответвления соединяются с цилиндрами CY1-CY4 в блоке 14 цилиндров.
[0014] Канальный элемент 13 для всасываемого воздуха предоставляет возможность всасываемому воздуху, сжатому посредством нагнетателя наддува (не показан), протекать в промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением. Проточный канал в канальном элементе 13 для всасываемого воздуха также формируется в направлении практически вдоль внешней формы канального элемента 13 для всасываемого воздуха внутри канального элемента 13 для всасываемого воздуха. Канальный элемент 13 для всасываемого воздуха соединяется с впускным отверстием нижнего участка (соединительного участка 11f) промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением со стороны четвертого цилиндра CY4.
[0015] Блок 14 цилиндров включает в себя четыре цилиндра из первого цилиндра CY1, второго цилиндра CY2, третьего цилиндра CY3 и четвертого цилиндра CY4. Первый цилиндр CY1, второй цилиндр CY2, третий цилиндр CY3 и четвертый цилиндр CY4 размещаются в ряд в направлении блока цилиндров (в горизонтальном направлении на фиг. 1). Первый цилиндр CY1 и четвертый цилиндр CY4 обеспечены наиболее отдаленными друг от друга. Цилиндры в блоке 14 цилиндров соединяются с четырьмя участками 12b ответвления впускного коллектора 12.
[0016] Фиг. 1 показывает центральную линию C1 направления блока цилиндров в центре между осевой центральной линией CT1 первого цилиндра CY1 и осевой центральной линией CT4 четвертого цилиндра CY4. Фиг. 1 также показывает центральную линию C2 по ширине промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением. Центральная линия C2 по ширине промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением является центральной линией между боковыми стенками 11s, за исключением участка выступа промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением в поперечном направлении промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением. Фиг. 1 показывает, что расстояние между центральной линией C2 и левой боковой стенкой 11s и расстояние между центральной линией C2 и правой боковой стенкой 11s одинаково равны w. Фиг. 1 также показывает ортогональную линию CL, ортогональную осевой центральной линии CT1 первого цилиндра CY1 и осевой центральной линии CT4 четвертого цилиндра CY4.
[0017] В трубопроводной конструкции системы впуска двигателя 1 внутреннего сгорания в настоящем варианте осуществления промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением размещается таким образом, что центр C2a по ширине промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением на стороне воздухозаборного отверстия и центр C2b по ширине промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением на стороне впускного коллектора 12 смещены в сторону четвертого цилиндра CY4 от центральной линии C1 направления блока цилиндров в центре между осевой центральной линией CT1 первого цилиндра CY1 и осевой центральной линией CT4 четвертого цилиндра CY4.
[0018] Промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением также размещается таким образом, что величина смещения центра C2a по ширине промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением на стороне воздухозаборного отверстия от центральной линии C1 направления блока цилиндров больше величины смещения центра C2b по ширине промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением на стороне впускного коллектора 12 от центральной линии C1 направления блока цилиндров. При этом промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением размещается наклоненным так, что центр C2a по ширине промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением на стороне впускного отверстия промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением размещается ближе к стороне четвертого цилиндра CY4, чем центр C2b по ширине промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением на стороне выпускного отверстия промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением.
[0019] Что касается вспомогательного механизма, такого как генератор 21 переменного тока, возможен случай, когда промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением размещается таким образом, что центр C2 по ширине промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением не совпадает с центральной линией C1 направления блока цилиндров. Даже в таком случае в настоящем варианте осуществления промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением обеспечен ближе к четвертому цилиндру CY4 и промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением размещается наклоненным так, что центр C2a по ширине промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением на стороне впускного отверстия размещается ближе к четвертому цилиндру CY4, чем центр C2b по ширине на стороне выпускного отверстия. Следовательно, без предоставления точки с малым радиусом кривизны в проточном канале для воздуха, протекающего в четвертый цилиндр CY4, воздух может протекать в четвертый цилиндр CY4 по маршруту стрелок A1, A2, показанному на фиг. 1.
[0020] Таким образом, маршрут воздуха, протекающего в четвертый цилиндр CY4, может быть маршрутом, не имеющим точки с малым радиусом кривизны. Таким образом, воздух может также протекать в четвертый цилиндр CY4 практически в том же объеме, в котором воздух протекает в первый цилиндр CY1. В результате объем всасывания воздуха от первого цилиндра CY1 к четвертому цилиндру CY4 может значительно не различаться между цилиндрами. Следует отметить, что результаты настоящего варианта осуществления будут описаны более подробно в сравнении с двигателем внутреннего сгорания сравнительных примеров, описанных позже.
[0021] Как описано выше, канальный элемент 13 для всасываемого воздуха подсоединяется от стороны четвертого цилиндра CY4 до стороны воздухозаборного отверстия промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением. В настоящем варианте осуществления канальный элемент 13 для всасываемого воздуха размещается таким образом, что нижний участок 13a канального элемента 13 для всасываемого воздуха в направлении, протягивающемся по нижней стороне промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением, является параллельным ортогональной оси CL.
[0022] Следует отметить, что в соединительном участке 11f между промежуточным охладителем 11 с жидкостным охлаждением и канальным элементом 13 для всасываемого воздуха площадь его сечения укрупняется, насколько возможно, чтобы улучшать эффективность впуска.
[0023] При этом, хотя промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением размещается наклоненным, канальный элемент 13 для всасываемого воздуха протягивается таким образом, что его нижний участок 13a является параллельным ортогональной линии CL, и непосредственно соединяется с нижним участком промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением. Другими словами, канальный элемент 13 для всасываемого воздуха не стоит вертикально, а непосредственно соединяется с нижним участком промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением, в то же время протягиваясь параллельно ортогональной линии CL. Следовательно, вертикальная длина всей трубопроводной конструкции системы впуска двигателя 11 внутреннего сгорания может быть сокращена, так что может быть предоставлен компактный двигатель 1 внутреннего сгорания.
[0024] В настоящем варианте осуществления соединительный участок 11f между канальным элементом 13 для всасываемого воздуха и промежуточным охладителем 11 с жидкостным охлаждением является нижним участком промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением. В канальном элементе 13 для всасываемого воздуха по мере отдаления от стороны четвертого цилиндра CY4 и приближения к стороне первого цилиндра CY1 расстояние от соединительного участка 11f до нижнего участка 13a канального элемента 13 для всасываемого воздуха постепенно становится более коротким.
[0025] При этом канальный элемент 13 для всасываемого воздуха может быть непосредственно соединен с нижним участком промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением, чтобы быть параллельным ортогональной линии CL. Следовательно, хотя промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением наклонен, вертикальная длина всей трубопроводной конструкции системы впуска двигателя 1 внутреннего сгорания может быть сокращена, так что может быть предоставлен компактный двигатель 1 внутреннего сгорания.
[0026] Дополнительно, в двигателе 1 внутреннего сгорания в настоящем варианте осуществления промежуточный охладитель 1 с жидкостным охлаждением и канальный элемент 13 для всасываемого воздуха соединяются таким образом, что нижний конец 11b промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением на стороне четвертого цилиндра CY4 совпадает с верхним концом 13b участка канального элемента 13 для всасываемого воздуха, участка, протягивающегося параллельно ортогональной линии CL. Нижний конец 11c промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением на стороне первого цилиндра CY1 размещается на нижней стороне верхнего конца канального элемента 13 для всасываемого воздуха. При таком соотношении размещения промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением и канальный элемент 13 для всасываемого воздуха соединяются.
[0027] Поскольку промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением и канальный элемент 13 для всасываемого воздуха соединяются с помощью вышеописанной конфигурации, без предоставления возможности размещаться на нижней стороне промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением, канальный элемент 13 для всасываемого воздуха может быть непосредственно соединен с нижним участком промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением. Следовательно, вертикальная длина всей трубопроводной конструкции системы впуска двигателя 1 внутреннего сгорания может быть сокращена, так что может быть предоставлен компактный двигатель 1 внутреннего сгорания.
[0028] В двигателе 1 внутреннего сгорания в настоящем варианте осуществления промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением и впускной коллектор 12 соединяются таким образом, что верхний конец 11d промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением на стороне четвертого цилиндра CY4 совпадает с нижней поверхностью 12c участка 12a коллектора. Верхний конец 11e промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением на стороне первого цилиндра CY1 размещается в позиции ниже нижней поверхности 12c участка 12a коллектора. При таком соотношении размещения промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением и участок 12a коллектора соединяются.
[0029] При этом правый верхний конец 11d промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением непосредственно соединяется с нижней поверхностью 12c участка 12a коллектора. Таким образом, вертикальная длина всей трубопроводной конструкции системы впуска двигателя 1 внутреннего сгорания может быть сокращена, так что может быть предоставлен компактный двигатель 1 внутреннего сгорания.
[0030] Далее, будет описан двигатель 101 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем сравнительного примера, и преимущество двигателя 1 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем в настоящем варианте осуществления будет описано в сравнении с двигателем 101 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем сравнительного примера.
[0031] Фиг. 3 - это вид спереди двигателя внутреннего сгорания с промежуточным охладителем в первом сравнительном примере. Двигатель 101 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем в первом сравнительном примере включает в себя промежуточный охладитель 111 с жидкостным охлаждением, впускной коллектор 112, канальный элемент 113 для всасываемого воздуха и блок 114 цилиндров. Двигатель 101 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем также включает в себя первый цилиндр CY1, второй цилиндр CY2, третий цилиндр CY3 и четвертый цилиндр CY4. В двигателе 101 внутреннего сгорания в первом сравнительном примере, поскольку размещение части элементов отличается от размещения настоящего варианта осуществления, ссылочные знаки являются различными. Однако функции соответствующих элементов являются такими же, что и функции настоящего варианта осуществления.
[0032] Как показано на фиг. 3, в обычном двигателе внутреннего сгорания, как и в двигателе 101 внутреннего сгорания в первом сравнительном примере, промежуточный охладитель 111 с жидкостным охлаждением размещается таким образом, что центральная линия C101 направления блока цилиндров практически совпадает с центральной линией C102 по ширине промежуточного охладителя с жидкостным охлаждением. Таким образом, распределение всасываемого воздуха значительно не различается между цилиндрами.
[0033] В таком двигателе 101 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем в первом сравнительном примере, возможен случай, когда вспомогательный механизм, такой как генератор 121 переменного тока, предполагает размещение более близко к центральной линии C101 направления блока цилиндров. Однако при размещении таким образом формируется контактный участок D между промежуточным охладителем 111 с жидкостным охлаждением и генератором 121 переменного тока. Следовательно, возникает необходимость размещения и перемещения промежуточного охладителя 111 с жидкостным охлаждением.
[0034] Фиг. 4 - это вид спереди двигателя внутреннего сгорания с промежуточным охладителем во втором сравнительном примере. Двигатель 201 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем во втором сравнительном примере включает в себя промежуточный охладитель 211 с жидкостным охлаждением, впускной коллектор 212, канальный элемент 213 для всасываемого воздуха и блок 214 цилиндров. Двигатель 201 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем также включает в себя первый цилиндр CY1, второй цилиндр CY2, третий цилиндр CY3 и четвертый цилиндр CY4. В двигателе 201 внутреннего сгорания во втором сравнительном примере, поскольку размещение части элементов отличается от размещения настоящего варианта осуществления, ссылочные знаки являются различными. Однако функции соответствующих элементов являются такими же, что и функции настоящего варианта осуществления.
[0035] В вышеупомянутом двигателе 101 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем в первом сравнительном примере генератор 121 переменного тока не может быть размещен в желаемой позиции вследствие контакта с промежуточным охладителем 111 с жидкостным охлаждением. В двигателе 201 внутреннего сгорания с промежуточным охладителем во втором сравнительном примере для того, чтобы избегать контакта с генератором 221 переменного тока, промежуточный охладитель 211 с жидкостным охлаждением размещается таким образом, что центральная линия C202 по ширине промежуточного охладителя 211 с жидкостным охлаждением смещается в сторону четвертого цилиндра CY4 (правая сторона на фиг. 4) от центральной линии C201 направления блока цилиндров.
[0036] Когда промежуточный охладитель 211 с жидкостным охлаждением просто перемещается параллельно правой стороне, как описано выше, вследствие соединения с участком 212a коллектора, участок Cr1 с малым радиусом кривизны создается в соединительном участке между промежуточным охладителем 211 с жидкостным охлаждением и участком 212a коллектора. В канальном элементе 213 для всасываемого воздуха существует ограничение, что позиция его стоячего участка 213e не может быть перемещена. Следовательно, когда промежуточный охладитель 211 с жидкостным охлаждением просто перемещается параллельно правой стороне, как описано выше, участок Cr2 более с малым радиусом кривизны, чем в первом сравнительном примере, создается около соединительного участка между промежуточным охладителем 211 с жидкостным охлаждением и канальным элементом 213 для всасываемого воздуха.
[0037] Таким образом, когда участки Cr1, Cr2 с малым радиусом кривизны создаются в соединительных участках на стороне четвертого цилиндра CY4, воздух, втекающий из канального элемента 213 для всасываемого воздуха, не может легко протекать в четвертый цилиндр CY4 вследствие влияния его инерции. Поскольку объем воздуха, втекающего в четвертый цилиндр CY4, значительно уменьшается, распределение всасываемого воздуха значительно различается между цилиндрами.
[0038] Между тем, с двигателем 1 внутреннего сгорания в настоящем варианте осуществления участок с малым радиусом кривизны не создается. Таким образом, объем воздуха, втекающего в четвертый цилиндр CY4, значительно не уменьшается в отличие от второго сравнительного примера. При этом в настоящем варианте осуществления распределение всасываемого воздуха может значительно не различаться между цилиндрами.
[0039] Дополнительно, поскольку двигатель 1 внутреннего сгорания в настоящем варианте осуществления имеет конфигурацию, как описано выше, вертикальная длина всей трубопроводной конструкции системы впуска двигателя 1 внутреннего сгорания может быть сокращена. Тогда компактный двигатель 1 внутреннего сгорания может быть предоставлен. Таким образом, существует преимущество в том, что другой вспомогательный механизм может быть размещен или рабочее пространство может быть обеспечено на нижней стороне канального элемента 13 для всасываемого воздуха, например.
[0040] В описании вышеприведенного варианта осуществления первый цилиндр CY1 соответствует крайнему первому цилиндру, а четвертый цилиндр CY4 соответствует крайнему четвертому цилиндру. Однако четвертый цилиндр CY4 может соответствовать крайнему первому цилиндру, а первый цилиндр CY1 может соответствовать крайнему четвертому цилиндру.
[0041] В этом случае промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением размещается таким образом, что центр C2b по ширине промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением в выпускном отверстии промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением смещен в сторону первого цилиндра CY1 от центральной линии C1 направления блока цилиндров. Промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением размещается наклоненным таким образом, что центр C2a по ширине промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением на стороне впускного отверстия промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением размещается ближе к стороне первого цилиндра CY1, чем центр C2b по ширине промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением на стороне выпускного отверстия промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением. Канальный элемент 13 для всасываемого воздуха соединяется с соединительным участком 11f промежуточного охладителя 11 с жидкостным охлаждением со стороны первого цилиндра CY1.
[0042] При этом участок с малым радиусом кривизны не формируется в проточном канале для воздуха, протекающего в первый цилиндр CY1. Таким образом, распределение всасываемого воздуха может быть значительно не различающимся между цилиндрами от первого цилиндра CY1 до четвертого цилиндра CY4.
[0043] В вышеописанном варианте осуществления рядный четырехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания описывается в качестве примера. Однако, как само собой разумеющееся, число цилиндров может быть больше этого или меньше этого. Даже в этом случае цилиндры в обоих крайних участках этих цилиндров соответствуют крайнему первому цилиндру и крайнему второму цилиндру.
[0044] В вышеописанном варианте осуществления двигатель внутреннего сгорания с рядным размещением цилиндров описывается в качестве примера. Однако не только в случае рядного размещения цилиндров, но также в двигателе внутреннего сгорания с V-образным размещением цилиндров вышеописанный вариант осуществления может аналогично быть применен к одному из двух блоков цилиндров. Например, три цилиндра размещаются в ряд в V-образном 6-цилиндровом двигателе внутреннего сгорания, цилиндры в обоих крайних участках из трех цилиндров соответствуют крайнему первому цилиндру и крайнему второму цилиндру.
[0045] В вышеописанном варианте осуществления промежуточный охладитель 11 с жидкостным охлаждением описывается в качестве примера. Однако промежуточный охладитель может быть не промежуточным охладителем с жидкостным охлаждением, а промежуточным охладителем с воздушным охлаждением.
[0046] Вариант осуществления настоящего изобретения описан выше. Однако вышеописанный вариант осуществления показывает только часть примеров применения настоящего изобретения и не предполагается в качестве ограничивающего технический объем настоящего изобретения конкретной конфигурацией вышеописанного варианта осуществления.
1. Трубопроводная конструкция системы впуска двигателя внутреннего сгорания, содержащая:
впускной коллектор, соединенный с крайним первым цилиндром и крайним вторым цилиндром, которые обеспечены наиболее отдаленными друг от друга в блоке цилиндров, в котором множество цилиндров размещаются в ряд; и
промежуточный охладитель, соединенный с впускным коллектором, причем
центр по ширине промежуточного охладителя на стороне воздухозаборного отверстия и центр по ширине промежуточного охладителя на стороне упомянутого коллектора смещены в сторону крайнего второго цилиндра от центральной линии направления блока цилиндров в центре между осевой центральной линией крайнего первого цилиндра и осевой центральной линией крайнего второго цилиндра, и
промежуточный охладитель размещен таким образом, что величина смещения центра по ширине промежуточного охладителя на стороне воздухозаборного отверстия от центральной линии направления блока цилиндров больше величины смещения центра по ширине промежуточного охладителя на стороне упомянутого коллектора от центральной линии направления блока цилиндров.
2. Трубопроводная конструкция системы впуска двигателя внутреннего сгорания по п. 1, содержащая:
канальный элемент для всасываемого воздуха, присоединенный от стороны крайнего второго цилиндра до стороны воздухозаборного отверстия промежуточного охладителя, при этом
нижний участок канального элемента для всасываемого воздуха является параллельным с ортогональной линией, ортогональной осевой центральной линии крайнего первого цилиндра и осевой центральной линии крайнего второго цилиндра.
3. Трубопроводная конструкция системы впуска двигателя внутреннего сгорания по п. 2, в которой
в канальном элементе для всасываемого воздуха по мере отдаления от стороны крайнего второго цилиндра и приближения к стороне крайнего первого цилиндра расстояние от соединительного участка между канальным элементом для всасываемого воздуха и промежуточным охладителем до нижнего участка канального элемента для всасываемого воздуха становится более коротким.
4. Трубопроводная конструкция системы впуска двигателя внутреннего сгорания по п. 3, в которой
нижний конец промежуточного охладителя на стороне крайнего второго цилиндра совпадает с верхним концом канального элемента для всасываемого воздуха, и
нижний конец промежуточного охладителя на стороне крайнего первого цилиндра размещен на нижней стороне верхнего конца канального элемента для всасываемого воздуха.
5. Трубопроводная конструкция системы впуска двигателя внутреннего сгорания по любому из пп. 1-4, в которой
впускной коллектор имеет участок коллектора и участок ответвления, и
верхний конец промежуточного охладителя на стороне крайнего второго цилиндра совпадает с нижней поверхностью участка коллектора, и
верхний конец промежуточного охладителя на стороне крайнего первого цилиндра размещен на нижней стороне нижней поверхности участка коллектора.
www.findpatent.ru
Полезная модель относится к двигателестроению. Система впуска двигателя внутреннего сгорания содержит сообщенный с атмосферой впускной трубопровод, связанный с цилиндром двигателя через впускной канал с установленным в нем впускным клапаном, и устройство подачи дополнительного воздуха, включающее открытую в зону впускного клапана воздушную трубку, сообщенную с атмосферой через дополнительный трубопровод. В магистраль дополнительного трубопровода включены воздушный насос, установленный на входе и работающий с момента запуска двигателя, и ресивер, установленный перед воздушной трубкой. Давление в ресивере превышает давление во впускном трубопроводе, предпочтительно, в два раза. Сущность полезной модели заключается в повышении количества и плотности свежего заряда в полости впускного клапана перед открытием последнего, что позволяет увеличить скорость открывания клапана при впуске и улучшить продувку цилиндра в период перекрытия клапанов. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к двигателестроению, конкретнее к системам питания четырехтактных двигателей внутреннего сгорания.
Уровень техники
Система впуска двигателя служит для подвода свежего заряда (воздуха или горючей смеси) к цилиндрам двигателя. В двигателях с внешним смесеобразованием во впускной системе происходит также смешение паров жидкого топлива или газа с воздухом.
Известна система воздухоподачи двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздушный фильтр с воздухозаборным устройством и воздуховод, соединяющий воздушный фильтр с впускным каналом головки цилиндра двигателя, перекрываемым впускным клапаном (см. каталог деталей и сборочных единиц автомобилей «Волга» ГА3-3110., М.: Колесо, 2000 г., с.92-94). Для удаления отработанных газов служит выпускной канал, перекрываемый выпускным клапаном. Это наиболее распространенная система питания, используемая в отечественных автомобилях. Недостатком этой системы является низкая эффективность продувки камер сгорания цилиндров двигателей от отработавших газов.
Известна система питания двигателя внутреннего сгорания (см. патент RU 
2032105, МПК: F02M 23/00, опубл. 1995.03.27), содержащая главный проточный воздушный канал, сообщенный через карбюратор с патрубком подвода топливно-воздушной смеси во впускной канал головки цилиндра, перекрываемый впускным клапаном, и магистраль подвода вторичного воздуха в патрубок подвода топливно-воздушной смеси. Магистраль перекрыта клапаном, открываемым только при повышенной нагрузке на двигатель, когда происходит повышенная подача топлива, что обеспечивает обеднение смеси и ее более полное сгорание. Однако на продувку цилиндров такое решение не оказывает существенного влияния.
Для усиления подачи воздуха и улучшения качества продувки цилиндров известно использование наддува или турбонаддува, когда в канал подачи воздуха устанавливают компрессор или другой нагнетатель. Такое решение характеризуется постоянным повышенным давлением во впускной системе, высокими насосными потерями и завышенной прочностью деталей двигателя.
Известна система питания четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, содержащая основной сообщенный с атмосферой воздухопровод, связанный с цилиндром двигателя через впускной канал с установленным в нем впускным клапаном и дополнительный воздухоподводящий канал, сообщенный с полостью цилиндра через другой впускной канал с установленным в нем впускным клапаном, при этом в дополнительном канале установлено средство нагнетания воздуха (см. патент RU 2023181, МПК: F02B 37/00, опубл. 1994.11.15). Дополнительная подача сжатого воздуха перед впуском позволяет улучшить продувку цилиндра, при этом сжатие только части подаваемого в цилиндр воздуха позволяет исключить значительное повышение массы и габаритов устройства. Однако упомянутое решение предназначено только для двигателей, у которых не менее двух впускных каналов. При этом необходимость разработки и установки дополнительной системы управления работой клапанов значительно усложняет устройство.
Наиболее близким аналогом для заявляемого решения является система впуска двигателя внутреннего сгорания (см. патент на изобретение 2002080, МПК: F02B 29/00, F02M 23/00, F02B 31/00, опубл. 1993.10.30). Упомянутая система содержит сообщенный с атмосферой впускной трубопровод, связанный с впускным каналом головки цилиндра, перекрываемым впускным клапаном, и устройство подачи дополнительного воздуха, включающее открытую в зону впускного клапана воздушную трубку, сообщенную с атмосферой через дополнительный трубопровод. Устройство позволяет увеличить наполнение зон впускных клапанов за счет атмосферного воздуха, поступающего по дополнительному воздушному каналу через трубку, и тем самым несколько улучшить продувку камер сгорания двигателя. Однако этого не достаточно для эффективной продувки.
Раскрытие полезной модели
Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности продувки цилиндров двигателей от отработавших газов.
Поставленная задача решена за счет того, что во впускной системе двигателя внутреннего сгорания, содержащей сообщенный с атмосферой впускной трубопровод, связанный с цилиндром двигателя через впускной канал с установленным в нем впускным клапаном, и устройство подачи дополнительного воздуха, включающее открытую в зону впускного клапана воздушную трубку, сообщающуюся с атмосферой через дополнительный трубопровод, согласно заявляемой полезной модели, упомянутое устройство подачи дополнительного воздуха выполнено с включенными в магистраль дополнительного трубопровода воздушным насосом, установленным на его входе, и ресивером, установленным перед воздушной трубкой и имеющим давление в своем объеме, превышающее давление во впускном трубопроводе.
Заявляемая совокупность существенных признаков позволяет получить новые положительные технические результаты, а именно: позволяет повысить количество и плотность свежего заряда в полости впускного клапана перед открытием последнего, что способствует увеличению скорости открывания клапана при впуске, и позволяет улучшить продувку цилиндра свежим воздухом в период перекрытия клапанов.
Более эффективная продувка цилиндров двигателя от отработавших газов предыдущего цикла обеспечивает повышение количества свежего заряда, поступившего в полость цилиндра и более полное сгорание рабочей смеси, что, способствует снижению количества токсичных веществ в выхлопных газах, сбрасываемых в атмосферу.
Работа насоса и подача сжатого воздуха в полость впускного клапана из дополнительного трубопровода осуществляется непрерывно и постоянно с момента начала работы двигателя, на всех стадиях рабочего цикла.
В отличие от прототипа, в период, когда впускной клапан закрыт, в заявляемом устройстве происходит усиленное нагнетание свежего воздуха в полость (зону) впускного клапана. Так как подача воздуха производится из ресивера, в котором величина давления превышает давление в основном воздухопроводе, а значит и в полости впускного клапана, то в результате расширения воздуха, попадающего из ресивера в полость клапана, происходит понижение температуры последнего, что способствует увеличению плотности заряда, образующегося в полости клапана перед его открытием.
В момент открывания впускного клапана масса свежего заряда, скопившегося в полости впускного клапана, значительно превышает массу заряда, имеющую место в прототипе. Большая масса заряда оказывает значительное давление на клапан, что ускоряет его открывание, а, следовательно, обеспечивает возможность скорейшего поступления в полость цилиндра основной массы свежего воздуха из основного, сообщенного с атмосферой впускного трубопровода.
При этом усиление основного потока воздуха дополнительным потоком, незначительным по площади поперечного сечения, но подаваемым под давлением, также способствует увеличению количества свежего заряда воздуха, поступающего в полость цилиндра, и усилению продувки последнего от отработавших газов.
Устройство подачи дополнительного воздуха отличается простотой реализации, отсутствием каких-либо дополнительных управляющих или согласующих узлов, т.к. подача воздуха по дополнительной магистрали осуществляется постоянно, независимо от рабочего цикла цилиндра двигателя.
Заявляемое решение может быть использовано для любых известных четырехтактных ДВС с системой подачи воздуха из атмосферы, имеющих, по меньшей мере, один впускной и один выпускной клапан. При этом конструктивные доработки, ведущие к получению указанных выше результатов, осуществляются без изменений основной конструкции и параметров атмосферного двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Наиболее целесообразной является установка заявляемой системы в инжекционных двигателях внутреннего сгорания, где подача топлива осуществляется непосредственно во впускной коллектор, неподалеку от впускного клапана. В этом случае открытую в зону впускного клапана воздушную трубку размещают таким образом, чтобы продольная ось ее открытого конца была направлена по линии, пересекающей направление потока топлива, подаваемого форсункой. Пересечение подаваемого под давлением потока воздуха из ресивера и потока топлива, подаваемого форсункой, усиливает распыление топлива в воздушном потоке, улучшает смесеобразование, что в итоге обеспечивает более полное сгорание топлива.
Давление в ресивере, предпочтительно, выше давления во впускном трубопроводе в два раза или более.
Открытый конец воздушной трубки выполнен в виде сопла-жиклера.
Предпочтительно оснащение ресивера редукционным клапаном, позволяющим исключить превышение давления воздуха в ресивере заданной величины.
В конкретном примере реализации устройства привод воздушного насоса выполнен в виде механической передачи, например, ременной или зубчатой, связанной с коленчатым валом, приводимым в движение двигателем внутреннего сгорания.
В других случаях реализации устройства привод воздушного насоса может быть осуществлен от газовой турбины машины или от отдельного электрического двигателя.
Осуществление полезной модели
Работа и устройство заявляемой впускной системы двигателя внутреннего сгорания поясняется прилагаемым чертежом.
Система впуска содержит основной впускной трубопровод 1, который с одной стороны сообщен с атмосферой через воздушный фильтр и воздухозаборник (на чертеже не показаны), а с другой - связан с полостью цилиндра 2 двигателя через впускной канал 3, перекрываемый впускным клапаном 4, установленным в головке 5 цилиндра, а также устройство подачи дополнительного воздуха, содержащее открытую в зону впускного клапана 4 воздушную трубку 6, сообщенную с атмосферой через дополнительный трубопровод 7, на входе которого установлен воздушный насос 8, а перед воздушной трубкой 6 установлен ресивер 9, оснащенный редукционным клапаном 10.
В приведенном примере воздушный насос 8 имеет привод, выполненный в виде зубчатой передачи 11, связанной с коленчатым валом 12, приводимым в движение двигателем внутреннего сгорания. Приведенный пример не ограничивает возможности использования другого привода, например, газовой турбины или электродвигателя.
Насос 8 начинает работу одновременно с запуском двигателя. Система работает следующим образом.
Насос 8 нагнетает воздух по трубопроводу 7 в ресивер 9, в котором воздух сжимается до давления, величина которого превышает давление во впускном трубопроводе 1. Воздушная трубка 6, выходящая из ресивера 9 выполняет функцию сопла-жиклера, через которое сжатый воздух постоянно подается в полость впускного клапана 4. Количество воздуха, поступающего в полость впускного клапана 4, определяется пропускной способностью сопла-жиклера 6 и давлением в ресивере 9. Диаметр трубки 6 выбирается в зависимости от объема цилиндра 2.
Подача воздуха из ресивера 9 в полость впускного клапана 4 происходит постоянно. Попадая из ресивера 9 в полость клапана 4 сжатый воздух- расширяется, его температура снижается. Упомянутое снижение температуры способствует повышению плотности свежего заряда, образующегося в полости клапана 4. К моменту открывания впускного клапана 4 заряд свежего воздуха составляет величину достаточную для того, чтобы в момент открытия клапана 4 значительно ускорить процесс его открывания.
При полностью открытом впускном клапане 4 в цилиндр 2 двигателя происходит поступление основной массы атмосферного воздуха из воздухопровода 1.
При этом дополнительный воздух продолжает подаваться под давлением из дополнительной магистрали 7. Смешиваясь с основным потоком воздуха, он способствует увеличению скорости продувки камеры сгорания 13 цилиндра 2 от отработавших газов, удаляемых по выпускному каналу 14 через открытый выпускной клапан 15.
В случае установки заявляемой системы в инжекционном двигателе внутреннего сгорания, когда подача топлива осуществляется во впускную воздушную систему, форсунка 16 подачи топлива также установлена во впускном канале 3 вблизи впускного клапана 4. Для более качественного смесеобразования воздушную трубку 6 размещают таким образом, чтобы направленный поток воздуха, поступающий из трубки 6, пересекался с потоком топлива, впрыскиваемого форсункой 16.
Благодаря тому, что поток топлива смешивается с потоком воздуха, подаваемого под давлением, улучшается распределение частиц топлива в воздушной массе, что способствует более полному ее сгоранию, а значит, также способствует уменьшению токсичных веществ в отходящих газах.
1. Система впуска двигателя внутреннего сгорания, содержащая сообщенный с атмосферой впускной трубопровод, связанный с цилиндром двигателя через впускной канал с установленным в нем впускным клапаном, и устройство подачи дополнительного воздуха, включающее открытую в зону впускного клапана воздушную трубку, сообщенную с атмосферой через дополнительный трубопровод, отличающаяся тем, что упомянутое устройство выполнено с включенными в магистраль дополнительного трубопровода воздушным насосом, установленным на его входе, и ресивером, установленным перед воздушной трубкой и имеющим давление в своем объеме, превышающее давление во впускном трубопроводе.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что открытый конец воздушной трубки выполнен в виде жиклера.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что давление в ресивере выше давления во впускном трубопроводе не менее чем в два раза.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что ресивер снабжен редукционным клапаном.
5. Система по п.1, отличающаяся тем, что форсунка подачи топлива установлена во впускном канале, при этом воздушная трубка смонтирована с направлением продольной оси, в части открытого конца воздушной трубки, по линии, пересекающей направление потока топлива, подаваемого упомянутой форсункой.
6. Система по п.1, отличающаяся тем, что привод воздушного насоса выполнен в виде механической передачи, связанной с коленчатым валом, приводимым в движение двигателем внутреннего сгорания.
7. Система по п.1, отличающаяся тем, что привод воздушного насоса выполнен в виде газовой турбины.
8. Система по п.1, отличающаяся тем, что привод воздушного насоса выполнен в виде электродвигателя.
poleznayamodel.ru
www.freepatent.ru
Использование: изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания со средствами шумоглушения в системе впуска и топливоподачи. Сущность изобретения: система содержит воздухоочиститель 1, к которому подсоединены впускная труба и воздухоподводящий патрубок, включающий входную часть 3, в которой соосно, с образованием сквозного кольцевого зазора 4 размещено устройство шумоглушения, которое выполнено в виде 1/4-волнового резонатора 7, размещенного во входной части 3 патрубка, причем длина резонатора составляет половину длины патрубка, горло 8 резонатора 7 размещено в середине патрубка, а дно 9 резонатора снабжено обтекателем 10, выступающим за пределы плоскости поперечного сечения заходного среза 5 патрубка. Присоединительная часть 6 патрубка подключена к камере воздухоочистителя 1. Внутри этого резонатора 7 может быть размещен второй 1/4- волновой резонатор, длина которого составляет четверть длины патрубка. Возможны различные варианты конструктивного исполнения. Изобретение позволяет повысить эффективность и надежность устройства шумоглушения. 8 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к многоцилиндровым двигателям внутреннего сгорания с впрыском топлива в цилиндры.
В системах впуска карбюраторных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) наличие диффузорных элементов обеспечивает ослабление резонансных свойств системы в целом, т.к. вследствие значительных активных сопротивлений этих элементов система становится менее "добротной" (т.е. резонансные частоты являются задемпфированными). Это в определенной степени является положительным фактором, т.к. с одной стороны, компенсируются потери наполнения цилиндров (потери эффективной мощности, улучшение экономичности двигателя) вследствие снижения резонансных амплитуд пульсаций объемного расхода воздуха (а рост гидросопротивлений системы, как известно, пропорционален квадрату амплитуд пульсаций расхода газа), с другой стороны, подавление резонансных пульсаций газа в впускной системе ДВС благоприятно с точки зрения звукового (шумового) излучения в окружающую среду производимого как открытыми концами воздухозаборных патрубков воздухоочистителя (аэродинамический шум), так и вибрирующими стенками элементов системы впуска (структурный шум, корпусной шум). Таким образом, устранение карбюратора как консервативного устройства, не обеспечивающего высокие экологические характеристики ДВС и транспортного средства в целом ("грубая" дозировка топлива, испарение паров топлива из карбюратора и пр. ), и применение системы электронного впрыска топлива вызывают необходимость применения в конструкциях ДВС устройств ослабления или устранения перечисленных выше нежелательных явлений. Для этой цели в настоящее время известно использование самых разнообразных устройств. Так, например, японская фирма "Ямаха Мотор" в заявке N 61-244824, F 02 B 27/00, 31.10.86 г. для снижения пульсаций и шума предлагает использовать два ресивера, параллельно и последовательно подключенных к трассе впускного трубопровода. Японская фирма "Хонда Мотор" в заявке N 63-219866, F 02 M 35/10,13.09.88 г. предлагает для снижения шума при всасывании использовать два раздельных воздушных трубопровода, соединяющих воздухоочиститель и ресивер с двумя управляемыми дроссельными заслонками, обеспечивающими закрытие вспомогательного канала на низких оборотах и открытое состояние обоих соединительных трубопроводов на высоких оборотах. Эта же фирма в заявке N 61-190159, F 02 M 35/12, 14.01.87 г. в целях обеспечения шумоглушения в широком диапазоне частот предлагает соединять с впускной трубой два устройства шумоглушения 1/4 волновой резонатор тупикового типа и резонансную камеру. В ЕПВ N 0278117, F 02 B 27/00,17.08.88 г. для использования эффектов повышения наполнения цилиндров, за счет подавления резонансных пульсаций газа путем их сложения в противофазе предлагается использовать взаимосогласованные дополнительные резонансные трубы и дополнительный ресивер. Австрийская фирма "АВЛ" в заявке ФРГ N 3820607, F 01 B 25/00, 29.12.88 г. для расширения частотного диапазона эффективной работы дополнительного резонатора предлагает выполнять его конструкцию изменяемого объема в зависимости от вращения коленвала. Японская фирма "Ниппон радзиэта" в заявке Японии N 62-48047, F 01 N 1/02, 12.10.87 г. предлагает с целью повышения эффекта глушения шума, взамен использования крупногабаритных сложных конструкций глушителей применять антирезонансную впускную трубу, включающую управляемый источник шума или вибраций, электромагнитный клапан, приемные акустические датчики, управляемый процессор. Японская фирма "Хитачи сэйсакусе" в заявке Японии N 2-4840, F 16 L 55/04, 30.01.90 г. для снижения пульсаций в системе трубопроводов предлагает трубопровод разветвлять по меньшей мере на два канала, на различных расстояниях от точки разветвления размещать расширительные камеры, отражающие прямые падающие волны назад к источнику пульсаций (цилиндру двигателя), причем расстояние между стенками камер выбирается определенным образом. Английское отделение фирмы "Форд Мотор" в заявке Великобритании N 2203488, F 02 B 29/00, публ. 19.10.88 г для подавления пульсаций газа и шума во впускном коллекторе предусматривает установку антизвука в виде специального громкоговорителя или специального резервуара с электроклапаном. Японская фирма "Ниссан Дзидося" в японской заявке N 51-23656, F 02 B 37/00, 08.05.89 г. для снижения шума впуска ДВС и повышения мощности вследствие снижения обратного тока наддувочного воздуха предлагает использовать специальную конструкцию глушителя в виде расширительной камеры с внутренними трубками определенного соотношения диаметров и определенного расстояния срезов труб между собой. Канадское отделение "Сименс-Бендикс" в патенте США N 4934343, F 02 M 35/00 для глушения шума газового потока, без существенного влияния на гидравлическое сопротивление впускного тракта предусматривает применение двух специальных диффузорных секций на раздвоенном участке газопровода, обеспечивающем фазовый сдвиг и компенсацию амплитуд пульсаций при их сложении в зоне соединения. Французской фирмой "Пежо" в патенте Франции N 2536792, публ. 22.06.84 г. заявляется использование сужающей проходное сечение впускной трубы дроссельной шайбы или диффузорной вставки для снижения шума впуска ДВС с непосредственным впрыском топлива. Дроссельная шайба или диффузорная вставка для обеспечения требуемой эффективности располагается в зоне пучности волны колебательной скорости газового потока на некотором заданном скоростном режиме работы ДВС. Очевидным недостатком устройства является рост гидравлических сопротивлений впускной системы вследствие заужения проходного сечения и как следствие ухудшение мощностных, экономических и экологических (токсических) показателей ДВС. Так же расположение дроссельной шайбы диффузорной вставки в одно конкретное место впускной трассы позволяет эффективно воздействовать только на одну резонансную частоту и кратные ей нечетные гармоники, т.е. имеется в наличии ограниченное воздействие на отдельных скоростных режимах работы ДВС. Американское отделение фирмы "Сименс-Бендикс" в патенте США N 4907547, F 02 M 35/10, публ. 13.03.90 для подавления шумов и пульсаций в системе впуска ДВС предлагает использовать специальный отражатель волн, располагаемый поперек впускной трубы одного из цилиндров и пары цилиндров на вращающемся валике, который, поворачиваясь, обеспечивает изобретательное открытие одной из соседних впускных труб цилиндра ДВС. Японской фирмой "Мазда-Мотор" в ЕПВ N 0376299, F 02 M 35/12, публ. 04.07.90 г. для подавления газовых пульсаций и шума во впускной системе ДВС предусмотрено использование специального приспособления для подавления каждой из резонансных гармоник пульсаций кратных (0,5+h) длинам резонансных волн пульсаций, где h число, равное нулю или более нуля. Германской фирмой "Фольксваген" в заявке ФРГ N 3742322, F 02 M 35/10, 07.07.88 г. предусматривается демпфировать колебания потока всасываемого воздуха в ДВС за счет включения во впускной тракт дополнительного "успокоительного" ресивера с эластичными стенками, в котором за счет упругих деформаций стенок ресивера, вследствие пульсирующего воздействия газового потока будет происходить преобразование энергии пульсаций в тепловую энергию в упругом материале стенки с высоким внутренним трением материала (резины). К очевидным недостаткам такой системы следует отнести относительную дороговизну устройства, нестабильность характеристик, малую долговечность, опасность попадания неочищенного воздуха в цилиндры ДВС при повреждении упругой стенки, существенное излучение звука "пульсирующей" упругой стенкой и т.п. Анализируя и обобщая результаты вышеприведенного патентного обзора, следует сделать вывод, что все вышеперечисленные устройства улучшения акустических характеристик и снижения газодинамических пульсаций во впускных системах ДВС и соответственно улучшения их мощностных, экономических и экологических показателей связаны с использованием дополнительных расширительных или резонансных камер, подключаемых как параллельно, так и последовательно к впускному тракту, использованием электронных систем формирования искусственных противофазных сигналов для компенсации реальных сигналов пульсаций и шума, использованием дополнительных ресиверов, дополнительных управляемых воздуховодов и камер с изменяемым объемом, разветвленных газоводов с фазоуправляемыми диффузорными секциями. Известен двигатель фирмы "Мазда Мотор", описанный в заявке ЕПВ N 0379926, F 02 M 35/12, публ. 01.08.90 г.содержащий головку цилиндров с впускными отверстиями, в которых установлены впускные клапаны, впускные патрубки, отходящие непосредственно от впускных отверстий и выходящие в газосборный ресивер, боковая стенка которого снабжена присоединительными отверстиями для названных патрубков, и установленный вдоль полости ресивера, закрепленный на его торцевой стенке штуцер. К системе впуска двигателя подключены три резонансных глушителя (между дроссельной заслонкой и воздухоочистителем), непосредственно сообщенных с объемом ресивера, трубой между ресивером и камерой воздухоочистителя и с объемом камеры воздухоочистителя соответственно. Эффективность такого типа систем впуска ДВС приемлема только в узком частотном (скоростном) диапазоне, что вызывает необходимость применения одновременно трех глушителей. Но учитывая широкий скоростной режим работы двигателя, наличие большого числа собственных частот колебаний отдельных элементов газоводов, резонирующих при совпадении их с частотами (или их кратными гармониками) вынужденных колебаний (пульсаций газа в процессе открытия и закрытия впускных клапанов и в моменты перекрытия фаз в процессах впуска и выпуска газа в ДВС), использование даже нескольких остронастроенных параллельно подключенных резонаторов не может обеспечить требуемую эффективность во всем эксплуатационном диапазоне оборотов и нагрузок, а способно лишь подавить или несколько скорректировать наиболее ярко выраженные "акустические дефекты" системы на отдельном (отдельных) режиме, что подтверждается приведенными в заявке иллюстрациями результатов экспериментальных оценок. Очевидны недостатки двигателя так же и с точки зрения материалоемкости, ограниченных возможностей компоновки в стесненном пространстве моторного отсека автомобиля, а также неблагоприятного влияния на изменение коэффициента избытка воздуха в процессе впуска на режимах интенсивного разгона двигателя. В качестве прототипа выбрана система впуска двигателя внутреннего сгорания, описанная в PCT(E) N 91/00958,кл. F 02 M 35/12, 24.01.91 г. содержащая воздухоочиститель, к которому подсоединены впускная труба с источником подвода топлива в цилиндры двигателя и воздухоподводящий патрубок, включающий входную часть, выполненную в виде камеры, ограниченной заходным срезом, в которой соосно размещено устройство шумоглушения, и присоединительную часть, подключенную к камере воздухоочистителя. Устройство шумоглушения выполнено в виде пластмассовой вставки, имеющей конфузорно-диффузорную форму, с оптекаемой заходной частью и боковыми щелями для захода воздуха внутрь вставки. Конфузорно-диффузорная секция служит для заглушения шума. Принцип глушения шума в прототипе основан на создании рассогласования волновых сопротивлений трубопровода, в котором распространяются звуковые волны. Рассогласование волновых сопротивлений обеспечивает отражение звуковых волн в обратном направлении к месторасположению источника звуковых волн - цилиндру двигателя в моменты открытия и закрытия впускных клапанов. В прототипе рассогласование волновых сопротивлений обеспечивается в зонах изменения его проходного сечения в диффузорном элементе, т.е. именно в этой зоне происходит отражение звука распространяемого в направлении свободного среза воздухоочистителя обратно назад к впускному клапану. Такие процессы прямого и обратного распространения волн происходят непрерывно (как и сами процессы наполнения цилиндров при работе двигателя) и на этом участке трубопровода происходит в связи с этим частичное преобразование энергии звуковых волн в тепловую энергию (рассеивание энергии вследствие потерь на трение при многократном прохождении отражаемых упругих волн с соответствующим трением о неоднородности стенок трубопровода). Однако общеизвестно и отрицательное воздействие введения таких зауженных (диффузорных) зон в трубопроводе на процессы наполнения цилиндров и мощностные, экономические и токсические показатели ДВС, связанные с дросселированием воздушного (засасываемого) потока и роста гидравлических сопротивлениям тракта. Кроме того, боковой забор воздуха исключает возможность использования скоростного напора воздуха, движущегося с большой скоростью автомобиля. Поскольку вставка "утоплена" внутри патрубка, для варианта забортного забора воздуха в кольцевой зазор возможно попадание снега, пыли, листьев и др. что препятствует нормальному забору воздуха, увеличивает гидросопротивления, снижает эффективность вставки, как глушителя шума. Сама по себе вставка представляет собой достаточно сложную с точки зрения конструкции и технологии деталь. В конечном итоге выигрыш за счет аэродинамической формы вставки сводится на нет из-за наличия значительных противодавлений в такте впуска, вызванных резким поворотом воздушного потока и другими конструктивными особенностями вставки. Следует отметить и ограниченные функциональные возможности прототипа, о чем подробно будет сказано ниже. В частности, имеется ввиду то, что комплекс современных требований к конструкциям элементов двигателей внутреннего сгорания предусматривает сообщение им, в частности воздухоподводящим патрубкам систем впуска, многофункциональных качеств, например дополнительных функций эстетического, несущего, нагревательного, дефлектирующего и др. характера, способствующих созданию компактных и оптимальных конструкций. Задачей изобретения является повышение эффективности и надежности устройства шумоглушения при одновременном повышении технических и эксплуатационных качеств двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что в известной системе впуска двигателя внутреннего сгорания, содержащей воздухоочиститель, к которому подсоединены впускная труба с источником подвода топлива в цилиндры двигателя и воздухоподводящий патрубок, включающий входную часть, ограниченную заходным срезом, в которой соосно размещено устройство шумоглушения, и присоединительную часть, подключенную к камере воздухоочистителя, названное устройство шумоглушения выполнено в виде 1/4-волнового резонатора, размещенного во входной части патрубка с образованием сквозного кольцевого зазора, причем длина резонатора составляет 1/2l, горло резонатора размещено в середине воздухоподводящего патрубка, а дно резонатора снабжено обтекателем, выступающим за пределы плоскости поперечного сечения заходного среза патрубка. Предпочтительным является случай, когда стенки резонатора выполняются из пористого, газопроницаемого, звукопоглощающего материала, например металлической шерсти, металлорезины, катодной меди и др. что позволяет свести до минимума гидросопротивления во впускной тракте и повысить эффективность шумоглушения. Однако, если стенки резонатора выполнены из газопроницаемого материала, то минимальная площадь поперечного сечения кольцевого зазора, образованного наружной стенкой резонатора и внутренней стенкой входной части патрубка, должна определяться из зависимости
(r2-r1)2
r23, где l длина воздухоподводящего патрубка; r1 максимальный наружный радиус резонатора; r2 минимальный радиус входной части патрубка; r3 минимальный радиус присоединительной части патрубка. В этом случае резонатор может быть выполнен из стали, пластмассы и др. Эффективность системы впуска повысится, если соосно c названным 1/4-волновым резонатором, с образованием сквозного кольцевого зазора разместить второй 1/4-волновой резонатор, горло которого размещено на расстоянии 1/4l от середины воздухоподводящего патрубка, а длина составляет 1/4l. Внутренние полости по крайней мере одного из резонаторов могут быть заполнены пористым, звукопоглощающим, газопроницаемым материалом, а стенки резонаторов (устройство шумоглушения) могут быть однослойными, или иметь структуру типа "сэндвич" (многослойную), причем материал каждого из слоев, с учетом достижения определенных функций, подбирается со специфическими физико-механическими свойствами. В частности, устройство шумоглушения, по крайней мере частично, может быть выполнено из высокоомного материала и подключено к источнику электроснабжения определенным образом. Или стенки резонатора могут быть выполнены трехслойными, крайние слои выполнены из высокоомного, газопроницаемого материала, а внутренний слой являет собой адсорбирующий материал, улавливающий пары топлива. Аналогичным образом кольцевой зазор между резонаторами может быть заполнен адсорбирующим материалом, например активированным углем. Само по себе устройство шумоглушения может быть технологически выполнено в виде одной детали, например из пластмассы, но в этом случае дно резонаторов должно быть выполнено из жесткого, звукоотражающего материала, например, в виде металлических шайб. При таком конструктивном исполнении, в отличие от прототипа предлагаемое устройство позволяет использовать скоростной напор воздуха быстро движущегося автомобиля, при этом обтекатель, размещенный снаружи заходного среза патрубка, выполняет функцию элемента снижающего гидросопротивления впускного тракта двигателя и одновременно с этим предотвращает попадание в патрубок грязи, снега, листьев и пр. находящихся во встречном потоке воздуха, в полость патрубка. Достаточно простое по конструкции устройство шумоглушения обладает вместе с тем эффективностью, поскольку дно резонатора размещено в зоне заходного среза, а горло в середине патрубка, что позволяет реализовать конструкцию 1/4-волнового резонатора, без увеличения габаритов устройства системы впуска. Особо следует подчеркнуть многофункциональность предлагаемого устройства, поскольку наряду с шумоглушением, что имеет место в прототипе, возможно еще дополнительное воздействие на впускной воздух теплом, что улучшает пусковые и эксплуатационные качества двигателя, особенно в холодное время года, использовать явление адсорбции, что позволяет снизить токсичность двигателя, исключается возможность обледенения или попадание воды в цилиндры двигателя (при этом исключается гидроудар и как следствие поломка двигателя). На фиг. 1 показан вариант конструкции системы впуска двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2, 3, 4 и 6 возможные варианты конструктивного исполнения устройств шумоглушения; на фиг. 5 сечение по А-А на фиг. 4; на фиг. 7 сечение по Б-Б на фиг. 6; на фиг. 8 сечение по В-В на фиг. 2 (увеличено). Система впуска двигателя внутреннего сгорания содержит воздухоочиститель 1, к которому подсоединены впускная труба 2 с источником подвода топлива в цилиндры двигателя (не показаны) и воздухоподводящий патрубок, включающий входную часть 3, в которой соосно с образованием сквозного кольцевого зазора 4 размещено устройство шумоглушения. Входная часть 3 патрубка ограничена заходным срезом 5, а присоединительная часть 6 патрубка подключена к камере воздухоочистителя 1. Устройство шумоглушения выполнено в виде 1/4-волнового резонатора 7, размещенного во входной части 3 патрубка с образованием сквозного кольцевого зазора 4, причем длина резонатора 7 составляет 1/2l, горло 8 резонатора 7 размещено в середине воздухоподводящего патрубка, а дно 9 резонатора 7 снабжено обтекателем 10, выступающим за пределы плоскости поперечного сечения заходного среза 5 патрубка. Минимальная площадь поперечного сечения кольцевого зазора 4 определяется из зависимости (r2-r1)2r23, где l длина воздухоподводящего патрубка; r1 максимальный наружный радиус резонатора 7; r2 минимальный радиус входной части 3 патрубка; r3 минимальный радиус присоединительной части 6 патрубка. Внутри 1/4-волнового резонатора 7, соосно с образованием сквозного кольцевого зазора 11 размещен второй 1/4-волновой резонатор 12, дно которого 13 размещено в плоскости горла 8 первого 1/4-волнового резонатора 7, а длина составляет 1/4l. Внутренняя полость по крайней мере одного из 1/4-волновых резонаторов 7 и 12 может быть заполнена пористым, звукопоглощающим, газопроницаемым материалом. Корпуса резонаторов 7 и 12 также могут быть выполнены из такого материала, однако в этом случае их дно 9 и 14 выполняется из жесткого, звукоотражающего материала. Устройство шумоглушения, по крайней мере, частично может быть выполнено из высокоомного материала и подключено к источнику электроснабжения(фиг.8). Стенки резонаторов 7 и 12 могут иметь многослойную структуру, причем каждый из слоев выполнен из материала с определенными физико-механическими свойствами, например стенки резонатора выполняются трехслойными, при этом крайние стенки выполнены из высокоомного материала, подключенного к источнику электроснабжения (к аккумулятору через управляющее устройство), а средний слой представляет собой адсорбирующее вещество, например активированный уголь. Аналогичным образом в кольцевом зазоре 11, между резонаторами 7 и 12 (фиг. 2,8) может быть помещен слой активированного угля. На фиг. 1, 4, 5 и 8 показан возможный вариант установки устройства шумоглушения во входной части 3 патрубка посредством установочных ребер 15, хотя способы установки и фиксации могут быть самыми различными. Дополнительно статическое описание объекта поясняется (фиг. 9) схемой воздухоподводящего патрубка со встроенными соосно 1/4 волновыми резонаторами; на фиг. 10 эпюра распределения звукового давления в патрубке на низшей собственной форме колебаний воздуха в полости патрубка, когда по длине патрубка укладывается 1/2 длины звуковой волны; на фиг. 11 эпюра распределения звукового давления в патрубке на второй низшей собственной форме колебаний воздуха в полости патрубка, когда по длине патрубка укладывается длина звуковой волны. Ниже приведена схема вариантов а-д размещения горла 1/4 волнового резонатора длиной 1/4l. Устройство работает следующим образом. Возвратно-поступательное перемещение поршней двигателя создает во впускной трубе 2 колебания газа и упругие волны, которые передаются в полость воздухоочистителя 1. За счет этих колебаний газ в камере воздухоочистителя 1 периодически, на частоте процессов впуска возбуждается, плотность и количество газа в объеме камеры воздухоочистителя 1 непрерывно периодически изменяется. При этом часть газа в виде пульсирующей составляющей, вошедшей в полость воздухоочистителя 1, расходуется как на увеличение количества газа в его камере, так и на передачу в присоединительную часть 6, далее во входную часть 3 воздухоподводящего патрубка и через заходный срез 5 выводится в атмосферу. Переменное поступление газа в воздухоподводящий патрубок создает в нем колебания скорости газа. Именно эти колебания и упругие волны вызывают излучение звука заходным срезом 5 в окружающую среду. Установка во входной части 3 воздухоподводящего патрубка 1/4 волнового акустического резонатора, в противофазе настроенного на наиболее энергоемкую низшую собственную резонансную форму колебаний воздушного объема, заключенного в патрубке (половина длины волны укладывающаяся по длине патрубка), позволяет при максимальном сжатии газа в патрубке и одновременном максимальном разрежении в полости резонатора 7 обеспечить максимальный отсос газа из полости патрубка в полость резонатора 7, т.е. значительно "успокоить" пульсации газа в патрубке на этой частоте и тем самым свести на минимум излучение звука на этой частоте заходным срезом 5. Второй 1/4-волновой резонатор 12 работает аналогичным образом, подавляя резонансные акустические явления в воздухоподводящем патрубке на второй, так же достаточно энергоемкой частоте собственной резонансной формы колебаний объема воздуха, заключенного в полости патрубка (по длине патрубка укладывается полная длина волны), за счет размещения горла резонатора 12 в зоне максимального значения давления (фиг. 11,а-д) на этой форме колебаний. Наличие обтекателя 10,с одной стороны, позволяет уменьшить гидросопротивления во впускном тракте двигателя, а размещение обтекателя за пределами плоскости поперечного сечения заходного среза 5 патрубка способствует предотвращению попадания в его полость самых различных внедрений, находящихся во встречном потоке воздуха, в частности, это могут быть насекомые, листья, частицы грунта, снег и др. Наличие сквозного зазора в виде прямого проточного канала 4 между резонатором 7 и стенками входной части 3 патрубка позволяет использовать эффект инерционного наддува при движении автомобиля, что исключено в прототипе, поскольку там засасываемый воздушный поток резко меняет направление (два раза под 90o). Здесь следует отметить, что в варианте, когда стенки резонатора 7 выполнены из газопроницаемого материала, например, когда резонатор выполнен в виде металлической или пластмассовой гильзы, сечение кольцевого зазора во входной части патрубка не должно быть меньше поперечного сечения присоединительной части 6 патрубка, ибо в противном случае возрастут гидросопротивления впускного тракта. Практически (фиг.1-5) это достигается выполнением входной части 3 патрубка в виде расширенной камеры. Если корпус резонатора 7 выполняется из газопроницаемого материала (фиг. 6-7), то патрубок может выполняться прямолинейным или плавно коническим, поскольку в этом случае наличие резонатора 7 внутри входной части 3 патрубка не оказывает влияния на гидросопротивления во впускном тракте двигателя. Заполнение внутренних полостей резонаторов 7 и/или 12 пористым, газопроницаемым, шумопоглощающим материалом, например металлической шерстью, катодной медью, волокнистым или пенистым полимерным материалом,позволяет повысить эффективность устройства шумоглушения не только на отдельных режимах, но и во всем рабочем диапазоне, за счет расширения частотного диапазона шумоглушения. В отличие от прототипа предлагаемое устройство шумоглушения является многофункциональным, в частности стенки резонаторов 7 и/или 12, или набивка их внутренних полостей, могут быть выполнены из высокоомного материала, что делает возможным осуществлять подогрев впускного воздуха в период запуска и прогрева двигателя, или постоянный подогрев впускного воздуха при эксплуатации в условиях низких температур окружающей среды. В этом случае устройство шумоглушения может быть использовано и как испаритель воды в условиях движения при значительном количестве попадания снега или дождя во встречном потоке воздуха, например, при движении по заснеженной дороге вблизи впереди идущего большого грузового автомобиля. Полости резонаторов 7 и/или 12 могут быть заполнены специальным адсорбентом паров бензина, например веществом, полученным в результате сжигания кокосового ореха (активированный уголь). В этом случае при карбюраторной версии в системе питания двигателя, при остановленном двигателе пары топлива из карбюратора не имеют возможности непосредственно попасть в атмосферу через срез 5, так как задерживаются адсорбирующим веществом. Таким образом улучшается экология двигателя за счет уменьшения попадания паров топлива через срез 5 в атмосферу. Конкретное размещение внутри воздухоподводящего патрубка резонатора 12 подробно поясняется на фиг. 11, а-д. В частности, в варианте в резонатор может быть сдвоенным, с общим жестким дном 14, при этом горла 13 резонатора размещены в "пучностях" эпюры давления "P2". В настоящее время в АО "АВТОВАЗ" разработана техническая документация на новый двигатель, где реализована конструкция системы впуска, показанная на фиг. 1.Формула изобретения
1. Система впуска двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздухоочиститель, к которому присоединены впускная труба с источником подвода топлива в цилиндры двигателя и воздухоподводящий патрубок, включающий входную часть, ограниченную заходным срезом, в которой соосно размещено устройство шумопоглощения, и присоединительную часть, подключенную к камере воздухоочистителя, отличающаяся тем, что устройство шумоглушения выполнено в виде 1/4 волнового резонатора, размещенного во входной части патрубка с образованием кольцевого сквозного зазора, причем длина резонатора составляет 1/2 l, горло резонатора размещено в середине воздухоподводящего патрубка, а дно резонатора снабжено обтекателем, выступающим за пределы плоскости поперечного сечения заходного среза патрубка. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что минимальная площадь поперечного сечения кольцевого зазора определяется из зависимости(r2-r1)2r23, где l длина воздухоподводящего патрубка, м; r1 максимальный наружный радиус резонатора, м; r2 минимальный радиус входной части патрубка, м; r3 минимальный радиус присоединительной части патрубка, м. 3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что соосно 1/4-волновому резонатору, с образованием сквозного кольцевого зазора, размещен второй 1/4-волновой резонатор, горло которого размещено на расстоянии 1/4 l от середины воздухоподводящего патрубка, а длина составляет 1/4 l. 4. Система по пп.1 3, отличающаяся тем, что внутренняя полость по крайней мере одного из резонаторов заполнена пористым, звукопоглощающим, газопроницаемым материалом. 5. Система по пп.1 3, отличающаяся тем, что устройство шумоглушения выполнено в виде единой детали из пористого, звукопоглощающего, газопроницаемого материала, при этом дно резонаторов выполнено из жесткого, звукоотражающего материала. 6. Система по пп.1 5, отличающаяся тем, что устройство шумоглушения по крайней мере частично выполнено из высокоомного материала и подключено к источнику электроснабжения. 7. Система по пп.1 6, отличающаяся тем, что стенки устройства шумоглушения имеют многослойную структуру, причем каждый из слоев выполнен из материала с определенными физико-механическими свойствами. 8. Система по пп.6 и 7, отличающаяся тем, что стенки по крайней мере одного из 1/4-волновых резонаторов выполнены трехслойными, при этом крайние слои выполнены из высокоомного, газопроницаемого материала, а внутренний слой выполнен из адсорбирующего материала, например, активированного угля. 9. Система по пп.3 7, отличающаяся тем, что кольцевой зазор между резонаторами заполнен адсорбирующим материалом.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11www.findpatent.ru
Обратная связь
ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение
Как определить диапазон голоса - ваш вокал
Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими
Целительная привычка
Как самому избавиться от обидчивости
Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам
Тренинг уверенности в себе
Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"
Натюрморт и его изобразительные возможности
Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.
Как научиться брать на себя ответственность
Зачем нужны границы в отношениях с детьми?
Световозвращающие элементы на детской одежде
Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия
Как слышать голос Бога
Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)
Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.
Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.
Общие сведения о двигателях. Общее устройство современного мотора.
Как известно, движущей силой большинства автомобилей является двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Устройство его достаточно сложно даже для профессионала, не говоря уже о новичках. Но, покупая машину, всегда приходится обращать внимание на характеристики двигателя. Зачастую люди попросту теряются, не зная, какой автомобиль или какую его версию выбрать. Данная статья поможет вам освоиться в такой сложной технической сфере, как двигатели внутреннего сгорания.
Прежде всего, поговорим о технических характеристиках двигателей.
Основными внешними характеристиками являются:
Количество цилиндров
В современных автомобилях варьируется от 2 до 16. Этот показатель является достаточно серьезным. Так, два двигателя с одинаковым объемом и мощностью, могут сильно различаться по другим параметрам.
Расположение цилиндров
Различают два типа расположения: рядное, когда все цилиндры расположены последовательно друг за другом, и V-образное, когда на одном коленвале цилиндры расположены с обоих сторон. В этом случае большую роль играет угол развала цилиндров.
Так, большой угол развала понижает центр тяжести, облегчает охлаждение и маслоподачу, но в то же время снижает динамические характеристики и увеличивает инерционность, малый угол позволяет достичь уменьшения веса и инерционности, но способствует более быстрому перегреву.
Радикальной разновидностью такого двигателя является оппозитный двигатель с углом развала в 180°. В этом случае все его преимущества и недостатки выражаются в своем максимальном проявлении. Еще одна разновидность V-образного двигателя – W-образный. Он представляет из себя два V-образных двигателя, синхронизированных и включенных в общую систему привода. V-образные двигатели также называют двурядными, а W-образные – четырехрядными.
Существует также уникальный тип двигателя – рядно-V-образный, являющийся синтезом этих двух разновидностей. В этом случае цилиндры расположены последовательно, но с отклонением по обе стороны, что способствует лучшему охлаждению.
В целом же можно заметить, что различие между двумя основными типами двигателей заключается в их массе и габаритах. Но наиболее важным является то, что наименьший уровень шума и вибраций достигается только тогда, когда в нем в одном ряду расположено четное количество цилиндров.
Объем камер сгорания
Зачастую в литературе встречается выражение «объем двигателя», аналогичное данному. Объем напрямую влияет абсолютно на все остальные характеристики ДВС. Следует заметить, что в большинстве случаев увеличение объема ведет к увеличению как расхода топлива, так и мощностных характеристик. Уменьшение же объема – наоборот.
Материал двигателя
Современные двигатели в основном изготовлены из трех типов материалов – чугун или другие ферросплавы дает наибольшую прочность, но является наиболее тяжелым. Алюминий и его сплавы – малый вес и средняя прочность. Магниевые сплавы – наименьший вес и высокая прочность, однако цена просто огромна.
Однако, эти характеристики, по сути, отражают лишь ресурсные и шумовибрационные качества двигателей.
Для владельцев авто обычно более важными являются выходные характеристики:
Мощность
Максимальный уровень отдачи. Измеряется в лошадиных силах (л. с.) или киловаттах (кВт). Определяет скорость автомобиля и время его разгона до определенной скорости.
Крутящий момент
Максимальное тяговое усилие, создаваемое двигателем. Измеряется в Ньютон-метрах (Н·м). Косвенно влияет на скорость и разгон и прямо – на эластичность двигателя – способность ускоряться на низких оборотах.
Максимально допустимое число оборотов коленвала в минуту (об/мин)
Показывает, сколько оборотов коленвала в минуту сможет выдержать двигатель без потери в ресурсной прочности. Обычно большое число оборотов указывает на более резкий и динамичный характер авто.
Эти характеристики имеют наибольшее значение при покупке автомобиля.
Но, кроме того, не менее важны расходные характеристики:
Расход топлива
В большинстве стран измеряется в литрах на 100 километров. Обычно разделяется на расход в городском, загородном и смешанном циклах.
Тип топлива
Марка потребляемого бензина или дизельного топлива (ДТ). В современных автомобилях возможно использование любых марок топлива, но при снижении октанового числа падают как ресурсная прочность, так и мощность, а при повышении сверх нормы – повышается мощность, но снижается ресурс. Также при повышении октанового числа увеличивается теплоотдача, что может привести к раннему перегреву. Пример марок топлива: А-76, А-92, АИ-98, А-95Евро, ДТ, ДТ Евро, ДТ Супер.
Расход масла
Как и для топлива, измеряется в литрах, но на 1000 км. Максимальный показатель для исправной машины – 1л/1000км.
Марка потребляемого масла
Обычно используется цифровое обозначение вида ххWхх. Первое число – густота масла, второе – его вязкость. Например – 0W40 и 5W40 – синтетические масла, 10W40 – полусинтетическое масло, 15W40 и 20W40 – минеральные масла. Второе число также может изменяться. Более густые и вязкие масла улучшают прочность и надежность двигателя, менее густые – улучшают динамические выходные характеристики.
Внимание! Масла с обозначением типа 70W90 или 95W100 являются трансмиссионными и ни в коем случае не подлежат использованию в двигателе. Использование таких масел гарантированно приведет к неисправности двигателя!
Ресурсная прочность – как часто двигатель нуждается в техническом обслуживании
Обычно изменяется в пределах 5000—30000 километров пробега. Также к ресурсной прочности относится предельный пробег двигателя, который примерно позволяет определить срок его службы и гарантийный пробег, после которого прекращаются гарантийные обязательства.
Вот, пожалуй и все характеристики, которые интересуют среднестатистического владельца.
Однако, для двигателя также выделяется широкий ряд сложных технических спецификаций:
Тип топливной системы
Существуют две основные разновидности – бензиновые и дизельные двигатели. Бензиновые двигатели обычно имеют большую мощность, в то время как дизельные отличаются более низким расходом и большим крутящим моментом.
Тип бензиновой системы впуска
Современные автомобили оснащаются исключительно электронной системой впрыска (инжекции) топлива. Такая система позволяет добиться большего коэффициента полезного действия (КПД). Однако ранее автомобили в большинстве оснащались карбюраторной системой впуска топлива. В отличии от инжектора, карбюратор не распыляет топливо в камере сгорания, а вбрасывает в нее струю, что негативно влияет на КПД, расход топлива и удобство управления.
Обычно карбюратор устанавливается на двигатель в одном экземпляре, многокарбюраторные двигатели – прерогатива тюнинговых и спортивных моделей.
megapredmet.ru
