Устройство для подвода отработавших газов к турбокомпрессору двигателя внутреннего сгорания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ К ТУРБОКОМПРЕССОРУ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее два подводящих канала, подсоединенных через входное сечение к Соответствуншрм выпускным коллекторам двигателя, один отводящий канал, подключенный нерез выходное сечение к турбокомпрессору, и общую разделительную сТенку подводящих каналов, V причем оси отводящего канала и разделительной стенки расположены на одной линии и в одной плоскости с осями подводящих каналов, а отношение половины площади выходного сечения отводящего канала к площади выходного сечения подводящего канала равном 0,4-0,6, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности двигателя путем снижения потерь энергии газов при их смещении в отводящем канале, сечения отводящего и подводящих каналов выполнены в виде овалов, причем меньшая ось овала каждого подводящего канала и большая ось отводящего канала расположены в плоскости осей подводящих каналов, а геометрические параметры разделительной стенки и отводящего и подводящих каналов свя заны между собой соотношением По«о 0,95 - 1,05, где - FT -площадь входного сечения подводящего канала; F, -половина площади выходного сечения отводящего канала; У ti - высота разделительной стенки; о расстояние от основания разделительной стенки до х. выходного сечения отводящего канала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцюлистичксних

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(я) F 02 В 37 02 собой соотношением эаны между

ГОСУДж СтвЕННЫй НОМИТЕт СССР

re ДКЛ М ИЗСа1 ЯтЕНИй И ОтН1 ЫТИЙ (21) 3591181/25-06 (22) 17.05.83 (46) О?.06.85. Бюп. У 21 (72) Н.С.Ханин и Л.N.Òàðòàêîâñêèé (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (53) 621.436.052:621.515.5 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

N 591598, кл. F 02 В 37/02, 1978.

2.Заявка Франции Р 2322262, кл. F 01 В 7/08, опублик. 19?7 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ К ТУРБОКОМПРЕССОРУ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее два подводящих канала, подсоединенных через входное сечение к соответствующим выпускным коллекторам двигателя, один отводящий канал, подключенный через выходное сечение к турбокомпрессору, и общую разделительную стенку подводящих каналов, причем оси отводящего канала и pasделительной стенки расположены на одной линии и в одной плоскости с . осями подводящих каналов, а отношение половины площади выходного сечения отводящего канала к площади вы ходного сечения подводящего канала равном 0,4-0,6, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повьппения эффективности двигателя путем сни« жения потерь энергии газов при их смешении в отводящем канале, сечения отводящего и подводящих каналов выполнены в виде овалов, причем меньшая ось овала каждого подводящего канала и большая ось отводящего канала расположены в плоскости осей подводящих каналов, а геометрические параметры разделительной стенки и отводящего и подводящих каналов свя= 0,95 — 1,05>

С:: где - F, — площадь входного сечения подводящего канала;

F, - половина площади выходного сечения отводящего канала; п — высота разделительной стенки

h - расстояние от основания разделительной стенки до выходного сечения отводящего канала, 1 11600

Изобретение относится к машино" строению, а именно к устройству выхлопных трубопроводов двигателей внутреннего сгорания с турбокомпрессором. 5

Известно устройство для подвода . отработавших газов к турбокомпрессорам двигателя внутреннего сгорания, содержащее смесительную камеру, подсоединенную к выпускным коллекторам при помощи двух подводящих каналов.

Угол между осями подводящих каналов в точке подключения их к смесительо ной камере равен 15-30, а длина смесительной камеры — не менее трех 15 диаметров подводящего канала. P), Отсутствие в этом устройстве общей разделительной, стенки между.под. водящими каналами обуславливает отсутствие сужения и увеличения ско- 20 ростей подводимых в смесительную камеру потоков и увеличение угла между осями подводимых потоков и величины проекции на ось смесительной камеры силы реакции стенок. Сила 25 реакции стенок смесительной камеры ,возникает в соответствии с третьим закойом Ньютона и направлена против движения газового потока. Увеличение проекции силы реакции стенок на ось 5б смесительной камеры аналогично увеличению противодавления на выходе из смесительной камеры и обуславливает возрастание затрачиваемой на ее преодоление кинетической энергии газового потока. Возрастание угла между осями подводимых в смесительную камеру потоков обуславливает увеличение потерь энергии, затрачиваемой,на выравнивание полей скорое- 1 ти при смешении. Результирующие потери энергии выпускных газов при их смешении определяются взаимным влиянием всех трех указанных факторов. При этом увеличение угла между осями под"<5 водимых потоков и величины проекции на ось смесительной камеры силы реакции стенок способствует увеличению результирукнцих потерь энергии выпускных газов при их смешении и, как следствие, ухудшению топливной экономичности двигателя.

Известно также устройство для подвода отработавших газов к турбокомпрессору двигателя внутреннего 55 сгорания, содержащее два подводящих канала, подсоединенных через входное сечение к соответствующим вЬптускным

79 2 коллекторам двигателя, один отводящий канал, подключенный через выход-. ное сечение к турбокомпрессору, и общую разделительную стенку подводящих каналов, причем оси отводящего канала и разделительной стенки рас-, положены на одной линии и в.одной плоскости с осями подводящих каналов, а отношение половины площади выходного сечения отводящего канала к площади входного сечения подводящего канала равно 0,4-0,6 P), Однако в известном устройстве не проведена оптимизация геометрических параметров и формы отводящего и подводящего каналов и разделительной стенки. Это приводит к значительной турбулизации и увеличению скоростей потоков на входе в отводящий канал и к возрастанию потерь энергии газовых потоков при их смешении, а .следовательно н к снижению эффективности двигателя.

Цель изобретения — повышение эффективности двигателя путем снижения потерь энергии газов при их смешении в отводящем канале.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для подвода отработавших газов к турбокомпрессору двигателя внутреннего сгорания, содержащем два подводящих канала, подсоединенных через входное .сечение к соответствующим выпускным коллекто-. рам двигателя, один отводящий канал, подключенный через выходное сечение к турбокомпрессору, и общую разделительную стенку подводящих каналов, причем оси отводящего канала и разделительной стенки расположены на одной линии и- в одной плоскости с осями подводящих каналов, а отношение половины площади выходного сечения отводящего канала к площади входного . сечения подводящего канала равно

0,4-0,6, сечения отводящего и подво-. дящего каналов выполнены в виде овалов, причем меньшая ось овала каждого подводящего канала и большая ось отводящего канала расположены в плоскости осей подводящих каналов, а геометрические параметры разделительной стенки и отводящего и под-. водящих каналов связаны между собой соотношением

F. — 095-105

t 1 1

1160079

4

У (з где „ — площадь входного сечения подводящего канала;

à — половина площади выходного сечения отводящего канала;

h — высота разделительной стен- 5 кив Ь, — расстояние, от основания разделительной стенки до выходного сечения отводящего канала.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2— сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3— сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 " сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5— сечение Г-Г на фиг. 1.

Устройство содержит два подводящих канала 1 и 2, один отводящий канал 3 и общую разделительную стенку 4 подводящих каналов 1 и 2. Последние подсоединены через входное сечение 5 к соответствующим выпускным коллекторам 6 и 7 двигателя 8.

Отводящий канал 3 подключен через выходное сечение 9 к турбокомпрессору 10. Оси 11 и 12 отводящего канала 3 и разделительной стенки 4 расположены на одной линии и в одной

-плоскости с осями 13 и 14 подводя1 .щих каналов 1 и 2. Отношение полови ны площади выходного сечения 9 отводящего канала 3 к площади входного сечения 5 каждого подводящего канала 1 и 2 равно 0,4—

0 6. Сечения отводящего 3 и под . водящих 1 и 2 каналов выполнены в 35 виде овалов. Меньшая ось 15 овала каждого подводящего канала 1 и 2 и большая ось 16 отводящего канала 3 расположены в плоскости осей 13 и 14 подводящих каналов 1 и 2. Геометри- 40 ческие параметры разделительной стенки 4 и каналов 1, 2 и 3 связаны меж-. ду собой соотношением

= 0,95 — 1,05, 45

:где Г - площадь входного сечения 5 т подводящего канала I и 2 половина площади выходного сечения 9 отводящего кана" ла 3; высота разделительной стенки 4; расстояние от основания разделительной стенки 4 до выходного сечения 9 отводящего канала 3.

Устройство работает следующим

06pBSOH °

Отработавшие газы иэ выпускных коллекторов 6 и 7 двигателя 8 посту" пают во входное сечение 5 подводящих каналов 1 и 2. В зоне разделительной стенки 4 в отводящем канале

3 осуществляется перемешивание отра". ботавших газов, поступающих из выпускных коллекторов 6 и 7.

Далее отработавшие газы проходят, через выходное сечение 9 отводящего канала 3 к турбокомпрессору 9.

За счет указанного расположения осей 11-16, а также выполнения в определенных соотношениях геометрических параметров (сечений 5 и 9, высоты " и расстояния по ) достигается уменьшение относительной толщины пограничных слоев с высокими поперечными градиентами скорости, снижается начальная неравномерность скоростного поля газов,подводимых в .отводящий канал 3, а следовательно уменьшаются потери энергии потоков при их смешении.

Таким образом, эа счет соответствующего профилирования каналов и выполнения указанных соотношений параметров достигается снижение.потерь энергии газов при их смешении, что обуславливает уменьшение работы насосных ходов и увеличение располагаемой энергии газов перед турбиной турбокомпрессора, а следовательно, повышение эффективности двигателя.

3 160079

1160079

Составитель В,Козлов

Редактор Н.Бобкова ТехредМ.Пароцай Корректор О.Луговая ч

Заказ 3716/30 Тираж 538 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб, д,4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óêãîðîä, ул.Проектная,4